ტანტალის ლითონის მახასიათებლები და თვისებები. ტანტალის ქიმიური თვისებები ტანტალის ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია

Სწრაფი განვითარება თანამედროვე ტექნოლოგიებიდღეს, რა თქმა უნდა, დაკავშირებულია ეფექტური მასალებისა და ნივთიერებების გამოყენებასთან, რომლებსაც აქვთ საკმაოდ პრაქტიკული და ძალიან სასარგებლო თვისებები და თვისებები.

ამ თვალსაზრისით, ღირს ყურადღება მიაქციოთ ისეთ უნიკალურ ქიმიურ ელემენტს, როგორიცაა ტანტალი. და ეს გასაკვირი არ არის, რადგან მისი სიძლიერის მახასიათებლების გამო, დღეს ტანტალის გამოყენება საკმაოდ აქტუალური ხდება ინდუსტრიის ბევრ სფეროში.

ამ თემაში ერისკაცის ჰორიზონტის გასაფართოვებლად, ჩვენ დეტალურად აღვწერთ ტანტალის ფიზიკურ-ქიმიურ მახასიათებლებს და ვისაუბრებთ იმაზე, თუ სად გამოიყენება ეს ლითონი დღეს ძალიან წარმატებით.

ტანტალის ტექნიკური მახასიათებლები

უპირველეს ყოვლისა, უნდა გვესმოდეს, რომ ტანტალი არის ნაცრისფერი ლითონი ბრწყინვალე ელფერით, რომელიც ადვილად შეიძლება დამუშავდეს.

ლითონის მახასიათებლებს შორის აღსანიშნავია შემდეგი მნიშვნელოვანი ასპექტები:

სერიული ნომერი პერიოდულ სისტემაში - 73;
ატომური წონა - 180;
ნივთიერების სიმკვრივეა 60 გ / სმ 3;
დნობის წერტილი - 3015 0 С;
ნივთიერების დუღილის წერტილი არის 5300 0 C.

ლითონის თვისებები

ამ მახასიათებლების წყალობით, ტანტალის უდავოდ აქვს შემდეგი სასარგებლო თვისებები:

ტანტალი არის ცეცხლგამძლე ლითონი და შედეგად, ელემენტს აქვს შემდეგი თვისებები:

ხაზოვანი გაფართოების მცირე ინდექსი;
თბოგამტარობის კარგი დონე;
მაღალი მექანიკური სიმტკიცე და ელასტიურობა.

მას აქვს შესანიშნავი ანტიკოროზიული თვისებები. აღსანიშნავია, რომ ტანტალი ნორმალურ პირობებში პრაქტიკულად ინერტულია ზღვის წყლის მიმართ, მაგრამ თუ ის გაჯერებულია ჟანგბადით, მაშინ ლითონი ამ შემთხვევაში მხოლოდ ჭუჭყიანდება.
ტანტალის აქვს კარგი წინააღმდეგობა შემდეგი სახის მარილების მიმართ:

რკინისა და სპილენძის ქლორიდები;
ნიტრატები;
სულფატები;
ორგანული მჟავების მარილები, თუმცა, იმ პირობით, რომ ისინი არ შეიცავენ ფტორს ან ფტორს მათ შემადგენლობაში.

ტანტალი იწყებს სიძლიერის მახასიათებლების დაკარგვას, როდესაც ის ფტორთან რეაგირებს. გასათვალისწინებელია ის ფაქტიც, რომ ტანტალი არ შედის ქიმიურ რეაქციაში ბრომთან, იოდთან და თხევად ქლორთან, თუ არ არის მიღწეული ტემპერატურა 150 0 C.
ტანტალი საკმარისად მდგრადია თხევადი სტრუქტურის ლითონების მიმართ, რომლებსაც აქვთ დაბალი დნობის ტემპერატურა.
ტანტალის აქვს შესანიშნავი სტაბილურობის მახასიათებლები ჰაერში 400 0 C ტემპერატურამდე, ხოლო ოქსიდის დამცავი ფილმი ჩნდება შენახვის ან დამუშავების დროს.
ელექტრონული სხივის მეთოდით დამდნარ ტანტალს აქვს გაზრდილი პლასტიურობის თვისება, რაც ლითონის დეფორმირებისას იძლევა შეკუმშვის უფრო მაღალი ხარისხის შესრულების საშუალებას.
იგი კარგად გარდაიქმნება ლითონის ფურცლად, რომელიც კარგად ერგება გაყალბებას.
კარგად მუშაობს ცივი ფორმირებისთვის. ამასთან, უნდა გესმოდეთ, რომ ეს ლითონი არ უნდა იყოს დეფორმირებული ცხელ მდგომარეობაში, რადგან გაცხელებისას ტანტალი იწყებს აზოტის, ნახშირორჟანგის, ჟანგბადის შეწოვას და, შედეგად, მასალა საკმაოდ მყიფე ხდება.
ტანტალის დამუშავების ერთ-ერთი მთავარი ოპერაცია არის მასალის ჭრა მაღალსიჩქარიან მოწყობილობებზე.

რაც შეეხება ტანტალის ნაწილების შეერთებას, ეს შეიძლება გაკეთდეს შემდეგი გზით:

შედუღება;
soldering;
კავშირი მოქლონებთან.

აქ გასათვალისწინებელია ის ფაქტი, რომ ბოლო ორი მეთოდი საკმაოდ იშვიათად გამოიყენება, ამიტომ ტანტალით შედუღებული სახსრების ხარისხი ყოველთვის მაღალ დონეზე რჩება.

ტანტალის გამოყენების სფეროები

ეს თვისებები საშუალებას აძლევს მას ფართოდ გამოიყენოს სხვადასხვა სფეროებშიინდუსტრია. მოდით დეტალურად აღვნიშნოთ ისეთი უნიკალური მასალის გამოყენების ძირითადი მიმართულებები, როგორიცაა ტანტალი.

მეტალურგიული მრეწველობა

მეტალურგია ამ ლითონის მთავარი მომხმარებელია. მეტალურგიული მრეწველობა მოიხმარს წარმოებული ტანტალის 45%-ს.

ტანტალის ძირითადი გამოყენება რამდენიმე მნიშვნელოვან ასპექტშია:

ლითონი არის მთავარი შენადნობის ელემენტი სითბოს მდგრადი და ანტიკოროზიული ფოლადის კლასების წარმოებაში;
ტანტალის კარბიდი საიმედო დაცვაა ფოლადის ყალიბებისთვის სამსხმელოში.

ელექტრო ინდუსტრია

უპირველეს ყოვლისა, აღსანიშნავია ის ფაქტი, რომ მსოფლიოში წარმოებული ტანტალის მეოთხედი გამოიყენება ელექტრო ინდუსტრიაში. და ეს გასაკვირი არ არის, რადგან ამ ლითონის გამოყენებით იწარმოება შემდეგი ტიპის ელექტრო პროდუქტები:

ელექტროლიტური ტიპის ტანტალის კონდენსატორები ხასიათდება მათი ფუნქციონირების სტაბილურობით;
ფართოდ გამოიყენება ნათურების ისეთი სტრუქტურული ელემენტების წარმოებაში, როგორიცაა ანოდები, ირიბად გაცხელებული კათოდები და ბადეები;
ტანტალის მავთული გამოიყენება კრიოტრონის ნაწილების წარმოებაში, რომლებიც კომპიუტერული ტექნოლოგიების განუყოფელი ელემენტებია;
ამ ლითონისგან ძალიან წარმატებით მზადდება მაღალი ტემპერატურის მქონე ღუმელების გამათბობლები.

Საინტერესო ფაქტი!ტანტალის კონდენსატორები თვითშეკეთებისკენ მიდრეკილნი არიან. მაგალითად, მაღალი ძაბვის უეცარი წარმოქმნით, ნაპერწკალმა გაანადგურა საიზოლაციო ფენა. ამ შემთხვევაში, დეფექტის ადგილზე მყისიერად წარმოიქმნება საიზოლაციო ოქსიდის ფილმი, ხოლო კონდენსატორი განაგრძობს მუშაობას ნორმალურ რეჟიმში!

ქიმიური მრეწველობა

პირველ რიგში, უნდა აღინიშნოს ის ფაქტი, რომ გამოყენებული ტანტალის 20% მიდის საჭიროებებზე. ქიმიური მრეწველობა. კერძოდ, ეს ლითონი გამოიყენება შემდეგ შემთხვევებში:

შემდეგი სახის მჟავების წარმოება:

აზოტი;
ირმის;
გოგირდის;
ფოსფორი;
ძმარმჟავა.

წყალბადის ზეჟანგის, ბრომისა და ქლორის წარმოება;
შემდეგი ტიპის ქიმიური აღჭურვილობის წარმოება:

აერატორები;
დისტილაციის მცენარეები;
სხვადასხვა ტიპის ხვეულები;
აგიტატორები;
სარქველი.

AT სამედიცინო ინდუსტრიამსოფლიოში მოპოვებული ტანტალის არაუმეტეს 5% გამოიყენება. მედიცინაში ამ ლითონს ძალიან წარმატებით იყენებენ პლასტიკურ და ძვლოვან ქირურგიაში, რადგან მისგან ამზადებენ ტანტალის ელემენტებს ძვლების დასამაგრებლად, ნაკერების და ა.შ. ეს მიიღწევა იმის გამო, რომ ტანტალი არ აზიანებს ორგანიზმის სასიცოცხლო აქტივობას, ხოლო ცოცხალ ქსოვილს არ აღიზიანებს.

ტანტალი (Ta) არის ელემენტი ატომური ნომრით 73 და ატომური წონა 180,948. ეს არის მეხუთე ჯგუფის მეორადი ქვეჯგუფის ელემენტი, დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის პერიოდული სისტემის მეექვსე პერიოდი. ტანტალი თავისუფალ მდგომარეობაში ნორმალურ პირობებში არის პლატინის ნაცრისფერი ლითონი ოდნავ ტყვიის ელფერით, რაც არის ოქსიდის ფირის წარმოქმნის შედეგი (Ta 2 O 5). ტანტალი არის მძიმე, ცეცხლგამძლე, საკმაოდ მყარი, მაგრამ არა მყიფე ლითონი, ამავდროულად ის ძალიან ელასტიურია, კარგად დამუშავებადი, განსაკუთრებით მისი სუფთა სახით.

ბუნებაში, ტანტალი გვხვდება ორი იზოტოპის სახით: სტაბილური 181 Ta (99,99%) და რადიოაქტიური 180 Ta (0,012%), ნახევარგამოყოფის პერიოდით 10 12 წელი. ხელოვნურად მიღებული რადიოაქტიურიდან 182 Ta (ნახევარგამოყოფის პერიოდი 115,1 დღე) გამოიყენება როგორც იზოტოპური მიკვლევა.

ელემენტი აღმოაჩინა 1802 წელს შვედმა ქიმიკოსმა A.G. Ekeberg-მა ფინეთსა და შვედეთში აღმოჩენილ ორ მინერალში. მას ეწოდა ძველი ბერძნული მითების გმირის ტანტალის სახელი მისი ამოცნობის სირთულის გამო. დიდი ხნის განმავლობაში, მინერალები კოლუმბიტი, რომელიც შეიცავს კოლუმბიუმს (ნიობიუმი) და ტანტალიტი, რომელიც შეიცავს ტანტალის, ერთნაირად ითვლებოდა. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს ორი ელემენტი ერთმანეთის ხშირი თანამგზავრია და მრავალი თვალსაზრისით მსგავსია. ეს მოსაზრება დიდი ხნის განმავლობაში ჭეშმარიტად ითვლებოდა ყველა ქვეყნის ქიმიკოსებს შორის, მხოლოდ 1844 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა ჰაინრიხ როზმა კვლავ შეისწავლა კოლუმბიტები და ტანტალიტები სხვადასხვა ადგილიდან და მათში აღმოაჩინა ახალი ლითონი, მსგავსი თვისებებით ტანტალი. ეს იყო ნიობიუმი. პლასტიკური სუფთა მეტალის ტანტალი პირველად მიიღო გერმანელმა მეცნიერმა ვ.ფონ ბოლტონმა 1903 წელს.

ტანტალის წიაღისეულის ძირითადი საბადოები განლაგებულია ფინეთში, სკანდინავიაში, ჩრდილოეთ ამერიკაში, ბრაზილიაში, ავსტრალიაში, საფრანგეთში, ჩინეთში და რიგ სხვა ქვეყნებში.

