Tantaalion kolmas tulenkestävä metalli sen jälkeenvolframijarenium. Tantaalilla on useita erinomaisia ominaisuuksia, kuten korkea sulamispiste, alhainen höyrynpaine, hyvä kylmätyöstökyky, korkea kemiallinen stabiilisuus, vahva nestemäisten metallien korroosionkestävyys ja pinnan oksidikalvon korkea dielektrisyysvakio. Sillä on tärkeitä sovelluksia korkean teknologian aloilla, kuten elektroniikka, metallurgia, teräs, kemianteollisuus, kovametalliseokset, atomienergia, suprajohtava tekniikka, autoelektroniikka, ilmailu, lääketiede ja terveys sekä tieteellinen tutkimus. Tällä hetkellä tantaalin pääsovellus on tantaalikondensaattorit.
Miten tantaali löydettiin?
700-luvun puolivälissä Pohjois-Amerikasta löydetty raskas musta mineraali lähetettiin British Museumiin säilytettäväksi. Noin 150 vuoden kuluttua, vuoteen 1801 asti, brittiläinen kemisti Charles Hatchett hyväksyi tämän mineraalin analysointitehtävän British Museumista ja löysi siitä uuden alkuaineen, joka antoi sille nimen Columbium (myöhemmin nimetty Niobium). Vuonna 1802 ruotsalainen kemisti Anders Gustav Eckberg löysi uuden alkuaineen analysoimalla Skandinavian niemimaalla mineraalia (niobiumtantaalimalmi), jonka happo muutettiin fluoridin kaksoissuoloiksi ja sitten uudelleenkiteytettiin. Hän nimesi tämän elementin Tantaaliksi kreikkalaisessa mytologiassa Zeuksen pojan Tantaluksen mukaan.
Vuonna 1864 Christian William Blomstrang, Henry Edin St. Clair Deville ja Louis Joseph Trost osoittivat selvästi, että tantaali ja niobium ovat kaksi eri kemiallista alkuainetta, ja määrittelivät joidenkin sukulaisten yhdisteiden kemialliset kaavat. Samana vuonna Demalinia lämmitti tantaalikloridia vetyympäristössä ja tuotti tantaalimetallia ensimmäistä kertaa pelkistysreaktion kautta. Werner Bolton valmisti ensimmäisen kerran puhdasta tantaalimetallia vuonna 1903. Tutkijat olivat ensimmäiset, jotka käyttivät kerroskiteytysmenetelmää tantaalin uuttamiseen niobiumista. Tämän menetelmän keksi Demalinia vuonna 1866. Nykyään tutkijoiden käyttämä menetelmä on fluoria sisältävien tantaaliliuosten liuotusuutto.
Tantaaliteollisuuden kehityshistoria
Vaikka tantaali löydettiin 1800-luvun alussa, metallista tantaalia valmistettiin vasta vuonna 1903, ja tantaalin teollinen tuotanto alkoi vuonna 1922. Siksi maailman tantaaliteollisuuden kehitys alkoi 1920-luvulla ja Kiinan tantaaliteollisuus alkoi vuonna 1922. 1956. Yhdysvallat oli ensimmäinen maa maailmassa, joka aloitti tantaalin tuotannon ja aloitti metallisen tantaalin tuotannon teollisessa mittakaavassa vuonna 1922. Japani ja muut kapitalistiset maat alkoivat kehittää tantaaliteollisuutta 1950-luvun lopulla tai 1960-luvun alussa. Vuosikymmenten kehityksen jälkeen maailman tantaaliteollisuuden tuotanto on saavuttanut huomattavan tason. 1990-luvulta lähtien on ollut kolme suurta tantaalituotantoyhtiötä: Cabot Group Yhdysvalloista, HCST Group Saksasta ja Ningxia Oriental Tantalum Industry Co., Ltd. Kiinasta. Nämä kolme ryhmää tuottavat yli 80 % maailman kaikista tantaalituotteista. Tantaaliteollisuuden tuotteet, prosessiteknologia ja laitetaso ulkomailla ovat yleisesti korkealla, mikä vastaa maailman tieteen ja teknologian nopean kehityksen tarpeita.
