Историята на кабината. Кабардино-Балкария: религия, история и интересни факти. Основни дейности на отдела

Танталът е „умен метал“

Танталът, чиито свойства и характеристики се оказаха наистина уникални, вече се нарича "умен метал".

Малко история

Танталът е открит през 1802 г. Шведски химикА.Г. Екеберг проучва откритите минерали и открива, че те съдържат непознат по това време елемент, но не може да го изолира в чист вид. Неизвестен метал е кръстен на древния грък митологичен геройТантал. В продължение на 4 десетилетия химиците погрешно вярваха, че танталът и ниобият, известни по това време, са едно и също химически елемент. Германските химици успяват да го получат в чист вид през 1903 г. и започва да се използва активно за промишлени цели по време на Втората световна война.

Описание и свойства на тантала

IN периодичната таблицатози метал заема 73-та позиция и се обозначава с Ta.

При нормални условияима сребрист цвят, подобен на външен вид на среброто и някои други благородни метали. Поради окисляването във въздуха, той се покрива с оксиден филм, потъмнява и става по-скоро като олово. При стайна температураОкисляването протича много бавно, така че металът запазва характерния си цвят за дълго време. Активното окисление във въздуха започва при температури над 280°C.

Металът реагира с халогени, когато ниски температури, но веднага се покрива с повърхностен филм, който го предпазва от по-нататъшни реакции в целия обем.

Точката на топене е относително висока, 3017°C. Тя е много по-висока от тази на много метали. За сравнение:

• олово - 327°C;
• алуминий - 660°C;
• месинг - до 1000°C;
• злато - 1064°C;
• мед - 1083°C;
• желязо - 1540°C.

Благодарение на най-високата якост на метала тантал, той се използва в много индустрии

Сред широко използваните в промишлеността материали танталът е по-нисък по точка на топене от волфрама, за който тази стойност е 3420°C.

Плътността на тантала е 16 700 kg/m3, този метал е много по-плътен от обикновените желязо и мед, за които е равен съответно на 7870 и 8940 kg/m3. По плътност може да се сравни със златото, чиято плътност е 19320 kg/m3. Танталът има висока твърдост. Въпреки свойствата си, той е много пластичен метал. Материалът може да се разточва до дебелина 1 микрон. Само златото има такава пластичност.

Материалът се навива без нагряване, което значително опростява обработката му. Механичната якост може да се увеличи чрез студено втвърдяване. При температури под - 196°C свойството пластичност изчезва и металът става чуплив.

от магнитни свойстватанталът се класифицира като парамагнитен. Свойствата на парамагнитния материал се проявяват добре при температури под 3420 ° C, тогава металът става феромагнитен материал.

Танталът има най-висока устойчивост на агресивни действиязаобикаляща среда. Не се разрушава от азотна киселина с концентрация 70%. Не му действа сярна киселина, нагрята до 150°C, но когато температурата на киселината се повиши до 200°C, започва бавно разрушаване на метала.

Тази антикорозионна устойчивост на метала, която надвишава тази на неръждаемата стомана, го прави незаменим в редица производствени процеси.

Да подчертая скъпоценни металиЕлектролизата се използва от разтвори и стопилки на техните соли. Но катодите, върху които се отлагат благородни метали, бързо се разрушават. Замяната на катоди, направени от конвенционални метали с тантал, направи процеса на електролиза много по-ефективен и по-евтин. Този метод се използва и за изолиране на редкоземни елементи от руди.

Танталът има висока биологична съвместимост, така че е получен широко приложениев медицината. Протезите и имплантите, изработени от него, нямат химичен ефект върху тялото, не се окисляват и следователно не се отхвърлят от тялото.