იმის გამო, რომ ტანტალის აქვს მრავალი ღირებული თვისება - კარგი ელასტიურობა, მაღალი სიმტკიცე, შედუღება, კოროზიის წინააღმდეგობა ზომიერ ტემპერატურაზე, ცეცხლგამძლეობა და მრავალი სხვა. მნიშვნელოვანი თვისებები- სამოცდამესამე ელემენტის გამოყენება ძალიან ფართოა. ტანტალის გამოყენების ყველაზე მნიშვნელოვანი სფეროა ელექტრონიკა და მანქანათმშენებლობა. მსოფლიოში ტანტალის წარმოების დაახლოებით მეოთხედი მიდის ელექტრო და ვაკუუმ ინდუსტრიაში. ელექტრონიკაში მას იყენებენ ელექტროლიტური კონდენსატორების, მაღალი სიმძლავრის ნათურების ანოდების და ბადეების დასამზადებლად. ქიმიურ მრეწველობაში ტანტალი გამოიყენება მანქანების ნაწილების დასამზადებლად, რომლებიც გამოიყენება მჟავების წარმოებაში, რადგან ამ ელემენტს აქვს განსაკუთრებული ქიმიური წინააღმდეგობა. ტანტალი არ იშლება ისეთ ქიმიურად აგრესიულ გარემოშიც კი, როგორიც aqua regia! ტანტალის ჭურჭელში, ლითონები, როგორიცაა იშვიათი მიწები, დნება. მისგან მზადდება მაღალტემპერატურული ღუმელების გამათბობლები. გამომდინარე იქიდან, რომ ტანტალი არ ურთიერთქმედებს ადამიანის ორგანიზმის ცოცხალ ქსოვილებთან და არ აზიანებს მათ, ქირურგიაში გამოიყენება მოტეხილობების დროს ძვლების ერთმანეთთან დასამაგრებლად. თუმცა, ასეთი ძვირფასი ლითონის მთავარი მომხმარებელი მეტალურგიაა (45%-ზე მეტი). AT ბოლო წლებიტანტალი სულ უფრო მეტად გამოიყენება, როგორც შენადნობი ელემენტი სპეციალურ ფოლადებში - მძიმე, კოროზიისადმი მდგრადი, სითბოს მდგრადი. გარდა ამისა, ბევრი სტრუქტურული მასალა სწრაფად კარგავს თბოგამტარობას: მათ ზედაპირზე წარმოიქმნება ცუდად თბოგამტარი ოქსიდი ან მარილის ფილმი. ტანტალისა და მისი შენადნობებისგან დამზადებულ კონსტრუქციებს ასეთი პრობლემები არ ექმნებათ. მათზე წარმოქმნილი ოქსიდის ფილმი თხელია და კარგად ატარებს სითბოს, უფრო მეტიც, მას აქვს დამცავი ანტიკოროზიული თვისებები.

ღირებულია არა მხოლოდ სუფთა ტანტალი, არამედ მისი ნაერთებიც. ასე რომ, ტანტალის კარბიდის მაღალი სიმტკიცე გამოიყენება კარბიდის ხელსაწყოების წარმოებაში ლითონის მაღალსიჩქარიანი ჭრისთვის. ტანტალი-ვოლფრამის შენადნობები იძლევა სითბოს წინააღმდეგობას მათგან დამზადებულ ნაწილებს.

ბიოლოგიური თვისებები

მაღალი ბიოლოგიური თავსებადობის გამო - ცოცხალ ქსოვილებთან შეხვედრის უნარი სხეულის გაღიზიანებისა და უარყოფის გარეშე - ტანტალიმ ფართო გამოყენება ჰპოვა მედიცინაში, ძირითადად რეკონსტრუქციულ ქირურგიაში - ადამიანის სხეულის აღსადგენად. ტანტალის თხელი ფირფიტები გამოიყენება თავის ქალას დაზიანებისთვის - ისინი ხურავს თავის ქალას მოტეხილობებს. მედიცინამ იცის შემთხვევა, როცა ხელოვნურ ყურს ტანტალის ფირფიტისგან ამზადებდნენ, თეძოდან გადანერგილმა კანმა კი ისე კარგად და სწრაფად იფეთქა, რომ მალე ხელოვნური ორგანო ნამდვილისგან ვერ გამოირჩეოდა. ტანტალის ძაფები გამოიყენება დაზიანებული კუნთოვანი ქსოვილის აღდგენისთვის. ქირურგები ოპერაციების შემდეგ მუცლის ღრუს კედლებს ტანტალის ფირფიტებით ამაგრებენ. სისხლძარღვებიც კი შეიძლება დაუკავშირდეს ტანტალის კავებით. ამ უნიკალური მასალის ქსელები გამოიყენება თვალის პროთეზების წარმოებაში. მყესები იცვლება ამ ლითონის ძაფებით და ნერვული ბოჭკოებიც კი იკერება.

არანაკლებ ფართოდ გამოიყენება ტანტალის პენტოქსიდი Ta 2 O 5 - მისი ნარევი მცირე რაოდენობით რკინის ტრიოქსიდთან ერთად შემოთავაზებულია გამოიყენოს სისხლის კოაგულაციის დასაჩქარებლად.

ბოლო ათწლეულში ვითარდებოდა მედიცინის ახალი ფილიალი, რომელიც დაფუძნებულია მოკლე დიაპაზონის სტატიკური ელექტრული ველების გამოყენებაზე ადამიანის ორგანიზმში დადებითი ბიოლოგიური პროცესების სტიმულირებისთვის. უფრო მეტიც, ელექტრული ველები წარმოიქმნება არა ტრადიციული ელექტრული ენერგიის წყაროების გამო მაგისტრალური ან ბატარეის ელექტრომომარაგებით, არამედ ავტონომიურად მოქმედი ელექტრული საფარის გამო (დიელექტრიკი, რომელიც ინარჩუნებს აუნაზღაურებელ ენერგიას დიდი ხნის განმავლობაში). ელექტრული მუხტი) გამოიყენება სხვადასხვა დანიშნულების იმპლანტებზე, ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში.

დღეისათვის, ტანტალის პენტოქსიდის ელექტრული ფენების გამოყენების დადებითი შედეგები მიღებულია მედიცინის შემდეგ სფეროებში: ყბა-სახის ქირურგია (Ta 2 O 5-ით დაფარული იმპლანტების გამოყენება გამორიცხავს ანთებითი პროცესების წარმოქმნას, ამცირებს ტრანსპლანტაციის დროს. იმპლანტი); ორთოპედიული სტომატოლოგია (აკრილის პლასტმასისგან დამზადებული პროთეზების დაფარვა ტანტალის პენტოქსიდის ფირით გამორიცხავს აკრილატების მიმართ შეუწყნარებლობით გამოწვეულ ყველა შესაძლო პათოლოგიურ გამოვლინებას); ქირურგია (ელექტრეტის აპლიკატორის გამოყენება კანისა და შემაერთებელი ქსოვილის დეფექტების სამკურნალოდ ხანგრძლივი არასამკურნალო ჭრილობის პროცესებით, ნაწოლებით, ნეიროტროფიული წყლულებით, თერმული დაზიანებით); ტრავმატოლოგია და ორთოპედია (ძვლის ქსოვილის განვითარების დაჩქარება ადამიანის საყრდენ-მამოძრავებელი სისტემის მოტეხილობებისა და დაავადებების სამკურნალოდ ელექტრიტის საფარის ფირის მიერ შექმნილი სტატიკური ველის გავლენის ქვეშ).

ყველა ეს უნიკალური სამეცნიერო განვითარება შესაძლებელი გახდა წყალობით სამეცნიერო მუშაობაპეტერბურგის სახელმწიფო ელექტროტექნიკური უნივერსიტეტის (LETI) სპეციალისტები.

გარდა ზემოაღნიშნული ადგილებისა, სადაც უკვე გამოიყენება ან შემოტანილია ტანტალის პენტოქსიდის უნიკალური საფარები, არის განვითარებები, რომლებიც საწყის ეტაპზეა. ეს მოიცავს განვითარებას მედიცინის შემდეგ სფეროებში: კოსმეტოლოგია (მასალის წარმოება, რომელიც დაფუძნებულია ტანტალის პენტოქსიდის საფარებზე, რომელიც ჩაანაცვლებს "ოქროს ძაფებს"); კარდიოქირურგია (ელექტროფილმების გამოყენება შიდა ზედაპირიხელოვნური სისხლძარღვები, ხელს უშლის თრომბის წარმოქმნას); ართროპლასტიკა (პროთეზების უარყოფის რისკის შემცირება, რომლებიც მუდმივ ურთიერთქმედებაშია ძვლოვან ქსოვილთან). გარდა ამისა, იქმნება ქირურგიული ინსტრუმენტი, რომელიც დაფარულია ტანტალის პენტოქსიდის ფირით.

ცნობილია, რომ ტანტალი ძალიან მდგრადია აგრესიული მედიის მიმართ, ამაზე არაერთი ფაქტი მოწმობს. ასე რომ, 200 ° C ტემპერატურაზე, ამ ლითონზე არ მოქმედებს აზოტის მჟავა სამოცდაათი პროცენტით! გოგირდის მჟავაში 150 ° C ტემპერატურაზე, ტანტალის კოროზია ასევე არ შეინიშნება, ხოლო 200 ° C ტემპერატურაზე, ლითონი კოროზირდება, მაგრამ მხოლოდ 0,006 მმ წელიწადში!

ცნობილია შემთხვევა, როდესაც ერთ საწარმოში, რომელიც იყენებდა აირისებრ წყალბადის ქლორიდს, უჟანგავი ფოლადის ნაწილები ჩაიშალა რამდენიმე თვის შემდეგ. თუმცა, როგორც კი ფოლადი შეიცვალა ტანტალით, უწვრილესი ნაწილებიც კი (0,3 ... 0,5 მმ სისქით) პრაქტიკულად განუსაზღვრელი აღმოჩნდა - მათი მომსახურების ვადა 20 წლამდე გაიზარდა!

ტანტალი, ნიკელთან და ქრომთან ერთად, ფართოდ გამოიყენება როგორც ანტიკოროზიული საფარი. ისინი ფარავს სხვადასხვა ფორმისა და ზომის ნაწილებს: ჭურჭელს, მილებს, ფურცლებს, სარაკეტო საქშენებს და სხვა მრავალი. უფრო მეტიც, მასალა, რომელზეც გამოიყენება ტანტალის საფარი, შეიძლება იყოს ძალიან მრავალფეროვანი: რკინა, სპილენძი, გრაფიტი, კვარცი, მინა და სხვა. ყველაზე საინტერესო ის არის, რომ ტანტალის საფარის სიმტკიცე სამ-ოთხჯერ აღემატება ტექნიკური ტანტალის სიმტკიცეს ანეილირებული სახით!

გამომდინარე იქიდან, რომ ტანტალი ძალიან ღირებული ლითონია, მისი ნედლეულის ძიება დღესაც გრძელდება. მინერალოლოგებმა აღმოაჩინეს, რომ ჩვეულებრივი გრანიტები, სხვა ძვირფასი ელემენტების გარდა, შეიცავს ტანტალსაც. გრანიტის ქანებიდან ტანტალის მოპოვების მცდელობა გაკეთდა ბრაზილიაში, მიიღეს ლითონი, მაგრამ ასეთმა წარმოებამ ვერ მიაღწია სამრეწველო მასშტაბებს - პროცესი უკიდურესად ძვირი და რთული აღმოჩნდა.

თანამედროვე ელექტროლიტური ტანტალის კონდენსატორები სტაბილურია ექსპლუატაციაში, საიმედო და გამძლეა. ამ მასალისგან დამზადებული მინიატურული კონდენსატორები გამოიყენება სხვადასხვა ელექტრონული სისტემებიზემოაღნიშნული უპირატესობების გარდა, მათ აქვთ ერთი უნიკალური თვისება: შეუძლიათ დამოუკიდებლად გააკეთონ რემონტი! როგორ ხდება ეს? დავუშვათ, რომ იზოლაციის მთლიანობა დარღვეულია ძაბვის ვარდნის გამო, ან სხვა მიზეზის გამო - მყისიერად კვლავ წარმოიქმნება საიზოლაციო ოქსიდის ფილმი ავარიის ადგილზე და კონდენსატორი აგრძელებს მუშაობას, თითქოს არაფერი მომხდარა!

ეჭვგარეშეა, ტერმინი "ჭკვიანი მეტალი", რომელიც გაჩნდა მე -20 საუკუნის შუა ხანებში, ანუ ლითონი, რომელიც ეხმარება ჭკვიანი მანქანების მუშაობას, სამართლიანად შეიძლება მიეკუთვნოს ტანტალის.

ზოგიერთ რაიონში ტანტალი ცვლის და ზოგჯერ კონკურენციასაც კი უწევს პლატინას! ასე რომ, საიუველირო სამუშაოებში ტანტალი ხშირად ანაცვლებს უფრო ძვირადღირებულ კეთილშობილ ლითონს სამაჯურების, საათების ყუთების და სხვა სამკაულების წარმოებაში. სხვა სფეროში ტანტალი წარმატებით კონკურენციას უწევს პლატინას - ამ ლითონისგან დამზადებული სტანდარტული ანალიტიკური წონები ხარისხით არ ჩამოუვარდება პლატინის.

