Тантал что это за металл

Тантал занимает особое место в группе известных химических элементов. Данный металл не относится к благородным, однако эксплуатационные качества делают его востребованным в самых разных сферах.

Причем это касается не только строительных и производственных отраслей, но и ювелирного искусства. На сегодняшний день само применение тантала весьма ограничено в силу его редкости.

И все же на рынке представлен широкий ассортимент изделий из этого материала.

Тантал что это за металл

Общие сведения о металле

В природе не существует тантала в чистом виде. Обычно его добывают вместе с другими минералами, схожими с ним по характеристикам. Эта особенность элемента и обусловила его довольно позднее открытие.

Но в наши дни существуют эффективные способы выделения тантала, одним из которых является экстракционный метод. Специально для получения металлического материала применяется также электролиз.

С помощью графитового тигля основу с содержанием элемента расплавляют, после чего на стенках емкости остается порошок.

Дальнейшая технология обработки исходного сырья зависит от того, каким будет применение тантала: ему можно придавать вид слитка, проволоки, листа, детали определенной формы или же оставить в форме смеси для распыления. Популярны и технологии формирования сплавов из порошка тантала. Комбинация с легирующими веществами позволяет усилить отдельные свойства материала.

Тантал что это за металл

Физические свойства

Металл отличается повышенной температурой плавления порядка 3017 °C, что позволяет его использовать в экстремальных термических условиях на производствах. В то же время он обладает редкой комбинацией свойств пластичности и твердости. Что касается первого, то он мягкий как золото.

При этом твердость тантала составляет 16,65 г/см3. Такое сочетание физических качеств позволяет с легкостью обрабатывать материал, придавая ему разные формы и размеры, а также использовать в ответственных механизмах и конструкциях.

Мелкие элементы хорошо себя проявляются в качестве шестеренок и деталей электроприборов. Тантал стоек к износу и долговечен, поэтому из него делают расходные компоненты с расчетом на длительную эксплуатацию. Кроме того, этот металл может выступать эффективным поглотителем газа.

При высоких температурах у деталей из тантала также раскрываются высокие токопроводящие свойства.

Химические свойства

Тантал что это за металл

В чистом виде металл эффективно противостоит воздействию щелочей, органических и неорганических кислотных веществ, а также влиянию других активных сред. Разве что в расплавленном виде щелочи оказывают на тантал заметное воздействие. Процессы окисления происходят при температурном режиме не ниже 280 °C, а с галогенными компонентами он вступает в реакцию при 250 °C. Химические свойства тантала в контактах с реагентами можно сравнить со стеклом. Он не растворяется в кислотных средах за исключением азотной и плавиковой. Проявляет стойкость данный материал и к серной кислоте независимо от ее концентрации. Однако процессы активности в большинстве случаев оказывают несущественное влияние на структуру металла. Обычно изменения проявляются или в форме покрытия пленкой, или в виде корродирования.

Где применяется тантал?

Тантал что это за металл

Данный металл не является массовым, но сфер его использования очень много. В первую очередь это промышленность. Элемент задействуется в металлургии, в пищевом секторе, в обрабатывающих отраслях, радиотехнике, машиностроении и т. д. В строительной сфере этот металл не так востребован именно из-за ограниченности объемов добычи, но отдельные элементы конструкций все же выполняются из этого материала – как правило, метизы, предназначенные для ответственных задач усиления конструкций. Чтобы понять, где используется тантал, важно обращать внимание и на его эксплуатационные свойства. Уже отмечалось, что он может выступать неплохим проводником. Поэтому его используют в качестве сверхпроводника в электротехнике. С другой стороны, жаропрочность открывает возможности для его применения в термической обработке других металлов. Благодаря повышенной плотности тантал стал оптимальным решением и в оборонной промышленности. Из него делают снаряды, обладающие высокой пробивной мощностью.

Проволока из тантала

Металлопрокат в целом является наиболее обширной формой представления данного материала на рынке. Существенную нишу в сегменте занимает проволока. Она необычна тем, что благодаря скромным размерам может использоваться как нить.

Это объясняет ценность тантала для медицинской сферы – изделия такого рода применяются для накладывания швов и повязок. Но это лишь пример, демонстрирующий одно из отличительных качеств такой проволоки. Более крупные форматы применяются в машино-, авиа-, станкостроении и капитальном строительстве.

Причем в зависимости от назначения может использоваться мягкий и твердый металл. Тантал, благодаря податливости с точки зрения обработки, позволяет выпускать длинную проволоку от 1500 см при толщине от 0,15 мм и более. На готовых изделиях, как отмечают пользователи, редко встречаются заусенцы, трещины и прочие дефекты.

