Livro Paradidático Nióbio

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Nióbio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bruna Cardoso - Laís de Souza - Pollyana Gonçalves - 
Samara Mendes - Silvia Nascimento - Vinícius Martins 
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Nióbio 
Sumário 
 
1. Resumo ................................................. 4 
2. Introdução ............................................. 4 
3. História .................................................. 5 
4. Propriedades Físicas e Químicas ....... 6 
5. Mineração .............................................. 8 
5.1- Formação Geológica da Mina ......... 9 
5.2- Processamento ................................ 9 
6. Recursos, Reservas e Exportação ... 17 
7. Usos e Consumos .............................. 19 
7.1- Nióbio no nosso cotidiano: .......... 20 
8. Descarte no Brasil .............................. 24 
9. Conclusão ........................................... 25 
10 - Bibliografia ....................................... 26 
 
 
 
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Nióbio 
1. Resumo 
Este livro paradidático tem como objetivo sintetizar as 
características do metal nióbio. O aprofundamento é realizado 
com auxílio de ilustrações para melhor entendimento. 
Palavras-chaves: Metal. Nióbio. Mineral. Columbita. Tantalita. 
2. Introdução 
O nióbio (Nb) é um elemento químico, do grupo 5 (metais de 
transição) que pertencem ao quinto período da tabela periódica. 
(Imagem 1) 
 
 
 Ele é prateado, brilhante, dúctil, resistente à corrosão e 
temperaturas elevadas. (Imagem 2) 
 
 É um metal raro pelo mundo, mas abundante no Brasil. Ele se 
encontra em forma mineral piroclorita e columbita. Suas 
utilizações, são desde lentes óticas, até em indústrias nucleares. 
Sendo assim, muito cobiçado mundialmente. 
 
 
 
 
 
 
Figura 1: Tabela Periódica 
Fonte: Tabela Periódica Completa, 2016. 
Figura 2: Nióbio 
Fonte: CBMM, 2016. 
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Nióbio 
3. História 
Charles Hatchett (Imagem 3) foi um 
químico inglês, nascido em Londres 
(1765-1847) que em 1801, ao 
analisar uma amostra de mineral 
desconhecida enviado dos Estados 
Unidos para o Museu Britânico em 
Londres, descobriu o elemento 41 
da tabela periódica. 
O mineral analisado era preto e 
pesado, que mais tarde foi 
denominado de columbita. Charles, 
percebeu que este mineral continha 
algo diferente, uma “terra”, que o fez 
acreditar no descobrimento de um 
novo elemento. Recebendo assim, 
o nome de “Columbium” (Cb) em 
homenagem ao personagem 
estadunidense Colúmbia. Essa 
descoberta não teve tanta repercussão, já que o metal não 
apresentou nenhum uso de imediato. 
No ano seguinte, 1802, o sueco Anders Gustaf Ekeberg (1767-
1813) ao analisar duas amostras de minerais obteve um resultado 
particularmente interessante. 
Uma amostra era de Ytterby, Suécia e a outra de Kimito, 
Finlândia. Em ambas as amostras ele observou o mesmo 
elemento, denominando-o de Tântalo, em homenagem ao filho de 
Júpiter que na mitologia grega foi condenado a eterna frustação 
de não poder beber água. O isolamento deste novo elemento foi 
um tanto tentador, daí o nome. 
Alguns anos depois em 1809, houve uma nova pesquisa do qual 
o químico britânico William Hyde Wollaston, ao analisar as 
amostras dos minerais de columbita e tantalita chegou à devida 
conclusão de que ambas eram o mesmo elemento. Como não 
houve nenhuma contradição, este “fato” permaneceu por um bom 
tempo. 
Até que trinta e cinco anos depois, em 1844, o químico alemão 
Heinrich Rose, foi além. Ele conseguiu distinguir os dois 
elementos através da diferença do estado de valência. 
Renomeando assim, o columbio como nióbio, inspirando-se na 
mitologia grega que conta a história de Níobe, filha do rei Tântalo, 
que foi transformada em uma rocha. 
Em 1950, a União de Química Pura e Aplicada – IUPAC – adotou 
oficialmente o nome Nióbio para o elemento 41 da tabela 
periódica. 
Esta descoberta teve um grande valor para a história, talvez não 
de imediato, mas atualmente podemos notar a importância do 
nióbio nas indústrias. Uma vez que ele é raro e muito usado nas 
indústrias tecnológicas. 
 
 
 