გარდა ამისა, ტანტალი გამოიყენება როგორც უფრო ძვირი ირიდიუმის შემცვლელი ავტომატური კალმების ღეროების წარმოებაში.

უნიკალური ქიმიური თვისებების გამო, ტანტალიმ იპოვა გამოყენება, როგორც კათოდების მასალა. ასე რომ, ტანტალის კათოდები გამოიყენება ოქროსა და ვერცხლის ელექტროლიტური გამოყოფისთვის. მათი ღირებულება მდგომარეობს იმაში, რომ ძვირფასი ლითონების ნალექი შეიძლება ჩამოიბანოთ აკვა რეგიით, რომელიც არ აზიანებს ტანტალის.

ნამდვილად შეიძლება ვისაუბროთ იმაზე, რომ არის რაღაც სიმბოლური, თუ არა თუნდაც მისტიკური, იმაში, რომ შვედ ქიმიკოსს ეკებერგს, რომელიც ცდილობდა ახალი ნივთიერების მჟავებით გაჯერებას, "წყურვილმა" დაარტყა და ახალ ელემენტს საპატივსაცემოდ დაარქვა. მითიური ბოროტმოქმედის შესახებ, რომელმაც მოკლა საკუთარი შვილი და უღალატა ღმერთებს. და ორასი წლის შემდეგ, აღმოჩნდა, რომ ამ ელემენტს შეუძლია სიტყვასიტყვით "შეკეროს" ადამიანი და კიდევ "შეცვალოს" მისი მყესები და ნერვები! ირკვევა, რომ ქვესკნელში დაღუპული მოწამე, რომელიც პიროვნების დახმარებით გამოისყიდის თავის დანაშაულს, ცდილობს ღმერთებს პატიება სთხოვოს ...

ამბავი

ტანტალუსი არის ძველი ბერძნული მითების გმირი, ლიდიის ან ფრიგიის მეფე, ზევსის ვაჟი. მან გაამხილა ოლიმპიური ღმერთების საიდუმლოებები, მოიპარა ამბროსია მათი ქეიფიდან და ოლიმპიელებს უმასპინძლა კერძი, რომელიც მომზადებული იყო საკუთარი შვილის პელოპსის სხეულიდან, რომელიც მან ასევე მოკლა. თავისი სისასტიკისთვის ტანტალუსს ღმერთებმა მიუსაჯეს შიმშილის, წყურვილის და შიშის მარადიული ტანჯვა ჰადესის ქვესკნელში. მას შემდეგ ის კისერამდე დგას გამჭვირვალე კრისტალურად სუფთა წყალში, ტოტები კი თავისკენ იხრება მწიფე ხილის სიმძიმის ქვეშ. მხოლოდ ის ვერ იკლავს ვერც წყურვილს და ვერც შიმშილს - წყალი როგორც კი სცდება დალევას, ტოტებს კი ქარი ასწევს, მშიერი მკვლელის ხელით. ტანტალუსის თავზე კლდე კიდია, რომელიც ნებისმიერ წამს შეიძლება ჩამოინგრა და უბედურ ცოდვილს სამუდამოდ იტანჯოს შიშისგან. ამ მითის წყალობით წარმოიშვა გამოთქმა "ტანტალის ტანჯვა", რომელიც აღნიშნავს აუტანელ ტანჯვას, ტანჯვისგან თავის დაღწევის უსხეულო მცდელობებს. როგორც ჩანს, შვედი ქიმიკოსის ეკებერგის წარუმატებელი მცდელობების დროს 1802 წელს მის მიერ აღმოჩენილი „დედამიწა“ მჟავებში დაშლილიყო და მისგან ახალი ელემენტის გამოყოფა, სწორედ ეს გამოთქმა მოუვიდა მას გონებაში. მეცნიერს არაერთხელ მოეჩვენა, რომ ის მიზანთან ახლოს იყო, მაგრამ მან ვერ შეძლო ახალი ლითონის სუფთა სახით იზოლირება. ასე გაჩნდა ახალი ელემენტის „მოწამე“ სახელი.

ტანტალის აღმოჩენა მჭიდრო კავშირშია კიდევ ერთი ელემენტის - ნიობიუმის აღმოჩენასთან, რომელიც ერთი წლით ადრე გაჩნდა და თავდაპირველად კოლუმბია ერქვა, რომელიც მას აღმომჩენმა გაჩეტმა აჩუქა. ეს ელემენტი არის ტანტალის ტყუპისცალი, რომელიც ახლოსაა მას მრავალი თვისებით. სწორედ ამ სიახლოვეს შეჰყავდათ შეცდომაში ქიმიკოსები, რომლებიც დიდი კამათის შემდეგ მივიდნენ მცდარ დასკვნამდე, რომ ტანტალი და კოლუმბი ერთი და იგივე ელემენტია. ეს ბოდვა ორმოც წელზე მეტ ხანს გაგრძელდა, სანამ 1844 წელს ცნობილმა გერმანელმა ქიმიკოსმა ჰაინრიხ როუზმა, სხვადასხვა საბადოებიდან კოლუმბიტებისა და ტანტალიტების ხელახალი შესწავლის პროცესში, დაამტკიცა, რომ კოლუმბი დამოუკიდებელი ელემენტია. გაჩეტის მიერ შესწავლილი კოლუმბია იყო ნიობიუმი ტანტალის მაღალი შემცველობით, რამაც მეცნიერული სამყარო შეცდომაში შეიყვანა. ორი ელემენტის ასეთი ოჯახური სიახლოვის საპატივცემულოდ, როზამ კოლუმბიას ახალი სახელი დაარქვა, ნიობიუმი - ფრიგიის მეფის ტანტალის ნიობიას ქალიშვილის პატივსაცემად. და მიუხედავად იმისა, რომ როზმა ასევე დაუშვა შეცდომა, თითქოს აღმოაჩინა კიდევ ერთი ახალი ელემენტი, რომელსაც მან დაარქვა პელოპიუსი (ტანტალუსის ვაჟის, პელოპსის პატივსაცემად), მისი ნამუშევარი გახდა საფუძველი მკაცრი განსხვავებისა ნიობიუმსა (კოლუმბიუმი) და ტანტალის შორის. მხოლოდ, როუზის ჩვენების შემდეგაც კი, ტანტალი და ნიობიუმი დიდი ხნის განმავლობაში აირია. ასე რომ, ტანტალს კოლუმბიუმი ერქვა, რუსეთში კოლუმბიუმი. ჰესი თავის „სუფთა ქიმიის საფუძვლებში“ მეექვსე გამოცემამდე (1845) საუბრობს მხოლოდ ტანტალიზე, კოლუმბიის ხსენების გარეშე; დვიგუბსკის (1824) აქვს სახელი - ტანტალი. ასეთი შეცდომები და დათქმები გასაგებია - ტანტალისა და ნიობიუმის გამოყოფის მეთოდი მხოლოდ 1866 წელს შეიმუშავა შვეიცარიელმა ქიმიკოსმა მარნინაკმა და, როგორც ასეთი, სუფთა ელემენტარული ტანტალი ჯერ კიდევ არ არსებობდა: ბოლოს და ბოლოს, მეცნიერებმა შეძლეს ამ ლითონის სუფთა სახით მიღება. კომპაქტური ფორმა მხოლოდ მე-20 საუკუნეში. პირველი, ვინც შეძლო მეტალის ტანტალის მიღება, იყო გერმანელი ქიმიკოსი ფონ ბოლტონი და ეს მხოლოდ 1903 წელს მოხდა. ადრე, რა თქმა უნდა, ცდილობდნენ სუფთა მეტალის ტანტალის მოპოვებას, მაგრამ ქიმიკოსების ყველა მცდელობა წარუმატებელი აღმოჩნდა. მაგალითად, ფრანგმა ქიმიკოსმა მოისანმა მიიღო ლითონის ფხვნილი, მისი თქმით - სუფთა ტანტალი. თუმცა, ეს ფხვნილი, მიღებული ტანტალის პენტოქსიდის Ta 2 O 5 ნახშირბადით ელექტრო ღუმელში შემცირებით, არ იყო სუფთა ტანტალი, ფხვნილი შეიცავდა 0,5% ნახშირბადს.

შედეგად, სამოცდამესამე ელემენტის ფიზიკურ-ქიმიური თვისებების დეტალური შესწავლა მხოლოდ მეოცე საუკუნის დასაწყისში გახდა შესაძლებელი. კიდევ რამდენიმე წლის განმავლობაში ტანტალიმ ვერ იპოვა პრაქტიკული გამოყენება. მხოლოდ 1922 წელს შეიძლებოდა მისი გამოყენება AC გამსწორებლებში.

ბუნებაში ყოფნა

სამოცდამესამე ელემენტის საშუალო შემცველობა დედამიწის ქერქში (კლარკი) არის 2,5∙10 -4% წონით. ტანტალი მჟავე ქანების - გრანიტისა და დანალექი ჭურვების დამახასიათებელი ელემენტია, რომლებშიც მისი საშუალო შემცველობა აღწევს 3,5 ∙ 10 -4%, რაც შეეხება ულტრაბაზისურ და ძირითად ქანებს - მანტიის ზედა ნაწილებს და დედამიწის ქერქის ღრმა ნაწილებს, კონცენტრაცია. ტანტალი გაცილებით დაბალია: 1 .8∙10 -6%. ცეცხლოვანი წარმოშობის ქანებში, ტანტალი დაფანტულია, ისევე როგორც ბიოსფეროში, რადგან ის იზომორფულია მრავალი ქიმიური ელემენტით.

დედამიწის ქერქში ტანტალის დაბალი შემცველობის მიუხედავად, მისი მინერალები ძალიან გავრცელებულია - მათგან ასზე მეტია, როგორც ტანტალის მინერალები, ასევე ტანტალის შემცველი საბადოები, ყველა მათგანი წარმოიქმნება მაგმატურ აქტივობასთან დაკავშირებით (ტანტალიტი, კოლუმბიტი). , ლოპარიტი, პიროქლორი და სხვა). ყველა მინერალში ტანტალის თან ახლავს ნიობიუმი, რაც აიხსნება ელემენტების უკიდურესი ქიმიური მსგავსებით და მათი იონების თითქმის იდენტური ზომით.

რეალურად ტანტალის საბადოებს აქვთ Ta 2 O 5 თანაფარდობა: Nb 2 O 5 ≥1. ტანტალის საბადოების ძირითადი მინერალებია კოლუმბიტ-ტანტალიტი (Ta 2 O 5 შემცველობა 30-45%), ტანტალიტი და მანგანოტანტალიტი (Ta 2 O 5 45-80%), ვოჯინიტი (Ta, Mn, Sn) 3 O 6 (Ta 2). O 5 60-85%), მიკროლიტი Ca 2 (Ta, Nb) 2 O 6 (F, OH) (Ta 2 O 5 50-80%) და სხვა. ტანტალიტი (Fe, Mn)(Ta, Nb) 2 O 6-ს აქვს რამდენიმე სახეობა: ფეროტანტალიტი (FeO>MnO), მანგანოტანტალიტი (MnO>FeO). ტანტალიტი მოდის მრავალ ფერებში შავიდან წითელ-ყავისფერამდე. ტანტალ-ნიობიუმის მადნების ძირითადი მინერალები, საიდანაც ნიობიუმთან ერთად მოიპოვება ბევრად უფრო ძვირი ტანტალი, არის კოლუმბიტი (Ta 2 O 5 5-30%), ტანტალის შემცველი პიროქლორი (Ta 2 O 5 1-4%). , ლოპარიტი (Ta 2 O 5 0.4-0.8%), ჰეჩეტოლიტი (Ca, Tr, U) 2 (Nb, Ta) 2 O 6 (F, OH)∙nH 2 O (Ta 2 O 5 8-28%), იქსიოლიტი (Nb, Ta, Sn, W, Sc) 3 O 6 და ზოგიერთი სხვა. U, Th, TR-ის შემცველი ტანტალონიობატები მეტამიქტურია, ძალიან რადიოაქტიურია და შეიცავს ცვლადი რაოდენობით წყალს; ხშირია პოლიმორფული ცვლილებები. ტანტალონიობატები ქმნიან მცირე დისემინაციას, დიდი დანაწევრება იშვიათია (კრისტალები დამახასიათებელია ძირითადად ლოპარიტისთვის, პიროქლორისთვის და კოლუმბიტ-ტანტალიტისთვის). შეფერილობა შავი, მუქი ყავისფერი, მოყავისფრო ყვითელი. ჩვეულებრივ გამჭვირვალე ან ოდნავ გამჭვირვალე.

