Anwendung von Tantal

Anwendung von Tantal

Tantal hat aufgrund seiner Merkmale eine Vielzahl von Anwendungen. In der Ausrüstung zur Herstellung verschiedener Anorganinsäuren kann Tantal zum Ersetzen von Edelstahl verwendet werden, und seine Lebensdauer kann Dutzende von Male länger sein als der von Edelstahl. Darüber hinaus kann Tantal in chemischer, elektronischer, elektrischer und anderer Branchen die Aufgaben ersetzen, die früher von Platin übernommen wurden, was die Kosten erheblich senkt. Tantal wird zu Kondensatoren verarbeitet und in militärische Ausrüstung ausgestattet. Die Vereinigten Staaten haben eine außergewöhnlich entwickelte Militärindustrie und sind der weltweit größte Waffenexporteur. Die Hälfte der weltweit Tantal -Produktion wird bei der Herstellung von Tantal -Kondensatoren verwendet, und die Logistikverwaltung des US -Verteidigungsministeriums ist der größte Eigentümer von Tantal, der einst ein Drittel des weltweiten Tantal -Pulvers auskauft.

Vorbereitungsmethode des Tantals

Schmelzmethode

Tantal Niobiumerz wird häufig von einer Vielzahl von Metallen begleitet. Die Hauptschritte des Tantal -Schmelzens sind das Zersetzen, das Konzentrat, das Reinigen und Trennen von Tantal und Niob, um reine Verbindungen von Tantal und Niob zu produzieren und schließlich Metalle zu produzieren.

Hydrofluorsäure -Zersetzungsmethode, Natriumhydroxid -Schmelzmethode und Chlorierungsmethode können zur Zersetzung von Erz verwendet werden. Tantal und Niobium können durch Lösungsmittelextraktion getrennt werden [häufige Extraktanten sind Methyl -Isobutylketon (MIBK), Tributylphosphat (TBP), SEC -Octanol und Acetamid], fraktionaler Kristallisation und Ionenaustausch.

Trennung: Erstens wird das Konzentrat von Tantal Niobium Iron Ore mit Hydrofluorsäure und Schwefelsäure zersetzt. Tantal und Niob werden in der Auslaugunglösung als Fluorotantsäure und Fluoroniobsäure gelöst. Gleichzeitig werden assoziierte Elemente wie Eisen, Mangan, Titan, Wolfram und Silizium auch in der Auslaugungslösung gelöst, um eine starke saure Lösung mit komplexen Komponenten zu bilden. Die Tantal -Niob -Auslaugungslösung verwendet Methyl -Isobutylketon, um Tantal Niobium zu extrahieren und gleichzeitig in die organische Phase zu extrahieren. Die Spurenverunreinigungen in der organischen Phase werden mit Schwefelsäurelösung gewaschen, um eine reine organische Phase zu erhalten, die Tantal Niobium enthält. Die Waschlösung und der Raffinat werden kombiniert, der Spuren -Tantal -Niob- und Unreinheitselemente enthält. Es ist eine starke saure Lösung und kann umfassend wiederhergestellt werden. Die reine organische Phase, die Tantal und Niob enthielt, wurde mit verdünnter Schwefelsäurelösung zurück extrahiert, um die organische Phase zu erhalten, die Tantal enthielt. Niob und eine kleine Menge Tantal treten in die wässrige Lösungsphase ein, und dann wird Tantal mit Methyl -Isobutylketon extrahiert, um eine reine Niob -enthaltende Lösung zu erhalten. Reines Tantal, das organische Phase enthält, wird mit Wasser zurück extrahiert, um eine reine, tantal -enthaltende Lösung zu erhalten. Die organische Phase nach dem Streifen von Tantal wird zum Recycling zur Extraktion zurückgeführt. Reine fluotante Lösung oder reine Fluoniobsäurelösung reagiert mit Kaliumfluorid oder Kaliumchlorid, um Kaliumfluotantalat (K2TAF7) und Kaliumfluoniobat (K2NBF7) -Kristalle (K2NBF7) zu bilden, und können auch mit Ammoniumhydroxid reagieren, um übertriebenes Hydroxid bzw. NIBIUS -Hydroxid zu bilden. Tantal- oder Niobhydroxid wird bei 900 ~ 1000 ℃ kalkiniert, um Tantal- oder Niob -Oxid zu bilden.

Vorbereitung von Tantal

① TantalUb -Pulver kann durch metallthermische Reduktion (Natriumthermische Reduktion) hergestellt werden. Unter inerter Atmosphäre, Kaliumfluotantalat ist mit Metallnatrium reduziert: K2TAF7 + 5NA - → TA + 5NAF + 2KF. Die Reaktion wird in einem Edelstahltank durchgeführt. Wenn die Temperatur auf 900 ° C erhitzt wird, wird die Reduktionsreaktion schnell abgeschlossen. Das mit dieser Methode hergestellte Tantal -Pulver weist eine unregelmäßige Partikelform und feine Partikelgröße auf, was für die Herstellung von kondenblichen Kondensatoren geeignet ist. Tantal -Pulver kann auch durch geschmolzenes Salzelektrolyse hergestellt werden: Unter Verwendung des geschmolzenen Salzes aus Kaliumfluotantalat, Kaliumfluorid und Kaliumchloridmisch Elektrolyse bei 750 ℃.

