Mustaqil ish mavzu: tantal bajardi

mustaqil ish

mavzu: tantal

bajardi:
tekshirdi:

Tantal
Reja:

Kirish
1 Tarix
2 Xususiyatlari
3 Kimyoviy birikmalar
4 Hodisa
5 Status ziddiyatli manba sifatida
6 Ishlab chiqarish va uydirma
7 Ilovalar
8 Atrof-muhit muammolari
9 Ehtiyot choralari
Xulosa
Foydalanilgan adabiyotlar
Kirish
TANTAL (yunon mifologiyasidagi Tantal nomidan), Ta — Mendeleyev davriy sistemasining V guruxiga mansub kimyoviy element. Tartib rakami 73, atom massasi 180,9479. 2 ta tabiiy izotopi bor: birinchisi radioaktiv 180Ta (0,012%), ikkinchisi barqaror — |8|Ta(99,99%). Tantal (unsur)ni 1802-yilda shved kimyogari Tantal (unsur) Ekeberg kashf qilgan. Metall hoddagi Tantal (unsur)ni ilk bor nemis kimyogari Tantal (unsur) Bolton 1903-yilda ajratib olgan. Tantal (unsur) Yer poʻstining massa jihatidan 210^4% ini tashkil qiladi. Tantal (unsur) tabiatda doim niobiy bilan birga kolumbit (Fe, Mn) (NbO3)2 va tantalit (Fe, Mn) (TaO3)2 minerallari holida uchraydi.
Tantal (unsur) bir oz koʻkimtirkulrang metall. Sof Tantal (unsur)ning suyuqlanish temperaturasi 2996°; zichligi 16,6 g/sm3. Tantal (unsur)ni bosim ostida mexanik ishlash mumkin. Tantal (unsur) havosiz joyda qizdirilsa, oʻzidan koʻp miqdorda elektron chiqaradi. Tantal (unsur) kimyoviy jihatdan juda barqaror, korroziyaga uchramaydi, asl metallardan keyin birinchi oʻrinda turadi. Faqat, ftorid kislota bilan nitrat kislota aralashmasida va suyultirilgan ishqorlarda eriidi. Tantal (unsur) birikmalarida 2, 3, 4 va, asosan, 5 valentli. Tantal (unsur) ftor bilan odatdagi temperaturada (TaGʻ5), xlor bilan 250° dan yuqori temperaturada (TaS15, TaS13, TaS14), brom bilan 300° dan yuqori temperaturada (TaVg5, TaVg3,TaVg2), yod va oltingugurt bilan choʻgʻlanish temperaturasida birikadi. Tantal (unsur) azot bilan 300° da reaksiyaga kirishadi. Tantal (unsur) uglerod, bor, kremniy, fosfor, selen, tellur, suv bugi, uglerod (P)oksid, vodorod xlorid, vodorod bromid, vodorod yodid va boshqa moddalar bilan reaksiyaga kirisha oladi. Tantal (unsur)ning havoda qattiq kizdirilishidan hosil boʻladigan tantal (U)oksid Ta2O5 nihoyatda barqaror modda. Tantal (unsur) juda koʻp metallar bilan qotishmalar hosil qiladi.
Tantal (unsur) ni olish uchun tarkibida juda oz Tantal (unsur) va niobiy boʻlgan rudalarni boyitib, avval tantalit (kolumbit) konsentrat hosil qilinadi. Soʻngra konsentratni ftorid kislota bilan sulfat (yoki nitrat) kislota aralashmasida eritib, Tantal (unsur) va niobiyning kompleks kislotalari N2TaGʻ7 hamda H2NbF7 hosil qilinadi. H2ToF7 kislotaning kaliyli tuzi K2TaGʻ7 suvda erimasligidan foydalanib, Tantal (unsur) niobiydan ajratiladi. K2TaGʻ4 ni natriy bilan qaytarib Tantal (unsur) olinadi. Suyultirilgan K2TaGʻ7 ni elektroliz qilish yoʻli bilan ham Tantal (unsur) olish mumkin.
Tantal (unsur) odam va hayvonlar organizmida massa jihatidan 10~5% miqdorda jigar, buyrak, suyak va yumshoq toʻqimalarda uchraydi. Biologik roli hali aniqlanmagan. Organizmning tirik toʻqimalari bilan oʻzaro taʼsir etmasligi sababli Tantal (unsur)dan jarroxlikda keng foydalaniladi.
Tantal (unsur) elektronikada, kimyo mashinasozligida, yadro energetikasida, tibbiyot asboblari tayyorlashda, metallurgiyada maxsus poʻlatlar ishlab chiqarish. da va boshqa sohalarda keng qoʻllanadi.