არსებობს ტანტალის საბადოების რამდენიმე ძირითადი სამრეწველო და გენეტიკური ტიპი. ნატრო-ლითიუმის ტიპის იშვიათი ლითონის პეგმატიტები წარმოდგენილია ზონირებული ვენური სხეულებით, რომლებიც შედგება ალბიტის, მიკროკლინის, კვარცის და, უფრო მცირე ზომით, სპოდუმენის ან პეტალიტისგან. იშვიათი ლითონის ტანტალის შემცველი გრანიტები (აპოგრანიტები) წარმოდგენილია მიკროკლინურ-კვარც-ალბიტის გრანიტების მცირე მარაგებითა და გუმბათებით, ხშირად გამდიდრებული ტოპაზითა და ლითიუმის მიკატებით, რომლებიც შეიცავს კოლუმბიტ-ტანტალიტისა და მიკროლიტის წვრილ გავრცელებას. გამჟღავნებული ქერქები, დელუვიურ-ალუვიური და ალუვიური პლაცერები, რომლებიც წარმოიქმნება პეგმატიტების განადგურებასთან დაკავშირებით, შეიცავს კასიტიტს და კოლუმბიტ-ტანტალიტის ჯგუფის მინერალებს. ლოპარიტის შემცველი ნეფელინური სიენიტები ლუჟავრიტისა და ფოლიალიტის შემადგენლობით.

გარდა ამისა, ტანტალ-ნიობიუმის რთული საბადოები, წარმოდგენილი კარბონატიტებითა და მასთან დაკავშირებული ფორსტერიტ-აპატიტ-მაგნიტიტის ქანებით, ჩართულია სამრეწველო გამოყენებაში; მიკროკლინო-ალბიტი რიბეკიტის ტუტე გრანიტები და გრანოზიენიტები და სხვა. ტანტალის გარკვეული რაოდენობა მოიპოვება გრიზენის საბადოებიდან ვოლფრამიტებიდან.

ტიტანის მადნების უდიდესი საბადოები განლაგებულია კანადაში (მანიტობა, ბერნიკის ტბა), ავსტრალიაში (გრინბუშები, პილბარა), მალაიზიასა და ტაილანდში (ტანტალის შემცველი თუნუქის საწყობები), ბრაზილიაში (პარაიბა, რიო გრანდე დო ნორტე), აფრიკის რიგ შტატებში. (ზაირი, ნიგერია, სამხრეთ როდეზია).

განაცხადი

ტანტალიმ იპოვა თავისი ტექნიკური აპლიკაციასაკმაოდ გვიან - მე-20 საუკუნის დასაწყისში მას იყენებდნენ ელექტრო ნათურების ძაფების მასალად, რაც განპირობებული იყო ამ ლითონის ისეთი ხარისხით, როგორიცაა ცეცხლგამძლეობა. თუმცა, მან მალე დაკარგა თავისი მნიშვნელობა ამ სფეროში, ჩაანაცვლა ნაკლებად ძვირი და უფრო ცეცხლგამძლე ვოლფრამი. ისევ, ტანტალი გახდა "ტექნიკურად შეუფერებელი" მე-20 საუკუნის ოციან წლებამდე, როდესაც მისი გამოყენება დაიწყეს AC გამსწორებლებში (ტანტალი, დაფარული ოქსიდის ფენით, გადის დენს მხოლოდ ერთი მიმართულებით), ხოლო ერთი წლის შემდეგ, რადიო მილებში. . ამის შემდეგ მეტალმა მოიპოვა აღიარება და მალე დაიწყო მრეწველობის უფრო და უფრო ახალი სფეროების დაპყრობა.

დღესდღეობით ტანტალი, თავისი უნიკალური თვისებების გამო, გამოიყენება ელექტრონიკაში (მაღალ სპეციფიკური ტევადობის კონდენსატორების წარმოება). ტანტალის მსოფლიო წარმოების დაახლოებით მეოთხედი მიდის ელექტრო და ვაკუუმ ინდუსტრიაში. როგორც თავად ტანტალის, ასევე მისი ოქსიდის ფირის მაღალი ქიმიური ინერტულობის გამო, ელექტროლიტური ტანტალის კონდენსატორები ძალიან სტაბილურია ექსპლუატაციაში, საიმედო და გამძლეა: მათი მომსახურების ვადა შეიძლება მიაღწიოს თორმეტ წელზე მეტს. რადიოინჟინერიაში ტანტალი გამოიყენება სარადარო აღჭურვილობაში. მინი ტანტალის კონდენსატორები გამოიყენება რადიო გადამცემებში, სარადარო დანადგარებში და სხვა ელექტრონულ სისტემებში.

ტანტალის მთავარი მომხმარებელი მეტალურგიაა, რომელიც იყენებს წარმოებული ლითონის 45%-ზე მეტს. ტანტალი აქტიურად გამოიყენება, როგორც შენადნობი ელემენტი სპეციალურ ფოლადებში - მძიმე, კოროზიისადმი მდგრადი, სითბოს მდგრადი. ამ ელემენტის დამატება ჩვეულებრივ ქრომის ფოლადებზე ზრდის მათ სიმტკიცეს და ამცირებს მტვრევადობას გამკვრივებისა და ადუღების შემდეგ. სითბოს მდგრადი შენადნობების წარმოება სარაკეტო და კოსმოსური ტექნოლოგიების დიდი აუცილებლობაა. იმ შემთხვევებში, როდესაც სარაკეტო საქშენები გაცივებულია თხევადი ლითონის მიერ, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს კოროზია (ლითიუმი ან ნატრიუმი), ამის გაკეთება უბრალოდ შეუძლებელია ტანტალისა და ვოლფრამის შენადნობის გარეშე. გარდა ამისა, სითბოს მდგრადი ფოლადები გამოიყენება მაღალი ტემპერატურის ვაკუუმური ღუმელების, გამათბობლებისა და შემრევი გამათბობლების დასამზადებლად. ტანტალის კარბიდი (დნობის წერტილი 3880 °C) გამოიყენება მყარი შენადნობების წარმოებაში (ვოლფრამის და ტანტალის კარბიდების ნარევები - TT ინდექსით კლასები, ლითონის დამუშავების ურთულესი პირობებისა და უძლიერესი მასალების (ქვა, კომპოზიტები) მბრუნავი ბურღვისთვის. .

ტანტალით შენადნობი ფოლადი ფართოდ გამოიყენება, მაგალითად, ქიმიურ ინჟინერიაში. ყოველივე ამის შემდეგ, ასეთ შენადნობებს აქვთ განსაკუთრებული ქიმიური წინააღმდეგობა, ისინი დრეკადი, სითბოს მდგრადი და სითბოს მდგრადია, სწორედ ამ თვისებების წყალობით გახდა ტანტალი შეუცვლელი სტრუქტურული მასალა ქიმიური მრეწველობისთვის. ტანტალის აღჭურვილობა გამოიყენება მრავალი მჟავის წარმოებაში: მარილმჟავა, გოგირდის, აზოტის, ფოსფორის, ძმარმჟავას, აგრეთვე ბრომის, ქლორის და წყალბადის ზეჟანგი. მისგან მზადდება ხვეულები, დისტილერები, სარქველები, მიქსერები, აერატორები და ქიმიური აპარატის მრავალი სხვა ნაწილი. ზოგჯერ - მთელი აპარატი. ტანტალის კათოდები გამოიყენება ოქროსა და ვერცხლის ელექტროლიტური გამოყოფისთვის. ამ კათოდების უპირატესობა ის არის, რომ ოქროსა და ვერცხლის საბადო შეიძლება ჩამოიბანოთ აკვა რეგიით, რაც არ აზიანებს ტანტალის.

გარდა ამისა, ტანტალი გამოიყენება ინსტრუმენტაციაში (რენტგენის აპარატურა, საკონტროლო ინსტრუმენტები, დიაფრაგმები); მედიცინაში (მასალა რეკონსტრუქციული ქირურგიისთვის); ბირთვულ ენერგიაში - როგორც თბოგამცვლელი ატომური ენერგეტიკული სისტემებისთვის (ტანტალი ყველაზე სტაბილურია ყველა ლითონზე ზედმეტად გახურებულ დნობაში და ცეზიუმ-133 ორთქლში). ტანტალის აირების შთანთქმის მაღალი უნარი გამოიყენება ღრმა ვაკუუმის შესანარჩუნებლად (ელექტროვაკუუმური მოწყობილობები).

ბოლო წლებში ტანტალი გამოიყენება როგორც საიუველირო მასალა, იმის გამო, რომ მას შეუძლია შექმნას ნებისმიერი ფერის გამძლე ოქსიდის ფილმები ზედაპირზე.

ასევე ფართოდ გამოიყენება ტანტალის ნაერთები. ტანტალის პენტოქსიდი გამოიყენება ბირთვულ ტექნოლოგიაში მინის დნობისთვის, რომელიც შთანთქავს გამა გამოსხივებას. კალიუმის ფტოროტანტალატი გამოიყენება როგორც კატალიზატორი სინთეზური რეზინის წარმოებაში. ტანტალის პენტოქსიდი ასევე ასრულებს იგივე როლს ეთილის სპირტიდან ბუტადიენის წარმოებაში.

წარმოება

ცნობილია, რომ ტანტალის შემცველი მადნები იშვიათი და ღარიბია ამ ელემენტით. ტანტალის და მისი შენადნობების წარმოების ძირითადი ნედლეული არის ტანტალიტის და ლოპარიტის კონცენტრატები, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ 8% Ta 2 O 5 და 60% Nb 2 O 5-ზე მეტს. გარდა ამისა, დამუშავებულია ის მადნებიც, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ პროცენტის მეასედებს (Ta, Nb) 2 O 5!

ტანტალის წარმოების ტექნოლოგია საკმაოდ რთულია და ტარდება სამ ეტაპად: გახსნა ან დაშლა; ნიობიუმისგან ტანტალის გამოყოფა და მათი სუფთა ქიმიური ნაერთების მიღება; ტანტალის აღდგენა და დახვეწა.

ტანტალის კონცენტრატის გახსნა, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ტანტალის მოპოვება მადნებიდან, ხორციელდება ტუტეების (შერწყმის) ან ჰიდროფთორმჟავას (დაშლის) ან ჰიდროფთორმჟავას და გოგირდის მჟავების დახმარებით. შემდეგ გადადიან წარმოების მეორე ეტაპზე - ექსტრაქციით მოპოვება და ტანტალისა და ნიობიუმის გამოყოფა. ეს უკანასკნელი ამოცანა ძალიან რთულია ამ ლითონების ქიმიური თვისებების მსგავსებისა და მათი იონების თითქმის იდენტური ზომის გამო. ბოლო დრომდე, ლითონები განცალკევებული იყო მხოლოდ 1866 წელს შვეიცარიელი ქიმიკოსის მარნინაკის მიერ შემოთავაზებული მეთოდით, რომელმაც ისარგებლა კალიუმის ფტორტანტალატის და კალიუმის ფტორონიობატის განსხვავებული ხსნადობით განზავებულ ჰიდროფთორმჟავაში. თანამედროვე ინდუსტრიაში გამოიყენება ტანტალისა და ნიობიუმის გამოყოფის რამდენიმე მეთოდი: ექსტრაქცია ორგანული გამხსნელებით, ნიობიუმის პენტაქლორიდის შერჩევითი შემცირება, რთული ფტორიდის მარილების ფრაქციული კრისტალიზაცია, იონგამცვლელი ფისების გამოყოფა და ქლორიდების რექტიფიკაცია. ამჟამად, გამოყოფის ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდი (ის ასევე ყველაზე სრულყოფილია) არის მოპოვება ტანტალის და ნიობიუმის ფტორიდის ნაერთების ხსნარებიდან, რომლებიც შეიცავს ჰიდროფტორულ და გოგირდის მჟავებს. ამავდროულად, ტანტალი და ნიობიუმი ასევე იწმინდება სხვა ელემენტების მინარევებისაგან: სილიციუმი, ტიტანი, რკინა, მანგანუმი და სხვა მონათესავე ელემენტები. რაც შეეხება ლოპარიტის მადნებს, მათი კონცენტრატები მუშავდება ქლორის მეთოდით, ტანტალისა და ნიობიუმის ქლორიდების კონდენსატის წარმოებით, რომლებიც შემდგომში გამოყოფილია რექტიფიკაციის მეთოდით. ქლორიდების ნარევის გამოყოფა შედგება შემდეგი ეტაპებისგან: წინასწარი რექტიფიკაცია (ტანტალისა და ნიობიუმის ქლორიდების გამოყოფა თანმხლები მინარევებისაგან), ძირითადი რექტიფიკაცია (სუფთა NbCl 5 და TaCl 5 კონცენტრატის მისაღებად) და ტანტალის ფრაქციის საბოლოო რექტიფიკაცია (სიწმინდის მიღება). 5). დაკავშირებული ლითონების გამოყოფის შემდეგ, ტანტალის ფაზა დალექილია და იწმინდება მაღალი სისუფთავის კალიუმის ფტორტანტალატის მისაღებად (KCl-ის გამოყენებით).