Однако тонкая структура все же накладывает требования на условия хранения и транспортировки – в частности, проволоку не рекомендуется подвергать контактам с влагой и агрессивными средами.

Тантал что это за металл

Лента из тантала

Этот формат выпуска металлопроката также имеет широкое распространение. Ленты применяются в той же медицине, в нефтяной промышленности, машиностроении и даже в энергетической отрасли. Потребители ценят этот продукт за биосовместимость, высокую прочность при тонкой структуре, хорошую обрабатываемость и стойкость к процессам коррозии.

Если сравнивать подобные изделия из тантала с аналогами из стали или алюминия, то на первый план выйдет износостойкость и долговечность. Лента способна выдерживать большие нагрузки на разрыв и химические воздействия. С другой стороны, высокая пластичность не позволяет таким изделиям стабильно поддерживать определенную форму.

Даже незначительное давление приводит к деформации.

Сплавы на основе тантала

Тантал что это за металл

Модифицированные легирующими компонентами сплавы преимущественно обретают более высокие качества физической прочности и жаростойкости. Достаточно сказать, что среднее по характеристикам изделие сможет выдерживать температурные воздействия в режиме 1650 °С, не утрачивая своих эксплуатационных качеств. Собственно, это и позволяет применять сплавы тантала в химической промышленности, энергетике, металлургии и приборостроении. Более того, некоторые предприятия используют данный материал в изготовлении элементов для ракетно-космической сферы. В зависимости от направления использования, технологи разрабатывают разные составы для легирования тантала. В одних случаях модификация позволяет добиться более высокой пластичности, а в других, к примеру, сделать материал пригодным для выполнения сварочных операций электронно-лучевым методом. Также и сам тантал может выступать в качестве легирующего компонента. Обычно такой способ улучшения эксплуатационных свойств используют для придания основным металлам антикоррозийности и жаропрочности.

Тантал в радиотехнике

В сферах производства электротехнических устройств и деталей на первый план выходит возможность сохранения оптимальной токопроводности и поддержание частотных сигналов при сокращении размеров элементной базы.

По этой причине тантал часто используется в изготовлении конденсаторов, тиристоров, транзисторов и семисторов. Прежде для тех же конденсаторов применялись рулоны листового алюминия. Это решение предполагало возможность повышения эксплуатационных параметров только в случае увеличения размеров самой детали.

И это не говоря об обратном понижении других характеристик, связанных с наращиванием объема конденсатора. Увеличить электрический объем при сохранении размеров детали позволило применение тантала, который также отличается стойкостью к негативным процессам, в которых участвуют радиоэлектронные компоненты.

Другое дело, что и алюминий не выходит из строя в этой области, поскольку он доступнее по цене.

Заключение

Тантал что это за металл

Этот металл вовсе не обладает уникальными или нестандартными свойствами. У него немало привлекательных качеств, среди которых та же антикоррозийность, твердость или жаростойкость. Но эти характеристики по отдельности присутствуют и в других металлах. Причем в некоторых они выражены гораздо сильнее. Однако сочетание, на первый взгляд, противоположных свойств в одном элементе действительно является уникальным. Технологи стремятся достигать особых комбинаций в рабочих качествах материалов искусственными способами, а в данном случае они обуславливаются природой происхождения. Например, применение тантала в медицине и в металлургии ставит целью совершенно разные задачи. В одном случае ценится высокая прочность при небольших размерах изделия, а во втором – податливость в обработке. Но есть и негативное свойство тантала, которое распространяется на все сферы его использования, – это высокая стоимость, а в некоторых случаях и физическая недоступность.

Читайте также:  Браширование пола своими руками

Лом тантала виды лома, стоимость на рынке — Портал о ломе, отходах и экологии

  • Лом тантала – редкий вид вторичного сырья, поэтому статья будет посвящена больше самому металлу, его свойствам и области применения, нежели лому тантала.
  • ⇓ Посмотреть средние цены на тантал ⇓
  • ⇓ Посмотреть видео “Танталовые конденсаторы” ⇓
  • Важная информация:

На территории СНГ существует ЕДИНСТВЕННОЕ и одно из крупнейших в мире предприятий с полным циклом производства тантала (от переработки танталниобийсодержащего сырья до готовой продукции) – это АО “Ульбинский металлургический завод” (сайт).

Тантал относится к виду «стратегических» металлов, в силу ряда причин. Одна из них использование этого элемента для оборонной, аэрокосмической отрасли промышленности. Тантал эксплуатируется разнопланово, в частности для оборонки он применяется как:

  • металлическая облицовка зарядов;
  • внутри конденсаторов электронных приборов.