Tarix
Tantal a kimyoviy element bilan belgi Ta va atom raqami 73. Ilgari sifatida tanilgan tantaliy, nomi berilgan Tantal, yunon mifologiyasidagi yovuz odam. Tantal noyob, qattiq, ko'k-kulrang, yaltiroq o'tish metall bu juda korroziyaga chidamli. Bu qismi olovga chidamli metallar qotishmalarda kichik tarkibiy qism sifatida keng qo'llaniladigan guruh. Tantalning kimyoviy inertligi uni laboratoriya uskunalari uchun qimmatli moddaga aylantiradi va uning o'rnini bosadi platina. Bugungi kunda uning asosiy ishlatilishi tantal kondensatorlari yilda elektron kabi uskunalar mobil telefonlar, DVD pleerlar, video o'yin tizimlari va kompyuterlar.Tantal, har doim kimyoviy o'xshash niobiy, ichida sodir bo'ladi mineral guruhlar tantalit, kolumbit va koltan (kolumbit va tantalit aralashmasi, garchi alohida mineral tur sifatida tan olinmagan bo'lsa). Tantal a texnologiya muhim elementi.

Tantal kashf etilgan Shvetsiya 1802 yilda Anders Ekeberg, ikkita mineral namunada - biri Shvetsiyadan, ikkinchisi Finlyandiyadan. Bir yil oldin, Charlz Xetchett topgan edi kolumbiyum (hozirda niobium), va 1809 yilda ingliz kimyogari Uilyam Xayd Vollaston oksidi bilan taqqoslaganda, kolumbit zichligi 5,918 g / sm3tantalga, tantalit zichligi 7,935 g / sm3. Uning xulosasiga ko'ra, ikki oksid, o'lchangan zichlik farqiga qaramay, bir xil va tantal nomini saqlab qolishgan. Keyin Fridrix Vohler bu natijalarni tasdiqladi, kolumbium va tantal bir xil element deb o'ylardi. Ushbu xulosa 1846 yilda nemis kimyogari tomonidan muhokama qilingan Geynrix Rouz, tantalit namunasida ikkita qo'shimcha element borligini ta'kidlagan va ularni ularni bolalarining nomlari bilan atagan Tantal: niobium (dan.) Niobe, ko'z yoshlari ma'budasi) va pelopium (dan Pelops ). Taxminan "pelopium" elementi tantal va niyobiy aralashmasi ekanligi aniqlandi va niobiy Xattett tomonidan 1801 yilda allaqachon topilgan kolumbium bilan bir xil ekanligi aniqlandi.
Tantal va niobiy o'rtasidagi farqlar 1864 yilda aniq ko'rsatildi Christian Wilhelm Blomstrand, va Anri Etien Sent-Kler Devil, shuningdek tomonidan Lui J. Troost, 1865 yilda ularning ba'zi birikmalarining empirik formulalarini aniqlagan. Shveytsariyalik kimyogar tomonidan yana bir tasdiq keldi Jan Sharl Galissard de Marignak, faqat ikkita element borligini isbotlagan 1866 yilda. Ushbu kashfiyotlar olimlarni so'zda maqolalar nashr etishiga to'sqinlik qilmadi ilmenium 1871 yilgacha. De Marignac birinchi bo'lib 1864 yilda tantalning metall shaklini ishlab chiqargan kamaytirilgan tantal xloridni atmosferada qizdirib vodorod. Dastlabki tergovchilar faqat nopok tantalni ishlab chiqarishga muvaffaq bo'lishgan va birinchi nisbatan toza egiluvchan metall tomonidan ishlab chiqarilgan Verner fon Bolton yilda Sharlottenburg 1903 yilda metall tantal bilan tayyorlangan simlardan foydalanilgan lampochka qadar iplar volfram uni keng foydalanishda o'zgartirdi.
Tantal nomi mifologik nomidan kelib chiqqan Tantal, otasi Niobe yilda Yunon mifologiyasi. Hikoyada, u o'limidan keyin jazolangan, chunki u boshida mukammal meva o'sib chiqqan tizzadan pastga suvda turishga mahkum etilgan, ikkalasi ham abadiy tantalizatsiyalangan uni. (Agar u suv ichish uchun engashgan bo'lsa, u yetadigan darajadan pastroq suv oqardi va agar u mevaga etib borsa, novdalar uning qo'lidan chiqib ketar edi). Anders Ekeberg shunday deb yozgan: "Men bu metalni chaqiraman tantal ... qisman kislota ichiga cho'milganda, har qanday narsani so'rib olish va to'yingan bo'lish qobiliyatiga ega emasligi haqidagi kinoyada. "
O'nlab yillar davomida tantalni niobiumdan ajratishning tijorat texnologiyasi fraksiyonel kristallanish ning kaliy geptafluorotantalat kaliy oksipentafluoroniobat monohidratdan uzoq, bu jarayon kashf etgan Jan Sharl Galissard de Marignak 1866 yilda. Ushbu usul o'rnini bosgan hal qiluvchi ajratib olish Tantalning tarkibida ftor bo'lgan eritmalardan.