ტანტალის ლითონი მიიღება მისი მაღალი სისუფთავის ნაერთების შემცირებით, რისთვისაც შეიძლება რამდენიმე მეთოდის გამოყენება. ეს არის ტანტალის რედუქცია პენტოქსიდიდან ჭვარტლთან ერთად 1800-2000 °C ტემპერატურაზე (კარბოთერმული მეთოდი), ან კალიუმის ფტორტანტალატის შემცირება ნატრიუმით გაცხელებისას (ნატრიუმის თერმული მეთოდი), ან ელექტროქიმიური შემცირება კალიუმის ფტორტანტალატი შემცველი დნობისგან. და ტანტალის ოქსიდი (ელექტროლიტური მეთოდი). ასეა თუ ისე, ლითონი მიიღება ფხვნილის სახით 98-99% სისუფთავით. ლუქებში ლითონის მისაღებად მას ადუღებენ ფხვნილისგან წინასწარ შეკუმშული ბლანკების სახით. შედუღება ხდება 2500–2700 °C ტემპერატურაზე დენის გავლის გზით ან ვაკუუმში 2200–2500 °C ტემპერატურაზე გაცხელებით. ამის შემდეგ ლითონის სისუფთავე საგრძნობლად იზრდება და უდრის 99,9-99,95%-ს.

ტანტალის ინგოტების შემდგომი გადამუშავებისა და მოსაპოვებლად, ელექტრო ვაკუუმური დნობა გამოიყენება რკალის ღუმელებში მოხმარებული ელექტროდით, ხოლო უფრო ღრმა გაწმენდისთვის გამოიყენება ელექტრონული სხივის დნობა, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს მინარევების შემცველობას ტანტალში, ზრდის მის პლასტიურობას და ამცირებს გარდამავალ ტემპერატურას. მყიფე მდგომარეობამდე. ასეთი სიწმინდის ტანტალი ინარჩუნებს მაღალ დრეკადობას აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურაზე! ტანტალის ნაჭრის ზედაპირი დნება (საჭირო ინდიკატორების მისაცემად ღეროს ზედაპირზე) ან მუშავდება ხორხზე.

ფიზიკური თვისებები

მხოლოდ მე-20 საუკუნის დასაწყისში მეცნიერებმა აიღეს სუფთა მეტალის ტანტალი და შეძლეს დეტალურად შეესწავლათ ამ ღია ნაცრისფერი ლითონის თვისებები ოდნავ მოლურჯო ტყვიის ელფერით. რა თვისებები აქვს ამ ელემენტს? რა თქმა უნდა, ტანტალი მძიმე მეტალია: მისი სიმკვრივეა 16,6 გ / სმ 3 20 ° C ტემპერატურაზე (შედარებისთვის, რკინას აქვს სიმკვრივე 7,87 გ / სმ 3, ტყვიის სიმკვრივეა 11,34 გ / სმ 3) და ტრანსპორტირებისთვის. კუბურ მეტრზე ამ ელემენტს დასჭირდება ექვსი სამტონიანი სატვირთო მანქანა. მაღალი სიმტკიცე და სიმტკიცე მასში შერწყმულია შესანიშნავი პლასტიკური მახასიათებლებით. სუფთა ტანტალი კარგად ერგება დამუშავებას, ადვილად იბეჭდება, მუშავდება ყველაზე თხელ ფურცლებში (დაახლოებით 0,04 მმ სისქის) და მავთულში (ტანტალის ელასტიურობის მოდული არის 190 გნ/მ 2 ან 190 10 2 კგფ/მმ 2 25 °C-ზე). სიცივეში ლითონის დამუშავება შესაძლებელია მნიშვნელოვანი სამუშაო გამკვრივების გარეშე, იგი ექვემდებარება დეფორმაციას შეკუმშვის კოეფიციენტით 99% შუალედური სროლის გარეშე. ტანტალის გადასვლა პლასტიკური მდგომარეობიდან მტვრევად მდგომარეობაში არ შეინიშნება მაშინაც კი, როდესაც ის გაცივებულია -196 °C-მდე. მაღალი სისუფთავის ანეილირებული ტანტალის ჭიმვის სიმტკიცეა 206 MN/m2 (20,6 kgf/mm2) 27°C-ზე და 190 MN/m2 (19 kgf/mm2) 490°C-ზე; დრეკადობა 36% (27°C-ზე) და 20% (490°C-ზე). ტანტალს აქვს კუბური სხეულზე ორიენტირებული გისოსი (a = 3,296 A); ატომის რადიუსი 1,46 A, იონური რადიუსი Ta 2+ 0,88 A, Ta 5+ 0,66 A.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ტანტალი არის ძალიან მძიმე ლითონი (ფურცლის ტანტალის ბრინელის სიხისტე გახეხილ მდგომარეობაში არის 450-1250 მპა, დეფორმირებულ მდგომარეობაში 1250-3500 მპა). გარდა ამისა, შესაძლებელია ლითონის სიხისტის გაზრდა მასში რამდენიმე მინარევების დამატებით, როგორიცაა ნახშირბადი ან აზოტი (ტანტალის ფურცლის ბრინელის სიმტკიცე გაცხელების დროს აირების შეწოვის შემდეგ იზრდება 6000 მპა-მდე). შედეგად, ინტერსტიციული მინარევები ხელს უწყობს ბრინელის სიხისტის, დაჭიმვის სიძლიერის და წევის სიძლიერის ზრდას, მაგრამ ამცირებს ელასტიურობის მახასიათებლებს და ზრდის ცივ მტვრევადობას, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ხდის ლითონს მყიფე. სამოცდამესამე ელემენტის სხვა დამახასიათებელი ნიშნებია მისი მაღალი თბოგამტარობა, 20-100 ° C ტემპერატურაზე ეს მნიშვნელობა არის 54,47 W / (m∙K) ან 0,13 კალ / (სმ წმ ° C) და ცეცხლგამძლეობა (ალბათ ყველაზე მნიშვნელოვანი. ტანტალის ფიზიკური თვისება) - ის დნება თითქმის 3,000 ° C ტემპერატურაზე (უფრო ზუსტად, 2,996 ° C ტემპერატურაზე), ამით მხოლოდ ვოლფრამისა და რენიუმს ექვემდებარება. ტანტალის დუღილის წერტილი ასევე ძალიან მაღალია: 5300 °C.

რაც შეეხება ტანტალის სხვა ფიზიკურ თვისებებს, მისი სპეციფიკური სითბოს მოცულობა 0-დან 100 ° C ტემპერატურამდე არის 0,142 კჯ / (კგ K) ან 0,034 კალ / (გ ° C); ტანტალის ხაზოვანი გაფართოების ტემპერატურული კოეფიციენტი 8,0 10 -6 (20-1500 °C ტემპერატურაზე). სამოცდამესამე ელემენტის სპეციფიური ელექტრული წინააღმდეგობა 0 ° C ტემპერატურაზე არის 13,2 10 -8 ohm m, 2000 ° C 87 10 -8 ohm m. 4.38 K-ზე ლითონი ხდება ზეგამტარი. ტანტალი პარამაგნიტურია, სპეციფიური მაგნიტური მგრძნობელობაა 0,849 10 -6 (18 °C-ზე).

ამრიგად, ტანტალის აქვს ფიზიკური თვისებების უნიკალური ნაკრები: სითბოს გადაცემის მაღალი კოეფიციენტი, აირების შთანთქმის მაღალი უნარი, სითბოს წინააღმდეგობა, ცეცხლგამძლეობა, სიმტკიცე, პლასტიურობა. გარდა ამისა, იგი გამოირჩევა მაღალი სიმტკიცით - კარგად ერგება წნევით დამუშავებას ყველა არსებული მეთოდით: გაყალბება, ჭედვა, გორვა, დახატვა, გრეხილი. ტანტალი ხასიათდება კარგი შედუღებით (შედუღება და შედუღება არგონში, ჰელიუმში ან ვაკუუმში). გარდა ამისა, ტანტალს აქვს განსაკუთრებული ქიმიური და კოროზიის წინააღმდეგობა (ანოდის ფირის წარმოქმნით), დაბალი ორთქლის წნევა და ელექტრონის დაბალი მუშაობის ფუნქცია და, გარდა ამისა, კარგად ერწყმის სხეულის ცოცხალ ქსოვილს.

ქიმიური თვისებები

რა თქმა უნდა, ტანტალის ერთ-ერთი ყველაზე ძვირფასი თვისებაა მისი განსაკუთრებული ქიმიური წინააღმდეგობა: ამ მხრივ ის მეორე ადგილზეა კეთილშობილ ლითონებზე და არც ყოველთვის. მდგრადია ყველა კონცენტრაციის მარილმჟავას, გოგირდის, აზოტის, ფოსფორის და ორგანული მჟავების მიმართ (150 °C ტემპერატურამდე). ქიმიური მდგრადობით ტანტალი მინის მსგავსია - მჟავებში და მათ ნარევებში უხსნადია, აკვა რეგიაც კი არ ხსნის მას, რის წინააღმდეგ უძლურია ოქრო და პლატინა და რიგი სხვა ძვირფასი ლითონები. სამოცდამესამე ელემენტი იხსნება მხოლოდ ჰიდროფლუორული და აზოტის მჟავების ნარევში. უფრო მეტიც, ფლუორმჟავასთან რეაქცია ხდება მხოლოდ ლითონის მტვერთან და თან ახლავს აფეთქება. ცხელ ჰიდროქლორინის და გოგირდის მჟავებშიც კი ტანტალი უფრო სტაბილურია, ვიდრე მისი ტყუპი ძმა ნიობიუმი. თუმცა, ტანტალი ნაკლებად მდგრადია ტუტეების მიმართ - კაუსტიკური ტუტეების ცხელი ხსნარები არღვევს ლითონს. გამოხატულია ტანტალის მჟავების (ტანტალატების) მარილები ზოგადი ფორმულა: xMe 2 O yTa 2 O 5 H 2 O, მათ შორისაა მეტატანტალატები MeTaO 3, ორთოტანტალატები Me 3 TaO 4, Me 5 TaO 5 ტიპის მარილები, სადაც Me არის ტუტე ლითონი; წყალბადის ზეჟანგის თანდასწრებით, ასევე წარმოიქმნება პერტანტალატები. ყველაზე მნიშვნელოვანია ტუტე ლითონის ტანტალატები - KTaO 3 და NaTaO 3; ეს მარილები არის ფეროელექტროები.

ტანტალის მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობაზე ასევე მიუთითებს მისი ურთიერთქმედება ატმოსფერულ ჟანგბადთან, უფრო სწორად, მაღალი წინააღმდეგობა ამ ეფექტის მიმართ. ლითონი იწყებს დაჟანგვას მხოლოდ 280 ° C ტემპერატურაზე, დაფარულია Ta 2 O 5 დამცავი ფილმით (ტანტალის პენტოქსიდი არის ერთადერთი სტაბილური ლითონის ოქსიდი), რომელიც იცავს ლითონს ქიმიური რეაგენტების მოქმედებისგან და ხელს უშლის ელექტრული დენის გადინებას. მეტალიდან ელექტროლიტამდე. თუმცა, როდესაც ტემპერატურა 500 °C-მდე მოიმატებს, ოქსიდის ფირი თანდათან ხდება ფოროვანი, სტრატიფიცირებული და ლითონისგან განცალკევება, რაც ართმევს ზედაპირს დამცავ ფენას კოროზიისგან. ამიტომ მიზანშეწონილია ვაკუუმში ჩატარდეს ცხელი წნევის დამუშავება, ვინაიდან ლითონი ჰაერში მნიშვნელოვან სიღრმეზე იჟანგება. აზოტისა და ჟანგბადის არსებობა ზრდის ტანტალის სიმტკიცეს და სიმტკიცეს, ამავდროულად ამცირებს მის ელასტიურობას და ხდის ლითონს მტვრევადს, და, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ტანტალი ქმნის მყარ ხსნარს და ოქსიდი Ta 2 O 5 ჟანგბადთან ერთად (O-ს გაზრდით. ტანტალის 2 შემცველობით, ხდება სიძლიერის თვისებების მკვეთრი ზრდა და ელასტიურობის და კოროზიის წინააღმდეგობის ძლიერი დაქვეითება). ტანტალი რეაგირებს აზოტთან და წარმოქმნის სამ ფაზას - აზოტის მყარი ხსნარი ტანტალში, ტანტალის ნიტრიდები: Ta 2 N და TaN - ტემპერატურის დიაპაზონში 300-დან 1100 ° C-მდე. ტანტალიში აზოტისა და ჟანგბადის მოშორება შესაძლებელია მაღალი ვაკუუმის პირობებში (2000 °C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე).