Тантал что это за металл

Конденсаторы с танталом

Еще один фактор отнесения этого металла к разряду «стратегический» – его применение для теплообменников ядерно-энергетических систем. Это связано с высокой степенью устойчивости материала к высоким температурам и парам цезия.

Особенности сдачи лома титана

Во-первых, это ограниченный выбор пунктов приема (а в некоторых городах и вовсе их отсутствие). Большинство из них не работают с некоторыми видами редких металлов, к которым относится тантал.

Второй ограничительный фактор – возможность проверки сдаваемой партии на законность сделки. Конечно, это больше относится к металлическим отходам в форме прутьев, листов или слитков.

Например, в городе Усть-Каменогорске (Республика Казахстан), где расположен упомянутый выше крупнейший металлургический комбинат “УМЗ” с производством тантала – все пункты приема лома оповещены о том, что при первом же случаи обнаружения лома тантала следует сообщать  в полицию.

Тантал что это за металл

Территория завода “УМЗ” (ULBA) г. Усть-Каменогорск Казахстан

Останавливаясь на элементе, как источнике вторичного редкого металла, можно определить несколько видов танталосодержащих отходов:

  • кусковой лом, включает прутья, листы, трубки, проволоку и прочее;

Тантал что это за металл

Так выглядит тантал – темный металлический цвет, на фото лист танталовый

  • сплавы с другими редкими металлами;

Дополнительно, элемент содержится в сплавах вольфрам-титан-тантал, однако его содержание внутри соединения не превышает 14%. Еще один потенциальный источник обнаружить тантал – пылевые отходы. Они образуются при работе с твердосплавными материалами:

  • обработка пластин алмазным инструментом;

Для первого случая процентная концентрация тантала составляет 2 – 6%, во втором варианте не более 1.5. Следует добавить, что подобные пылеобразные отходы принимаются, как лом вольфрама, поэтому сдать тантал подобным образом крайне проблематично.

Много прибыли из небольших деталей

Интересный факт заключается в том, что практически треть производимого тантала уходит под изготовление конденсаторов на основе этого материала.

Элемент используется как анод радиоэлектронных емкостей, имеющий форму высокопористой гранулированной таблетки. Преимущество танталовых конденсаторов – продолжительность срока эксплуатации.

Однако даже более стойкие изделия со временем приходят к непригодному состоянию.

Несомненно, рынок использованных танталовых конденсаторов не переполнен продукцией, поступающей из военного комплекса, вследствие сложности их реализации. Но изъять емкости из бытовых приборов, для рядового охотника за редкими металлами не проблема.

Тантал что это за металл

Танталовые конденсаторы. На самом деле добыча тантала из радиодеталей очень сомнительна

Марок конденсаторов, содержащих танталовые аноды, насчитывается более трех десятков, однако серий при этом, только две: К52 и К53. Следует отметить, что содержание тантала в емкостях варьируется достаточно широко. Нижний предел составляет 80 грамм, тогда как максимальный вес достигает 40 килограмм, обе величины приведены из расчета на тысячу единиц использованной продукции.

Наиболее танталовосодержащими емкостями оказываются изделия марок К52-5 4 и К52-7А. В целом, вся серия конденсаторов К52 содержит более грамма тантала на единицу продукции, за исключением нескольких габаритных моделей. Единственная белая ворона – марка К52-10. В этом изделии отсутствие тантала компенсируется высоким содержанием палладия.

Сколько стоит килограмм тантала

Если мы говорим про лом тантала, то цена его относительно невысокая. Т.к. в России мало пунктов приема, кто занимается скупкой тантала и обращаться стоит к тем, кто принимает лом радиодеталей.

  1. Средняя цена на лом тантала составляет – 400-500$ за 1 килограмм.
  2. Средняя цена на деловой лом из тантала (листы, проволока и прочий прокат) составляет – 1000$ за 1 килограмм.
  3. Отсюда можно сделать вывод, что разбирая радиодетали на лом тантала громадной выгоды получить не удастся.
  4. Цена на танталовые конденсаторы составляет порядка 9000 рублей за килограмм.

Трубная продукция

Отдельной отраслью, использующей танталовые трубки, теплообменники выступает атомная энергетика. Обладая высокой жаропрочностью, низким сечением захвата нейтронов, элемент долгое время занимал основную долю в конструкционном материале ядерных установок.

