Quanto ne sai del tantalio?

Tantalioè il terzo metallo refrattario dopotungstenoErenio. Il tantalio ha una serie di proprietà eccellenti come elevato punto di fusione, bassa pressione di vapore, buone prestazioni di lavorazione a freddo, elevata stabilità chimica, forte resistenza alla corrosione dei metalli liquidi ed elevata costante dielettrica della pellicola di ossido superficiale. Ha importanti applicazioni in campi high-tech come l'elettronica, la metallurgia, l'acciaio, l'industria chimica, le leghe dure, l'energia atomica, la tecnologia dei superconduttori, l'elettronica automobilistica, l'aerospaziale, la medicina e la sanità e la ricerca scientifica. Attualmente, l'applicazione principale del tantalio sono i condensatori al tantalio.

Come è stato scoperto il tantalio?

A metà del VII secolo, un pesante minerale nero scoperto in Nord America fu inviato al British Museum per essere custodito. Dopo circa 150 anni, fino al 1801, il chimico britannico Charles Hatchett accettò l'incarico di analisi di questo minerale dal British Museum e ne scoprì un nuovo elemento, denominandolo Columbium (poi ribattezzato Niobium). Nel 1802, il chimico svedese Anders Gustav Eckberg scoprì un nuovo elemento analizzando un minerale (minerale di tantalio di niobio) nella penisola scandinava, il cui acido era stato convertito in doppi sali di fluoruro e poi ricristallizzato. Chiamò questo elemento Tantalio in onore di Tantalo, il figlio di Zeus nella mitologia greca.

Nel 1864, Christian William Blomstrang, Henry Edin St. Clair Deville e Louis Joseph Trost dimostrarono chiaramente che il tantalio e il niobio sono due elementi chimici diversi e determinarono le formule chimiche per alcuni composti correlati. Nello stesso anno, Demalinia riscaldò il cloruro di tantalio in un ambiente di idrogeno e produsse per la prima volta tantalio metallico attraverso una reazione di riduzione. Werner Bolton produsse per primo il tantalio puro nel 1903. Gli scienziati furono i primi a utilizzare il metodo di cristallizzazione a strati per estrarre il tantalio dal niobio. Questo metodo fu scoperto da Demalinia nel 1866. Il metodo utilizzato oggi dagli scienziati è l'estrazione con solvente di soluzioni di tantalio contenenti fluoruro.

Storia dello sviluppo dell'industria del tantalio

Sebbene il tantalio sia stato scoperto all'inizio del XIX secolo, fu solo nel 1903 che fu prodotto il tantalio metallico e la produzione industriale di tantalio iniziò nel 1922. Pertanto, lo sviluppo dell'industria mondiale del tantalio iniziò negli anni '20 e l'industria cinese del tantalio iniziò nel 1956. Gli Stati Uniti furono il primo paese al mondo ad iniziare a produrre tantalio e iniziarono la produzione su scala industriale di tantalio metallico nel 1922. Il Giappone e altri paesi capitalisti iniziarono a sviluppare l'industria del tantalio alla fine degli anni '50 o all'inizio degli anni '60. Dopo decenni di sviluppo, la produzione mondiale dell'industria del tantalio ha raggiunto un livello considerevole. Dagli anni '90, ci sono state tre principali società di produzione di tantalio: Cabot Group dagli Stati Uniti, HCST Group dalla Germania e Ningxia Oriental Tantalum Industry Co., Ltd. dalla Cina. Questi tre gruppi producono oltre l'80% dei prodotti totali di tantalio a livello mondiale. I prodotti, la tecnologia di processo e il livello delle attrezzature dell'industria del tantalio all'estero sono generalmente elevati, il che soddisfa le esigenze del rapido sviluppo della scienza e della tecnologia mondiale.

L’industria del tantalio in Cina è iniziata negli anni ’60. Nelle prime fasi della fusione e della lavorazione del tantalio in Cina, la scala di produzione, il livello tecnologico, la qualità del prodotto e la qualità erano molto inferiori a quelli dei paesi sviluppati. Dagli anni ’90, in particolare dal 1995, la produzione e l’applicazione del tantalio in Cina hanno mostrato un rapido trend di sviluppo. Al giorno d'oggi, l'industria cinese del tantalio ha compiuto una trasformazione da piccola a grande, da militare a civile e da interna a esterna, formando l'unico sistema industriale al mondo dall'estrazione mineraria, dalla fusione, dalla lavorazione all'applicazione. I prodotti di fascia alta, media e bassa sono entrati nel mercato internazionale sotto tutti gli aspetti. La Cina è diventata il terzo paese più forte al mondo nella fusione e lavorazione del tantalio ed è entrata nei ranghi dei principali paesi industriali del tantalio a livello mondiale.

Stato di sviluppo dell'industria del tantalio in Cina

Lo sviluppo dell'industria cinese del tantalio deve affrontare alcuni problemi. Se c’è carenza di materie prime e scarse riserve di risorse. Le caratteristiche delle comprovate risorse di tantalio della Cina sono vene minerali sparse, composizione minerale complessa, basso grado di Ta2O5 nel minerale originale, granulometria fine del minerale incorporato e risorse economiche limitate, che rendono difficile la costruzione di nuove miniere su larga scala. Sebbene tantalio su larga scalaniobioNegli ultimi anni sono stati scoperti depositi, le condizioni geologiche e minerarie dettagliate, così come le valutazioni economiche, non sono chiare. Pertanto, ci sono problemi significativi con la fornitura di materie prime primarie al tantalio in Cina.

L’industria del tantalio in Cina si trova ad affrontare anche un’altra sfida, ovvero l’insufficiente capacità di sviluppo di prodotti ad alta tecnologia. Non si può negare che, sebbene la tecnologia e le attrezzature dell’industria cinese del tantalio abbiano fatto grandi progressi e abbiano la capacità produttiva per produrre in serie una gamma completa di prodotti al tantalio, l’imbarazzante situazione di eccesso di capacità nella fascia medio-bassa e di insufficiente capacità produttiva per la fascia alta prodotti come la polvere di tantalio ad alta tensione ad alta capacità specifica e i materiali target al tantalio per semiconduttori sono difficili da invertire. A causa del basso utilizzo e dell'insufficiente forza trainante delle industrie high-tech nazionali, lo sviluppo di prodotti high-tech nell'industria cinese del tantalio è stato influenzato. Dal punto di vista delle imprese, lo sviluppo dell’industria del tantalio manca di guida e regolamentazione. Negli ultimi anni, le imprese di fusione e lavorazione del tantalio si sono rapidamente sviluppate dalle 5 iniziali alle 20, con gravi duplicazioni di costruzione e notevole sovraccapacità.

In anni di attività internazionale, le imprese cinesi di tantalio hanno migliorato i propri processi e le proprie attrezzature, aumentato la scala, la varietà e la qualità dei prodotti ed sono entrate nei ranghi dei principali paesi di produzione e applicazione dell’industria del tantalio. Finché risolveremo ulteriormente i problemi delle materie prime, dell’industrializzazione dei prodotti ad alta tecnologia e della ristrutturazione industriale, l’industria cinese del tantalio entrerà sicuramente tra le potenze mondiali.