ტანტალი სუსტად რეაგირებს წყალბადთან 350 °C-მდე გაცხელებამდე, რეაქციის სიჩქარე მნიშვნელოვნად იზრდება მხოლოდ 450 °C-დან (წარმოიქმნება ტანტალის ჰიდრიდი და ტანტალი ხდება მყიფე). იგივე გათბობა ვაკუუმში (800 ° C-ზე მეტი), რომლის დროსაც ხდება შემცირება, ხელს უწყობს წყალბადის მოცილებას. მექანიკური საკუთრებატანტალი და წყალბადი მთლიანად ამოღებულია.

ფტორი მოქმედებს ტანტალზე უკვე ოთახის ტემპერატურაზე, წყალბადის ფტორიც ასევე რეაგირებს მეტალთან. მშრალი ქლორი, ბრომი და იოდი ქიმიურ გავლენას ახდენს ტანტალზე 150 °C და ზემოთ ტემპერატურაზე. ქლორი იწყებს აქტიურ ურთიერთქმედებას ლითონთან 250 °C ტემპერატურაზე, ბრომი და იოდი 300 °C ტემპერატურაზე. ტანტალი იწყებს ნახშირბადთან ურთიერთობას ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე: 1200–1400°C; ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ცეცხლგამძლე ტანტალის კარბიდები, რომლებიც ძალიან მდგრადია მჟავების მიმართ. ბორთან ერთად ტანტალი ერწყმის ბორიდებს - მყარი ცეცხლგამძლე ნაერთები, რომლებიც მდგრადია აკვა რეგიას მიმართ. ბევრ მეტალთან ერთად ტანტალი წარმოქმნის უწყვეტ მყარ ხსნარებს (მოლიბდენი, ნიობიუმი, ტიტანი, ვოლფრამი, ვანადიუმი და სხვა). ოქროს, ალუმინის, ნიკელის, ბერილიუმის და სილიციუმის საშუალებით ტანტალი ქმნის შეზღუდულ მყარ ხსნარებს. არ ქმნის ტანტალის ნაერთებს მაგნიუმთან, ლითიუმთან, კალიუმთან, ნატრიუმთან და ზოგიერთ სხვა ელემენტთან. სუფთა ტანტალი მდგრადია მრავალი თხევადი ლითონის მიმართ (Na, K, Li, Pb, U-Mg და Pu-Mg შენადნობები).

ჭკვიანი ლითონი. ეს ტერმინი ბიზნეს სამყაროში მე-20 საუკუნის შუა ხანებში გამოჩნდა. ჭკვიანი ლითონები გამოიყენებოდა, როგორც მასალა ელექტრონიკასა და რობოტიკაში მაღალტექნოლოგიური აპლიკაციებისთვის. ერთ-ერთი ასეთი მაღალტექნოლოგიური ლითონი არის ტანტალი. დღეს ის განუყოფლად არის დაკავშირებული ისეთ კონცეფციებთან, როგორიცაა სატელიტური კომუნიკაციები, ბორტ სისტემები და სატელეკომუნიკაციო აღჭურვილობა.

რა არის ტანტალი? ისტორიული ფაქტები

ტანტალი პირველად 1802 წელს აღმოაჩინა შვედმა მეცნიერმა ა.გ. ეკებერგი ორ მინერალში ნაპოვნი შვედეთსა და ფინეთში. ამ ელემენტის ოქსიდი იყო ძალიან სტაბილური და დიდი რაოდენობით მჟავაც კი ვერ ანადგურებდა მის სტრუქტურებს. მეცნიერს შეექმნა შთაბეჭდილება, რომ ლითონის მჟავით გაჯერება შეუძლებელია. ეკებერგმა გაიხსენა ლეგენდა მეფე ტანტალუსის შესახებ, რომელიც ზევსის შვილი იყო და დასჯის შედეგად შიმშილი და წყურვილი ვერ დაიკმაყოფილა. მის ტანჯვას ეწოდა ტანტალის ფქვილი.

ასე რომ, მეცნიერმა, რაც არ უნდა ეცადოს, ვერ შეძლო სუფთა ლითონის გამოყოფა ოქსიდისგან, ამიტომ მან თავისი ნამუშევარი შეადარა ტანტალის ფქვილს. მან დაარქვა სახელი ტანტალი ქიმიურ ელემენტს და უწოდა მინერალს, რომელიც შეიცავს ამ მეტალის ტანტალიტს. მხოლოდ 1903 წელს გერმანელმა Bolton W.-მ მიიღო დრეკადი ლითონის ტანტალი მისი სუფთა სახით. მისი სამრეწველო წარმოება მხოლოდ 1922 წელს დაიწყო. ტანტალის სამრეწველო წარმოების პირველი ნიმუში მხოლოდ ასანთის თავის ზომის იყო. აშშ იყო პირველი, ვინც აწარმოა იგი და 1942 წელს დაიწყო ამ ლითონის წარმოების ქარხანა.

ტანტალის ფიზიკური თვისებები

რა არის ტანტალი? ვერცხლისფერი თეთრი. მასზე ძლიერი ოქსიდის ფილმი იძლევა მსგავსებას გარეგნობატყვიით. ლითონს აქვს მაღალი სიმტკიცე და სიმტკიცე და ამავე დროს ელასტიურობა. პლასტიურობის თვალსაზრისით, იგი შედარებულია ოქროსთან.

მისი სუფთა სახით, ის შესანიშნავად ექვემდებარება მექანიკურ დამუშავებას. ადვილია შტამპი, შემოვიდა ძალიან თხელ ფენად 0,04 მმ-მდე. იგი აწარმოებს მაღალი ხარისხის მავთულს. ტანტალი, რა არის ეს? ეს არის ცეცხლგამძლე ლითონი, რომლის დნობის წერტილი დაახლოებით 3000 გრადუსია. ამ თვისებით მას მხოლოდ ვოლფრამი და რენიუმი აჭარბებს. მისი ერთ-ერთი სპეციფიკური თვისებაა მაღალი თბოგამტარობა. მასზე წარმოქმნილი ოქსიდის ფილმიც კი არ ამცირებს ამ თვისებას.

ქიმიური თვისებები

ბევრი ორგანული და არაორგანული მჟავა - ქლორი, გოგირდის, მარილმჟავა, აზოტის და სხვა აგრესიული საშუალებები - არ იწვევს ტანტალის კოროზიას. ლითონი 200-დან 300 გრადუსამდე გაცხელებისას იჟანგება და მასზე ოქსიდის ფირის ქვეშ წარმოიქმნება გაზით გაჯერებული ფენა. ტანტალის სუსტი ქიმიური თვისებები არ იძლევა საშუალებას დაიშვას აკვა რეგიაშიც კი, რომელიც დნება პლატინას და ოქროს.

პრაქტიკაში დადასტურდა, რომ უჟანგავი ფოლადები ექსპლუატაციის დროს ნაკლებად მდგრადია და მათგან დამზადებული ნაწილები ემსახურება ბევრად უფრო მოკლე პერიოდს, ვიდრე ტანტალისგან დამზადებული პროდუქტები. ყველა არსებული მჟავიდან მხოლოდ ჰიდროფთორმჟავას შეუძლია ამ ლითონის დაშლა.

შენადნობები

მჟავების მიმართ ტანტალის სტაბილური წინააღმდეგობა შესაძლებელს ხდის მის გამოყენებას სხვადასხვა შენადნობების დანამატებისთვის, რომლებიც გამოიყენება ლითონის კონსტრუქციების წარმოებაში. ნაგლინი პროდუქტების წარმოებისთვის - მავთული, ზოლები, ფურცლები, მილები - გამოიყენება ტანტალის შენადნობი ჰაფნიუმთან. ვოლფრამი და ტანტალი გამოიყენება სხვადასხვა დანიშნულების საჭრელი ჩანართების დასამზადებლად. ასეთი შენადნობები ხასიათდება:

მაღალი სიძლიერე;
გაიზარდა სიმტკიცე;
არ იჟანგება;
აქვს მაღალი აბრაზიული წინააღმდეგობა;
აცვიათ მდგრადია;
აქვს მნიშვნელოვანი სიბლანტე;
უზრუნველყოს ხელსაწყოს საჭრელი კიდის შესანიშნავი სიმტკიცე.

ტანტალი-ვოლფრამის შენადნობი, რომელიც შეიცავს 7% ვოლფრამს, შეუძლია გაუძლოს ტემპერატურას 1900 გრადუსამდე. ის საკმაოდ საინტერესოა სპეციალისტებისთვის. და ტანტალის შენადნობიდან 10% ვოლფრამი, მზადდება საქშენები სარაკეტო ძრავებისთვის. კოსმოსურ ტექნოლოგიაში გამოიყენება მასალები, რომლებსაც აქვთ კარგი სითბოს ტევადობა ან შეღწევადობა, ამიტომ ტანტალის შენადნობები ფართოდ გამოიყენება მისი წარმოებისთვის.

ჯართის როლი

ტანტალის ჯართი მნიშვნელოვან წილს შეადგენს, ბაზრის მიწოდების 30%-მდე, მთლიან მოცულობაში. ლითონის უმეტესი ნაწილი მოდის ჯართის კონდენსატორებიდან. აქედან გამომდინარე, მისი მარაგი პირდაპირ არის დამოკიდებული ელექტრონიკის ინდუსტრიაში მუშაობის საქმიანობაზე.

და ამას, თავის მხრივ, გლობალური განსაზღვრავს ეკონომიკური პირობები. ჯართის სხვა წყაროა დახარჯული კარბიდები. შენადნობის ჯართი, რომლის მთავარი ელემენტია ნიკელი, ასევე შეიცავს ტანტალს. სამომავლოდ, სამომხმარებლო ნარჩენები იქნება ამ ლითონის მნიშვნელოვანი წყარო.

ტანტალის გამოყენება

თავად ლითონი და მისი შენადნობები ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში. იგი გამოიყენება დასამზადებლად:

მშრალი ელექტროლიტური კონდენსატორები;
გამათბობლები ვაკუუმური ღუმელებისთვის;
არაპირდაპირი გათბობის კათოდები;
ანტიკოროზიული მოწყობილობა;
ბირთვული რეაქტორები;
ზეგამტარები;
საბრძოლო მასალა გაზრდილი შეღწევადობით;
მასობრივი სტანდარტები, რომლებსაც აქვთ მაღალი სიზუსტე;
მაღალი გამძლეობის საჭრელი იარაღები.

ლითონის მაღალი წინააღმდეგობა კოროზიის მიმართ ხელს უწყობს ტანტალის კონდენსატორების მომსახურების ვადის გახანგრძლივებას ელექტრონულ სისტემებში 12 წლამდე.

საიუველირო მრეწველობა იყენებს ამ ლითონს პლატინის ნაცვლად საათის კორპუსებისა და სამაჯურების დასამზადებლად. ტანტალის პროდუქტები ასევე გამოიყენება სამედიცინო ინდუსტრიაში. ის არ არის უარყოფილი ადამიანის ორგანიზმის მიერ, ამიტომ მისგან წარმოიქმნება:

ფირფიტები თავისა და მუცლის ღრუსთვის;
ქაღალდის სამაგრები, რომლებიც გამოიყენება გემების დასაკავშირებლად;
სქელი ძაფები, რომლებიც ცვლის მყესებს;
თხელი ძაფები ნერვული ბოჭკოების შესაკერად.

GOST ლითონი

ტანტალისა და მისი ოქსიდის GOST-ის დადგენის რამდენიმე მეთოდი არსებობს, მაგალითად, ფოტომეტრული და სპექტრული.

სპექტრული მეთოდი (GOST 18904.8) განსაზღვრავს კალციუმის, ვოლფრამის, სპილენძის, კობალტის, ნატრიუმის, მოლიბდენის მინარევების შემცველობას ტანტალში და მის ოქსიდში. ანალიზის შედეგი არის საშუალო არითმეტიკული, რომელიც მიღებულია სხვადასხვა წონის 2 განსაზღვრისგან.

ფოტომეტრული მეთოდი (GOST 18904.1) განსაზღვრავს ვოლფრამის და მოლიბდენის მასური წილის შემცველობას ტანტალსა და ოქსიდში. ამ შემთხვევაში ანალიზის შედეგი გამოითვლება 3 განსაზღვრის საშუალო არითმეტიკული სახით, რომლებიც შესრულებულია ცალკეული ნიმუშებიდან.

ტანტალის საბადოები და მოპოვება

რა არის ტანტალი? ეს არის ძალიან იშვიათი ლითონი. მისი სუფთა სახით იგი პრაქტიკულად არ შეინიშნება. შეგიძლიათ შეხვდეთ მინერალების შემადგენლობით და საკუთარი ნაერთების სახით. მინერალებში ის ყოველთვის გვხვდება ნიობიუმთან ერთად, რომელიც თვისებებით ძალიან ჰგავს ტანტალის. ტანტალის ნაერთებისა და მინერალების საბადოები გვხვდება მსოფლიოს მრავალ ქვეყანაში.

