Тантал - Светът на минералите
Снимки: (щракнете за уголемяване)
 |
Танталът е сив метал с лек оловен оттенък. В природата се среща под формата на два изотопа: стабилен 181 Ta (99,99%) и радиоактивен 180 Ta (0,012%; TS = 10 12 години). Елементът е открит през 1802 г. от шведския химик А. Г. Ексберг; кръстен на героя от древногръцката митология Тантал (поради трудностите при получаването на Тантал в чист вид). Земната кора съдържа само 0,0002% тантал.
Условие за образование и престой:
Известни са около 20 действителни минерала на тантала - колумбитовата серия - танталит, воджинит, лопарит и др., и повече от 60 минерала, съдържащи тантал. Всички те са свързани с ендогенно образуване на минерали. В минералите танталът винаги се среща заедно с ниобия поради сходството на техните физични и химични свойства.
Танталът е типично диспергиран елемент, тъй като е изоморфен с много химични елементи. Депозитите на тантал са ограничени до гранитни пегматити, карбонатити и алкални слоести интрузии.
Находищата на тантал са известни в Бразилия (находището Pitinga в щата Амазонас), Египет (находището Avi Davvav, разположено на 75 км от пристанището Кусейр на Червено море), САЩ и Централна Африка.
В България танталът се добива в Източен Саян, на Алдан, в Северен Байкал, в Югоизточна Тува и в Северна Якутия. В момента са проучени следните находища на ниобий-тантал: Ловозерское (Мурманска област), Катугинское (Читанска област), Среднезиминское (Източен Саян), Ковдорское (Мурманска област), Вуориярвинское (Тухта-Вараска област), Себляврское (Мурманска област), Гулинское (Западен Анабарски район) и др.
Танталът има комплекс от ценни свойства - добрипластичност, якост, заваряемост, устойчивост на корозия при умерени температури, огнеупорност, висок коефициент на топлопреминаване, ниска работна функция на електрони, способността да се образува аноден филм със специални диелектрични характеристики и да се "разбира" с живата тъкан на тялото.
Благодарение на тези свойства танталът се използва в електрониката, химическото инженерство, ядрената енергетика, металургията (производство на топлоустойчиви сплави, неръждаема стомана) и медицината; под формата на TaC се използва при производството на твърди сплави. Чистият тантал се използва за направата на електрически кондензатори за полупроводникови устройства, части от електронни лампи, устойчиво на корозия оборудване за химическата промишленост, върхове за производство на изкуствени влакна, лабораторна стъклария, тигли за топене на метали (например редкоземни) и сплави, нагреватели за високотемпературни пещи; топлообменници за ядрени енергийни системи. В хирургията листове, фолио и тел от тантал се използват за закрепване на кости, нерви, зашиване и др. Използват се танталови сплави и съединения.
Световното производство на тантал е около 415-420 тона годишно. Основните световни фирми-преработватели на танталит, колумбит и други суровини от тантал в момента са следните компании: Cabot Corp. (САЩ), H.S. Starck (Германия), Mitsui Mining and Smelting и Mingxia Nonferrous Metals Co [3].
Тантал в гръцката митология е любимият син на Зевс. Да бъдеш по правата на фаворита на Зевс, допуснат до ястията на боговете. Тантал се гордеел с това и, като поканил боговете на своя пир, им поднесъл като лакомство месото на собствения си син Пелопс, искайки да изпита тяхното всезнание. За това престъпление Тантал бил наказан с глад и жажда. Той беше „затворен” във водоем, където се изправи до гушавъв водата, под дърво, чиито клони висяха надолу и се огънаха под тежестта на зрели плодове. Когато Тантал, измъчван от жажда, отваряше устата си да пие, водата се оттичаше от него; когато, измъчван от глад, вдигнал ръка да откъсне плода, клонът с плода се отклонил настрани. Ето как древният мит описва "танталовото брашно".
Химиците, които са изучавали свойствата на тантала, и особено онези учени, които са се опитвали да изолират тантала в неговата чиста форма, са преживели същото мъчение.
В продължение на 150 години незабележим тъмен, почти черен минерал лежеше в колекцията на Британския музей в Лондон. Различаваше се от парче въглен само по много тежкото си тегло и ивици златиста слюда. Със своята тежест минералът привлича вниманието на химика К. Гачет, който изучава неописаните минерали от колекцията. Анализът показа наличието на желязо, кислород и друг неизвестен елемент в минерала. По името на минерала, кръстен на Америка, където е намерен - колумбит - откритият елемент е наречен колумбий, а минералът. постави в колекцията. Това беше през 1801 г. Година по-късно химикът Екеберг откри нов елемент в минералите на Скандинавския полуостров, който поради болезнената трудност на изолиране беше наречен тантал. Изучавайки свойствата на колумбита, някои изследователи са все по-склонни да смятат, че колумбият и танталът са тясно смесени в минерала колумбит.
През 1844 г. известният немски химик G; Роуз доказа, че колумбитът съдържа два елемента, които трудно се разделят - ниобий и тантал. Те също присъстват заедно в минерала танталит, манганотанталит, феротанталит и някои други редки минерали. Накрая беше установено, че колумбий и тантал почти винаги се срещат заедно и че е много трудно да се разделят.
Танталът беше конкурент на платината, той се оказа незаменим за производствотохимическо оборудване. В едно от предприятията, използващи газообразен хлороводород, частите от неръждаема стомана на апарата бяха напълно унищожени за 2 месеца. Достатъчно беше да се замени неръждаемата стомана с тантал, а експлоатационният живот на най-тънките части (0,3-0,5 mm) се увеличи до 20 години. В миналото танталът е бил използван за направата на нишки в електрически крушки, които са били наричани танталови нишки. Сега той е заменен от по-евтини метали.
Важна суровина за производството на тантал и ниобий са гранити, съдържащи колумбит, чиито находища са особено големи в района на платото Джо (Северна Нигерия).