ДА СЕ добри водачи електрически токтантал не може да се припише, то съпротивлениепри 20°C то е 0,13 Ohm*mm²/m, то е по-голямо от това на желязото (0,1 Ohm*mm²/m). Но има относително висока температура на преход към свръхпроводящо състояние, тя е равна на 4,5 K. С повече висока температураВанадий (5.3K), олово (7.2K) и неговият "близнак" ниобий (9.2K) преминават в състояние на свръхпроводимост. Това свойство на тантала го прави търсен в производството на криотонни свръхпроводници, използвани в електронните изчислителни технологии. В радиоелектрониката се използват кондензатори с танталови пластини. Те се оказаха най-ефективни, но могат да работят при ниски стойности на напрежението.

IN военна индустрияТанталовите сплави се използват за увеличаване на пробивната способност на снарядите.

За научни и военни цели радиоактивните изотопи се използват за създаване на източници на гама лъчение. Радиоактивните изотопи са част от вкаменелостите, но се намират в много по-високи концентрации в отпадъците, останали след работа. ядрени реактори.

Танталът се използва при изграждането на защита за ядрени реактори, тъй като е един от малкото елементи, които не се разрушават от действието на цезиевите пари.

Танталов карбид се нанася върху повърхността на режещия инструмент, за да му придаде специална здравина. Този инструмент се използва за рязане и пробиване на особено издръжливи материали при пробиване на дълбоки кладенци в твърди скали.

Поради високата си якост, устойчивост на окисление и висока точка на топене, танталът се използва в производството на самолетни и ракетни двигатели.

Частите от тантал издържат десетки години по-дълго в агресивни среди от тези от други материали с висока устойчивост на корозия.

всичко физически характеристикиматериалът може да бъде променен чрез въвеждане на легиращи добавки в него.

Добив на тантал

Благодарение на проучвателните работи бяха открити нови находища на метала тантал

Земната кора съдържа около 0,0002% тантал, така че се класифицира като рядък елемент. Но почти всички страни имат находища на неговите съединения. В Европа най-големите и богати находища са във Франция, малки находища има в повечето страни бившия СССР. Между африкански държавиЕгипет има най-големите запаси от суровини. Но най-големите и най-богатите находища, известни и разработени до момента, се намират в Австралия.

Елементът се намира под формата на собствени соли или е част от други минерали. Във втория случай задължително се придружава от ниобий. Минералите могат да бъдат стабилни или радиоактивни.

Добивът на този метал е 420 тона годишно. Водещите страни в производството и преработката са САЩ и Германия.

Поради световната криза търсенето на тантал леко намаля, но от 2010 г. отново се увеличи. IN напоследъкПровеждат се активни проучвателни работи. Благодарение на тях бяха открити нови находища в САЩ, Бразилия и Южна Африка.

(Тантал; кръстен на митологичния фригийски цар Тантал), Та-хим. елемент от V група периодичната таблицаелементи; при. н. 73, при. м. 180.9479. Пластмасов метал от сиво-стоманен цвят със синкав оттенък. Най-типичното състояние на окисление за Т. е + 5; Известни са и съединения със степен на окисление - 1, + 1, + 2, + 3 и + 4. Състои се от природни Т стабилен изотоп 181Ta и радиоактивния изотоп 180Ta с период на полуразпад 1012 години. Получено 15 радиоактивни изотопи. T. е открит за първи път (1802) от шведа, химик A. G. Ekeberg в минерали Скандинавски полуостров. Поради близостта на физико-хим. Св. в тантал и винаги се придружават един друг и дълго време се смятаха за идентични. В чист вид Т. получава (1903) немски. химик В. фон Болтън. Бал. Производството на Т. започва през 1922 г. (САЩ).