Figura 3: Charles Hatchett 
Fonte: TIC - Tantalum Niobium 
International Study Center,2016. 
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Nióbio 
4. Propriedades Físicas e Químicas 
Na atualidade, o Nióbio é usado por diversos segmentos, desde 
a área industrial até mesmo no segmento aero - espacial. 
Por ser um metal de alto ponto de fusão (2.468 C) participante dos 
metais de transição e pertencente aos que são chamados de 
metais refratários, se destaca pelas seguintes características: 
densidade pouco superior a do ferro, elevada resistência ao 
ataque por certos ácidos e metais líquidos, baixa resistência à 
oxidação e supercondutividade a temperaturas inferiores a 264 
graus negativos Celsius. 
A liga ferro-nióbio, obtida através da alumino termia, é o produto 
final mais importante da cadeia do nióbio, sendo destinado à 
produção de alguns aços, especialmente os micros ligados e os 
inoxidáveis. Nos aços micros ligados, mesmo com um reduzido 
consumo específico (cerca de 400g de FeNb por t de aço), o 
nióbio confere ao produto características de resistência mecânica, 
tenacidade e soldabilidade. 
Já para os inoxidáveis, seu valor está em neutralizar o efeito de 
carbono e nitrogênio, afastando risco de deterioração do produto 
por corrosão. 
O óxido de nióbio (9% de Nb2O5), que representa 13% do 
mercado mundial de nióbio, é a matéria-prima para a fabricação 
de produtos especiais como: ferro-nióbio de alta pureza, níquel-
nióbio, óxidos especiais de nióbio (grau ótico e grau cristal) e 
nióbio metálico e suas ligas, os quais se destinam a uma série de 
usos mais sofisticados como as superligas aeronáuticas, os 
cerâmicos para optoeletrônica e os supercondutores. Vale 
ressaltar que o nióbio, como metal puro, apresenta pouca 
aplicação. Como metal puro tem característica de metal macio e 
dúctil. 
O nióbio é o elemento de número atômico 41 e símbolo químico 
Nb, pertence ao grupo 5 e ao 5º período da tabela periódica. 
As aplicações são variadas, mas a sua adição a ligas metálicas é 
um uso comum. 
Conforme tabela de propriedades do nióbio abaixo: 
Figura 4: Elemento 41 
Fonte: Quimlab,2016. 
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Nióbio 
* Em condições de pressão e temperatura normais 
Tabela 1: Principais Propriedades do Nióbio 
A crescente demanda deriva-se de uma das suas principais 
propriedades, a alta resistência a temperaturas elevadas, para 
entender o motivo analisamos os fatores que influencia o Nióbio 
como elemento, a sua distribuição eletrônica, pois os elétrons 
extra da camada “d” permite ao elemento a predisposição na fila 
de ligação entre metal-metal, resultando em diversas ligações 
diferentes proporcionando elevados pontos de ebulição de fusão 
e de entalpia. 
Um elemento que tem capacidade de apresentar diferentes níveis 
de oxidação do +5 até -1(apresentando-se mais estável em +5) 
tem flexibilidade de estar presente em diversas classe como: 
fosfatos, carbonetos, sulfetos, nitritos e óxidos. 
Algumas destas ligas são usadas devido às suas propriedades 
supercondutoras de eletricidade. Noutros casos, o nióbio também 
é adicionado a ligas para promover uma maior resistência a altas 
temperaturas, sendo exemplo disso, o seu uso em reatores 
nucleares. 
O nióbio pode apresentar diversos estados de oxidação, sendo os 
mais comuns +2, +4 e +5, formando os óxidos NbO (cinzento), 
NbO2 (preto-azulado) e Nb2O5, respectivamente. Este último 
óxido apresentaum considerável polimorfismo. 
Alguns categorizados pela cor ou pela propriedade magnética, 
exemplo: LiNbO3 é usado em frequência para aparelhos de 
comunicação, SrxNbO3 (x=0,7-0,95) caracteriza-se pela variação 
de azul-escuro a vermelho, conforme a quantidade de Sr. 
Em ligas de nióbio com estanho, titânio ou germânio são materiais 
supercondutores a temperaturas perto dos 23ºK. Estas ligas têm 
a propriedade de, ao contrário de outros materiais 
supercondutores, manterem a supercondutividade, mesmo com 
altas correntes elétricas. 
 
Principais Propriedades Nióbio 
Características Químicas Físicas* 
Número atômico: 41 Configuração 
eletrônica: [Kr] 4d4 
5s1 
Estado físico: 
Sólido 
Classe: metal Raio atômico: 1,429 Å Estrutura 
cristalina: Cúbica 
de corpo 
centrado 
Série: metal de 
transição 
Raio covalente: 1,34 
Å 
Cor e aparência: 
cinzento metálico 
Grupo: 5 Íons comuns: Nb5+; 
Nb3+ 
Ponto de fusão: 
2477 ºC 
Período: 5 Eletronegatividade de 
Pauling: 1,6 
Ponto de 
ebulição: 4744 
ºC 
Bloco: d Energias de 
ionização: o 1º 
652,1kJ mol-1 o 2º 
1380 kJ mol-1 
Condutividade 
térmica: 54,2 W 
m-1 K-1 
Abundância 
 
