众所周知，镓元素由于其分布的稀少和提炼难度，被誉为世界上最稀有的元素之一。就连强大的美国，总共也没有多少镓元素的储备。
然而，有这么一种元素比镓元素还要稀有，在地壳中的含量甚至只有“可怜”的0.002%，他便是铌元素。
2023年10月，我国在内蒙古包头发现了硅酸盐矿物，这座矿产中富含铌元素，因此被命名为“铌包头矿”，然而即便算上这座新发现的铌矿，我国的铌元素储备也仅仅只有81.4万吨。
那么铌元素究竟是一种什么样的东西，如此稀有被称为“三稀”的它对于人类来说又有着什么作用和意义呢？
“三稀”之一——铌元素
在自然界中，铌元素毋庸置疑是十分稀少的。铌主要存在于铌钽矿、柱石矿、千粒石矿等矿石中。这些矿石中含有丰富的铌和钽元素，常常以复合体的形式存在。
在化学界中，铌元素的铌的原子序数为41，位于周期表中的过渡金属位置。其原子量为92.91克/摩尔，密度约为8.57克/立方厘米，属于中等密度的金属。
铌元素拥有极高的熔点，达到约2468摄氏度。因为熔点高的因素，铌元素同时还拥有很高的比热容，为0.278焦耳/克·摄氏度，这让铌元素在高温下也能够表现出很好的稳定性。
目前全球的铌元素储备也仅仅只有不到500万吨，其中真正能够开采的更是只有400余吨。
事实上，铌元素的稀有不单单只因为它在自然界中分布十分稀少，还和它提炼过程的复杂和困难程度息息相关。
当下，人们主要从铌钽这一矿石中提起铌元素。然而铌钽常常与其他矿物和元素混合存在，这使得提炼过程需要面对复杂的物质组成，并增加了铌与其他元素的分离难度。
此外前文提到过，铌具有极高的熔点，需要高温才能使其熔化，想要顺利地完成对铌元素的提炼，就需要将温度加热到超过2500摄氏度，这并不是一件容易的事情。
此外，铌还具有较强的腐蚀性，在一些常见酸碱介质中表现稳定，这对提炼设备的选择和材料的耐腐蚀性提出了更高的要求。
目前主要有高效溶液萃取法和化学热解法，两种提炼铌元素的方式。
高效溶液萃取法利用有机试剂与铌形成络合物，并通过连续萃取和萃余法等过程，将铌从矿石中分离出来。利用有机试剂萃取的方法，不仅减少了能源的消耗，同时也提高了萃取的效率。
化学热解法则是一种通过化学反应将铌化合物转化为金属铌的方法。科研人员发现，通过在铌化合物中引入气氛中的还原剂或还原反应，可以实现铌的高效转化。
这种方法避免了传统冶炼中的耐高温和腐蚀性问题，具有较低的能耗和环境友好性。
不过虽然如今在铌元素的提炼方法上，人类已经有了很大的进步，但是在提炼过程中依然存在着不少问题需要解决。
高效溶液萃取法和化学热解法固然高效，不过也存在着无法大规模使用和提炼成本过高的问题。
那么如此稀缺的铌元素，在人类的现实生活中，都有着哪些用途呢？
铌合金的广泛用途
从人类如今对铌元素的运用来看，这种元素主要被广泛应用于超导材料、航空航天、化工、医疗和电子这五大领域。
作为铌元素的衍生产物，铌钛矿和铌铉石这两种铌合金，具有强大的稳定性。这种稳定性让它们无论在面对超低温或是极高温时，都能保持着原本的特性。
因为这种出色的稳定性以及零电阻和极高的电导率，铌钛矿和铌铉石能够被广泛地运用在超导材料领域，被广泛用于制造超导电缆、磁共振成像系统、粒子加速器和能源输配电线。
以磁共振成像系统为例，铌钛矿合金被应用于制造MRI扫描仪的超导磁体，铌钛矿合金能够为MRI提供稳定和强大的磁力作用。
这使得医生可以获得更高质量的影像，以准确诊断、研究疾病和监测治疗效果。
在航天领域，铌元素凭借这自身优秀的耐腐蚀性和高熔点，也扮演着重要的角色。在航空发动机的制造中铌元素发挥了重要作用。
铌合金被用于制造需要承受高温的关键部件，如燃烧室、涡轮叶片和喷气导向叶片。
这些部件需要承受高温和高压的极端环境，而铌合金的高温稳定性和耐腐蚀性使其成为首选材料之一。
同时，在化工领域上，铌元素的耐腐蚀性也使得其成为了化工材料的首选。化学反应器是化工过程中的核心设备，用于进行各种化学反应。
在某些特殊的化学环境下，需要用到浓度极高的酸、碱和盐溶液，这样一来使用耐腐蚀的材料至关重要。
铌合金因为拥有十分出色的耐腐蚀性能，能够承受腐蚀介质的侵蚀，确保化工过程的稳定性和安全性，因此被广泛用于制造化学反应器和储罐。
在医疗领域上，铌合金在人工关节的制造中得到广泛应用。
人工关节是用于治疗关节疾病和损伤的重要医疗器械，铌合金与人体组织相容性良好，并且能够稳固地融合在体内。
而且，用铌合金制造出来的人工关节不易损坏，这能够为患者提供可靠的治疗和长期的产品使用寿命。
最后在电子领域，铌合金的应用也非常广泛，被用于制造电子器件和集成电路等物件。
一般来说，铌合金被用作电子器件的导线和电极材料，以确保电信号的传输和处理的稳定性。除此之外，铌合金还被用于制造电解电容器、光电器件和半导体加工装备，用途十分广泛。
由此不难看出铌元素与其衍生产物，对于人类文明的发展来说具有十分重大的意义。
相比于其他传统的元素来说，铌元素更符合我们目前发展所需的可持续性需求。铌合金材料的循环利用和再生利用可以减少资源的消耗，降低环境的负荷，促进可持续发展。
同时，铌元素在电池技术、储能和氢能领域的研究也为可持续能源的实现提供了前景。
我国仍需发展铌的开采
基于铌元素的重要性，我国这次在内蒙古发现的“铌包头矿”，对于我国在铌元素这种“三稀”资源的储备上意义非凡。
当下，中国已经是全球最大的铌元素生产国之一，铌元素储备占全球总储量的近一半。主要的铌矿产区分布在江西、内蒙古和福建等地。
随着对铌元素的研究不断深入，中国的铌元素开采和生产技术也得到了长期的发展和改进，使其成为全球铌元素的重要供应国。
铌元素的开采，不仅能够为我国带来巨大的经济效益、带动相关产业的发展，还可以保障国家的供应安全，减少对进口的依赖，保障国家经济的稳定运行。
此外，铌元素的储备也为中国在关键技术领域的创新提供了重要支持，加强了国家科技实力和竞争力。
因此，我国未来仍需继续优化对铌元素开采以及提炼技术，扩大这种稀有元素的储备量。
只有真正地成为“产铌大国”，我们才能够彻底摆脱在这一元素上对其他国家的依赖，避免被某些国家“卡脖子”。