② antantal kann auch durch carbotherme Reduktion von Ta2O5 erhalten werden. Die Reduktion wird im Allgemeinen in zwei Schritten durchgeführt: Ersten wird im Vakuum zu Tantal gemacht. Tantal kann auch durch thermische Zersetzung oder Wasserstoffreduktion von Tantal -Chlorid hergestellt werden. Dichtes Tantal kann durch Vakuumbogen, Elektronenstrahl, Plasmastrahl Schmelz oder Pulvermetallurgie hergestellt werden. Einer Kristalle mit hoher Reinheit Tantal wurden durch Schmelzen der Tiegel -freie Elektronenstrahlzone hergestellt.

Ressourcenverteilung von Tantalum

Tantal ist eine der seltenen Metallmineralressourcen und ein unverzichtbarer strategischer Rohstoff für die Entwicklung der elektronischen Industrie und der Weltraumtechnologie.

Tantal und Niob haben ähnliche physikalische und chemische Eigenschaften, sodass sie in natürlichen Mineralien koexistieren. Die Klassifizierung von Tantalererz oder Niobiumerz basiert hauptsächlich auf dem Gehalt an Tantal und Niob in Mineralien. Wenn der Gehalt an Niob hoch ist, wird es Niob -Erz genannt und wenn der Gehalt an Tantal hoch ist, wird er Tantalerz genannt. Niobium wird hauptsächlich zur Herstellung von Kohlenstoffstahl, Superlegierung, hohem Stahl mit niedriger Legierung, Edelstahl, hitzebeständigem Stahl und Legierungsstahl verwendet. Tantal wird hauptsächlich bei der Herstellung elektronischer Rohgeräte und Legierungen verwendet. Die Vorkommensformen und chemische Zusammensetzungen von Tantal- und Niob -Mineralien sind komplex. Zusätzlich zu Tantal und Niob enthalten sie häufig Seltenerdmetalle, Titan, Zirkonium, Wolfram, Uran, Thorium und Zinn. Die wichtigsten Mineralien von Tantalum umfassen: Tantalit [(Fe, Mn) (Ta, Nb) 2O6], schweres Tantalit (feta2o6), Feinkristall [(Na, Ca) Ta2o6 (O, OH, F)] und Heixi Gold Mine [ (Y, Ca, CE, U, Th) (NB, Ta, Ti) 2O6]. Der Abfallreste des Zinnschmelzes enthält Tantal, was auch eine wichtige Ressource für Tantal ist. Es wurde festgestellt, dass die weltweit tantalen Reserven (im Tantal) etwa 134000 kurze Tonnen sind, wobei Zaire die Führung übernimmt. 1979 betrug die Ausgabe von Tantal -Mineralien in der Welt (berechnet durch Tantal) 788 kurze Tonnen (1 kurze Tonne = 907,2 kg). China hat im Prozess des Extrahierens von Tantal aus Mineralien mit relativ geringem Tantalgehalt erzielt [5].

Kondensatoren sind die wichtigste Endverbrauchsfläche von Tantal, die etwa 60% des Gesamtverbrauchs ausmachen. Die Vereinigten Staaten sind das Land mit dem größten Konsum von Tantal mit einem Verbrauch von 500 Tonnen im Jahr 1997, von denen 60% zur Herstellung von konzantalen Kondensatoren verwendet wurden. Japan ist das zweitgrößte Land im Tantal -Verbrauch mit einem Verbrauch von 334 Tonnen. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts ist der Markt mit der raschen Entwicklung der Kondensatorproduktion knapp. Es wird geschätzt, dass die Produktion von Tantal -Kondensatoren in der Welt 250 Millionen Stücke erreichen wird und 1000 Tonnen Tantal konsumiert werden. Laut der Statistik der US -amerikanischen Geological Survey betragen die natürlichen Reserven von Tantal in der Erdkruste 150000 Tonnen und die ausbeutbaren Reserven über 43000 Tonnen. Im Jahr 2004 betrug das weltweit tantale Bergbauvolumen 1510 Tonnen, darunter 730 Tonnen in Australien, 280 Tonnen in Mosambik, 250 Tonnen in Brasilien, 69 Tonnen in Kanada und 60 Tonnen im Kongo. Chinas Ressourcen sind hauptsächlich in Jiangxi, Fujian, Xinjiang, Guangxi, Hunan und anderen Provinzen verteilt. Aus Sicht des zukünftigen Entwicklungsbedarfs sind Kondensatoren immer noch das Hauptanwendungsbereich von Tantal. Wenn die Reservenbasis 24000 Tonnen beträgt, kann sie nur 24 Jahre lang die Nachfrage garantieren. Trotzdem ist die Aussicht auf Tantal -Ressourcen immer noch vielversprechend. Erstens gibt es viele Tantal -Ressourcen mit den sehr reichen Niob -Einlagen der Welt. Unter ihnen beträgt die Tantalressourcen von Gadal Niobium und Tantal Mine in Südgrönland 1 Millionen Tonnen. Zweitens hat der Westen begonnen, eine große Menge Blechofenschlacke mit weniger als 3% TA2O5 zu verwenden. Darüber hinaus haben sich auch die Forschung und Nutzung von Substituten schnell entwickelt, wie Aluminium und Keramik, die Tantal auf dem Gebiet der Kondensatoren ersetzen. Silizium, Germanium und Cäsium können Tantal bei der Herstellung von Gleichrichter für elektronische Instrumente ersetzen.