Tantalsir trešais ugunsizturīgais metāls pēcvolframaunrēnijs. Tantalam ir vairākas izcilas īpašības, piemēram, augsts kušanas punkts, zems tvaika spiediens, laba aukstās apstrādes veiktspēja, augsta ķīmiskā stabilitāte, spēcīga izturība pret šķidro metālu koroziju un augsta virsmas oksīda plēves dielektriskā konstante. Tam ir nozīmīgi pielietojumi augsto tehnoloģiju jomās, piemēram, elektronikā, metalurģijā, tēraudā, ķīmiskajā rūpniecībā, cietajos sakausējumos, atomenerģijā, supravadīšanas tehnoloģijās, automobiļu elektronikā, aviācijā, medicīnā un veselībā, kā arī zinātniskajā pētniecībā. Pašlaik tantala galvenais pielietojums ir tantala kondensatori.
Kā tika atklāts tantals?
7. gadsimta vidū Ziemeļamerikā atklātais smags melnais minerāls tika nosūtīts uz Britu muzeju glabāšanai. Pēc aptuveni 150 gadiem, līdz 1801. gadam, britu ķīmiķis Čārlzs Hačets pieņēma šī minerāla analīzes uzdevumu no Britu muzeja un atklāja no tā jaunu elementu, nosaucot to par Kolumbiju (vēlāk pārdēvēta par Niobiju). 1802. gadā zviedru ķīmiķis Anderss Gustavs Ekbergs atklāja jaunu elementu, analizējot minerālu (niobija tantala rūdu) Skandināvijas pussalā, kura skābe tika pārveidota par fluorīda dubultsāļiem un pēc tam pārkristalizēta. Viņš šo elementu nosauca par Tantalu pēc Tantala, Zeva dēla grieķu mitoloģijā.
1864. gadā Kristians Viljams Blomstrangs, Henrijs Edins Sentklērs Devils un Luiss Džozefs Trosts skaidri pierādīja, ka tantals un niobijs ir divi dažādi ķīmiskie elementi, un noteica dažu radniecīgu savienojumu ķīmiskās formulas. Tajā pašā gadā Demalīnija karsēja tantala hlorīdu ūdeņraža vidē un pirmo reizi ražoja tantalu, izmantojot reducēšanas reakciju. Verners Boltons pirmo reizi izgatavoja tīru tantala metālu 1903. gadā. Zinātnieki bija pirmie, kas izmantoja slāņveida kristalizācijas metodi, lai tantalu iegūtu no niobija. Šo metodi 1866. gadā atklāja Demalīnija. Mūsdienās zinātnieku izmantotā metode ir fluorīdu saturošu tantala šķīdumu ekstrakcija ar šķīdinātāju.
Tantala rūpniecības attīstības vēsture
Lai gan tantals tika atklāts 19. gadsimta sākumā, metāliskais tantals tika ražots tikai 1903. gadā, un rūpnieciskā tantala ražošana sākās 1922. gadā. Tāpēc pasaules tantala rūpniecības attīstība sākās 20. gadsimta 20. gados, bet Ķīnas tantala rūpniecība sākās 1922. gadā. 1956. Amerikas Savienotās Valstis bija pirmā valsts pasaulē, kas sāka ražot tantalu, un 1922. gadā sāka ražot metāliskā tantala rūpnieciskā mērogā. Japāna un citas kapitālistiskās valstis tantala rūpniecību sāka attīstīt 1950. gadu beigās vai 60. gadu sākumā. Pēc gadu desmitiem ilgas attīstības pasaules tantala rūpniecības produkcija ir sasniegusi ievērojamu līmeni. Kopš deviņdesmitajiem gadiem ir bijuši trīs lielākie tantala ražošanas uzņēmumi: Cabot Group no ASV, HCST Group no Vācijas un Ningxia Oriental Tantalum Industry Co., Ltd. no Ķīnas. Šīs trīs grupas ražo vairāk nekā 80% no kopējā tantala izstrādājumu apjoma pasaulē. Tantala nozares produktu, procesu tehnoloģiju un aprīkojuma līmenis ārvalstīs kopumā ir augsts, kas atbilst pasaules zinātnes un tehnoloģiju straujās attīstības vajadzībām.