ყველაზე დიდი მდებარეობს საფრანგეთში. ამ ლითონის მარაგი მაღალია ჩინეთსა და ტაილანდში. დსთ-ს ქვეყნებში საბადოები გაცილებით მცირეა. დაახლოებით 420 ტონა ტანტალი არის წლიური წარმოება მსოფლიოში. ლითონის დამუშავების ძირითადი ქარხნები გერმანიასა და აშშ-ში მდებარეობს. ელექტრონიკის სწრაფი განვითარების გამო, რომელშიც ტანტალის გამოყენება არ არის ბოლო ადგილი, არის ამ იშვიათი ლითონის დეფიციტი, რაც იწვევს ახალი საბადოების ძიებას.

ტანტალის ფასები

ტანტალის უმეტესობა, და ეს არის 60% -მდე, მოიხმარს მის გამოყენებას დაახლოებით 20%. ამ იშვიათი ლითონის ფასები შეიძლება სწრაფად შეიცვალოს. მასზე მოთხოვნა აღდგება, შემდეგ ისევ ეცემა. ანალიტიკოსები ვარაუდობენ, რომ მიწოდება და მოთხოვნა მომდევნო წლებში მერყეობდა, ეს ძირითადად ეკონომიკურ ფაქტორებზეა დამოკიდებული.

ტანტალის სავარაუდო ფასი 1 კგ რუბლებში რუსული ბაზარიარის:

ფურცელი - 65 660;
ბარებში - 73 030;
მავთული - 73 700.

პერსპექტივები

სულ უფრო მეტი ადამიანი იწყებს ამ ჭკვიანი ლითონის გამოყენებას სამედიცინო ინდუსტრიაში რეკონსტრუქციული ქირურგიის საჭიროებებისთვის. გამოიყენება იმპლანტების დასამზადებლად. ტანტალის ნართი ანაზღაურებს კუნთოვან ქსოვილს, მავთული გამოიყენება ძვლების დასამაგრებლად, ხოლო ძაფები გამოიყენება ნაკერებისთვის. საავიაციო ინდუსტრიის საჭიროებებისთვის მსოფლიო ავიაკომპანიების ძირითად ხელახალი აღჭურვასთან დაკავშირებით, ის განაგრძობს ზრდას. თვითმფრინავების ინდუსტრიაში შენადნობები გამოიყენება თვითმფრინავების ძრავებისთვის. გარდა ამისა, ტანტალი კვლავაც აქტიურად გამოიყენება კომპიუტერული აღჭურვილობის წარმოებისთვის: პროცესორები, პრინტერები.

ამ ლითონზე მოთხოვნა არც ქიმიურ მრეწველობაში მცირდება. იგი ფართოდ გამოიყენება ქლორის, წყალბადის ზეჟანგის და მრავალი მჟავის წარმოებისთვის. ქიმიური ინჟინერია მას ფართოდ იყენებს აგრესიულ მედიასთან კონტაქტში მყოფი აღჭურვილობის წარმოებაში. ტანტალის შენადნობების ყველაზე სერიოზული მომხმარებელი რჩება მეტალურგიული მრეწველობა. მასზე მოთხოვნა ასევე იზრდება ატომურ ენერგეტიკულ ინდუსტრიაში, სადაც თბოგამტარობა ძირითადად გამოიყენება ტანტალის პლასტიურობასა და სიმტკიცესთან ერთად.

ტანტალის აქვს მაღალი დნობის წერტილი -- 3290 K (3017 °C); ადუღდება 5731 K (5458 °C) ტემპერატურაზე.

ტანტალის სიმკვრივეა 16,65 გ/სმ. მიუხედავად სიხისტისა, ის პლასტიკურია, როგორც ოქრო. სუფთა ტანტალი კარგად ერგება დამუშავებას, ადვილად იჭედება, მავთულხლართებად და უწვრილეს ფურცლებზე მეასედი მილიმეტრის სისქით. ტანტალი არის შესანიშნავი შემგროვებელი (გაზის მიმღები), 800 °C ტემპერატურაზე მას შეუძლია 740 მოცულობის აირის შთანთქმა. ტანტალის აქვს სხეულზე ორიენტირებული კუბური გისოსი. მას აქვს პარამაგნიტური თვისებები. 4,38 K-ზე ის ხდება ზეგამტარი. სუფთა ტანტალი არის დრეკადი ლითონი, დამუშავებული წნევით სიცივეში მნიშვნელოვანი სამუშაო გამკვრივების გარეშე. ის შეიძლება დეფორმირებული იყოს შემცირების კოეფიციენტამდე 99% შუალედური ანეილირების გარეშე. ტანტალის გადასვლა დრეკადი მდგომარეობიდან მტვრევად მდგომარეობაში გაციებისას -196 °C-მდე არ გამოვლენილა. ტანტალის თვისებები დიდწილად დამოკიდებულია მის სისუფთავეზე; წყალბადის, აზოტის, ჟანგბადის და ნახშირბადის მინარევები მეტალს მყიფეს ხდის.

ატომის ელექტრონული სტრუქტურა.

1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d3

სერიული ნომერი-73

ჯგუფს მიეკუთვნება - ა

d- ელემენტი

ტანტალის (V) ოქსიდი არის თეთრი ფხვნილი, უხსნადი წყალში ან მჟავებში (გარდა H2F2). ძალიან ცეცხლგამძლე (დნობა = 1875°C). ოქსიდის მჟავე ბუნება საკმაოდ სუსტად არის გამოხატული და ძირითადად ვლინდება რეაქციაში ტუტე დნობასთან: ტანტალის ატომის ნიობიუმის დაჟანგვა.

Ta2O5 + 2NaOH = 2NaTaO3 + H2O

ან კარბონატები:

Ta2O5 + 3Na2CO3 = 2Na3TaO4 + 3CO2

ტანტალის შემცველი მარილები ჟანგვის მდგომარეობაში -4, -5 შეიძლება იყოს რამდენიმე სახის: NaTaO3 მეტატანტალატები, Na3TaO4 ორთოტანტალატები, მაგრამ არის პენტა- და ჰექსა-პოლიონები, რომლებიც კრისტალიზდებიან წყლის მოლეკულებთან ერთად, 7- და 8-. ხუთ დამუხტული ტანტალი რეაგირებს მჟავებთან და ქმნის TaO3+ კატიონს და TaO(NO3)3 ან Nb2O5(SO4)3 მარილებს, რაც აგრძელებს ვანადიუმის იონის VO2+-ის მიერ შემოღებულ გვერდითი ქვეჯგუფის „ტრადიციას“.

1000°С-ზე Ta2O5 ურთიერთქმედებს ქლორთან და წყალბადის ქლორიდთან:

Ta2O5 + 10HC1 \u003d\u003d 2TaC15 + 5H2O

აქედან გამომდინარე, შეიძლება ითქვას, რომ ტანტალის (V) ოქსიდს ასევე ახასიათებს ამფოტერიულობა მჟავას თვისებების უპირატესობით ფუძის თვისებებთან შედარებით.

ტანტალის (V) ოქსიდის შესაბამისი ჰიდროქსიდი მიიღება ტანტალის ტეტრაქლორიდის მჟავე ხსნარების ნეიტრალიზებით. ეს რეაქცია ასევე ადასტურებს +4 დაჟანგვის მდგომარეობის არასტაბილურობას.

ჟანგვის დაბალ გრადუსზე ყველაზე სტაბილური ნაერთებია ჰალოიდები (იხ. სურ. 3) მათი მიღების ყველაზე მარტივი გზაა პირიდინის კომპლექსები. TaX5 პენტაჰალიდები (სადაც X არის C1, Br, I) ადვილად მცირდება პირიდინით (აღნიშნავს Py) MX4(Py)2 შემადგენლობის კომპლექსების წარმოქმნით.

ტანტალის მარილები. მეექვსე ქვეჯგუფის მარილები უპირატესად უფერო კრისტალები ან თეთრი ფხვნილებია. ბევრი მათგანი ძალიან ჰიგიროსკოპიული და დელიკატურია ჰაერში. ამ ლითონების ოქსიდებს აქვთ ამფოტერული თვისებები; ამიტომ მათი მარილების უმეტესობა ადვილად ჰიდროლიზდება, გადაიქცევა წყალში ცოტა ან სრულიად უხსნად ძირითად მარილებში; მარილები ასევე ცნობილია, სადაც ეს ლითონები ანიონების ნაწილია (მაგალითად, ნიობატები და ტანტალატები) დატენიანება და დეჰიდრატაცია. ამ კლასის ყველა კატალიზატორს აქვს ძლიერი მიდრეკილება წყლის მიმართ. b კლასის მთავარი წარმომადგენელია ალუმინა. ფოსფორის მჟავა ან მისი მჟავე მარილები ასევე გამოიყენება მატარებლებზე, როგორიცაა ალუმოსილიკატური გელი და სილიკა გელი ტანტალის, ცირკონიუმის ან ჰაფნიუმის ოქსიდებით. ფრაქციული ექსტრაქციის გზით ტანტალისა და ნიობიუმის გამოყოფის შესახებ პირველ სამუშაოებში შემოთავაზებული იქნა მარილმჟავას სისტემები - ქსილენ - მეთილდიოქტილამინი (1952), ასევე მარილმჟავა - ჰიდროქლორინის მჟავა - დიიზოპროპილ კეტონი (1953). ორივე ლითონი იხსნება მჟავების წყალხსნარებში მარილების სახით, შემდეგ კი ტანტალი გამოიყოფა ორგანული გამხსნელით. სისტემაში 6/W გოგირდმჟავა--9 Ai hydrofluoric

7. ტანტალი გამოიყენება სპინერების დასამზადებლად ხელოვნური ბოჭკოების წარმოებაში ძაფების სახატავად. ადრე ასეთი ტილოები მზადდებოდა პლატინისა და ოქროსგან. უმძიმესი შენადნობები მზადდება ტანტალის კარბიდისგან ნიკელთან ერთად, როგორც ცემენტის დანამატს. ისინი იმდენად მყარია, რომ ნაკაწრებს ტოვებენ ალმასზეც კი, რაც სიხისტის სტანდარტად ითვლება.

ზეგამტარ მდგომარეობაში გადასვლის კრიტიკული ტემპერატურის მხრივ პირველი ადგილი დაიკავა ნიობიუმის გერმანიდმა Nb3Ge-მ. მისი კრიტიკული ტემპერატურაა 23.2K (დაახლოებით -250 °C). კიდევ ერთი ნაერთი, ნიობიუმის სტანიდი, ხდება ზეგამტარი ოდნავ დაბალ ტემპერატურაზე -255°C. ამ ფაქტის უფრო სრულად შესაფასებლად, აღვნიშნავთ, რომ ზეგამტარების უმეტესობა ცნობილია მხოლოდ თხევადი ჰელიუმის ტემპერატურით (2,172 K). ნიობიუმის მასალებისგან დამზადებული სუპერგამტარები შესაძლებელს ხდის მაგნიტური ხვეულების წარმოებას, რომლებიც წარმოქმნიან უკიდურესად მძლავრ მაგნიტურ ველებს. 16 სმ დიამეტრის და 11 სმ სიმაღლის მაგნიტს, სადაც გრაგნილი არის ასეთი მასალის ლენტი, შეუძლია შექმნას კოლოსალური ინტენსივობის ველი. საჭიროა მხოლოდ მაგნიტის გადატანა ზეგამტარ მდგომარეობაში, ანუ გაცივება და დაბალ ტემპერატურაზე გაციება, რა თქმა უნდა, უფრო ადვილია გამომუშავება.

მნიშვნელოვანია ნიობიუმის როლი შედუღებაში. ჩვეულებრივი ფოლადის შედუღებისას ამ პროცესს არ წარმოადგენდა რაიმე განსაკუთრებული სირთულე და არ შეუქმნია რაიმე სირთულე. თუმცა, როდესაც რთული ქიმიური შემადგენლობის სპეციალური ფოლადის სტრუქტურების შედუღება დაიწყეს, შედუღებმა დაიწყეს შედუღებული ლითონის მრავალი ღირებული თვისების დაკარგვა. არც ელექტროდების შემადგენლობის შეცვლა, არც შედუღების აპარატების დიზაინის გაუმჯობესება და არც შედუღება ატმოსფეროში ინერტული აირებიარანაირი ეფექტი არ მისცა. სწორედ აქ მოვიდა ნიობიუმი სამაშველოში. ფოლადი, რომელშიც შეყვანილია ნიობიუმი, როგორც მცირე დანამატი, შეიძლება შედუღდეს შედუღების ხარისხის (ნახ. 4) ნაკერის შიშის გარეშე. ნაკერის მყიფეობას იძლევა შედუღების დროს წარმოქმნილი კარბიდები, მაგრამ ნიობიუმის უნარმა შერწყმა ნახშირბადთან და თავიდან აიცილოს სხვა ლითონების კარბიდების წარმოქმნა, რომლებიც არღვევენ შენადნობების თვისებებს. თავად ნიობიუმის კარბიდებს, ისევე როგორც ტანტალის, აქვთ საკმარისი სიბლანტე. ეს განსაკუთრებით ღირებულია ქვაბებისა და გაზის ტურბინების შედუღებისას, რომლებიც მუშაობენ წნევის ქვეშ და აგრესიულ გარემოში.