Тантал что это за металл

Теплообменник из танталовых труб на одной из АЭС

Сегодня, тантал вытесняется из этой отрасли ниобием. Однако сдавать, списанные из атомно-энергетической сферы, танталовые изделия вряд ли получится в силу комплекса препятствий:

  • невозможность достать этот вид вторичного металла;

Напротив, исключительная инертность тантала относительно кислот находит применение редкому металлу в химической и лабораторной целях. Из танталовых трубок изготавливаются змеевики, магистрали для подачи соляной кислоты, мешалки.

Некоторые разновидности лабораторной посуды также исполнены из этого материала. Несмотря на долгие термины службы, окупающие высокую стоимость танталовой продукции, изделия со временем изнашиваются и подлежат замене.

Некоторая часть списанной трубной продукции успевает просочиться на пункты приема металлолома.

Тантал что это за металл

Изделия из тантала

Остается добавить, что не все трубы изготовлены из марки высокочистого тантала ТВЧ. Существенный процент этих изделий исполнен из сплава этого металла с вольфрамом. Марки этих жаропрочных соединений ТВ-5 (10,15) содержат тантала на уровне 95 – 85%.

Марки высокочистого тантала используются в производстве слитков и различных разновидностях металлопроката:

  • листовые изделия, включая пластины, диски, ленты;

Тантал что это за металл

Изделия из танталовой проволоки

Область эксплуатации танталовых трубок достаточно широка. Они используются для транспортировки жидкого металла, в качестве трубопроводов под кислотные среды.

Металлургическое использование тантала широко реализовано при получении редкоземельных элементов, а также иттрия, скандия, когда танталовые тигли применяются для плавки и литья. Особенность металла уживаться с тканями человеческого организма без негативных последствий широко реализована в протезировании. Дополнительно, танталовые скобы выступают, как материл при закреплении шва.

С одной стороны, отходы металлического тантала, включая его сплавы, характеризуются широким разнообразием:

  1. Кускового лома слитков. Образуются обломки корон при вакуумно-дуговом переплаве.
  2. Обрезью листовых полуфабрикатов.
  3. Браком штабиков.
  4. Стружкой.
  5. Отсевами порошка.

С другого ракурса, сдача вторичного тантала остается существенно ограниченной из-за особенностей сфер его использования: оборонная промышленность, атомная энергетика, химическое производство, лабораторные цели.

Видео – как извлекают тантал из радиодеталей

ЧАСТЬ 1

ЧАСТЬ 2

Зачем инвестировать в Тантал? | InternationalWealth.info

Тантал — исключительно редкий металл в земной коре. Однако, в нашей жизни он – далеко не редкость.

Мы встречаемся с ним каждый раз, когда летим в самолете, звоним по мобильному телефону или едем в автомобиле.

Тантал используется при создании электронных элементов, жаропрочного стекла, автомобильных катализаторов, а также сплавов, устойчивых к коррозии. Этот список можно продолжать очень долго.

Этот металл обладает высокой температурой плавления, прочностью, пластичностью, теплопроводностью и высокой устойчивостью к коррозии, что делает его весьма эффективным, высоконадежным и экологически универсальным компонентом для широкого спектра применений.

Свое название этот редкий стратегический металл получил от персонажа греческой мифологии, Тантала. Тантал был сыном Зевса и фригийской царицы Плуто.

Читайте также:  Литье в кокиль: технология, преимущества, недостатки, изготовление

Как любимец богов, он имел доступ к их советам и пирам, и во время одного из них украл со столов богов нектар и амброзию. За это он был наказан вечными муками.

Такое название металлу дал Андерс Густав Экеберг, который обнаружил Тантал в колумбитовых рудах в 1801 году.

Тантал что это за металл

Почему Тантал имеет такое важное значение?

Тантал встречается в ничтожно малых количествах в Австралии (56%), Африке (19%), Бразилии (16%), Китае (5%) и Канаде (4%). Он является немагнитным, устойчивым к коррозии, жаростойким металлом, имеющим изолирующие свойства, благодаря чему он может задерживать электрический заряд. Именно это его свойство имеет чрезвычайно важное значение.

Материалы, способные задерживать электрический заряд, называются диэлектриками. На них основываются важнейшие компоненты электронных схем, называемые конденсаторами. Эти компоненты отвечают за регулирование и ослабление электрического сигнала в схемах.

Областей применения здесь великое множество — от компьютеров до мобильных телефонов.

Без Тантала многие миниатюрные электронные приборы, к которым мы так привыкли, до сих пор оставались бы такими же громоздкими, как первые компьютеры или телефоны в прошлом веке.