Съдържание на тантал в земната кора 2< 10-4 %. Т. в природе встречается совместно с ниобием в виде изоморфных танталитов и ниобатов, Известно более 100 минералов, содержащих тантал. Основные из них: колумбит-танталит, микролит, некоторые титановые (напр., ильменорутил). Большинство танталовых руд содержит значительное количествониобия. Кристална клеткаТ. обемно-центриран куб с период a - 3.3025 A. Плътност 16.65 g/cm9; точка на топене 2996° С; точка на кипене 53009 C; температурен коефициент. линейно разширение(градуси): 6,55 х 10-6 (температура 0-100° С); 6,6 x 10-6 (температура 0-500° C) и 8,0 x 10-6 (температура 20-1500° C); коефициент топлопроводимост (при стайна температура) 0,130 cal/cm x sec x deg. Специфичен топлинен капацитет (cal/g-deg): 0,03322 (температура 0°C); 0.03364 (температура 100°С); 0.03495 (температура 400°С); 0.03679 (температура 800°С); 0.03873 (температура 1200°С); 0,04078 (температура 1600°C) и 0,044 (температура 2000°C). Специфични електрическо съпротивление(µm x cm), 12,4 (температура 18°С); 54 (температура 1000°С); 71 (температура 1500°C) и 87 (температура 2000°C). Латентна топлина на топене 6,9 kcal/mol; топлината на изпарение е 180 kcal/g-atom. Твърдост 90-150 kgf/mm2 с чистота 99,95-99,9%; твърдостта след електронно лъчево или зоново топене е 70-90 kgf/mm2, при температура 1200°C е 20 kgf/mm2. Якост на опън с висока чистота Т. 19-23 kgf/mm2; граница на провлачване 18,4 kgf/mm2; относително удължение 36-38%; относителното стесняване на напречното сечение е около 90%. В зависимост от съдържанието на примеси, якостта на опън достига 126 kgf / mm2. С повишаване на температурата якостта на опън намалява до 5 kgf/mm2 при температура 1550° C и до 3,6 kgf/mm2 при температура 1980° C. Еластичен модул 19 000 kgf/mm2; модул на срязване 7000 kgf/mm2; коефициент свиваемост 0,52-10 6 cm2/kgf.

Преходът от пластично към крехко състояние не се открива до температура от -250 ° C. Температурата на рекристализация е 1050 - 1500 ° C, в зависимост от чистотата и степента на деформация. Йонизационен потенциал 7,3 ± 0,3 eV. Работа на изход на електрона 4,1 eV. ена Т-рапреход към свръхпроводящо състояние 4,38 K. Напречно сечение на улавяне на топлинни неутрони 21,3 barn/atom. Металният тантал е устойчив на повечето агресивни среди, вкл. часа в “царска водка”. Взаимодейства с флуороводородна киселина, с алкални стопилки, със сярна и ортофосфорна киселина над температури от 50-100° C. Устойчивостта на металната киселина се дължи на наличието на тънък, издръжлив филм от Ta205 пентоксид на повърхността.

Флуорните йони имат способността да разрушат такъв филм, серен анхидриди алкални топи. Т. абсорбира в значителни количества и. Устойчив на студен въздух. При нагряване над 300 ° C, той започва да се окислява и на повърхността се образува порест слой от Т пентоксид с амфотерни свойства. киселинен. С основите Т. пентаоксид образува соли, които са производни на хипотетичната танталова киселина - танталати. Т. взаимодейства с флуор при стайна температура, с хлор - над температура 250 ° C, с бром - над температура 300 ° C и не взаимодейства с йод до температура на нагряване. и въглеродсъдържащите газове при температура 1200-1400° C взаимодействат с температурата, за да образуват карбиди. При температура ~ 500° C се образуват хидриди. Танталът не взаимодейства с газообразни хлороводороддо температура 400° С, а с бромоводород - до температура 375° С. Образува главно интерметални съединения. с преходни метали VII-VIII и метали Hie - IVe от подгрупи на периодичната таблица на елементите. Т. е устойчив на действието на някои разтопени метали напр. бисмут - до температура 980°С, олово - до температура 1000°С.