Xususiyatlari
Jismoniy xususiyatlar
Tantal quyuq (ko'k-kulrang), zich, egiluvchan, juda qattiq, osongina to'qilgan va issiqlik va elektrni yuqori darajada o'tkazuvchan. Metall chidamliligi bilan mashhur korroziya tomonidan kislotalar; aslida, 150 ° dan past haroratlardaC tantal deyarli tajovuzkor hujumga qarshi deyarli to'liq immunitetga ega akva regiya. U bilan eritilishi mumkin gidroflorik kislota yoki o'z ichiga olgan kislotali eritmalar ftor ion va oltingugurt trioksidi, shuningdek. ning echimi bilan kaliy gidroksidi. Tantalning yuqori erish nuqtasi 3017 ° C (qaynash harorati 5458 ° C) elementlar orasida faqat volfram, reniy va osmiy metallar uchun va uglerod.
Tantal alfa va beta kabi ikki kristalli fazada mavjud. Alfa fazasi nisbatan egiluvchan va yumshoq; u bor tanaga yo'naltirilgan kub tuzilishi (kosmik guruh Im3m, panjara doimiy a = 0.33058 nm), Knoopning qattiqligi 200-400 HN va elektr qarshiligi 15-60 µΩ⋅ sm. Beta bosqichi qattiq va mo'rt; uning kristalli simmetriyasi to'rtburchak (kosmik guruh P42 / mnm, a = 1.0194 nm, v = 0,5313 nm), Knoopning qattiqligi 1000-1300 HN va elektr qarshiligi nisbatan yuqori bo'lib, 170-210 µΩ⋅sm. Beta fazasi metastabil bo'lib, 750-775 ° S gacha qizdirilganda alfa fazaga aylanadi. Ommaviy tantal deyarli butunlay alfa fazadir va beta faza odatda ingichka plyonkalar shaklida mavjud[22] magnetron bilan olinganpaxmoq, kimyoviy bug 'cho'kmasi yoki elektrokimyoviy cho'kma dan evtektik eritilgan tuz eritmasi.
Izotoplar
Asosiy maqola: Tantalning izotoplari
Tabiiy tantal ikkitadan iborat izotoplar: 180mTa (0,012%) va 181Ta (99,988%). 181Ta - bu barqaror izotop. 180mTa (m metastabil holatni bildiradi) uch usul bilan parchalanishi taxmin qilinmoqda: izomerik o'tish uchun asosiy holat ning 180Ta, beta-parchalanish ga 180V yoki elektronni tortib olish 180Hf. Biroq, bu radioaktivlik yadro izomeri hech qachon kuzatilmagan va uning pastki chegarasi yarim hayot 2.0 × 1016 yillar belgilandi. Ning asosiy holati 180Ta ning yarim umri atigi 8 soat. 180mTa tabiiy ravishda paydo bo'lgan yagona narsa yadro izomeri (bundan mustasno radiogenik va kosmogen qisqa muddatli nuklidlar). Tantalning elementar ko'pligi va izotopik ko'pligini hisobga olgan holda, bu olamdagi eng noyob izotopdir. 180mTa izotoplarning tabiiy aralashmasida (va yana radiogenik va kosmogenik qisqa muddatli nuklidlar bundan mustasno).
Tantal nazariy jihatdan "tuzlash "uchun material yadro qurollari (kobalt taniqli gipotetik tuzlash materialidir). Ning tashqi qobig'i 181Ta faraz qilingan portlovchi yadro qurolidan kelib chiqadigan intensiv yuqori energiyali neytron oqimi bilan nurlangan bo'lar edi. Bu tantalni radioaktiv izotopga aylantiradi 182Ta mavjud bo'lgan yarim hayot 114,4 kun va ishlab chiqaradi gamma nurlari taxminan 1,12 million elektron-volt (MeV) energiya bilan, bu radioaktivlikni sezilarli darajada oshiradi yadro qulashi bir necha oy davomida portlashdan. Bunday "sho'rlangan" qurollar hech qachon qurilgan yoki sinovdan o'tgan emas, chunki jamoatchilikka ma'lum va hech qachon qurol sifatida ishlatilmagan.
Tantal turli xil qisqa muddatli izotoplarni ishlab chiqarish uchun tezlashtirilgan proton nurlari uchun maqsadli material sifatida ishlatilishi mumkin. 8Li, 80Rb va 160Yb.