Тантал и ниобий, химически родственный ему элемент, также часто используются для упрочнения легкой стали. Именно это свойство подтолкнуло компанию ArcelorMittal к планам вывести на рынок автомобильные двери весом 29 фунтов (13 кг).

Такое снижение веса является очень существенным, так как означает уменьшение веса четырех дверей автомобиля на более чем 34%. Это позволит значительно повысить экономичность двигателя и снизить фактический объем выбросов углекислого газа.

Тантал что это за металл

Заменители

Ниобий может быть использован вместо Тантала в карбидах, для упрочнения стали. Ниобий, гафний, иридий, молибден, рений и вольфрам могут быть использованы для изготовления высокотемпературных сплавов. В электронных конденсаторах вместо Тантала можно использовать алюминий и керамику. Проблема, однако, состоит в том, что большинство из этих заменителей не столь эффективны, как Тантал.

  • Несмотря на то, что частично Тантал можно заменять другими материалами, стопроцентной замены ему пока еще не найдено, поэтому он остается редким и чрезвычайно ценным металлом.
  • Замена редкоземельным металлам будет найдена еще не скоро
  • Спрос на Тантал

Спрос на Тантал достиг своего пика в 2000 году и достиг, по оценкам, около 2300 тонн. В период с 2005 по 2007 год, спрос был заметно ниже, в пределах 1600-1700 тонн. Следующий пик спроса наступил в 2008 году, когда мировой рынок потребил 1855 тонн Тантала.

Глобальный экономический спад оказал большое влияние на спрос на Тантал. В 2009 году он упал примерно на 40%, составив 1125 тонн. Ни один сегмент рынка Тантала не остался нетронутым, хотя отдельные показатели снижения отличались (от 23% до 49%).

В 2010 году наблюдался сильный подъем, когда был достигнут прогнозированный объем спроса в 1765 тонн, после чего вновь наблюдался спад. С 2013 года наблюдался возврат к медленному, но устойчивому росту спроса. Ожидается, что к 2016 году будет достигнут уровень в 2000 тонн.

Благодаря высокому спросу и небольшому предложению (около 1600 тонн в год), Тантал обладает высокой рыночной стоимостью. Стоимость Тантала — около 530 долларов за 1 кг (июль 2013). Особо чистый Тантал (от 99,985%) имеет цену порядка 4500 долларов за 1 кг.

  1. Инвестировать в тантал, а также другие стратегические металлы, предлагает компания Real Asset LLC. Подробнее об инвестициях в редкие стратегические металлы можно прочитать в статьях:
  2. Открытие счета в Real Asset LLC для приобретения и хранения стратегических, базовых и драгоценных металлов в Швейцарии — 100EUR
  3. Почему инвестировать в стратегические металлы лучше за рубежом?

Появились вопросы? Задайте их нам: info@offshore-pro.info

Физические и химические свойства Тантала

Тантал, подобно ванадию, относят к V группе периодической системы. Однако, в отличие от ванадия, тантал значительно труднее восстанавливается до низших степеней валентности.

Поэтому приходится иметь дело с их пятивалентным соединением, как наиболее устройчивым, что следует из строения электронных оболочек атомов: тантал — 2,8,18,32,11,2.

Химические свойства тантала и ниобия очень близки, чем и объясняется их совместное нахождение в природе и трудность как аналитического, так и технологического разделения обоих металлов.Металлический тантал напоминает по внешнему виду платину (тантал намного темнее).

Тантал обладает высокими физико-механическими свойствами, которые, однако, сильно зависят от способа получения и чистоты металла. Поэтому данные о твердости, пластичности и других механических свойствах тантала, приводимые в различных источниках, не всегда совпадают. 

  • Порядковый номер 73
  • Атомный вес 180,95
  • Плотность 16,6
  • Радиус атома 1,46
  • Радиус пятивалентного иона 0,69
  • Электросопротивление 13,5*10-5
  • Температура плавления 2997

Наличие растворенных газов в металлическом тантале сильно уменьшает его пластичность.Чистые металлы (99,9%) в отожженом состоянии хорошо поддаются механической обработке, легко (вхолодную) прокатываются ( в листы толщиной около 0,04 мм и в тонкую проволоку) и штампуются. Микротвердость металлического тантала 108 кг/мм2.

Наиболее ценным свойством, определяющим применение тантала, является в первую очередь его исключительная устойчивость по отношению к кислотам; тантал не растворяется в царской водке и концентрированной азотной кислоте. Тантал отличается особенной устойчивостью. Растворы щелочей почти не действуют на тантал.

Совершенно не действуют на тантал также расплавы некоторых солей и различные органические соединения. Другим важным свойством металлического тантала является способность поглощать газы — водород, азот и другие — с образованием соответствующих твердых растворов, являющихся фазами внедрения.