Преработката на рудни суровини в метален тантал включва производството на концентрати, съдържащи до 40-65% Ta2Ob (гравитационно обогатяване, последвано от електромагнитно или електростатично разделяне, флотация или използване на сложни магнитно-химични методи); отваряне на концентрати (чрез сливане с основи или разлагане на съединения, по-специално флуорид), в резултат на което танталът и съпътстващите го вещества се получават под формата на оксиди, хлориди или флуоридни комплекси. соли; разделяне на танталови и ниобиеви съединения (течна екстракция с органични реагенти, фракционна кристализация на комплексни флуорни съединения, ректификация на хлориди, както и разделяне с йонообменни смоли); получаване на метален метал от неговите съединения (чрез електролиза на разтопена флуорна среда; редукция с натрий от комплексни флуоридни соли, по-специално от K2TaF7; редукция на халиди с магнезиеви стърготини или натрий; термична дисоциация на халиди).

Обикновено танталът се получава под формата на танталов прах с чистота 98-99%. За да се получи метал в компактна форма, те прибягват до синтероване на предварително компресирани заготовки чрез директно преминаване на ток при температура 2500-2700 ° C или чрез индиректно нагряване при температура 2200-2500 ° C във вакуум; в същото време чистотата на метала се увеличава до 99,9-99,95%. J За получаване на големи блокове и за рафиниране се използва електрическо вакуумно топене в дъгови пещи с консумативен електрод и в електронно-лъчеви пещи. По време на вакуумно претопяване общо съдържаниекислород, азот и въглерод намалява от 0,1-0,5 до 0,01-0,05%. За производството на пръти с висока чистота и производството на монокристали се използва зоново топене. Танталът се подлага на обработка със студено налягане (коване, валцуване, щамповане, екструдиране, изтегляне), като се произвеждат пръти, тел, листове, тръби и фасонни продукти. За облекчаване на напрежението, по време на деформацията на продуктите, междинното отгряване се извършва във висок вакуум или в пречистена среда. инертен газпри температура 1200-1650 ° С. Т. има добра заваряемост и затова се използва различни видовеелектродъгово заваряване в аргон или хелий е обещаващо;

Възможност за специално запояване. спойки с предпазни мерки. Т. могат да бъдат покрити с неръждаеми стомани и огнеупорни металии сплави, обработени чрез рязане (при наличие на смазка). Областите на приложение на Т. се определят от благоприятната комбинация от висока точка на топене, пластичност, якост, заваряемост, устойчивост на корозия, топлопроводимост, способност за абсорбиране на газове и ниско налягане на парите. Основното количество Т. (60-75%) се използва в електрическата вакуумна техника: служи като материал за геттери, аноди, решетки и др. И части от електронни тръби. В електротехническата промишленост нагревателите се използват за производство на нагреватели за конструктивни елементи (екрани, контакти и др.) на пещи, работещи при температури над 1700 ° C във вакуум или среда от инертен газ; за производство на електролитни кондензатори, токоизправители.

Около 20-30% от метала се използва в производството на химически части. оборудване. Т. е заместител на платината при производството на лабораторна стъклария и аналитични везни. От Т. се правят матрици за предене, които се използват за производство на изкуствени копринени нишки. Т. се използва като легираща добавка при производството на високоякостни, устойчиви на корозия и топлоустойчиви стомани и специални стомани. сплави Съединенията на тантала (например флуоридни комплексни соли) се използват като катализатори, танталният пентоксид се използва в производството на стъкла и керамика със специални свойства. Имоти. Вижте също Тантал.

Характеристики на елементите

Танталът е метал, но в степен на окисление +5 проявява неметални свойства. Той почти не образува катиони, но е доста известен голям бройсложни аниони, които включват този елемент.

Свойства на прости вещества и съединения

От свободното си състояние и от химични взаимодействиячленовете на подгрупа VB - тантал - рязко се различават от антимона и бисмута.

