Tantaludvinding og -behandling:Fra malm til højteknologiske applikationer

Af Dorothy Mundy • Opdateret 24. marts 2022

Tantal er et tæt, gråt metal med et smeltepunkt på over 3.000°C. Klassificeret som et ildfast element, det modstår ekstrem varme og korrosion, hvilket gør det ideelt til højtydende elektronik. Dens fremragende elektriske og termiske ledningsevne gør det muligt at trække den ind i fine trådfilamenter, som bruges i dampaflejringsprocesser for andre metaller.

Hvor Tantal findes

Tantal kommer primært fra aflejringer af hårde bjergarter såsom granitter, carbonitter og pegmatitter - magmatiske bjergarter rige på grov feldspat. Fordi det ikke er rigeligt, er udvindingen koncentreret i en håndfuld lande, herunder Rwanda, Brasilien og Den Demokratiske Republik Congo. I løbet af de sidste to årtier har efterspørgsel fra computere, mobile enheder og elektrisk udstyr drevet udforskning af nye steder og udvidelse af eksisterende operationer.

Sådan udvindes tantal

Minedrift begynder typisk med åben grube eller underjordiske operationer, der sprænger, knuser og trækker malmen til et forarbejdningsanlæg. Materialet koncentreres derefter nær minen for at øge andelen af ​​tantaloxid og niobium. Almindelige koncentrationsmetoder omfatter våd tyngdekraft, magnetisk adskillelse, elektrostatiske og elektromagnetiske processer.

Behandling af koncentratet

Når koncentratet er transporteret til et raffinaderi, gennemgår det en række kemiske trin. En højtemperaturblanding af flussyre og svovlsyre opløser tantal og niob som fluorider, mens urenheder som silicium, jern, mangan, titanium, zirconium, uran og thorium også opløses og separeres til sekundært brug. Den resulterende opslæmning filtreres og udsættes derefter for opløsningsmiddelekstraktion ved hjælp af methyl-isobutylketon (MIBK) eller væske-ionbytning med aminekstraktanter. Det rensede tantaloxid reduceres til sidst med smeltet natrium for at give metallisk tantal.

Anvendelser af Tantal

• Elektrolytiske kondensatorer til forbrugerelektronik
• Højtemperaturdele i flymotorer og vakuumovne
• Atomreaktorer og missilkomponenter
• Medicinske implantater – ikke-irriterende og resistente mod kropsvæske
• Mobiltelefoner, pc'er, bilairbags, skæreværktøj, bor, gravemaskinetænder og varmeskjolde
• Elektriske ledere i mikroprocessorer og plasma-tv

Transport af tantal

Transporten foregår normalt ad søvejen i metaltromler på paller. I fjerntliggende regioner anvendes lufttransport. Da metallet kan indeholde spormængder af uran og thorium, gælder strenge regler for strålingstransport. Nogle transportører afviser forsendelse, hvis materialet ikke når den sænkede tærskel på 10BQ/gram på trods af tantals lave iboende radioaktivitet.