Kiinassa tantaaliteollisuus sai alkunsa 1960-luvulla. Kiinassa tantaalin sulatuksen ja jalostuksen alkuvaiheessa tuotannon laajuus, teknologinen taso, tuotelaatu ja laatu olivat kaukana kehittyneiden maiden tasosta. 1990-luvulta lähtien, erityisesti vuodesta 1995 lähtien, tantaalin tuotanto ja käyttö Kiinassa ovat kehittyneet nopeasti. Nykyään Kiinan tantaaliteollisuus on saavuttanut muutoksen pienestä suureksi, sotilaallisesta siviiliteollisuudesta ja sisäisestä ulkoiseen, muodostaen maailman ainoan teollisuusjärjestelmän kaivostoiminnasta, sulatuksesta, jalostuksesta sovelluksiin. High-, medium- ja low-end -tuotteet ovat tulleet kansainvälisille markkinoille kaikilta osin. Kiinasta on tullut maailman kolmanneksi vahvin maa tantaalin sulatuksessa ja jalostuksessa, ja se on noussut maailman suurimpien tantaaliteollisuusmaiden joukkoon.
Kiinan tantaaliteollisuuden kehitystila
Kiinan tantaaliteollisuuden kehitys kohtaa tiettyjä ongelmia. Jos raaka-aineista on pulaa ja niukkoja resursseja. Kiinan todistetuille tantaalivaroille on ominaista hajallaan olevat mineraalisuonet, monimutkainen mineraalikoostumus, alhainen Ta2O5-laatu alkuperäisessä malmissa, hieno mineraalien upotushiukkaskoko ja rajalliset taloudelliset resurssit, jotka vaikeuttavat suurten kaivosten rakentamista uudelleen. Vaikka laajamittainen tantaaliniobiumesiintymiä on löydetty viime vuosina, yksityiskohtaiset geologiset ja mineraaliolosuhteet sekä taloudelliset arviot eivät ole selkeitä. Tästä syystä ensisijaisten tantaaliraaka-aineiden toimituksissa Kiinassa on merkittäviä ongelmia.
Kiinan tantaaliteollisuudella on edessään myös toinen haaste, joka on korkean teknologian tuotteiden riittämätön kehityskyky. Ei voida kiistää sitä, että vaikka Kiinan tantaaliteollisuuden teknologia ja laitteet ovat edistyneet suuresti ja niillä on tuotantokapasiteettia massatuotantoon täyden valikoiman tantaalituotteita, on kiusallinen tilanne, jossa keski- ja matalaluokkainen ylikapasiteetti ja riittämätön tuotantokapasiteetti huippuluokan tuotteille. Tuotteita, kuten korkean ominaiskapasiteetin korkeajännitteistä tantaalijauhetta ja tantaalikohdemateriaalia puolijohteisiin, on vaikea kääntää. Kotimaisen korkean teknologian teollisuuden vähäinen käyttö ja riittämättömät liikkeellepanevat voimat ovat vaikuttaneet korkean teknologian tuotteiden kehitykseen Kiinan tantaaliteollisuudessa. Yritysten näkökulmasta tantaaliteollisuuden kehityksessä ei ole ohjausta ja sääntelyä. Viime vuosina tantaalin sulatus- ja jalostusyritykset ovat kehittyneet nopeasti alkuperäisestä viidestä 20:een, ja rakentamisen päällekkäisyys on ollut huomattavaa ja ylikapasiteettia on huomattava.
Kansainvälisen toiminnan vuosien aikana kiinalaiset tantaaliyritykset ovat parantaneet prosessejaan ja laitteitaan, lisänneet tuotteiden kokoa, valikoimaa ja laatua ja päässeet tantaaliteollisuuden tärkeimpien tuotanto- ja sovellusmaiden joukkoon. Niin kauan kuin ratkaisemme edelleen raaka-aineongelmia, korkean teknologian tuotteiden teollistamista ja teollisuuden rakennemuutosta, Kiinan tantaaliteollisuus tulee ehdottomasti maailmanvaltojen joukkoon.
Postitusaika: 05.09.2024