 Capacidade 
calorífica: 24,62 
J mol-1 K-1 
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Nióbio 
5. Mineração 
A columbita-tantalita (Onde normalmente é encontrada o 
pirocloro) normalmente encontra-se associada aos pegmatitos, 
ou seja, são termos finais do magma granítico que não entram na 
rocha cristalizada primeiramente. Além disso, trata-se de rocha 
plutônica, resfriada lentamente abaixo da superfície terrestre (os 
magmas vulcânicos, como os basaltos, extravasam e resfriam 
rapidamente) e dando origem a cristais que podem atingir metros 
de comprimento. 
O pirocloro encontra-se em carbonatitos associados às intrusões 
alcalinas do cretáceo superior, da era mesozóica. Os carbonatitos 
costumam conter um ou mais dos seguintes minerais: nióbio, 
níquel, cobre, titânio, vermiculita, apatita (fosfato), terras raras, 
barita, fluorita, além dos minerais nucleares tório e urânio. Existe 
certa divergência entre os especialistas no assunto sobre a 
origem dos carbonatitos, mas a versão mais aceita é de que são 
relacionados às rochas alcalinas, incluindo kimberlitos 
(associados à ocorrência de diamantes) e que são originados de 
material derivado de grande profundidade, possivelmente do 
manto. 
O Grupo Ibiá, onde está alojado o Complexo Carbonatítico do 
Barreiro, é uma sequência metassedimentar pelítica estruturada 
na forma de ritmitos finos, depositada a partir da erosão de arcos 
magmáticos neoproterozóicos (Seer, 1995). Constitui-se 
dominantemente de micaxistos com quartzitos associados. 
O Complexo Carbonatítico (19°40'S / 46°57'O)do Barreiro é 
aproximadamente circular e apresenta um diâmetro de cerca de 
4,5 quilômetros. Sua intrusão, ocorrida há 90 milhões de anos, 
arqueou rochas do Grupo Ibiá, notadamente micaxistos e gerou 
fraturas radiais e concêntricas nas rochas encaixantes. Na zona 
de contato, a fenitização manifestou-se sob forma de 
veios/vênulas, constituídos principalmente de anfibólio sódico, 
que preenchem fraturas em quartzitos da zona de contato. Alguns 
fenitos quartzo-feldpáticos são também encontrados. 
Segundo Schobbenhaus; Queiroz; Coelho (1997), o complexo 
Ultramafico-Alcalino Catalão I é uma estrutura domica de idade 
cretácea, constituído por um conjunto de rochas ultramafias 
serpentinizadas e flogopitizadas, cortadas por diversos tipos de 
veios de carbonatitos de espessuras variáveis. Esse complexo e 
o corpo ígneo denominado Catalão II, são intrusivos em rochas 
proterozóicas, as quais cobrem um embassamento granito 
gnáissico e ocupam uma grande área do sudoeste do estado de 
Goiás, Brasil. O Complexo de Catalão I foi intensamente 
intemperizado desde o Terciário, proporcionando a formação de 
uma espessa cobertura laterítica. Esses processos intempéricos 
foram responsáveis pela formação supergenica de várias zonas 
mineralizadas no complexo, contendo importantes reservas de 
fosfato, nióbio, titânio, terras raras e vermiculita. [...] O Complexo 
Catalão I constitui uma das mais importantes regiões de 
mineração do Brasil. (SCHOBBENHAUS; QUEIROZ; COELHO; 
1997 p.69) 
 
 
 
 
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Nióbio 
5.1- Formação Geológica da Mina 
 
Em termos geológicos, esses depósitos estão associados ao 
Complexo Carbonático-Alcalino. Uma feição geológica marcante 
é o elevado grau de intemperismo caracterizado por raras 
aparições em rochas frescas. 
Rochas coletadas a partir de testemunhos de sondagem em 
zonas brechadas do minério primário, evidenciam um processo 
de transformação do pirocloro, a partir das bordas e fraturas, com 
substituição de Ca e Na por Ba, sugerindo intensa ação de água 
meteórica. 
 