Металът - тантал - е много огнеупорен, твърд и химически неактивен. Кристализира в кубична решетка с център на тялото. Химическата активност е приблизително същата като на ниобия.

Нито , нито повечето киселини оказват влияние върху него. Във въздуха той е покрит с плътен слой от оксиди, който при обикновени температури предотвратява по-нататъшното им взаимодействие дори с такива активни химически реагенти като, И . Само доста значително нагряване може да го изведе от такова пасивно състояние. Дори „регия водка“, смес, способна да се разтваря, няма ефект върху тантала. Може да се разтвори само в още по-страшна смес от флуороводородна и азотна киселина. Взаимодействието с водород става доста лесно, но когато тези метали абсорбират водород, не се образуват определени съединения. Съставът на продуктите, максимално наситени с водород, се доближава до формулата EN, т.е. има един водороден атом за всеки метален атом. Ако разгледаме свойствата на металите в състояние със степен на окисление +5, трябва да се отбележи следното: оксидите са плътни, стабилни, инертни. По отношение на размерите на атомите и йоните танталът и ниобият са близки един до друг. Това се отразява и в свойствата на оксидите, чиято температура на образуване в ниобия и тантала е висока, както и температурата на топене на оксидите, и висши оксиди Nb2Os и Ta2O5 са практически неразтворими във вода. Киселинни свойствахидроксидите са по-високи, отколкото в титанова подгрупа, и падат от ванадий до тантал. Ванадиев хидроксид- слаба киселинаи танталът са амфотерни съединения. Тъй като този елемент не е запълненд -орбитали, което означава, че може да се образува комплексни съединения. Взаимодействайки със смес от азот и флуороводородна киселина, дава комплекси като H(TaF6] .

Получаване и използване

Тантал – специален видметал, който принадлежи към благородната група. Открит е през 1802 г., но се смята за млад елемент. Въпреки рядкостта си, той се използва широко не само в бижутерията, но и в индустрията. Особено често се среща в електрониката - почти всяко устройство го съдържа.

Масовото използване на този метал започва през 40-те години на миналия век и продължава и до днес. Той придоби своята популярност благодарение на повишените си якостни свойства. В същото време има много уникални физически и химични свойства.

Физични и химични свойства

Сред физичните свойства на този метал трябва да се подчертае високата точка на топене, която е 3017 градуса по Целзий, което го отличава от много аналози. Поради това се използва в онези области, където има повишена устойчивост на екстремни условия. В същото време характеристиките на тантала включват пластичност и твърдост, комбинация от които е доста рядка в природата.

Точката на топене на тантала е 3017 °C.

Гореспоменатите свойства на тантала позволяват металът да се обработва без специално усилие, създайте необходими формии размери. Специалната структура на атома е много важна за създаването на части и механизми на структури с повишена отговорност. Танталът се поддава добре на коване и валцуване. В този случай може успешно да се използва и методът на студена деформация. Трябва да се подчертае високата топлопроводимост.

Благодарение на висока плътностметалът може да се използва за производство на малки зъбни колела и части от електрически уреди, които са устойчиви на износване и не се развалят след дълъг период на употреба.

В някои случаи се използва като газов абсорбер. Трябва да се подчертае електронна конфигурация: метал има различни свойстваелектрическа проводимост в нормално състояниеи при високи температури.

Частите от тантал могат да бъдат свързани чрез запояване, заваряване или занитване. Най-често се използва методът на заваряване, тъй като качеството на заваръчния шев се характеризира с висока якост и устойчивост на физически стрес.

Сред химичните свойства си струва да се подчертае неговата висока устойчивост на окисляване и алкали. Въпреки това, когато се разтопи, той е частично податлив на алкали. Окисляването е невъзможно при температури под 250 градуса.

Химическите свойства на този метал са много подобни на стъклото. Почти невъзможно е да го разтворите в киселина, освен ако не използвате флуороводородна и азотна киселина. Дори излагането на сярна киселина не засяга структурата и формата на метала. На повърхността може да се появи само малък филм. Също така не подлежи на унищожаване при продължително излагане на морска вода.

