Nióbio como Georrecurso
Caracterização e Aplicações do Nióbio
O nome nióbio foi adotado oficialmente pela IUPAC em 1950, apesar de ainda poder ser referido como colúmbio (columbium). O nióbio é um metal brilhante, branco, macio e dúctil e assume uma coloração azulada quando exposto ao ar em temperatura ambiente por um longo tempo. O metal começa a oxidar no ar em altas temperaturas, e quando manuseado a quente deve ser feito sob uma atmosfera protetora de forma a minimizar a produção de óxido. É um metal de transição, altas temperaturas, é um supercondutor e também aumenta a residência de estruturas de aço.
Segundo (Silveira & Resende, 2020), ferronióbio (principal produto do nióbio) é uma liga usada para adicionar nióbio ao aço de forma a obter uma maior resistência mecânica e menor peso a um preço reduzido. A quantidade de nióbio necessário para esta liga é mínima (400 g/T de aço). Estas ligas são importantes para as petrolíferas, gasodutos, indústria aeroespacial, automotiva e para o setor da construção civil que detém o seu maior uso (fig. 1).
Estudo de Mercado
O Brasil é o país que tem a maior reserva de nióbio no mundo, cerca de 98% (fig.2). Embora o nióbio também possa ser encontrado em outros países como o Canadá (2ª maior reserva mundial), Rússia e também em outros países como nos complexos de carbonatitos angolanos.
Apesar do Brasil ser rico em nióbio e ser o maior fornecedor para a UE e no mundo, o nióbio não é um mineral insubstituível. Existem outros elementos que podem adquirir características semelhantes à sua e de forma mais barata, apesar de já não ter a mesma qualidade que o nióbio.
Entre 2003 e 2016 os EUA e a UE foram os mercados de destino das exportações brasileiras de ferronióbio. Estes dois destinos representam, respetivamente 14,8% e 31,2% do total de exportações do Brasil (Silveira & Resende, 2020).
A maior parte do nióbio brasileiro é direcionado para os mercados internacionais. Em 2016 os países em destaque foram a Holanda (28.7%), China (25,9%), Singapura (14,9%), EUA (11,9%) e o Japão (9,6%). No mesmo ano, menos de 10% da produção da liga padrão de ferronióbio foi direcionada para o mercado doméstico. Uma característica distintiva da UE é a intensa troca intraterritorial de ferronióbio. A Holanda aparece como a porta de entrada do nióbio na EU.
O nióbio está na lista da Comissão Europeia dos 30 materiais críticos de 2020 (fig. 3). Dois dos fatores que o torna crítico é a falta de depósitos de nióbio na Europa e a sua baixa taxa de reciclagem e, de acordo com a mesma, o seu supply risk e a sua importância económica aumentaram de 2017 para 2020.
A relevância dos produtos substitutos do nióbio como vanádio, o molibdeno, manganês, titânio e tântalo podem ser usados como substitutos imperfeitos em algumas ligas, embora as substituições implicam perda de eficiência e custos mais elevados. Apesar destes metais serem substitutos imperfeitos em muitos casos, também podem ser usados juntamente com outros metais como complemento. É o caso das ligas especiais utilizadas para as indústrias espacial e nuclear.
No Brasil, os custos são mais favoráveis para a extração em minas à céu aberto em relação ao Canadá onde as minas subterrâneas prevalecem. Este facto favoreceria a dominância do Brasil se não fosse a ausência de refinamento e conversão do metal (tab. 1), e pela falta de taxas de exportação.
Apesar de se falar em custos e taxas, existe uma escassez de literatura de análises económicas quantitativas quanto ao nióbio à nível mundial.
A competição pelo nióbio é muito limitada. A Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM) domina o fornecimento; em segundo lugar e também no Brasil está a Anglo American; o único produtor no Canadá é o Niobec.
O maior depósito do mundo está localizado em Araxá, Brasil, e pertence à Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM). As reservas são suficientes para suprir a demanda mundial atual por 500 anos ou cerca de 460 milhões de toneladas com teor de Nb2O5 (óxido de nióbio) entre 2,5 e 3,0% Nb2O5. Outra mina de pirocloro no Brasil pertence e é operada pela Anglo American Niobio Brasil e contém 18 milhões de toneladas, com um teor de 1,34% de óxido de nióbio. O terceiro maior depósito de pirocloro sendo explorado ativamente é a Mina Niobec em Québec, Canadá, da IAMGOLD Corp, com recursos medidos e indicados de 2,6 milhões de toneladas, com base em um teor de 0,41%. Em todas as três instalações, o pirocloro é processado para um concentrado variando de 55 a 60% de óxido de nióbio que é então processado em ferronióbio e outros produtos de metais com nióbio (Niobium Minerals & Production | TIC).