Растворимость водорда в тантале резко падает с повышением температуры.

Растворимость водорода в металлическом тантале в зависимости от температуры показана на графике слева.

Тантал растворяет также кислородв количестве до 0,8% по весу. Растворимость кислорода в тантале и ниобии при различных температурах подробно изучал ученый Стейболт., показавший ход изменения твердости с увеличением содержания кислорода в металле.

По- видимому, часть кислорода находится в металле в виде твердого раствора, а часть образует окисел.

Изучение систем тантал-водород и тантал-кислород особенно важно в связи с исследованиями по применению металла в качестве жаростойкого трудноплавкого конструкционного материала.

Среда Температура,°C Длительность испытания, сутки Скорость коррозии мг/дм3/сутки
Соляная кислота концентрированная 19-26 135 0,0
Азотная кислота концентрированная 19-26 135 0,0
Азотная кислота концентрированная 19-26 135 0,0
Серная кислота концентрированная 175 3 часа 3960,0
Насыщенный раствор щавелевой кислоты 96 90 0,1
Фосфорная кислота 145 90 0,05

При действии перекиси водорода на растворы щелочных тантала и ниобия образуются бесцветные или слегка желтоватые перекисные соединения — перниобаты и пертанталаты которые могут быть выделены в свободном состоянии, например при добавлении спирта к водному раствору. При окислении раствора перниобатов и пертанталатов серной кислотой образуются свободные надкислоты — надниобиевая и над танталовая кислота. Кислоты тантала весьма устойчивы в свободном состоянии.

Тантал образует карбиды различного состава. Карбиды тантала  существуют в двух модификациях. Наибольшее значение имеют монокарбиды тантала, которые могут быть получены разными способами: непосредственным соединением расплавленного металла с углеродом, восстановлением пятиокиси углерода при температурах 1600-1700 °C.

По внешнему виду карбид тантала представляет собой золотисто — желтые кристаллы. Карбид тантала устойчив на воздухе до температур 1100-1400°C и с трудом растворяется в кислотах.

Монокарбиды тантала применяются для изготовления некоторых марок твердых сплавов, для нагревательных элементов различных высокотемпературных  установок и для некоторых других целей.

Нитриды тантала получаются при нагревании порошковидных металлов в токе азота или аммиака при высоких температурах. Тантал также образует нитриды, напоминающие по свойствам металлический тантал.

Тантал образует ряд соединений с бором; особенно интересны дибориды тантала, обладающие очень высокими температурами плавления 3100 °C и устойчивые по отношению к кислота, причем тантал превосходит в этом отношении даже ниобий. С кремнием тантал образует три силицида.

Читайте также:  Реечные замки для металлических дверей

Силициды обладают высокой твердостью и высокими температурами плавления.

Методы определения малых количеств тантала было предложено весьма много. Тантал соосаждают с перекисью марганца, осадок сплавляют с бисульфатом натрия, растворяют в винной кислоте и определяют тантал фотоколориметрическим роданидным методом в ацетоно- водной среде. Соединение тантала при этом получается не окрашено.

Для определения тантала раньше применялись только реакции с пирогаллолом, который дает желтое соединение с танталом в кислой среде, тогда как например ниобий в кислой среде окрашенного соединения не образует. Для определения тантала пирогаллолом подготавливается подготавливается в щелочной среде сульфит натрия для предотвращения возможного окисления.

Пирогаллоловый метод был применен также для определения тантала в металлическом ниобии: после экстракции тантала последний удаляют выпариванием в кварцевом тигле в лучах инфракрасной лампы и остаток, после соответствующей обработки колориметрируют.

Более высокой чувствительностью обладают новые органические реактивы, в частности арсеназо, позволяющий определять до 0,3 мкг тантала в миллилитре раствора. В прошлом столетии для определения тантала и ниобия применялись методы хлорирования с отгонкой получающихся хлоридов ниобия и тантала.

В связи с трудностью разделения обоих металлов обычными мокрыми методами метод хлорирования может иметь некоторое значение. В 1962 году этот метод был предложен для разделения ниобия и тантала, причем хлорирование рекомендуется производить октохлорпропаном при 300 °C.

При использовании метода нужно иметь в виду, что сильно прокаленные окиси тантала и ниобия не поддаются хлорированию. Для отделения тантала применяется метод ионного обмена и метод хроматографии на целлюлозе. Полярографические методы для тантала вообще неприложимы, так как он не восстанавливается ни на платиновом, ни на ртутном электроде.