Срещане в природата и производство на тантал

Танталът, като химичен елемент, се среща много рядко в природата, съставлявайки само 0,0002% от земната кора. Много рядко се среща в чист вид, най-често в състава на различни минерали, в близост до друг метал - ниобия.

Депозитите на този елемент се намират в много страни. Големи находища има във Франция, Египет, Китай и Тайланд. Но най-големите находища на този елемент са в Австралия. Танталът се добива в количества над 400 тона годишно. В същото време необходимостта от използването му непрекъснато нараства, което е свързано с увеличаване на обема на електрическото оборудване, произведено с помощта на този метал. Въз основа на това има постоянно развитие на нови находища.

В нашата страна производството на тантал е съсредоточено в магнезиевия завод в Соликамск. Металът се получава след преработка на лопаритни концентрати. В други страни се използват и други минерали, като рутил, струверит, танталит и колумбит.

Най-големите производители на този метал в света са САЩ, Япония и Китай. Броят на световните производители не надвишава 40 фирми. Цена - от 1000 долара за кг.

Сплави на основата на тантал

Благодарение на специалните физически свойстваТози метал в чист вид се използва много често в промишлеността. Въпреки това, за да се увеличи здравината и устойчивостта на високи температури, могат да се използват сплави на негова основа и да се добавят подходящи легиращи компоненти.

Танталовите сплави могат да задържат в твърдо състояниепри температура около 1700 градуса. Това е необходимо при използване на танталови съединения в енергийния сектор, химическа индустрия, производство на високоточни инструменти и металургия. Много често при конструирането на космически ракети се използват различни сплави.

Видът на използваните легиращи компоненти зависи от необходимите крайни свойства. За подобряване на качеството на работа се използват елементи, които придават на сплавта подобрени свойства на пластичност.

Трябва да се отбележи, че много често танталът в сплавите се използва не като основа, а като легиращ компонент. Неговото допълнение към различни материалипозволява повишена устойчивост на високи температури и корозия.

Верига на танталов кондензатор

Тантал TAV-10 е широко използвана сплав на базата на този метал. Произвежда се с добавяне на волфрам, чието количество е около 10%. Това води до материал с подобрена устойчивост на топлина. Използва се за производство на нагревателни елементи и в медицински цели, тъй като неговите компоненти не дразнят човешката кожа.

Приложения на тантал

Използването на тантал не е ограничено до една област. Струва си да се подчертаят областите, в които продуктите от тантал са най-широко използвани:

1. Металургия. Почти половината от този метал се използва в металургична индустрия. Това се дължи на факта, че е лесно да се използва за създаване на различни сплави, особено антикорозионни стомани, които са устойчиви на високи температури. Използва се танталова тел различни полетакъдето се изисква повишена якост и устойчивост на топлина. Танталовият карбид също се използва широко в производството на тигли за огнеупорни метали.
2. Електроинженерство. Около 25% се използват в производството на електротехника и електроуреди. Кондензаторите, използващи този елемент, се характеризират с повишена работна стабилност. Освен това, в случай на разрушаване на повърхността на кондензатора, се образува филм от танталов оксид, който го защитава. Трябва също така да подчертаете елементи като аноди, катоди, лампи и други метални части, които също се произвеждат на негова основа.
3. Химическа индустрия. Една пета от произведения обем се използва в химическата промишленост. Това се дължи на факта, че е устойчив на повечето киселини, соли и основи.
4. Лекарство. Танталът в медицината се използва в такива отрасли като костна и пластична хирургия. Елементите, изработени от този материал, се използват за закрепване на костите, за да се постигне повишена здравина, без да се дразни органичната тъкан.
5. Военна сфера. IN военна сферапроизвеждат танталови цели и снаряди за кумулативни снаряди.
6. Инструментариум. Този метал се използва за производството на прецизни инструменти, контролно оборудване и различни диафрагми, както и вакуумни инструменти, тъй като се отличава със свойствата си на газопоглъщане.
7. Ядрена енергия. В тази област металът действа като топлообменник.