5.2- Processamento 
O Processamento do concentrado em liga de ferro nióbio pelas 
duas mineradoras apresentam diferenciações não apenas na 
escala de suas plantas industriais, mas também em seus 
processos produtivos, principalmente devido às diferenciações 
mineralógicas de suas jazidas. Na Mineração Catalão, o minério 
de pirocloro é extraído em três minas: a mina de Boa Vista e pelas 
minas 1 e 2. A primeira mina contém um alto teor de sílica e as 
duas últimas contêm um alto teor de minério de ferro. Este fato 
obrigou a beneficiar estes minérios separadamente, pois caso 
contrário, a quantidade de nióbio extraída seria muito pequena. 
Na mina, utilizam-se detonadores a base de uma emulsão 
especial, contendo nitrato, que não causa efeitos colaterais aos 
mineradores, como enxaqueca, caso utilizassem os explosivos 
convencionais. Da mina, o minério é levado em caminhões 
convencionais até a unidade de britagem e moagem. 
Primeiramente, este minério é britado e moído, até atingir uma 
granulometria ideal, em seguida são feitas uma separação 
magnética, o deslame e a flotação, processos físicos de onde são 
retiradas as impurezas. Após estes processos, ocorre o processo 
Aluminotérmico, onde todo o concentrado é transformado em 
ferro-nióbio. 
A CBMM possui uma planta significativamente maior do que a da 
Anglo American em tamanho e em escala. A mina de pirocloro da 
CBMM localiza-se no complexo do barreiro, dentro de uma área 
mineralizada a nióbio. Esta área mineralizada está circundada por 
uma cobertura laterítica, composta por elementos como apatita e 
barita. 
Figura 5: Formação Geológica da Mina 
1 - Intrusão de carbonatito; 
2. Infiltração do minério primário (Pirocloro, Apatita, Magnetita e 
Monazita); 
3. Intemperismo. 
Fonte: CBMM, 2016 
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Nióbio 
Figura 6: Fluxograma da 
Produção do Nióbio 
A mineração é feita a céu aberto por bancos de 10m de altura sem 
a necessidade de uso de explosivos ou qualquer outro artifício, 
uma vez que o material, tanto o minério como o estéril são friável 
e de fácil desmonte. Este minério é transportado por correia 
transportadora até a unidade de concentração. Na unidade de 
concentração, o minério passa por um processo de desagregação 
e decomposição, sem a necessidade de britagem, salvo para 
pequenos blocos ou torrões. O minério britado a menos de 50 mm 
e o passante na peneira se juntam uma mesma correia e vão para 
o silo de minério da concentração. No processo de moagem, o 
minério é levado para o moinho de bolas, onde são liberados os 
cristais de pirocloro, extremamente finos. Após a moagem, o 
minério passa por um processo de separação magnética, da qual 
é retirada a fração de magnetita (Fe) existente no minério; a fração 
magnética contendo ferro é bombeada para uma represa especial 
onde é estocada para umaeventual comercialização, a parte não 
magnética é levada para o deslame, de onde são retiradas as 
lamas lateríticas que podem impedir a sequência do processo. 
Feito o deslame, a polpa deslamada passa por um processo de 
flotação e filtragem. 
Na unidade de sinterização são retirados os teores de enxofre (S) 
e água (H2O) e na unidade de desfosforação são retirados o 
fósforo (P) e o Chumbo (Pb). O processo de produção da liga 
FeNb é feito a partir de uma reação aluminotérmica onde são 
misturados o concentrado de pirocloro, a sucata de ferro ou o 
óxido de ferro e o carvão de origem vegetal. Os reatores 
consistem em um cilindro de chapa de carbono, revestido com 
tijolos de Magnesita e posicionados num leito de areia e sílica 
sobre uma concavidade cônica preparada previamente e 
destinada a receber todo o metal a ser produzido durante a 
reação. A areia do fundo do reator é revestida por uma camada 
de bentonita e cal. A parte externa é vedada com areia para evitar 
vazamento de escória ou metal. Em frente cada reator é feito outra 
concavidade na areia destinada a receber a escória. A maioria 
das impurezas é escorificada, inclusive o tório e o urânio. Todo o 
fósforo, enxofre e cerca de 20% de chumbo contido no 
concentrado passam ao ferro-liga e por um processo de lixiviação, 
reduzindo estes elementos aos níveis desejados. Após o término 
da reação a escória é vazada e o ferro-nióbio é deixado num leito 
de areia para esfriar, solidificar. A escória é removida e soterrada 
em local confinado, conforme as normas da Comissão Nacional 
de Energia Nuclear (CNEN), devido ao pequeno conteúdo 
radioativo. Após a solidificação o FeNb é britado, amostrado, 
analisado e estocado em tambores de 1000 kg. O FeNb pode ser 
embalado em tambores de 250 kg, podendo ser embalados em 
tambores de 25lb ou sacos (big bags), conforme as solicitações 
dos clientes e levados até o porto do Rio de Janeiro, em carretas 
para serem exportados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Nióbio 
De maneira geral, as operações coordenadas no 
desenvolvimento do processo produtivo são: recepção do minério 
proveniente da mina por meio de correia transportadora, 
beneficiamento mineral, sinterização, desfosforação. O 
concentrado refinado segue para a elaboração dos produtos finais 
na Unidade de Metalurgia, Planta Química (óxidos), Unidade de 
Ligas Especiais Grau Vácuo e Unidade de Nióbio Metálico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7: Operações Industriais 
Fonte: IEF – Instituto Estadual de Florestas,2016. 
Figura 8: Unidade de Concentração 
Fonte: IEF – Instituto Estadual de Florestas,2016. 
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Figura 9: Unidade de Óxidos 
Fonte: IEF – Instituto Estadual de Florestas,2016. 
Figura 10: Unidade de Ligas Especiais 
Fonte: IEF – Instituto Estadual de Florestas,2016. 
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Figura 10: Mina de Nióbio em Araxá - MG 
Fonte: Revista Decifra-me,2016. 
Figura 11: Correia Transportadora em Araxá - MG 
Fonte: CBMM,2016. 
Figura 13: Jazida de Nióbio em Araxá - MG 
Fonte: Folha,2016. 
Figura 12: Correia Transportadora em Araxá - MG 
Fonte: Floapress,2016. 
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Figura 14: Jazida de Nióbio em Araxá - MG 
Fonte: Folha,2016. 
Figura 15: Extração de Nióbio em Catalão-GO 
Fonte: Minerios,2016. 
Figura 16: Jazida de Nióbio em Araxá – MG 
Fonte: Folha,2016. 
Figura 17: Nióbio sendo extraído a céu aberto na mina da Anglo American – GO 
Fonte: G1,2016. 
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Figura 18: Processo Industrial 
Fonte: CBMM,2016. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Operações de produção ferronióbio Standard 
Segundo IEF (Instituto Estadual de Florestas) de maneira 
específica, em cada unidade industrial, as atividades ocorrem da 
seguinte maneira: 
Unidade de Concentração: o minério proveniente da mina, já 
britado, chega por meio de correia transportadora, passa por 
classificação, moagem, separação magnética, deslamagem, 
flotação e espessamento. O produto segue para a unidade de 
sinterização através de bags ou tubulações. Esta unidade destina-
se a concentrar o mineral que contém o nióbio, denominado 
pirocloro. Os minerais segregados são dispostos em barragem de 
rejeitos. 
Unidades de Sinterização: o concentrado de pirocloro chega as 
unidades desinterização por meio de tubulações ou bags sendo 
associado com insumos parapelotização, sinterização, britagem e 
classificação. Além de propiciar a aglomeração do material, estas 
unidades destinam-se à retirada do enxofre e água contidos no 
concentrado. O produto é um concentrado sinterizado. 
Unidade de Desfosforação: o concentrado sintetizado é refinado 
em fornos elétricos de onde o ferrofósforo é segregado. O 
concentrado refinado é granulado, secado e enviado para a 
unidade metalúrgica ou unidade de óxidos através de bags. 
Unidade de Metalurgia: o material proveniente da desfosforação, 
o concentrado refinado, acondicionados em bags, segue por meio 
de caminhões prancha até a Unidade de Metalurgia, onde é 
misturado com matéria-prima e insumos como alumínio em pó e 
ferro, homogeneizado e processado em fornos elétricos. O 
ferronióbio standard, produto final desta unidade, é vazado, 
resfriado, britado, classificado, embalado e expedido para clientes 
em cerca de 50 países. 
Unidade de Óxidos: esta unidade tem como objetivo produzir 
óxidos de alta pureza, como Óxido de Nióbio standard e Óxido de 
Nióbio Grau Óptico. O concentrado-refinado acondicionado em 
bags, proveniente também da desfosforação, chega a esta 
unidade por meio de caminhões prancha e passa por reações em 
etapas alcalina e ácida, sendo após calcinado. Parte da produção 
é direcionada para as unidades de produção de ligas especiais e 
unidade de nióbio metálico. Parte é vendida e parte é purificada 
para atingir especificações especiais. 
Unidade de Ligas Especiais: nesta unidade o material alimentado 
passa por homogeneização, reação alumino térmica, 
desenformamento e limpeza superficial da liga. Desta última 
etapa, o composto segue para a unidade de Nióbio Metálico, 
resultando nos produtos finais NiNb VG e FeNb VG que são 
britados, embalados e armazenados para posterior expedição. 
Unidade de Nióbio Metálico: nesta unidade o ATR é alimentado 
em forno de feixe de elétrons, gerando lingotes puros de 600 ou 
1500 quilos. Antes da venda o produto é usinado em sua 
superfície para eliminação de impurezas presentes em partes por 
milhão. Testes físicos e embalagem precedem a expedição. É 
importante ressaltar, que ao longo das etapas do processo 
produtivo há momentos em que se têm entradas, ou seja, 
alimentação com as matérias-primas e adição de insumos, e 
saídas com o descarte de efluentes líquidos e emissões 
atmosféricas. Outro aspecto que não pode deixar de ser 
mencionado é a utilização de diversas barragens (B0, B1, B4, B5, 
B6 e B7), principalmentena deposição de rejeitos do processo 
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Nióbio 
Gráfico 1: Produção Mundial e Nacional de Nióbio 
Fonte: Busca da Compreensão, 2016. 
produtivo, sendo que em virtude da composição dos mesmos, há 
necessidade que as mesmas sejam impermeabilizadas. Também 
foi necessária a implantação de poços infiltradores associados à 
barragem B4 para a contenção de contaminação de Bário nas 
águas subterrâneas. 
6. Recursos, Reservas e Exportação 
Os recursos e reservas globais do Nióbio se concentram em maior 
parte no Brasil equivalente a (86,7%), na Austrália (10,7%) e no 
Canadá (3,1%). Há pequenas reservas em França, África do Sul 
e Nigéria. 
Especificamente no Brasil, os recursos e reservas de nióbio estão 
concentrados nos seguintes estados: Minas Gerais (75%), no 
município de Araxá; Amazonas (23%), no município de São 
Gabriel da Cachoeira; Goiás (2%), nos municípios de Catalão e 
Ouvidor. 
As maiores jazidas estão no Morro dos Seis Lagos (AM) e em 
Raposa Serra do Sol (RR). O primeiro é localizado na cidade São 
Gabriel da Cachoeira (AM), na região denominada Cabeça de 
Cachorro, fronteiriça à Venezuela e à Colômbia. Noventa por 
cento da população da cidade é indígena. Cada um dos seis lagos 
apresenta coloração diferente devido à presença de imensas 
reservas de minerais, sendo a predominância de nióbio. É 
Reserva Indígena e área de segurança nacional e de proteção 
ambiental, por isso, não é possível explorá-las, mas há denúncias 
de que há extrações clandestinas. 
No Brasil duas empresas completam ciclo da produção do minério 
e das ligas de nióbio, que são a CBMM (Companhia Brasileira de 
Metalurgia e Mineração) em Araxá, Minas Gerais e a Mineração 
Catalão em Goiás. 
O Brasil se constitui o maior produtor mundial de minério de 
nióbio, com produção em 2008 da ordem de cerca de 86.000 
toneladas de concentrado, respondendo por 96% da produção 
mundial. Até 2008, a produção nacional manteve-se com 
tendência sempre crescente, passando de 35.458 toneladas em 
2000 para 86.000 toneladas em 2008. Esse crescimento é 
explicado pela demanda da liga ferro-nióbio, refletindo o 
crescimento extraordinário da produção de aço em resposta ao 
crescimento econômico dos países industrializados, 
principalmente a China. 
 
 
 
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Nióbio 
Gráfico 2: Quantidade de Nióbio Exportado pelo Brasil 
Fonte: Busca da Compreensão, 2016. 
O nióbio é um mineral raro e estratégico. Calcula-se o valor das 
reservas brasileiras em dezenas de trilhões de reais. O uso do 
nióbio disseminou-se após a descoberta da imensa reserva em 
Araxá-MG, tornou-se abundante e ganhou importância no 
desenvolvimento de materiais de engenharia, por ser o mais leve 
dos metais refratários. 
O problema maior é que o preço do nióbio, muito baixo, é fixado 
pela Inglaterra, país que não tem sequer um único grama do 
mineral. Porém, a comercialização é efetuada em transações 
entre empresas que muitas vezes nem seguem o valor cotado na 
London Metal Exchange e os valores não são divulgados. O 
nióbio é tão importante quanto o petróleo para as economias 
desenvolvidas. Isso coloca o Brasil em posição mais vantajosa no 
comércio internacional do que os países da Opep. Porém o Brasil 
por vender o nióbio que é muito raro e é um mineral praticamente 
encontrado somente no nosso país, os produtores vendem a 
preços baixos e acabam perdendo bilhões de dólares por ano, 
sendo que se o Brasil exportasse a um preço relativo ao seu valor 
real, nosso país não passaria pela situação de crise que passa 
atualmente. O Brasil tem a maior porcentagem das reservas 
mundiais desse estratégico mineral. É uma imensa fortuna, maior 
que do petróleo, do ouro e outros minerais. 
 