Kimyoviy birikmalar
Tantal oksidlanish darajalarida −III dan + V gacha birikmalar hosil qiladi. Barcha minerallarni o'z ichiga olgan Ta (V) oksidlari eng ko'p uchraydi. Ta va Nb ning kimyoviy xossalari juda o'xshash. Suvli muhitda Ta faqat + V oksidlanish holatini namoyish etadi. Niobium singari, tantal suyultirilgan eritmalarda deyarli eriydi xlorid, oltingugurtli, azotli va fosforik kislotalar Ta (V) oksidi gidroksidi yog'inlari tufayli. Asosiy muhitda Ta polioksotantalat turlarining hosil bo'lishi tufayli erishi mumkin.
Oksidlar, nitridlar, karbidlar, sulfidlar
Tantal besh oksidi (Ta2O5) ilovalar nuqtai nazaridan eng muhim birikma. Tantal oksidlari quyi oksidlanish darajalarida juda ko'p, shu jumladan ko'p nuqsonli tuzilmalar, va engil o'rganilgan yoki yomon tavsiflangan.
Tantalatlar, tarkibida [TaO bo'lgan birikmalar4]3− yoki [TaO3]− juda ko'p. Lityum tantalat (LiTaO3) perovskit tuzilishini qabul qiladi. Lantan tantalat (LaTaO4) tarkibida izolyatsiya qilingan TaO3−
4 tetraedra.
Boshqa holatlarda bo'lgani kabi olovga chidamli metallar Tantalning eng qiyin ma'lum bo'lgan birikmalari nitritlar va karbidlardir. Tantal karbid, TaC, ko'proq ishlatiladigan kabi volfram karbid, qiyin seramika chiqib ketish vositalarida ishlatiladi. Tantal (III) nitrid ba'zi bir mikroelektronik ishlab chiqarish jarayonida yupqa plyonka izolatori sifatida ishlatiladi.
Eng yaxshi o'rganilgan xalkogenid TaS hisoblanadi2, qatlamli yarimo'tkazgich, boshqalar uchun ko'rinib turganidek o'tish davri metall dikalkogenidlar. Tantal-tellur qotishmasi hosil bo'ladi kvazikristallar.
Halidlar
Tantal halogenidlari +5, +4 va +3 oksidlanish darajalarini qamrab oladi. Tantal pentaflorid (TaF5) erish nuqtasi 97,0 ° S bo'lgan oq qattiq moddadir. Anion [TaF7]2- uni niobiydan ajratish uchun ishlatiladi. Xlorid TaCl
5dimer sifatida mavjud bo'lgan, yangi Ta birikmalarini sintez qilishda asosiy reagent hisoblanadi. U tezda gidrolizlanadi oksiklorid. Pastki galogenidlar TaX
4 va TaX
3, Ta-Ta obligatsiyalari.
Organotantalum birikmalari
Organotantalum birikmalari o'z ichiga oladi pentametiltantalum, aralash alkilantalum xloridlar, alkiltantalum gidridlar, alkiliden komplekslari va shu kabi siklopentadienil hosilalari. Geksakarbonil uchun turli xil tuzlar va ularning o'rnini bosuvchi hosilalari ma'lum [Ta (CO)6]− va tegishli izosiyanidlar.

Ta (CH3)5.
Hodisa

Tantalit, Pilbara tumani, Avstraliya
Tantal taxminan 1 ni tashkil qiladippm[ yoki 2ppm ning Og'irligi bo'yicha Yer qobig'i. Tantal minerallarining ko'p turlari mavjud, ulardan ba'zilari shu paytgacha sanoat tomonidan xom ashyo sifatida ishlatilmoqda: tantalit (tantalit- (Fe), tantalit- (Mn) va tantalit- (Mg) dan tashkil topgan qator) mikrolit (endi guruh nomi), vodginit, evsenit (aslida evsenit- (Y)) va polikraz (aslida polikraz - (Y)). Tantalit (Fe, Mn ) Ta2O6 tantal qazib olish uchun eng muhim mineral hisoblanadi. Tantalit xuddi shunday mineral tuzilishga ega kolumbit (Fe, Mn ) (Ta, Nb )2O6; niobiydan ko'proq tantal bo'lsa, u tantalit va nantiydan ko'p bo'lsa, u kolumbit (yoki niobit ). Tantalit va boshqa mineral moddalarni o'z ichiga olgan tantalning yuqori zichligi ulardan foydalanishga imkon beradi gravitatsiyaviy ajralish eng yaxshi usul. Boshqa minerallarga kiradi samarskite va fergusonit.