Существует множество химических реакций, по которым получение тантала из его окислов и галогеноидов оказывается термодинамически вероятным, однако почти весь промышленный тантал получают двумя методами : электролизом расплавленной смеси и натриетермическим восстановлением.

  Металлический тантал, осаждающийся на катоде в виде кека с дендритной структурой, дробят, промывают водой и царской водкой. Порошок затем прессуют, спекают и окончательно переплавляют дуговой или электронно-лучевой плавкой в вакууме.

При получении тантала натриетермическим методом в стальную бомбу со свободно лежащей крышкой укладывают слоями натрий. Реакция инициируется нагреванием с помощью кольцевых нагревателей, расположенных в верхней части бомбы, и постепенно распространяется на весь объем шихты.

Бомбу охлаждают, непрореагирующий натрий выщелачивают спиртом, а порошок тантала промывают поочередно водой, царской водкой и плавиковой кислотой, прессуют, спекают и переплавляют.

Как показали эксперименты, проведенные в лабораторном масштабе, экономичным способом получения пластичного тантала может также оказаться кролль-процесс, с успехом применяемый для промышленного производства титана, циркония и гафния.Тантал подобно алюминию может быть подвергнут анодному окислению.

Образующийся при этом плотно прилегающий поверхностный слой обладает такими же свойствами, что и окисный слой на поверхности алюминия. Одним из первых промышленных применений листового пластичного тантала, в частности в США,  было использование его в качестве анодов и электролитических выпрямителей.Купить тантал по привлекательным ценам вы можете перейдя по ссылкам ниже.

В начале 20 века, когда зарождалось производство ламп накаливания, основным материалом являлся тантал. Однако через несколько лет его вытеснил более конкурентоспособный вольфрам. Свой потенциал тантал смог раскрыть в производстве электровакуумной техники, а именно: рентгеновской, радиотехнической и локационной аппаратуре.

Тантал обладает уникальными свойствами, что позволяет применять его в радиотехнике и других значимых отраслях. В химической и металлургической промышленности благодаря уникальной способности металла оставаться устойчивым в кислотах и не разрушаться во время воздействия высоких температур стало прорывом.

Для получения тантала специалисты компании Урал-Металл используют лопаритовые концентраты. В процессе хлорирования танталитовые концентраты разлагаются под воздействием кислот и щелочей. Отделение тантала и ниобия осуществляется методом экстракции. Металл получают методом порошковой металлургии или вакуумно дуговой плавкой.

Подробнее прочитать про применение тантала. 

В компании ТК Урал-Металл вы всегда можете приобрести продукцию из тантала по самым низким ценам на отечественном рынке.

Продукция выпускаемая на современном иностранном оборудовании известных марок, с учетом соблюдения международных сертификатов качества ISO, отечественных ГОСТА и ТУ, самая конкурентоспособная во всем Уральском регионе.

На сайте компании вы всегда можете заказать: танталовый пруток, танталовый лист, танталовую проволоку, танталовый круг, танталовую ленту, прокат из тантала и многое другое. Все ваши заказы мы принимаем и обрабатываем точно в срок. В нашей компании вы всегда можете приобрести тантал и его сплавы следующих марок: ТВЧ, ТВ, ТН.

  1. Мы предлагаем следующую продукцию из тантала: танталовый круг, танталовый лист, танталовую проволоку, танталовую ленту.

ТАНТА́Л

Авторы: Э. Г. Раков

ТАНТА́Л (лат. Tantalum), Ta, хи­мич. эле­мент V груп­пы ко­рот­кой фор­мы (5-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. систе­мы; ат. н. 73, ат. м. 180,94788.

Име­ет два при­род­ных изо­то­па: ста­биль­ный 181Та (99,988%) и ме­та­ста­биль­ный 180mТа (0,012%, Т1/2 св.

1015 лет; для ос­нов­но­го со­стоя­ния 180Та Т1/2 8,15 ч); искус­ст­вен­но по­лу­че­ны ра­дио­изо­то­пы с мас­со­вы­ми чис­ла­ми 155–190.

Историческая справка 

От­крыт в 1802 швед. хи­ми­ком А. Эке­бер­гом и из-за труд­но­стей вы­де­ле­ния в чис­том ви­де на­зван по име­ни ге­роя др.-греч. ми­фо­ло­гии Тан­та­ла; в ви­де ме­тал­ла по­лу­чен в 1903 нем. хи­ми­ком В. Бол­то­ном.