 
 
 
O Canadá, com cerca de 3,1% das reservas mundiais, propicia, 
com o produto da exploração do nióbio, saúde e educação 
inteiramente gratuitas, além de muitos outros benefícios. No 
Brasil, se os recursos de nióbio ficassem no país e fossem 
direcionados e explorados, honestamente, para desenvolvimento 
econômico e social, em benefício do povo e não de alguns ricos 
daqui e do exterior, não precisaríamos pagar plano de saúde nem 
escola para nós e nossos filhos e outros serviços. 
 
 
 
19 
Nióbio 
Gráfico 3: Principais Compradores de Nióbio Produzido pelo Brasil 
Fonte: Busca da Compreensão, 2016. 
O Brasil exporta a matéria prima e importa manufaturados de 
vários países. Os principais países compradores são: China, 
União Europeia, Japão, Rússia, EUA, Índia, Coreia do Sul, Arábia 
Saudita, Suécia, México, Taiwan e Venezuela, que aplicam em 
aços micro ligados para construção civil, indústria mecânica, 
aeroespacial, naval, automobilística, de petróleo, gás, etc. 
 
 
 
 
 
 
7. Usos e Consumos 
Até meados da década de 50, que foi quando depósitos do 
minério pirocloro foram descobertos no Canadá e no Brasil 
(Araxá), a utilização de Nióbio era muito limitada devido ao alto 
custo. Após a descoberta desses grandes depósitos o interesse 
pelo nióbio aumentou muito, principalmente entre os países que 
iniciavam naquela década a corrida espacial, Estados Unidos e a 
extinta União Soviética. 
 Sendo o metal refratário de menor densidade (8,6g/cm3) e com 
ponto de fusão aproximado de 2500°C, as ligas de nióbio, como 
Nb-Ti, Nb-Zr e Nb-Ta-Zr foram desenvolvidas para utilização nas 
indústrias espacial e nuclear, além de magnetos supercondutores 
em tomógrafos de ressonância magnética para diagnóstico por 
imagem. 
Outro desenvolvimento importante da década de 1950 foi o aço 
microligado, que apresenta valores de resistência mecânica e 
tenacidade que até então somente podiam ser obtidos com aços 
ligados muito mais caros. A descoberta de que a adição de uma 
pequena quantidade de nióbio ao aço carbono comum melhorava 
consideravelmente as propriedades mecânicas ofereceu grandes 
vantagens econômicas para a engenharia estrutural, exploração 
de óleo e gás, e também indústria automotiva. 
 
 
 
 
20 
Nióbio 
7.1- Nióbio no nosso cotidiano: 
JÓIAS E MEDICAMENTOS 
O nióbio e suas ligas são fisiologicamente inertes e com 
características hipoalergênicas. Por estes motivos, o nióbio é 
encontrado em muitos dispositivos médicos como o marca-
passo. Ele é tratado com hidróxido de sódio formando uma 
camada porosa utilizadas nos tratamentos de osseointegração. 
Junto com o titânio, o tântalo e o alumínio, o nióbio pode também 
ser aquecido eletricamente e anodizado, resultando na produção 
de diversas colorações utilizando um processo conhecido como 
anodização de um metal reativo onde é aplicado na produção de 
joias. É um material com propriedades hipoalergênicas (que não 
causa alergias), por isso é utilizado na produção de joias. 
 
ELETROCERÂMICAS 
O niobato de lítio é um material com 
propriedades ferromagnéticas, que são aproveitados na produção 
de telefones celulares, nos moduladores ópticos e na fabricação 
de aparelhos de superfície de ondas acústicas. Originado da 
estrutura ferroelétrica da perovskita, como do tantalato de lítio e 
do tantalato de bário. São considerados uma alternativa mais 
econômica para o desenvolvimento de capacitores, apesar da 
predominância dos capacitores de tântalo. O nióbio é adicionado 
com o vidro para aumentar o índice de refração, uma propriedade 
utilizada na indústria óptica na fabricação de óculos de grau. O 
pentóxido de nióbio (Nb2O5) também é uma cerâmica 
conveniente para a obtenção de sensores de pH, de lentes óticas 
e nos filtros especiais para receptores de TV, entre outros. 
 
PRODUÇÃO DE AÇO 
O nióbio é um elemento microliganteeficiente para o aço. A 
adição deste elemento químico ocasiona a formação de 
carboneto de nióbio e do nitreto de nióbio dentro da estrutura do 
aço. Estes compostos melhoram o refinamento do grão, retardam 
a recristalização e o endurecimento por precipitação do aço. Estes 
efeitos por sua vez aumentam a resistência, força, 
conformabilidade e soldabilidade das microligas de aço. As 
microligações de aços inoxidáveis têm um teor de nióbio inferior 
a 0,1%. Esta é uma liga importante no aço de alta resistência e 
baixa liga que é muito utilizada na indústria automobilística devido 
a sua grande resistência. Estas ligas de nióbio têm elevada 
resistência, e quando conveniente, são empregadas para a 
fabricação de oleodutos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20: Metal Nióbio: Mais leve e Mais resistente 
Fonte: Spectareveritas,2016. 
21 
Nióbio 
 