Трябва да се отбележи, че обхватът на приложение на тантала е ограничен само от малкия обем на неговото производство. Ако обемът на производството се увеличи, обхватът на приложение ще се разшири значително.

Тантал- светлосив метал с леко синкав оттенък. По огнеупорност (точка на топене около 3000°C) той отстъпва само на волфрама и рения. Висока якости твърдост се комбинират с отлични пластични характеристики. Чистият тантал се поддава добре на различни механична обработка, лесно щамповани, обработени в най-тънките листове (около 0,04 милиметра дебелина) и тел.

Танталът има обемно-центрирана кубична решетка (a = 3,296 Å); атомен радиус 1,46 Å, йонни радиуси Ta2+ 0.88 Å, Ta 5+ 0.66 Å; плътност 16,6 g/cm 3 при 20 °C; t pl 2996 °C; Kip температура 5300 °C; специфична топлинапри 0-100°C 0,142 kJ/(kg K); топлопроводимост при 20-100 °C 54,47 W/(m K). Температурен коефициентлинейно разширение 8.0·10 -6 (20-1500 °C); специфично електросъпротивление при 0 °C 13,2·10 -8 ohm·m, при 2000 °С 87·10 -8 ohm·m.

При 4,38 К става свръхпроводник. Танталът е парамагнитен, специфична магнитна чувствителност 0,849·10 -6 (18 °C). Чистият тантал е пластичен метал, който може да се обработва чрез налягане на студено без значително втвърдяване. Може да се деформира със степен на редукция от 99% без междинно отгряване. Преходът на тантал от пластично към крехко състояние при охлаждане до -196 °C не е открит.

Еластичният модул на тантала е 190 H/m 2 (190·10 2 kgf/mm 2) при 25 °C. Якостта на опън на отгрят тантал с висока чистота е 206 MN/m2 (20,6 kgf/mm2) при 27 °C и 190 MN/m2 (19 kgf/mm2) при 490 °C; относително удължение 36% (27 °C) и 20% (490 °C). Твърдостта по Бринел на чист прекристализиран тантал е 500 Mn/m2 (50 kgf/mm2). Свойствата на тантала зависят до голяма степен от неговата чистота; примесите на водород, азот, кислород и въглерод правят метала крехък.

Несъмнено най-ценното свойство на тантала е неговата изключителна химическа устойчивост: в това отношение той е на второ място след благородни метали, и то не винаги. не се разтваря дори в такъв химикал агресивна среда, като царска вода, която лесно разтваря както платината, така и др. За най-високата устойчивост на корозия на тантала свидетелстват и следните факти. На 200°СЪСтой е 70% устойчив на корозия азотна киселинав сярна киселина при 150°Корозия на тантал също не се наблюдава, а при 200 ° C металът корозира, но само с 0,006 mm годишно.

ДА СЕ В допълнение, металът е пластичен, от него могат да бъдат направени тънкостенни продукти и продукти сложна форма. Не е изненадващо, че се превърна в незаменим строителен материал за химическата промишленост.Оборудването с тантал се използва при производството на много киселини (солна, сярна, азотна, фосфорна, оцетна), бром, хлор и водороден пероксид. В едно от предприятията, използващи газообразен хлорид, части от неръждаема стомана се повредиха само след два месеца. Но веднага след като стоманата беше заменена от тантал, дори и най-тънките части (дебелина 0,3-0,5mm)се оказаха практически неограничени - експлоатационният им живот се увеличи до 20 години.