Tantal ishlab chiqaruvchilari 2015 yilda Ruanda asosiy ishlab chiqaruvchi hisoblanadi
Tantalning asosiy qazib olinishi Avstraliya qaerda eng yirik ishlab chiqaruvchi, Global Advanced Metals, ilgari sifatida tanilgan Talison minerallari, G'arbiy Avstraliyada ikkita konda ishlaydi, Yashil butalar janubi-g'arbiy va Vodgina ichida Pilbara mintaqa. Wodgina koni 2011 yil yanvar oyida ushbu konda qazib olish 2008 yil oxirida to'xtatilganidan keyin qayta ochilgan edi global moliyaviy inqiroz. Qayta ochilgandan bir yil o'tmay, Global Advanced Metals yana "... tantalga bo'lgan talabni yumshatish ..." va boshqa omillar tufayli tantal qazib olish ishlari 2012 yil fevral oyining oxirida to'xtatilishini e'lon qildi. Wodgina birlamchi tantal kontsentratini ishlab chiqaradi, u mijozlarga sotilishidan oldin Greenbushes operatsiyasida yanada takomillashtiriladi. Niobiyumning yirik ishlab chiqaruvchilari mavjud Braziliya va Kanada, u erdagi ruda ham tantalning ozgina foizini beradi. Kabi ba'zi boshqa mamlakatlar Xitoy, Efiopiya va Mozambik Tantalning yuqori foizli konlari va ular dunyoda ishlab chiqarilgan mahsulotning sezilarli foizini ishlab chiqaradi. Tantal, shuningdek, yilda ishlab chiqarilgan Tailand va Malayziya ning yon mahsuloti sifatida qalay u erda qazib olish. Rudalarni gravitatsiyaviy qatlam bilan qatlamdan ajratish paytida nafaqat kassiterit (SnO2) topilgan, ammo tantalitning ozgina qismi ham kiritilgan. Keyin qalay eritish zavodlaridan olinadigan shlak tarkibida shlakdan yuviladigan iqtisodiy foydali miqdordagi tantal mavjud.

Tantal ishlab chiqaruvchilari 2006 yilda Avstraliya bilan asosiy ishlab chiqaruvchi hisoblanadi
Dunyo miqyosida tantal koni ishlab chiqarish 21-asr boshidan buyon asosan Avstraliya va Braziliyadan ishlab chiqarish boshlangandan buyon muhim geografik o'zgarishni boshdan kechirdi. 2007 yildan va 2014 yilgacha minalardan tantal ishlab chiqarishning asosiy manbalari keskin ravishda DRC, Ruanda va boshqa ba'zi Afrika mamlakatlariga o'tdi. Tantalni kelgusida etkazib berish manbalari, taxminiy o'lchamlari bo'yicha, o'rganilmoqda Saudiya Arabistoni, Misr, Grenlandiya, Xitoy, Mozambik, Kanada, Avstraliya, Qo'shma Shtatlar, Finlyandiya va Braziliya.
Hozirgi stavkalarda qazib olishga asoslangan tantal resurslaridan 50 yildan kamroq vaqt qolganligi taxmin qilinmoqda, bu esa ko'payish zarurligini ko'rsatmoqda. qayta ishlash.
Status ziddiyatli manba sifatida
Tantal a ziddiyatli resurs. Koltan, a uchun sanoat nomi kolumbit –tantalit niobiy va tantal olinadigan mineral, ham topish mumkin Markaziy Afrika, shuning uchun tantal bog'langan Kongo Demokratik Respublikasida urush (avval Zair ). 2003 yil 23 oktyabrdagi ma'lumotlarga ko'ra Birlashgan Millatlar hisobot, koltan kontrabandasi va eksporti Kongoda urushni kuchayishiga yordam berdi, bu inqiroz 1998 yildan beri taxminan 5,4 million o'limga olib keldi. - bu dunyodagi eng qonli mojaroga aylangan mojaro Ikkinchi jahon urushi. Kongo havzasining qurolli to'qnashuv hududlarida koltan kabi resurslardan foydalanilganligi sababli mas'uliyatli korporativ xatti-harakatlar, inson huquqlari va yovvoyi hayotga xavf tug'dirishi to'g'risida axloqiy savollar ko'tarildi. Ammo, Kongoda mahalliy iqtisodiyot uchun muhim bo'lsa-da, Kongoda koltan qazib olishning tantalni dunyoga etkazib berishdagi hissasi odatda unchalik katta emas. The Amerika Qo'shma Shtatlarining Geologik xizmati 2002-2006 yillarda ushbu mintaqa dunyodagi tantal ishlab chiqarish hajmining 1 foizidan ozroqini ishlab chiqarganligi va 2000 va 2008 yillarda 10 foizga etgani haqida xabar beradi.
Ning belgilangan maqsadi Umid Tantal loyihasi uchun echimlar "Kongo Demokratik Respublikasidan mojarolarsiz tantalni olish"
Ishlab chiqarish

Tantal ishlab chiqarishning 2012 yilgacha bo'lgan vaqt tendentsiyasi
Tantalni tantalitdan ajratib olishda bir necha bosqichlar mavjud. Birinchidan, mineral ezilgan va tomonidan jamlangan tortishish kuchini ajratish. Bu, odatda, yaqinida amalga oshiriladi .
Qayta ishlash
Tantalni uning rudalaridan tozalash sanoat metallurgiyasidagi ajralib chiqadigan jarayonlardan biridir. Asosiy muammo shundaki, tantal rudalari tarkibida katta miqdordagi minerallar mavjud niobiy, kimyoviy xossalari Ta bilan deyarli bir xil. Ushbu muammoni hal qilish uchun ko'plab tartib-qoidalar ishlab chiqilgan.
Zamonaviy davrda, ajratish orqali erishiladi gidrometallurgiya. Chiqarish boshlanadi eritma bilan ruda gidroflorik kislota bilan birga sulfat kislota yoki xlorid kislota. Ushbu qadam tantal va niobiyni tog 'jinslaridagi har xil metall bo'lmagan aralashmalardan ajratishga imkon beradi. Ta turli xil minerallar sifatida uchraganiga qaramay, u pentoksid sifatida qulay tarzda ifodalanadi, chunki tantal (V) oksidlarining aksariyati shu sharoitda o'zini tutadi. Uni qazib olish uchun soddalashtirilgan tenglama quyidagicha:
Ta2O5 + 14 HF → 2 H2[TaF7] + 5 H2O
Niobium komponenti uchun to'liq o'xshash reaktsiyalar yuzaga keladi, ammo ekstraktsiya sharoitida heksaflorid odatda ustundir.
Nb2O5 + 12 HF → 2 H [NbF6] + 5 H2O
Ushbu tenglamalar soddalashtirilgan: bisulfat (HSO) deb gumon qilinadi4−) va xlorid navbati bilan oltingugurtli va xlorid kislotalardan foydalanilganda Nb (V) va Ta (V) ionlari uchun ligand sifatida raqobatlashadi. Keyin tantal va niyobiy ftorid komplekslari suvli tomonidan hal suyuqlik-suyuqlik ekstrakti ichiga organik erituvchilar, kabi sikloheksanon, oktanol va metil izobutil keton. Ushbu oddiy protsedura tarkibida suvli fazada qolgan metall tarkibidagi ko'pgina aralashmalarni (masalan, temir, marganets, titanium, zirkonyum) yo'q qilishga imkon beradi. ftoridlar va boshqa komplekslar.
Tantalni ajratish dan niobiyga keyin pastga tushirish orqali erishiladi ion kuchi niobiyning suvli fazada erishiga olib keladigan kislota aralashmasidan. Taklif qilinmoqda oksiflorid H2[NbOF5] ushbu sharoitda shakllanadi. Niobiyni olib tashlashdan keyin tozalangan H eritmasi2[TaF7] suv bilan neytrallashtiriladi ammiak bo'lishi mumkin bo'lgan gidratlangan tantal oksidini qattiq moddalar sifatida cho'ktirish kaltsiylangan ga tantal pentoksid (Ta2O5).
Gidroliz o'rniga H2[TaF7] bilan davolash mumkin ftorli kaliy ishlab chiqarish kaliy geptafluorotantalat:
H2[TaF7] + 2 KF → K2[TaF7] + 2 HF
H dan farqli o'laroq2[TaF7], kaliy tuzi osonlikcha kristallanadi va qattiq moddalar sifatida ishlaydi.
K2[TaF7] ni metall tantalga aylantirish mumkin kamaytirish bilan natriy, taxminan 800 ° C da eritilgan tuz.[56]
K2[TaF7] + 5 Na → Ta + 5 NaF + 2 KF
Eski usulda Marignac jarayoni, H ning aralashmasi2[TaF7] va H2[NbOF5] ga aylantirildi aralash K.2[TaF7] va K2[NbOF5], keyin ajratilgan edi fraksiyonel kristallanish, ularning turli xil suvda eruvchanligini ishlatish.
Elektroliz
Shuningdek qarang: FFC Kembrij jarayoni
Tantal elektroliz yordamida tozalanishi mumkin Hall-Héroult jarayoni. Tantal elektrolizi kirish oksidi va chiqadigan metallni suyuq holda bo'lishini talab qilish o'rniga suyuq bo'lmagan chang oksidlarida ishlaydi. Dastlabki kashfiyot 1997 yilda Kembrij universiteti tadqiqotchilari ma'lum oksidlarning kichik namunalarini eritilgan tuz vannalariga botirib, oksidni elektr toki bilan kamaytirganda yuz berdi. Katodda chang metall oksidi ishlatiladi. Anot ugleroddan tayyorlangan. 1000 ° C (1830 ° F) da eritilgan tuz elektrolitdir. Birinchi neftni qayta ishlash zavodi yillik global talabning 3-4 foizini ta'minlash uchun etarli quvvatga ega.
Tayyorlash va metallga ishlov berish
Hammasi payvandlash tantal inert muhitda bajarilishi kerak argon yoki geliy uni atmosfera gazlari bilan ifloslanishidan himoya qilish uchun. Tantal emas lehimli. Tantalni maydalash juda qiyin, ayniqsa tavlangan tantal. Tavlangan holatda tantal juda katta ahamiyatga ega egiluvchan va osongina metall plitalar sifatida shakllanishi mumkin.
Elektron mahsulotlar

Tantal elektrolitik kondansatörü
Tantaldan metall kukuni kabi asosiy foydalanish asosan elektron komponentlar ishlab chiqarishda qo'llaniladi kondansatörler va ba'zi bir yuqori quvvatli rezistorlar. Tantal elektrolitik kondansatörler tantalning himoya hosil qilish tendentsiyasidan foydalaning oksid Tantal kukuni yordamida sirt qatlami, pelet shaklida, kondensatorning bitta "plastinkasi", oksidi esa dielektrik, va boshqa "plastinka" singari elektrolitik eritma yoki Supero'tkazuvchilar qattiq. Chunki dielektrik qatlam juda nozik bo'lishi mumkin (masalan, alyuminiy elektrolitik kondensatoridagi o'xshash qatlamdan yupqaroq), yuqori sig'im kichik hajmda erishish mumkin. Tantal kondansatörleri hajmi va vazni afzalliklari uchun jozibali ko'chma telefonlar, shaxsiy kompyuterlar, avtomobil elektroniği va kameralar.
Qotishmalar
Tantal turli xillarni ishlab chiqarish uchun ham ishlatiladi qotishmalar erish nuqtalari, kuchi va egiluvchanligi yuqori. Boshqa metallar bilan qotishtirilgan, shuningdek, metallga ishlov berish uskunalari uchun karbid asboblarini tayyorlashda va superalloydlar reaktiv dvigatel komponentlari, kimyoviy texnologik uskunalar uchun, yadro reaktorlari, raketa qismlari, issiqlik almashinuvchilari, tanklar va kemalar. Tantal o'zining egiluvchanligi tufayli ingichka simlarga yoki iplarga tortilishi mumkin, bu kabi metallarni bug'lash uchun ishlatiladi. alyuminiy. Tanadagi suyuqlik hujumiga qarshi turadigan va tirnash xususiyati bo'lmaganligi sababli, tantal jarrohlik asboblari va implantlarni tayyorlashda keng qo'llaniladi. Masalan, tantalning qattiq to'qima bilan bevosita bog'lanish qobiliyati tufayli ortopedik implantlarni qurishda g'ovakli tantal qoplamalar qo'llaniladi.
Tantal ko'pgina kislotalarga nisbatan inertdir gidroflorik kislota va issiq sulfat kislota va issiq gidroksidi eritmalar ham tantalning korroziyasini keltirib chiqaradi. Ushbu xususiyat uni kimyoviy reaksiya idishlari va korroziv suyuqliklar uchun quvurlar uchun foydali metallga aylantiradi. Xlorid kislotani bug 'bilan isitish uchun issiqlik almashinadigan spirallar tantaldan tayyorlanadi. Tantal ishlab chiqarishda keng ishlatilgan ultra yuqori chastotali elektron naychalar radio uzatgichlar uchun. Tantal nitrid va oksidlarni hosil qilish orqali kislorod va azotni ushlab turishga qodir va shuning uchun ichki qismlar, masalan, panjara va plitalar uchun quvurlar uchun zarur bo'lgan yuqori vakuumni saqlashga yordam beradi.
Boshqa maqsadlar

Bimetalik banki tomonidan chiqarilgan tangalar Qozog'iston kumush uzuk va tantal markazi bilan.
Yuqori erish nuqtasi va oksidlanish qarshiligi metallni ishlab chiqarishda ishlatilishiga olib keladi vakuumli pech qismlar. Tantal nihoyatda harakatsiz va shuning uchun turli xil korroziyaga chidamli qismlarga aylanadi termovellalar, vana korpuslari va tantal biriktirgichlari. Yuqori zichligi tufayli, shakllangan zaryad va portlovchi shakllangan penetrator laynerlar tantaldan qurilgan. Tantal yuqori zichlik va yuqori erish harorati tufayli shakllangan zaryadning zirhga kirish qobiliyatini sezilarli darajada oshiradi. Bundan tashqari, vaqti-vaqti bilan qimmatbaho sifatida ishlatiladi soatlar masalan. dan Audemars Piguet, F.P. Journe, Hublot, Montblank, Omega va Panerai. Tantal shuningdek yuqori darajada bioinert hisoblanadi va ortopedik implant material sifatida ishlatiladi. Tantalning yuqori qattiqligi, uni kovak o'rnini bosuvchi implantlar uchun pastroq qattiqlik bilan yuqori gözenekli ko'pik yoki iskala sifatida ishlatishni talab qiladi. stressni himoya qilish. Tantal rangli, magnit bo'lmagan metall bo'lganligi sababli, ushbu implantatlar MRI protseduralarini o'tkazayotgan bemorlar uchun maqbul hisoblanadi. Oksidi maxsus yuqori qilish uchun ishlatiladi sinish ko'rsatkichi stakan uchun kamera linzalar.
Atrof-muhit muammolari
Tantal atrof-muhit sohasida boshqa geosabiyotlarga qaraganda kamroq e'tibor oladi. Yuqori qobiq kontsentratsiyasi (UCC) va Nb / Ta nisbati yuqori qatlamda va minerallarda mavjud, chunki bu o'lchovlar geokimyoviy vosita sifatida foydalidir. Yuqori qobiq kontsentratsiyasining so'nggi qiymati 0,92 ppm ni tashkil qiladi va Nb / Ta (w / w) nisbati 12,7 ga teng.
Tantalning turli xil atrof-muhit bo'linmalaridagi konsentratsiyalari, xususan dengiz suvlari va toza suvlarda "erigan" tantal kontsentratsiyasining ishonchli hisob-kitoblari ishlab chiqarilmagan tabiiy suvlarda kam ma'lumot mavjud. Okeanlardagi eritilgan kontsentratsiyalar bo'yicha ba'zi qiymatlar nashr etilgan, ammo ular bir-biriga ziddir. Chuchuk suvlarda qiymatlar biroz yaxshilanadi, ammo, har holda, ular ehtimol 1 ng L dan pastroqdir−1, chunki tabiiy suvlarda "erigan" kontsentratsiyalar hozirgi analitik imkoniyatlardan ancha past. Tahlil hozircha izchil natija bermaydigan konsentratsiyadan oldingi protseduralarni talab qiladi. Va har qanday holatda, tantal tabiiy suvlarda asosan erigan emas, balki zarracha bo'lgan moddalar kabi ko'rinadi.
Tuproqlarda, qatlam cho'kindilarida va atmosfera aerozollarida kontsentratsiyalar uchun qiymatlarni olish osonroq. Tuproqdagi qiymatlar 1 ppm ga yaqin va shuning uchun UCC qiymatlariga teng. Bu detrital kelib chiqishini ko'rsatadi. Atmosfera aerozollari uchun mavjud qiymatlar tarqoq va cheklangan. Tantalning boyishi kuzatilganda, ehtimol bu bulutlarda aerozollarda suvda eruvchan elementlarning ko'proq yo'qolishi bilan bog'liq.
Elementni inson tomonidan ishlatilishi bilan bog'liq ifloslanish aniqlanmadi. Tantal biogeokimyoviy nuqtai nazardan juda konservativ element bo'lib ko'rinadi, ammo uning aylanishi va reaktivligi hali ham to'liq tushunilmagan.
Ehtiyot choralari
Tantal o'z ichiga olgan birikmalar laboratoriyada kam uchraydi. Metall yuqori darajada biokompatibl va tana uchun ishlatiladi implantlar va qoplamalar, shuning uchun e'tibor boshqa elementlarga yoki jismoniy xususiyatiga qaratilishi mumkin kimyoviy birikma.
Tantalni ish joyida nafas olish, teriga tegish yoki ko'z bilan aloqa qilish orqali odamlar ta'sir qilishi mumkin. The Mehnatni muhofaza qilish boshqarmasi (OSHA) qonuniy chegarani o'rnatdi (ta'sir qilishning ruxsat etilgan chegarasi ) ish joyidagi tantal ta'sirida 5 mg / m3 8 soatlik ish kuni davomida. The Mehnatni muhofaza qilish milliy instituti (NIOSH) o'rnatdi tavsiya etilgan ta'sir qilish chegarasi (REL) 5 mg / m3 8 soatlik ish kuni va 10 mg / m qisqa muddatli cheklov3. 2500 mg / m darajasida3, tantal hayot va sog'liq uchun darhol xavfli