ნიობიუმს და ტანტალს შეუძლიათ აითვისონ მნიშვნელოვანი რაოდენობით აირები, როგორიცაა წყალბადი, ჟანგბადი და აზოტი. ოთახის ტემპერატურაზე 1 გ ნიობიუმს შეუძლია 100 სმ3 წყალბადის შთანთქმა. მაგრამ ძლიერი გათბობითაც კი, ეს ქონება პრაქტიკულად არ სუსტდება. 500°C-ზე ნიობიუმს ჯერ კიდევ შეუძლია 75 სმ3 წყალბადის შთანთქმა, ხოლო ტანტალის შეუძლია 10-ჯერ მეტი. ეს თვისება გამოიყენება მაღალი ვაკუუმის აპლიკაციებში ან ელექტრონულ აპლიკაციებში, სადაც აუცილებელია მაღალ ტემპერატურაზე ზუსტი მუშაობის შენარჩუნება. ნაწილების ზედაპირზე დეპონირებული ნიობიუმი და ტანტალი ღრუბელივით შთანთქავს გაზებს, რაც უზრუნველყოფს მოწყობილობების სტაბილურ მუშაობას. ამ ლითონების დახმარებით რეკონსტრუქციულმა ქირურგიამ დიდ წარმატებას მიაღწია. სამედიცინო პრაქტიკაში შემოვიდა არა მხოლოდ ტანტალის ფირფიტები, არამედ ტანტალისა და ნიობიუმის ძაფები. ქირურგებმა წარმატებით გამოიყენეს ეს ნაკერები დახეული მყესების, სისხლძარღვების და ნერვების შესაკეთებლად. ტანტალის "ნართი" ემსახურება კუნთოვანი სიძლიერის კომპენსაციას. მისი დახმარებით ქირურგები ამაგრებენ მუცლის ღრუს კედლებს ოპერაციის შემდეგ. ტანტალის აქვს განსაკუთრებით ძლიერი კავშირი ატომებს შორის. ეს განაპირობებს მის უკიდურესად მაღალ დნობისა და დუღილის წერტილებს. მექანიკური თვისებები და ქიმიური წინააღმდეგობა ტანტალის უახლოვდება პლატინას. ქიმიური მრეწველობა იყენებს ტანტალის თვისებების ამ ხელსაყრელ კომბინაციას. მისგან მზადდება ქიმიური ქარხნების მჟავაგამძლე აღჭურვილობის ნაწილები, გამათბობელი და გაგრილების მოწყობილობები, რომლებსაც შეხება აქვთ აგრესიულ გარემოსთან.

სწრაფად განვითარებად ატომურ ენერგეტიკულ ინდუსტრიაში გამოიყენება ნიობიუმის ორი თვისება. ნიობიუმს აქვს საოცარი „გამჭვირვალობა“ თერმული ნეიტრონების მიმართ, ანუ მას შეუძლია მათი გავლა ლითონის ფენაში, პრაქტიკულად ნეიტრონებთან რეაგირების გარეშე. ნიობიუმის ხელოვნური რადიოაქტიურობა (მიიღება რადიოაქტიურ მასალებთან კონტაქტით) მცირეა. აქედან გამომდინარე, მისი გამოყენება შესაძლებელია რადიოაქტიური ნარჩენების შესანახი კონტეინერების და მათი დამუშავების დანადგარების დასამზადებლად. ნიობიუმის კიდევ ერთი არანაკლებ ღირებული (ატომური რეაქტორისთვის) თვისებაა ურანთან და სხვა ლითონებთან შესამჩნევი ურთიერთქმედების არარსებობა 1000 ტემპერატურაზეც კი. °C.გამდნარი ნატრიუმი და კალიუმი, რომლებიც გამოიყენება როგორც გამაგრილებლები ზოგიერთი ტიპის ბირთვულ რეაქტორებში, შეუძლიათ თავისუფლად ცირკულირებენ ნიობიუმის მილებში მათ რაიმე ზიანის მიყენების გარეშე.

ამბავი

ტანტალი აღმოაჩინა 1802 წელს შვედმა ქიმიკოსმა A.G. Ekeberg-მა ფინეთსა და შვედეთში აღმოჩენილ ორ მინერალში. თუმცა მისი სუფთა სახით გამოყოფა შეუძლებელი იყო. ამ ელემენტის მოპოვების სირთულის გამო მას ძველი ბერძნული მითოლოგიის გმირის, ტანტალუსის სახელი ეწოდა.

შემდგომში ტანტალი და "კოლუმბიუმი" (ნიობიუმი) იდენტურად ითვლებოდა. მხოლოდ 1844 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა ჰაინრიხ როუზმა დაამტკიცა, რომ მინერალი კოლუმბიტ-ტანტალიტი შეიცავს ორ განსხვავებულ ელემენტს - ნიობიუმს და ტანტალის.

ტანტალის მადნების მსოფლიოში ყველაზე დიდი საბადო, Greenbushes, მდებარეობს ავსტრალიაში, დასავლეთ ავსტრალიის შტატში, პერტის სამხრეთით 250 კმ-ში.

ფიზიკური თვისებები

4,45 K-ზე დაბალ ტემპერატურაზე ის გადადის ზეგამტარ მდგომარეობაში.

იზოტოპები

ბუნებრივი ტანტალი შედგება სტაბილური იზოტოპისა და სტაბილური იზომერის ნარევისაგან: 181 Ta (99,9877%) და 180m Ta (0,0123%). ეს უკანასკნელი არის 180 Ta იზოტოპის უკიდურესად სტაბილური იზომერი (აღგზნებული მდგომარეობა), რომლის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 8 საათზე მეტია.

ქიმიური თვისებები

ნორმალურ პირობებში, ტანტალი არააქტიურია; ის ჰაერში იჟანგება მხოლოდ 280 ° C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე, დაფარულია Ta 2 O 5 ოქსიდის ფილმით; რეაგირებს ჰალოგენებთან 250 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე. როდესაც თბება, ის რეაგირებს C, B, Si, P, Se, Te, H 2 O, CO, CO 2, NO, HCl, H 2 S.

ქიმიურად სუფთა ტანტალი განსაკუთრებულად მდგრადია თხევადი ტუტე ლითონების, უმეტესი არაორგანული და ორგანული მჟავების და მრავალი სხვა აგრესიული მასალის მიმართ (გარდა გამდნარი ტუტეებისა).

რეაგენტების მიმართ ქიმიური წინააღმდეგობის თვალსაზრისით, ტანტალი მინის მსგავსია. ტანტალი უხსნადია მჟავებში და მათ ნარევებში, გარდა ჰიდროფტორული და აზოტის მჟავების ნარევისა; აკვა რეგიაც კი არ ხსნის მას. ფლუორმჟავასთან რეაქცია ხდება მხოლოდ ლითონის მტვერთან და თან ახლავს აფეთქება. ძალიან მდგრადია გოგირდის მჟავას ნებისმიერი კონცენტრაციისა და ტემპერატურის მიმართ (200°C-ზე მეტალი მჟავაში კოროზირდება მხოლოდ 0,006 მილიმეტრით წელიწადში), მდგრადია დეოქსიგენირებულ გამდნარ ტუტე ლითონებსა და მათ ზედმეტ ორთქლებში (ლითიუმი, ნატრიუმი, კალიუმი, რუბიდიუმი, ცეზიუმი) .

ტოქსიკოლოგია

გავრცელება

ქვითარი

ტანტალისა და მისი შენადნობების წარმოების ძირითადი ნედლეული არის ტანტალიტის და ლოპარიტის კონცენტრატები, რომლებიც შეიცავს დაახლოებით 8% Ta 2 O 5 , ასევე 60% ან მეტი Nb 2 O 5 . კონცენტრატები იშლება მჟავებით ან ტუტეებით, ლოპარიტის კონცენტრატები ქლორირებულია. Ta და Nb-ის გამოყოფა ხორციელდება ექსტრაქციის გზით. ტანტალის ლითონი ჩვეულებრივ მიიღება Ta 2 O 5-ის შემცირებით ნახშირბადით, ან ელექტროქიმიურად დნობისგან. კომპაქტური ლითონი იწარმოება ვაკუუმური რკალის, პლაზმის დნობის ან ფხვნილის მეტალურგიით.

1 ტონა ტანტალის კონცენტრატის მისაღებად საჭიროა 3000 ტონამდე მადნის გადამუშავება.

ფასი

განაცხადი

იგი თავდაპირველად გამოიყენებოდა ინკანდესენტური ნათურების მავთულის დასამზადებლად. დღეს ტანტალი და მისი შენადნობები გამოიყენება:

სითბოს მდგრადი და კოროზიის მდგრადი შენადნობები;
კოროზიისადმი მდგრადი მოწყობილობა ქიმიური მრეწველობისთვის, სპინერები, ლაბორატორიული მინის ჭურჭელი და ჭურჭელი იშვიათი მიწიერი ელემენტების, აგრეთვე იტრიუმის და სკანდიუმის მისაღებად, დნობისა და ჩამოსხმისთვის;
სითბოს გადამცვლელები ბირთვული ენერგეტიკული სისტემებისთვის (ტანტალი არის ყველაზე სტაბილური ყველა ლითონზე ზედმეტად გახურებულ დნობაში და ცეზიუმის ორთქლში);
ქირურგიაში ტანტალის ფურცლები, ფოლგა და მავთული გამოიყენება ქსოვილების, ნერვების დასამაგრებლად, ნაკერების, პროთეზების დასამზადებლად, რომლებიც ცვლის ძვლების დაზიანებულ ნაწილებს (ბიოლოგიური თავსებადობის გამო);
ტანტალის მავთული გამოიყენება კრიოტრონებში - კომპიუტერულ ტექნოლოგიაში დაყენებული სუპერგამტარი ელემენტები;
საბრძოლო მასალის წარმოებაში ტანტალი გამოიყენება მოწინავე ფორმის მუხტის ლითონის საფარის დასამზადებლად, რაც აუმჯობესებს ჯავშანტექნიკის შეღწევას;
ტანტალი და ნიობიუმი გამოიყენება ელექტროლიტური კონდენსატორების დასამზადებლად (უფრო მაღალი ხარისხის ვიდრე ალუმინის ელექტროლიტური კონდენსატორები, მაგრამ განკუთვნილია დაბალი ძაბვისთვის);
ტანტალი გამოიყენებოდა ბოლო წლებში, როგორც საიუველირო ლითონი, იმის გამო, რომ ზედაპირზე წარმოქმნის მდგრადი ცისარტყელას ფერების გამძლე ოქსიდის ფილმებს;
ბირთვული იზომერი ტანტალი-180მ2, რომელიც გროვდება ბირთვული რეაქტორების სტრუქტურულ მასალებში, ჰაფნიუმ-178მ2-თან ერთად შეიძლება გახდეს გამა სხივების და ენერგიის წყარო იარაღისა და სპეციალური მანქანების შემუშავებაში.
აშშ-ს სტანდარტების ბიურო და საფრანგეთის წონებისა და ზომების საერთაშორისო ბიურო პლატინის ნაცვლად იყენებენ ტანტალს მაღალი სიზუსტის სტანდარტული ანალიტიკური წონების დასამზადებლად;
ტანტალის ბერილიდი უკიდურესად მყარი და მდგრადია ჰაერში ჟანგვის მიმართ 1650 ° C-მდე, გამოიყენება კოსმოსურ ტექნოლოგიაში;
ტანტალის კარბიდი (დნობის წერტილი 3880 °C, სიხისტე ბრილიანტის სიხისტესთან ახლოს) გამოიყენება მყარი შენადნობების წარმოებაში - ვოლფრამის და ტანტალის კარბიდების ნარევი (TT ინდექსის კლასები), ლითონის დამუშავების ურთულესი პირობებისა და პერკუსიური მბრუნავი ბურღვისთვის. უძლიერესი მასალები (ქვა, კომპოზიტები), ასევე გამოიყენება საქშენები, რაკეტების საქშენები;
ტანტალის (V) ოქსიდი გამოიყენება ბირთვულ ტექნოლოგიაში შთანთქმის შუშის დნობისთვის