 
Figura 21: Indústria Automotiva 
Fonte: Cefetes,2016. 
ÍMÃS SUPERCONDUTORES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os compostos de nióbio-germânio (Nb3Ge), nióbio-escândio e as 
ligas de nióbio-titânio são utilizados como tipos de 
semicondutores II como fios de ímãs supercondutores. Estes 
ímãs supercondutores são utilizados nos instrumentos das 
máquinas de imagens por ressonância magnética e nas 
máquinas de ressonância magnética nuclear, como também nos 
aceleradores de partículas. Por exemplo, o Grande Colisor de 
Hádrons utiliza 600 toneladas de cordões supercondutores de 
Nb3Sn e cerca de 250 toneladas de cordões supercondutores de 
NbTi. 
Também os semicondutores com nióbio em estado nativo são 
utilizados nas cavidades dos aparelhos de radiofrequência 
nos lasers de elétrons livres nas pesquisas do FLASH (Free 
Electron Laser in Hamburg) e da European XFEL. 
Pela alta sensibilidade do semicondutor na escala de frequência 
THz, o nitrito de nióbio é utilizado na produção 
de microbolomêtros, sendo um detector ideal de radiação 
eletromagnética. Eles foram testados no Telescópio 
Submilimétrico Heinrich Hertz, no telescópio do Pólo Sul, no 
Receiver Lab Telescope, na APEX (Atacama Pathfinder 
Experiment) e atualmente está sendo testado nos instrumentos 
de HIFI nas placas do Observatório Espacial Herschel. 
 
 
 
 
Figura 19: Exames de Imagem 
Fonte: Denzellima,2016. 
22 
Nióbio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LIGAS METÁLICAS COM BASE DE NIÓBIO 
A liga C-103 foi desenvolvida no início dos anos de 1960 
pela Wah Chang Corporation e a Boeing. A DuPont, Union 
Carbide, General Electric e outras companhias deste setor 
industrial. A sensibilidade do nióbio em contato com o oxigênio 
requisitava dos fabricantes a construção de um sistema a vácuo 
ou de atmosfera inerte, o que aumentava significativamente os 
custos e tornavam a produção mais complicada. Os processos de 
fabricação solda por difusão a vácuo e a fusão por feixe de 
elétrons, que eram as inovações na época, permitiram a aplicação 
de metais reativos como o nióbio. O projeto que produziu o C-103 
começou em 1959 com 256 ligas metálicas de Nb experimentais 
da "Série-C" (possivelmente c de colúmbio) que podiam ser 
fundidas em formato de gemas e dentro de bobinas de chapas 
metálicas. Wah Chang tinha o inventário do Hf, refinado em grau 
nuclear das ligas de zircônio, que foi disponibilizado para o 
comércio. A composição do centésimo e terceiro das ligas da 
Série-C, o Nb-10Hf-1Ti, tinha a melhor formabilidade e resistência 
sob altas temperaturas. Wah Chang fabricou o primeiro 500-lb 
quente da série C-103 em 1961, em lingotes para chapas, 
utilizando os processos de fabricação EBM e VAR. As aplicações 
destinam-se incluem na produção de componentes das turbinas 
a gás e nos metais líquidos dos permutadores de calor. 
 
 
 
Figura 23: Ressonância Magnética 
Fonte: Raizdavida,2016. 
Figura 20: Indústria Aeronáutica 
Fonte: Umasno, 2016. 
23 
Nióbio 
NUMISMÁTICA 
O nióbio é utilizado como um metal precioso nas moedas 
comemorativas, apenas com prata ou ouro. Por exemplo, 
a Áustria produziu uma série de moedas de euro de prata e nióbio 
a partir de 2003, a sua coloração é dada pelo fenômeno 
de difração da luz, graças a uma fina camada de óxido produzido 
via anodização. Em 2012, dez moedas estão disponíveis 
apresentando uma variedade de cores no centro da moeda, 
sendo elas: azul, verde, marrom, violeta, roxo ou amarelo. Além 
destes, dois exemplos são das moedas austríacas: a de €25 de 
ouro e prata em comemoração aos 150 anos de inauguração 
da Via Férrea de Semmering, e em 2006 as moedas de €25 em 
comemoração à inauguração do Galileo. A casa da moeda da 
Áustria produziu para a Letônia uma série de moedas similares a 
partir de 2004, ] seguindo até 2007. Em 2011, a casa da moeda 
canadense régia começou a produção de $5 das moedas de prata 
e nióbio batizado de Hunter's Moon. 
 
SUPERLIGAS 
Quantidades consideráveis do nióbio, seja ela em forma 
alotrópica ou na produção de ferro-nióbio e níquel-nióbio, são 
utilizadas em superligas de ferro, níquel e cobalto para a produção 
de componentes de motores a reação, nas turbinas a gás, 
subligações de foguetes, turbocompressores, resistências a calor 
e equipamentos de combustão. O nióbio precipita uma fase de γ'' 
na granulação da superliga. As ligas contêm cerca de 6,5% de 
nióbio. Um exemplo de liga que contém nióbio é a liga niquelada 
do Inconel 718, que consiste de cerca de 50% de níquel, 18,6% 
de cromo, 18,5% ferro, 5% de nióbio, 3,1% molibdênio, 0,9% 
de titânio, e 0,4% de alumínio. Estas superligas são utilizadas, por 
exemplo nos sistemas de purificação de ar utilizados no programa 
Gemini. 
Uma liga utilizada para os bocais de propulsão dos foguetes de 
combustível líquido, em especial nos motores do Módulo Lunar 
Apollo, é a liga de nióbio C-103 que é composta de 89% de nióbio, 
10% de háfnio e 1% de titânio. Outra liga de nióbio foi utilizada 
nos bocais do Módulo de Comando e Serviço Apollo. Como o 
nióbio é oxidado sob temperaturas de 400 °C, um revestimento de 
proteção é necessário para evitar a possibilidade de tornar a liga 
quebradiça. 
 