От всички киселини само флуороводородна киселина е способна да се разтваря (особено при високи температури). От него се правят бобини, дестилатори, клапани, бъркалки, аератори и много други части. химичен апарат. По-рядко, много структурни материали бързо губят топлопроводимост: на тяхната повърхност се образува оксиден или солен филм, който провежда лошо топлина. Оборудването с тантал е лишено от този недостатък или по-скоро върху него може да се образува оксиден филм, но е тънък и провежда топлина добре.

Между другото, високата топлопроводимост, съчетана с пластичност, направи тантала отличен материал за топлообменници, използвани в електролитни процеси.разделение на злато и сребро. Предимството на тези катоди е, че може да се отложи злато и среброизмийте ги с царска вода, която не вреди на тантала. Танталът е важен не само за химическата промишленост. Много химици изследователи също го срещат в ежедневната си лабораторна практика. Танталовите тигли, чаши, шпатули изобщо не са необичайни „Трябва да имате танталови нерви...“ Уникалното качество на тантала е неговата висока биологична съвместимост, тоест способността да се вкоренява в тялото, без да причинява дразнене на околните тъкани . Това свойство е в основата на широкото приложение на тантала в медицината, главно в реконструктивната хирургия - за възстановяване на човешкото тяло.

Плочите от този метал се използват например при наранявания на черепа - покриват счупвания на черепа.INЛитературата описва случай, когато изкуствено ухо е направено от танталова пластина и кожата, трансплантирана от бедрото, се вкорени толкова добре, че скоро танталовото ухо беше трудноразличават от настоящето.Танталовата прежда понякога се използва за компенсиране на загубата на мускулна тъкан. Използвайки тънки танталови пластини, хирурзите укрепват стените след операцията коремна кухина. кламери от тантал, подобни теми, които се използват за зашиване на тетрадки, надеждно свързване кръвоносни съдове. Танталовите мрежи се използват при производството на очни протези. Резбите от този метал се сменятсухожилияи дори съшиват нерви фибри. И ако израз Обикновено използваме „железни нерви“ в преносим смисъл, хора с танталови нерви, да бъдат Може би,Наистина има нещо символично в това, че именно на метала, кръстен на митологичния мъченик, се е паднала хуманната мисия – да облекчава човешкото страдание. ..

Как се отделя тантал от ниобий.

Земната кора съдържа само 0,0002% Ta, но много от нейните минерали са известни - над 130. Танталът в тези минерали, като правило, е неделим от ниобия, което се обяснява с изключителното химично сходство на елементите и почти еднакви размеритехните йони при разделянето на тези метали за дълго времезабави развитието на производството на тантал и ниобий. Доскоро те бяха изолирани само по метода, предложен през 1866 г. от швейцарския химик Мариняк, който се възползва от различната разтворимост на калиев флуор танталат и флуорониобат в разредена флуороводородна киселина.

IN последните години важноТе също придобиват методи за екстракция за изолиране на тантал, базирани на различната разтворимост на танталови и ниобиеви соли в определени органични разтворители. Опитът показва, че метил изобутил кетонът и циклохексанонът имат най-добри екстракционни свойства. Днес основният метод за производство на тантал е разтопен калиев флуоротантатал в графитни, чугунени или никелови тигли, които също служат като катоди. По стените на тигела се отлага танталов прах.

Извлечен от тигела, този прах първо се пресова в правоъгълни плочи (ако детайлът е предназначен за валцуване на листове) или квадратни пръти (за изтегляне на тел), а след това се синтерова натриев термичен метод за производство на тантал . В този процес калиевият флуоротанталат и металният флуоротанталат взаимодействат:

К2 TaF 7 + 5Na → Ta + 2KF + 5NaF.

Крайният продукт от реакцията е тантал на прах, който след това се синтерува. През последните две десетилетия започнаха да се използват други методи за обработка на праха: дъгово или индукционно топене във вакуум и електронен лъч.

Статия по темата Химични свойства на тантала