Origem
O nióbio é um critical raw material (CRM) que pode ser extraído do pirocloro (fig. 4) que é um mineral acessório encontrado, geralmente, em carbonatitos fenetizados (processo metassomático em rochas alcalinas e carbonatitos) e que também sofreram meteorização. Observa-se uma maior presença de nióbio em carbonatitos ricos em pirocloro (fig.4).
A columbite, o homólogo rico em nióbio do mineral, ocorre no Brasil, na Nigéria e em outros países da África central. Ao contrário do pirocloro, a columbite não é processada in situ para produtos de metal de nióbio, mas é transportada para as mesmas indústrias de processamento que recebem as matérias-primas de tântalo. O nióbio obtido da columbite é usado principalmente na produção de óxido de nióbio e outros produtos químicos de nióbio. O nióbio também é encontrado, em quantidades muito pequenas, nas escórias da fundição de alguns minérios de estanho (Niobium Minerals & Production | TIC).
Considerações Finais
Os aspetos mais importantes a ter em consideração, é o fato do Brasil ser o maior exportador de ferronióbio para a Europa, contudo, o país lucra pouco devido a revenda da liga dentro da Europa e a falta de processamento que aumentaria o seu preço.
A baixa taxa de reciclagem do nióbio e a ausência de depósitos na Europa, torna este mineral cada vez mais difícil de se ter acesso enquanto a sua importância económica aumenta. Embora, existam elementos que podem substituir o nióbio em algumas ligas, estas substituições implicam perda de eficiência e custos mais elevados.
É importante referir que existe uma escassez de literatura de análises económicas quantitativas quanto ao nióbio. Sendo também relevante o facto de que a competição no mercado está limitada à três grandes empresas no mundo.
Referências
Amores-Casals, S., Melgarejo, J. C., Bambi, A., Gonçalves, A. O., Morais, E. A., Manuel, J., Neto, A. B., Costanzo, A., & Molist, J. M. (2019). Lamprophyre-carbonatite magma mingling and subsolidus processes as key controls on critical element concentration in carbonatites — the bonga complex (Angola). Minerals, 9(10), 1–30. https://doi.org/10.3390/min9100601
Blengini, G. A., Latunussa, C. E. L., Eynard, U., Torres de Matos, C., Wittmer, D., Georgitzikis, K., Pavel, C., Carrara, S., Mancini, L., Unguru, M., Blagoeva, D., Mathieux, F., & Pennington, D. (2020). Study on the EU’s list of Critical Raw Materials (2020) Final Report. https://doi.org/10.2873/904613
European Comission. (2017, August 30). Critical raw materials. Internal Market, Industry, Entrepreneurship and SMEs — European Commission. https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/specific-interest/critical/
Kozlov, E., Fomina, E., Sidorov, M., Shilovskikh, V., Bocharov, V., Chernyavsky, A., & Huber, M. (2020). The petyayan-vara carbonatite-hosted rare earth deposit (Vuoriyarvi, NW Russia): Mineralogy and geochemistry. Minerals, 10(1). https://doi.org/10.3390/min10010073
Mark Winter, University of Sheffield and WebElements Ltd. (n.d.). WebElements Periodic Table » Niobium » the essentials. WebElements. https://www.webelements.com/niobium/
Niobium (Nb) — Chemical properties, Health and Environmental effects. (n.d.). Lenntech. https://www.lenntech.com/periodic/elements/nb.htm
Niobium Minerals & Production. TANTALUM-NIOBIUM INTERNATIONAL STUDY CENTER. https://www.tanb.org/about-niobium/raw-materials
Silveira, J. W., & Resende, M. (2020). Competition in the international niobium market: A residual demand approach. Resources Policy, 65(December 2019), 101564. https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2019.101564
Wolfried, S. (2007, October). Pyrochlore Group. Mindat.Org. https://www.mindat.org/photo-122463.html
by. G. Resta