Figura 21: Ligas de Alta resistência 
Fonte: Oficinadanet, 2016. 
 
24 
Nióbio 
8. Descarte no Brasil 
 
A CBMM que processa e produz a liga ferro-nióbio teve melhorias 
tecnológicas objetivando benefícios a respeito da proteção ao 
meio ambiente. Com um projeto auxiliar está sendo possível 
processar mais toneladas por mês pelo processo alumoinotérmico 
convencional e com proteção ao meio ambiente. 
Na unidade de concentração da empresa, ocorre a separação do 
pirocloro dos outros minerais que estão contidos no minério, 
através de processos de moagem, separação magnética, 
deslamagem e flotação, resultando no concentrado de pirocloro. 
O restante, como minerais de ferro e argilas, é depositado em 
barragens de rejeitos, após decantação natural, sendo bombeada 
para um tanque, localizada em área elevada e retornando, por 
gravidade, as unidades industriais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 22: Extração do Nióbio em Araxá – MG 
Fonte: Folha,2016. 
 
 
Tabela 2: Barragens 
Fonte: FEAM – Fundação Estadual do Meio Ambiente. 
 
 
Empreendimento Nome Classe Tipologia Município Bacia Situação de 
Estabilidade 
CBMM ÁGUA 
FRESCA 
Classe 
II 
Mineração Araxá Rio 
Paranaíba 
Estabilidade 
Garantida 
pelo Auditor 
CBMM BARRAGEM 
D 
Classe 
III 
Indústria Araxá Rio 
Paranaíba 
EstabilidadeGarantida 
pelo Auditor 
CBMM MINA II - 
CONTENÇÃO 
DE SÓLIDOS 
Classe 
II 
Mineração Araxá Rio 
Paranaíba 
Estabilidade 
Garantida 
pelo Auditor 
CBMM BARRAGEM 
4 
Classe 
III 
Indústria Araxá Rio 
Paranaíba 
Estabilidade 
Garantida 
pelo Auditor 
CBMM BARRAGEM 
5 
Classe 
III 
Indústria Araxá Rio 
Paranaíba 
Estabilidade 
Garantida 
pelo Auditor 
CBMM BARRAGEM 
6 
Classe 
III 
Indústria Araxá Rio 
Paranaíba 
Estabilidade 
Garantida 
pelo Auditor 
CBMM BARRAGEM 
7 
Classe 
III 
Indústria Araxá Rio 
Paranaíba 
Estabilidade 
Garantida 
pelo Auditor 
25 
Nióbio 
A CBMM possui pessoal para a realização de monitorizações das 
emissões de chaminés, da qualidade do ar, de águas de 
recirculação, de efluentes e de resíduos de processo. Após a 
utilização nos processos industriais de fabricação de produtos de 
nióbio, a maior parte da água é tratada e reaproveitada através de 
recirculação. A empresa dispõe de filtros de manga para reduzir 
e minimizar as emissões atmosféricas, principalmente poeira de 
chaminés, além de monitorar as fontes estacionárias para garantir 
que essas emissões estejam permanentemente dentro dos 
parâmetros legais. 
 Os materiais coletados nos filtros são reutilizados na CBMM 
como matéria prima, outro exemplo de prevenção da poluição e 
utilização racional de recursos. A empresa recicla 85% da água 
utilizada nos processos industriais, sendo que 15% retornam a 
natureza após passarem pela Estação de Tratamento de 
Efluentes – ETE. Entre as iniciativas na área ambiental, 
mencione-se a contribuição ao desenvolvimento sustentável 
oferecido pelo Projeto Tailings. O projeto desenvolvido pela Anglo 
American trata os rejeitos gerados pela Copebrás, proveniente do 
tratamento do fosfato, reduz a emissão dos rejeitos derivados da 
produção industrial de fertilizantes fosfatados. 
 O processo de pirometalurgia não permite a geração de efluente 
sólido ou líquido, mas reduz a praticamente zero o risco de 
poluição, pois o concentrado de pirocloro é fundido em forno 
termoelétrico, utilizando o carvão vegetal como combustível. 
Segundo dados referentes à 2007 da Anglo American Brasil, a 
operação da mineração e metalurgia efetuada pela empresa 
Mineração Catalão, consome 1000 GJ e 5.694 mil m3 de água 
para suas atividades primárias. 
9. Conclusão 
O Brasil é o país que possui a maior concentração de minério de 
nióbio do mundo, focado a maior parte em Minas Gerais. Dessa 
forma acaba que o valor desse metal tão importante é baixo, mas 
ainda assim toma uma parte do mercado mundial. 
O metal nióbio puro não é muito procurado, mas junto com o 
oxigênio formando óxido de nióbio se torna matéria prima 
necessária para vários tipos de ligas especiais. Ele é muito 
importante pelas suas características, uma delas é de ser muito 
resistente ao calor. 
Um ponto muito importante é o descarte do resto desse material 
no meio ambiente, onde é causado um grande impacto na fauna 
e flora do local, a população que mora perto de barragens deve 
sempre ficar alertas com rompimentos ou de uma contaminação 
extrema da água. 
Em Araxá os projetos são muito bons de reaproveitamento e de 
descarte. As mineradoras devem sempre estar renovando para 
um melhor aproveitamento desses materiais retirados dos 
minérios de nióbio. 
 
 
 
 
 
 
 
26 
Nióbio 
 
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28 
Nióbio