Gunnar Nordberg

Vorkommen und Verwendungen

Niob (Nb) kommt zusammen mit anderen Elementen wie Titan (Ti), Zirkonium (Zr), Wolfram (W), Thorium (Th) und Uran (U) in Erzen wie Tantalit-Columbit, Fergusonit, Samarskit, Pyrochlor, Kopitit vor und Loparit. Die größten Vorkommen befinden sich in Australien und Nigeria, und in den letzten Jahren wurden umfangreiche Vorkommen in Uganda, Kenia, Tansania und Kanada entdeckt.

Niob wird in großem Umfang in der Elektrovakuumindustrie und auch bei der Herstellung von Anoden, Gittern, Elektrolytkondensatoren und Gleichrichtern verwendet. In der Chemietechnik wird Niob als korrosionsbeständiges Material für Wärmetauscher, Filter, Nadelventile und so weiter verwendet. Hochwertige Schneidwerkzeuge und magnetische Materialien werden aus Nioblegierungen hergestellt. Ferroniobium-Legierung wird in thermonuklearen Geräten verwendet.

Niob und seine hochschmelzenden Legierungen werden im Bereich der Raketentechnik, in der Überschallflugzeugindustrie, in interplanetaren Fluggeräten und in Satelliten eingesetzt. Niob wird auch in der Chirurgie verwendet.

Gefahren

Während des Abbaus und der Konzentration von Nioberz und der Verarbeitung des Konzentrats können die Arbeiter allgemeinen Gefahren wie Staub und Rauch ausgesetzt sein, die für diese Vorgänge typisch sind. In den Bergwerken kann die Wirkung von Staub durch die Einwirkung von radioaktiven Stoffen wie Thorium und Uran verstärkt werden.

Toxizität

Viele der Informationen über das Verhalten von Niob im Körper basieren auf Untersuchungen des Radioisotopenpaars ⁹⁵Zr-⁹⁵Nb, ein übliches Kernspaltungsprodukt. ⁹⁵Nb ist die Tochter von ⁹⁵Zr. Eine Studie untersuchte die Krebsinzidenz bei Niobminenarbeitern, die Radon und Thoron-Tochter ausgesetzt waren, und fand einen Zusammenhang zwischen Lungenkrebs und kumulativer Alpha-Strahlung.

Intravenöse und intraperitoneale Injektionen von Niob (radioaktiv) und seinen Verbindungen zeigten eine ziemlich gleichmäßige Verteilung im Organismus mit einer Tendenz zur Akkumulation in Leber, Nieren, Milz und Knochenmark. Die Ausscheidung von radioaktivem Niob aus dem Organismus kann durch die Injektion massiver Dosen von Zirkoniumnitrat erheblich beschleunigt werden. Nach intraperitonealen Injektionen von stabilem Niob in Form von Kaliumniobat wird die LD₅₀ für Ratten 86 bis 92 mg/kg und für Mäuse 13 mg/kg. Metallisches Niob wird nicht aus dem Magen oder Darm aufgenommen. Die LD₅₀ von Niobpentachlorid in diesen Organen betrug bei Ratten 940 mg/kg, während die entsprechende Zahl für Kaliumniobat 3,000 mg/kg betrug. Niobverbindungen, die intravenös, intraperitoneal oder per os verabreicht werden, haben eine besonders ausgeprägte Wirkung auf die Nieren. Dieser Effekt kann durch eine vorbeugende Medikation mit Ascorbinsäure abgeschwächt werden. Die orale Aufnahme von Niobpentachlorid verursacht darüber hinaus akute Reizungen der Schleimhäute der Speiseröhre und des Magens sowie Leberveränderungen; chronische Exposition über 4 Monate verursacht vorübergehende Blutveränderungen (Leukozytose, Prothrombinmangel).

Eingeatmetes Niob verbleibt in der Lunge, dem kritischen Organ für Staub. Tägliches Einatmen von Niobnitridstaub in einer Konzentration von 40 mg/m³ von Luft führt innerhalb weniger Monate zu Zeichen einer Pneumokoniose (ohne erkennbare Anzeichen einer toxischen Wirkung): Verdickung der interalveolären Septen, Entwicklung erheblicher Mengen kollagener Fasern im peribronchialen und perivaskulären Gewebe und Abschuppung des Bronchialepithels. Analoge Veränderungen entwickeln sich bei intratrachealer Verabreichung von Niobpentoxidstaub; in diesem Fall wird Staub sogar in den Lymphknoten gefunden.

Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen

Atmosphärische Konzentrationen der Aerosole von Nioblegierungen und Verbindungen, die toxische Elemente wie Fluor, Mangan und Beryllium enthalten, sollten streng kontrolliert werden. Während des Abbaus und der Konzentration von uran- und thoriumhaltigem Nioberz sollte der Arbeiter vor Radioaktivität geschützt werden. Eine ordnungsgemäße Konstruktion einschließlich einer angemessenen Belüftung mit Frischluft ist erforderlich, um den Staub in der Grubenluft zu kontrollieren. Bei der pulvermetallurgischen Gewinnung von reinem Niob aus seinen Verbindungen müssen die Arbeitsplätze frei von Niobstaub und -dämpfen gehalten und die Arbeiter vor Chemikalien wie Ätzalkalien und Benzol geschützt werden. Darüber hinaus werden regelmäßige ärztliche Untersuchungen einschließlich Lungenfunktionstests empfohlen.

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