Распространённость в природе

Со­дер­жа­ние Т. в зем­ной ко­ре 2,5·10–4% по мас­се. Вме­сте с Nb вхо­дит в со­став ми­не­ра­лов ко­лум­би­та-тан­та­ли­та, пи­ро­хло­ра, мик­ро­ли­та и др., вме­сте со Sn – в со­став кас­си­те­ри­та (см. Тан­та­ло­вые ру­ды).

Свойства

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­них элек­трон­ных обо­ло­чек ато­ма Т. 5d36s2; в со­еди­не­ни­ях обыч­но про­яв­ля­ет cтепень окис­ле­ния +5, ре­же +4 и др.; энер­гии ио­ни­за­ции Ta0→Ta+→Ta2+ со­от­вет­ст­вен­но 7,89 и 16,2 эВ; элек­тро­от­ри­ца­тель­ность по По­лин­гу 1,5; атом­ный ра­ди­ус 146 пм, ион­ные ра­диу­сы Ta5+ 78 (ко­ор­ди­нац. чис­ло 6), 83(7) и 88(8) пм.

В сво­бод­ном ви­де Т. – бле­стя­щий се­реб­ри­сто-се­рый пла­стич­ный ме­талл; кри­стал­лич. ре­шёт­ка ку­би­че­ская; tпл 3020 °C, tкип ок. 5400 °C; плот­ность 16 670 кг/м3. Лег­ко об­ра­ба­ты­ва­ет­ся дав­ле­ни­ем на хо­ло­ду, жа­ро­про­чен. При­ме­си H, C, N и О сни­жа­ют пла­стич­ность.

Хи­ми­че­ски Т. очень инер­тен, на хо­ло­ду не реа­ги­ру­ет с боль­шин­ст­вом ки­слот (кро­ме фто­ро­во­до­род­ной) и вод­ны­ми рас­тво­ра­ми ще­ло­чей, ус­той­чив к боль­шин­ст­ву рас­плав­лен­ных ме­тал­лов (кро­ме Fe, Co, Ni).

На воз­ду­хе по­кры­ва­ет­ся тон­кой плён­кой низ­ших ок­си­дов. Ок­сид Ta2O5 яв­ля­ет­ся про­ме­жу­точ­ным про­дук­том при пе­ре­ра­бот­ке кон­цен­тра­тов. Т.

об­ра­ти­мо по­гло­ща­ет Н2, об­ра­зуя TaH, TaH2, ТаН3 и твёр­дые рас­тво­ры, при взаи­мо­дей­ст­вии с B, С, N, P, As, S об­ра­зу­ет бо­ри­ды TaB и TaB2, кар­би­ды Ta2C и ТаС, нит­ри­ды Ta2N и TaN, фос­фи­ды Ta2P и TaP, ар­се­ни­ды TaAs и TaAs2, суль­фи­ды TaS2 и TaS3, а так­же твёр­дые рас­тво­ры. По­лу­че­ны суль­фа­ты и фос­фа­ты Т., мно­го­числ. тан­та­ла­ты, фто­ро- и хло­ро­тан­та­ла­ты, тан­та­лор­га­нич. со­еди­не­ния.

Получение

Т. по­лу­ча­ют из руд­ных кон­цен­тра­тов и шла­ков оло­вян­ной плав­ки фто­рид­ным, суль­фат­ным или хло­рид­ным ме­то­да­ми.

Для очи­ст­ки и раз­де­ле­ния ис­поль­зу­ют жид­ко­ст­ную экс­трак­цию, для по­лу­че­ния ме­тал­ла – Na-тер­ми­че­ское вос­ста­нов­ле­ние K2TaF7, для по­лу­че­ния Ta2O5 – оса­ж­де­ние и про­ка­ли­ва­ние гид­ро­кси­да.

Ми­ро­вое про­из-во Т. в нач. 2000-х гг. со­став­ля­ло до 1400 т/год, позд­нее зна­чи­тель­но сни­зи­лось.

Применение

Ме­тал­лич. Т. при­ме­ня­ют в ви­де по­рош­ка (в элек­тро­ли­тич. кон­ден­са­то­рах), про­во­ло­ки, тиг­лей и др. ме­тал­лич. из­де­лий (в хи­мич. пром-сти, ядер­ной энер­ге­ти­ке, ме­ди­ци­не и др.

), как при­сад­ку к спла­вам; пен­та­ок­сид Т. – как ком­по­нент стё­кол, сы­рьё для по­лу­че­ния тан­та­ла­та ли­тия LiTaO3 (ма­те­ри­ал для аку­сто- и элек­тро­оп­ти­ки, не­ли­ней­ной оп­ти­ки и др.); кар­бид Т.

 – как ком­по­нент твёр­дых спла­вов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector