Кратка информация и методи на приготвяне
Тантал (Та) -метален стомана-сив цвят със синкав оттенък.
Открит през 1802 от шведския химик Ekeberg на минерали, наи-dennyh във Финландия и Швеция; Това име на героя от гръцката митология Тантал осъдени на вечна жажда, която се дължи на трудностите, срещани от разтваряне на оксид на нов елемент в киселини. Pure пластмаса тантал първо се получава през 1903 г. от немски химик Bolton. Индустриалното производство на тантал започва през 1922 г. в Съединените щати.
Основният начин на обогатяване на руди, съдържащи танталит и Colum малко е концентрация тежестта (мокра окачване обогатяване
на таблиците). Резултатът е обикновено по-голямата част концентрат, съдържащ в допълнение танталит и columbite, каситерит, волфрам и някои други минерали. Освен обогатяване използвате флотация и електромагнитно отделяне.
Приблизително състав tantalitovyh концентрати: 12-30% NB 2 05; й 8- 59,6% ТА2 Os; 2,09-15,7% Fe2 03; 2,95-17,2% МпОг; 0,25-6,4% .'YU2; 0,12-0,9% Si02.
В съответствие със спецификациите, приети в нашата страна, аз Копра tantalitovye концентрати трябва да съдържат 60-65% ТА2 05 и не повече от 10% NB 2 05. II степен - не по-малко от 40% ТА2 05.
Освен рудни концентрати, съществен източник на тантал (ниобий) калаени шлаки са растения, получени от vyplav калай-TION на каситерит концентрати. Шлаки съдържат от 3 до 15% (Та, Nb) 2 на май.
Обработка концентрати обикновено се извършва в три стъпки: 1) откриване или разлагане; 2) разделяне на тантал и ниобий и техните полу-чист chenie химични съединения; 3) намаляване и Рафи-nirovanie тантал.
За откриване тантал концентрат използва легиращ с основа (NaOH, КОН) или разлагане с флуороводородна киселина.
В първия метод, както в резултат на топене на концентрата при 750- 800 "С с излишък от алкален образува ortosol (Na3 Ta04) и оксиди на желязо, манган. След обработка сплав образува малко разтворим politantality (Na 8 Ta60i -25H2 0 9), който се разгражда със солна киселина за получаване на хидратирани окиси на тантал, които след това се обработват с чисти съединения.
Понастоящем Флуороводородна киселина разпадане е OC метод novnym; в този случай микронизиран taptalitoiy Концентратът се разлага чрез загряване с концентрирана флуороводородна киселина.
Loparite концентрати преработени използват две-OD ба - хлориране и сярна киселина. РЕЗЮМЕ първо се състои в реакция на руда концентрат с газообразен хлор при 749- 850 ° С в присъствието на въглен или кокс. Разликата в години \ хлориди кредит дава възможност да се разделят на основните ценни компоненти на край на отпадъка. метод сярна киселина на основата на разлагането loparitovogo концентрира сярна киселина и отделяне на компоненти с цис използване на разликите в разтворимостта на титанов двойни сулфати, ниобий, тантал, редкоземни елементи с алкални метали или амоний.
Разделянето на тантал и ниобий от сходството на техните химични свойства на съединенията е предизвикателство
Известните методи за разделяне на тантал и ниобий: фракционна кристализация на сложни-ценен флуориди, екстракция орга Кал-разтворители, разделяне чрез йонообменни смоли, ректификация хлорид, селективна редукция на ниобий пентахлорид.
Методът на фракционна кристализация момента изместени по-добра - Екстракция чрез екстракция разделяне на тантал и ниобий и едновременното им пречистване от примеси на други елементи (Si, Ti, Fe, Mn, и т.н.) са по-голямата част от разтвори на флуор-единство с тантал и ниобий съдържащ флуороводородна киселина и сярна киселина (разтвори, получени от разлагане на рудни концентрати).
Екстракция разделяне на тантал и ниобий включва триста-бои 1) coextraction на тантал и ниобий, с цел да ги отделя от придружаващи елементи (Fe, Mn, Ti, Sn, Si, и т.н.). 2) избирател-солна ниобий източване на екстракта с вода; 3) повторна екстракция на тантал
разтворител от вода или водни разтвори на соли, например амониев флуорид, Ристо.
Разделянето на тантал и ниобий поправка целесъобразно ispol'uet обаждане в случая, когато рудни концентрати обработват метод хлоро Nym да се получи кондензат от тантал и ниобий хлорид (Lonar-Nels концентрати).
При разделяне на смес от схема процес на отделяне хлориди включва следните етапи: 1) предварително фракциониране за отделяне на тантал и ниобий хлориди от придружаващи примеси; 2) основният коригирането (NbCb получаване на чист и TAS концентрат); 3) отстраняване тантал фракция (получаването на чист TaS15).
дестилационен метод има висок капацитет и ефективност разделяне.
Атомни характеристики. Атомен номер 73, атомно тегло 180,948, 10.88 атомен обем-U -6 m 3 / мол, атомната радиуса на 0.146 пМ, йон радиуса на Ta 5+ 0.066 пМ. Ta + 4 0.077 пМ Ta 2 + 0.088 пМ. Конфигурация на външни електронни черупки 5d 3 6s 2. Стойностите на йонизация потенциали ЛИЗАЦИЯ-J (EV): 7.7; 16.2; 22. Електроотрицателност 1.5. Естествен тен Тал се състои от стабилна изотоп 131 Ta (99,9877 ° / о) п радиоактивни 180 Ta (0,0123 ° / о) с половин живот 12 октомври години.
Стандартен електрод потенциал реакция 5ech Ta Ta = * ^ 0 + 6 = -1,126V.
Съединенията проявяват окисляване - 1, 1, 2, 3, 4 -4 + 5; най-характерните пет. Електрохимично еквивалент на 0.3749 мг / Cl.
Тантал - най-устойчиви на корозия на всички не-благороден метал риболов. Тя е устойчива на солна, сярна, азотна, фосфорна и органични киселини, всички концентрации до 100-150 ° С гореща солна и сярна киселини тантал е с по-висока устойчивост от Nb. Тантал се разтваря в флуороводородна киселина и особено интензитет на-чително в smesn флуороводородна и азотна киселина,
Алкалното тантал е по-стабилна. Горещи разтвори на алкални основи aametno корозират метал; в стопен алкален и сода тантал бързо окислен за образуване на тантал киселина натриева сол.
При нормална температура taital стабилен срещу окисление във въздуха. Когато загрява до 200-300 ° С в нейната повърхност тънък твърдо придържат към оксид филм неблагородни метали. Chi-mical реагенти действат върху метал само в случаите, когато Oui реагират с този филм или проникват през него. Ценен качество е фактът, че филм оксид предотвратява про-просмукване електрически ток от метала на електролит, ако taital служи като анод. Над 500 ° С филм оксид става порьозна, стратифицирана и склонни към отделяне от основния метал.
Повишена устойчивост на окисляване на тантал е възможно или чрез модифициране (промяна на структурата, образувана от метал Sida в), извършена от допинг съответните елементи, или чрез предотвратяване или поне забавяне контакт кисел вид с метална повърхност. В двата последни случаи прилагането на Tre-buet на защитни покрития на основния метал или сплав.
С кислород образува твърд разтвор на танталов оксид п ТА2 Q5. С увеличаване на съдържанието на кислород на тантал до 1,5% (в). Налице е петкратно увеличение в якостни свойства със силно намаляване на еластичност и устойчивост на корозия. Разтворен кислород vyde желанието си за създаване на по-висок iagreve
2200 ° С във вакуум. Тантал оксид (V) ТА2 05 съществува в две версии. Точка на топене ТА2 Os 1620 ° С (според други източници 1872 ° С). ТА2 05 има киселинен характер.
Тантал слабо реагира с водород под 350 ° С; над тази ТЕМ-perature на увеличенията на реакционната скорост до около 450 ° С; в този процент-тура водород се абсорбира при максимална скорост и, в допълнение, химичното съединение, образувано - цията на ниска температура хидрид тен (тен). Абсорбира прикрепен метален водород трошливост, но при нагряване под вакуум над 800 ° С и водород се отстранява механично параметър свойства са възстановени.
Тантал е директно взаимодейства с азот, за да образуват три фази: твърд разтвор на азот в танталови нитриди и ТА2 N и тен. Струи-ЛИЗАЦИЯ започва при температура около 300 ° С, и неговите процент се увеличава с по-висока температура до niem докато най - 1100 ° С не се образува тен. Абсорбира тантал азот освобождава отново при висок вакуум при температура
Флуор действа върху тантал при стайна температура. Тантал етаж повърхност е инертен по отношение на действието на влажен и сух хлор, бром и йод до 150 ° С Излагането на хлор започва при температура около 250 ° С, и в
500 ° С, повторно действие се извършва почти мигновено. В присъствието на водна пара арматура-Roziya причинени от хлор, драстично се забавя. Действа върху накрайник Бромо-цията при -300 ° С, йод -primerno при същата температура; в резултат на образуване TaVg5 и Ta1b съответно.
Въглероден и въглерод-съдържащи газове (например, СН4, CO) в сезон Coy температура 1200-1400 ° С реагира с тантал да образува твърд и огнеупорни карбиди ТАС, които се топят при 3880 ° С и са много устойчиви на киселини.
С тантал борни форми бориди TaV2. представляващ плътно топим и твърдото съединение (г п л "3000 ° С), устойчив на СЗО-действие на солна киселина и азотна киселина, и царска вода, но бавно, но разлагане под действието на гореща сярна киселина и флуорна киселина, бориди тантал бързо дисоциира в разтопени основи, ct-Bonate, бисулфат и пероксидни съединения,
Тъй като силициеви форми силициди на тантал, основната един disilicide TaSi2. Това съединение има точка на топене
2400 ° С-chivo опора срещу действието на минерална киселина, но се разлага под действието на флуороводородна киселина.
С много метали, имащи изоморфни кристална структура атоми с размер близо до размера на тантал атом и близко разположени към него в elektrootritsatelnostn на ред, тантал образува непрекъснат твърди разтвори. Тези метали, в частния STI включват ниобий, волфрам, молибден, ванадий, В tntan и сътр. Limited твърди разтвори и метални съединения танталови форми с алуминий, берилий, злато, силиций, никел, т. Е. метали, които значително различен в атомната размер и електроотрицателност на литий, калий, натрий, магнезий и на някои други елементи torymi-тантал практически не образуват твърд сплав, твърди разтвори или съединения.
Тантал е податлив огнеупорен метал е добре под налягане лечение се прилага всички съществуващи методи. Pure тантал nagartovyvaetsya бавно по време на пластична деформация под температурата на рекристализация, което позволява да се открие голяма студена деформация (95%) без междинно-кримпване точна отгряване. Тантал блокове се подлагат на студено формоване за производство на листове, пръти и телове, предварително обелване на струг. За разлика от група огнеупорни метали VI тен тал има достатъчна еластичност при ниски температури до -196 ° С
На темпериращи температури до 1600 ° С по същество не се променя количеството на зърно. Значително нарастване зърно по време на отгряване holodnodefor-програмирани тантал се наблюдава при 2400 ° С
Основният вид топлинна обработка - закаляване. Конвенционален термичен топлина към лечението XYZ се препоръчва само във вакуум, за тантал абсорбира примеси от въвеждане на инертен газ
средство за висока скорост стомана, със значително заточено предните и задните ъгли, които осигуряват високо zhuschey ръб сила-D.
Шлайфане тантал трябва да се избягва, когато е възможно, защото на неговата склонност да сол по шлайфане колело, което води до грубияните на метала.
Тантал се характеризира с добра заваряемост. Заваряване технически тантал извършва при цялостна защита от атмосферни газове произвежда пластмасови шевове dopuskayushne огъване до 180 °.
Запояване или тантал се провежда в инертен п-тв (аргон, хелий) или под вакуум.
Спояване тантал сребърни припой може да произвежда поставят само с мед, никел или сребро.
Тантал заедно с волфрам, молибден и ниобий, посочена като "голям Четири" метали, най-обещаващите за създаване на тяхна основа на висока температура структурни материали за самолети, ракети, космически кораби, и така нататък. §. Обикновено тантал сплавени с W, Mo, V, Nb, Ti , Zr, Hf, Re, Cr, Cu, и други елементи.
Приблизително 60-70 ° / тантал електрически вакуум, използван в областта на техниката за производството на електрически и електронни, радар и рентгеново оборудване.
Висока способност да абсорбира газове тантал се използва за провеждане на под-висок вакуум в вакуумните тръби и други устройства електровакуумно-ция.
Тантал продукция арматура, се подлага на загряване при експлоатацията про-отстъпване - аноди, катоди мрежата, загрява индиректно и Дрю-Gia подробности за електронни лампи, особено мощни предавателни тръби
Наскоро тантал, натрупан значение ПРОИЗВОДСТВО-среда за електролитни кондензатори, както за съхранение на електрическа енергия, както и токоизправители. Миниатюрни-Satoru тантал кондензатор се използва широко в предавателни станции, радарни инсталации, електронни компютри и други устройства.
В електрически тантал лист, използван за производството на високо-температурни нагреватели вакуум пещ.
Корозионната устойчивост на киселини тантал и други среди в сътрудничество комбинация с висока топлопроводимост и пластичност прави цена Nym структурни материали за устройството и в химическата промишленост Me-tallurgicheskih тантал се използва за кондензатори, нагреватели, облицовки апарат, смесители и други части ,
Тантал карбиди са част от някои класове на синтеровани сплави червата твърда сплав на базата на волфрамов карбид, използвани за рязане на стомани.
Тантал е бил признат за протеза материал за възстановителна хирургия-ТА.
Тантал и неговите сплави се използват широко в промишлеността и космически технологии ядрена. Тя се използва за производство на матрици в производството на вискоза, тантал топлинни щитове, инструменти за инспекция, диафрагми и сложни механизми, където устойчивост на корозия е особено важно. NZ танталови тигели използвани в елементите на почистване-ед-земята. Тантал, волфрам и молибден се използва и като елемент за измерване на температури над 2273 К.
В някои случаи, волфрам и тантал замества волфрамови сплави за izgoyuvleniya баланси в контролните механизми SA Mallett и ракети.
Свързани статии