Tantala rūpniecība Ķīnā aizsākās pagājušā gadsimta sešdesmitajos gados. Ķīnas tantala kausēšanas un pārstrādes sākumposmā ražošanas apjoms, tehnoloģiskais līmenis, produktu pakāpe un kvalitāte ievērojami atpalika no attīstīto valstu rādītājiem. Kopš 90. gadiem, īpaši kopš 1995. gada, tantala ražošana un pielietošana Ķīnā ir uzrādījusi strauju attīstības tendenci. Mūsdienās Ķīnas tantala rūpniecība ir panākusi pārveidi no mazas uz lielu, no militārās uz civilo un no iekšējās uz ārējo, veidojot pasaulē vienīgo rūpniecisko sistēmu no ieguves, kausēšanas, apstrādes līdz pielietojumam. Augstas, vidējas un zemas klases produkti ir ienākuši starptautiskajā tirgū visos aspektos. Ķīna ir kļuvusi par trešo spēcīgāko valsti pasaulē tantala kausēšanā un pārstrādē, kā arī iekļuvusi pasaules lielāko tantala rūpniecības valstu rindās.
Tantala rūpniecības attīstības statuss Ķīnā
Ķīnas tantala rūpniecības attīstība saskaras ar noteiktām problēmām. Ja trūkst izejvielu un ir ierobežotas resursu rezerves. Ķīnas pierādītajiem tantala resursiem ir raksturīgas izkaisītas minerālu vēnas, sarežģīts minerālu sastāvs, zema Ta2O5 pakāpe sākotnējā rūdā, smalks minerālu iegulšanas daļiņu izmērs un ierobežoti ekonomiskie resursi, kas apgrūtina liela mēroga raktuvju atjaunošanu. Lai gan liela mēroga tantalsniobijsatradnes ir atklātas pēdējos gados, detalizēti ģeoloģiskie un derīgo izrakteņu apstākļi, kā arī ekonomiskie vērtējumi nav skaidri. Tāpēc ir būtiskas problēmas ar primāro tantala izejvielu piegādi Ķīnā.
Tantala nozare Ķīnā saskaras arī ar vēl vienu izaicinājumu, proti, augsto tehnoloģiju produktu nepietiekamās attīstības iespējas. Nevar noliegt, ka, lai gan Ķīnas tantala rūpniecības tehnoloģija un aprīkojums ir guvuši lielu progresu un tai ir ražošanas jauda, lai masveidā ražotu pilnu tantala izstrādājumu klāstu, apgrūtinošā situācija ir jaudas pārpalikums vidējā un zemā līmenī un nepietiekama ražošanas jauda augstākās klases produktiem. tādus produktus kā augstas īpatnējās jaudas augstsprieguma tantala pulveris un tantala mērķmateriāli pusvadītājiem ir grūti mainīt. Iekšzemes augsto tehnoloģiju nozaru zemā lietojuma un nepietiekamā dzinējspēka dēļ ir ietekmēta augsto tehnoloģiju produktu attīstība Ķīnas tantala rūpniecībā. No uzņēmumu viedokļa tantala nozares attīstībai trūkst norādījumu un regulējuma. Pēdējos gados tantala kausēšanas un pārstrādes uzņēmumi ir strauji attīstījušies no sākotnējiem 5 līdz 20, ar nopietnu būvniecības dublēšanos un ievērojamu jaudas pārpalikumu.
Starptautiskās darbības gados Ķīnas tantala uzņēmumi ir uzlabojuši savus procesus un aprīkojumu, palielinājuši produktu apjomu, dažādību un kvalitāti, kā arī iekļuvuši lielāko tantala ražošanas un pielietojuma valstu rindās. Kamēr mēs turpināsim risināt izejvielu, augsto tehnoloģiju produktu industrializācijas un rūpniecības pārstrukturēšanas problēmas, Ķīnas tantala rūpniecība noteikti iekļūs pasaules lielvaru rindās.
Publicēšanas laiks: 05.05.2024