鈳鉭鐵礦

鉭所具有的特性，使它的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。在制取各種無機酸的設(shè)備中，鉭可用來替代不銹鋼，壽命可比不銹鋼提高幾十倍。此外，在化工、電子、電氣等工業(yè)中，鉭可以取代過去需要由貴重金屬鉑承擔(dān)的任務(wù)，使所需費用大大降低。 鉭被制造成了電容裝備到軍用設(shè)備中。美國的軍事工業(yè)異常發(fā)達，是世界最大軍火出口商。世界上鉭金屬的產(chǎn)量一半被用在鉭電容的生產(chǎn)上，美國國防部后勤署則是鉭金屬最大的擁有者，曾一度買斷了世界上三分之一的鉭粉。

鉭冶煉方法

鉭鈮礦中常伴有多種金屬，鉭冶煉的主要步驟是分解精礦，凈化和分離鉭、鈮，以制取鉭、鈮的純化合物，最后制取金屬。

礦石分解可采用氫氟酸分解法、氫氧化鈉熔融法和氯化法等。鉭鈮分離可采用溶劑萃取法【常用的萃取劑為甲基異丁酮（MIBK）、磷酸三丁酯（TBP）、仲辛醇和乙酰胺等】、分步結(jié)晶法和離子交換法。

分離：首先將鉭鈮鐵礦的精礦用氫氟酸和硫酸分解鉭和鈮呈氟鉭酸和氟鈮酸溶于浸出液中，同時鐵、錳、鈦、鎢、硅等伴生元素也溶于浸出液中，形成成分很復(fù)雜的強酸性溶液。鉭鈮浸出液用甲基異丁基酮萃取鉭鈮同時萃入有機相中，用硫酸溶液洗滌有機相中的微量雜質(zhì)，得到純的含鉭鈮的有機相洗液和萃余液合并，其中含有微量鉭鈮和雜質(zhì)元素，是強酸性溶液，可綜合回收。純的含鉭鈮的有機相用稀硫酸溶液反萃取鈮得到含鉭的有機相。鈮和少量的鉭進入水溶液相中然后再用甲基異丁基酮萃取其中的鉭，得到純的含鈮溶液。純的含鉭的有機相用水反萃取就得到純的含鉭溶液。反萃取鉭后的有機相返回萃取循環(huán)使用。純的氟鉭酸溶液或純的氟鈮酸溶液同氟化鉀或氯化鉀反應(yīng)分別生成氟鉭酸鉀（K₂TaF₇）和氟鈮酸鉀（K₂NbF₇）結(jié)晶，也可與氫氧化銨反應(yīng)生成氫氧化鉭或氫氧化鈮沉淀。鉭或鈮的氫氧化物在900~1000℃下煅燒生成鉭或鈮的氧化物。

鉭鉭的制取

① 金屬鉭粉可采用金屬熱還原（鈉熱還原）法制取。在惰性氣氛下用金屬鈉還原氟鉭酸鉀：K₂TaF₇ 5Na─→Ta 5NaF 2KF。反應(yīng)在不銹鋼罐中進行，溫度加熱到900℃時,還原反應(yīng)迅速完成。此法制取的鉭粉，粒形不規(guī)則，粒度細，適用于制作鉭電容器。金屬鉭粉亦可用熔鹽電解法制?。河梅g酸鉀、氟化鉀和氯化鉀混合物的熔鹽做電解質(zhì)把五氧化二鉭（Ta₂O₅）溶于其中，在750℃下電解,可得到純度為99.8～99.9%的鉭粉。

② 用碳熱還原Ta₂O₅亦可得到金屬鉭。還原一般分兩步進行：首先將一定配比的Ta₂O₅和碳的混合物在氫氣氛中于1800～2000℃下制成碳化鉭（TaC），然后再將TaC和Ta₂O₅按一定配比制成混合物真空還原成金屬鉭。金屬鉭還可采用熱分解或氫還原鉭的氯化物的方法制取。致密的金屬鉭可用真空電弧、電子束、等離子束熔煉或粉末冶金法制備。高純度鉭單晶用無坩堝電子束區(qū)域熔煉法制取。

鉭是稀有金屬礦產(chǎn)資源之一，是電子工業(yè)和空間技術(shù)發(fā)展不可缺少的戰(zhàn)略原料。

鉭和鈮的物理化學(xué)性質(zhì)相似，因此共生于自然界的礦物中。劃分鉭礦或鈮礦主要是根據(jù)礦物中鉭和鈮的含量，鈮含量高時稱為鈮礦，鉭含量高時則稱為鉭礦。鈮主要用于制造碳鋼、超級合金、高強度低合金鋼、不銹鋼、抗熱鋼及合金鋼；鉭則主要用于電子原器件及合金的生產(chǎn)。鉭鈮礦物的賦存形式和化學(xué)成分復(fù)雜，其中除鉭、鈮外，往往還含有稀土金屬、鈦、鋯、鎢、鈾、釷和錫等。鉭的主要礦物有：鉭鐵礦[(Fe,Mn)(Ta,Nb)₂O₆]、重鉭鐵礦(FeTa₂O₆)、細晶石[(Na,Ca)Ta₂O₆(O,OH,F)]和黑稀金礦[(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆]等。煉錫的廢渣中含有鉭，也是鉭的重要資源。已查明世界的鉭儲量（以鉭計）約為134000短噸，扎伊爾占首位。1979年世界鉭礦物的產(chǎn)量（以鉭計）為 788短噸（1短噸=907.2公斤)。中國從含鉭比較低的礦物中提取鉭的工藝取得了成就 。

電容器是鉭的主要最終消費領(lǐng)域，約占總消費量的60%。美國是鉭消費量最大的國家，1997年消費量達500噸，其中60%用于生產(chǎn)鉭電容器。日本是鉭消費的第二大國，消費量為334噸。21世紀(jì)初，隨著電容器生產(chǎn)的發(fā)展迅速，市場供不應(yīng)求。預(yù)計，世界鉭電容器的生產(chǎn)量達2.50億件，需消費鉭1000噸。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的統(tǒng)計，鉭在地殼中的自然儲量為15萬噸，可開采儲量超過4.3萬噸。2004年，世界鉭開采量為1510噸， 其中，澳大利亞730噸，莫桑比克280噸，巴西250噸，加拿大69噸，剛果60噸。中國資源量，主要分布在江西、福建、新疆、廣西、湖南等省。從未來發(fā)展的需求看，電容器仍是鉭的主要應(yīng)用領(lǐng)域。如果按儲量基礎(chǔ)24000噸計算，也只能保證24年的需求。盡管如此，鉭資源的前景仍然是看好的。首先，在世界十分豐富的鈮礦床中，伴生有大量的鉭資源。其中，格陵蘭南部加達爾鈮、鉭礦的鉭資源量就達100萬噸。其次，西方已開始利用含Ta₂O₅ 3%以下的大量錫爐渣。此外，代用品的研究和利用也有了很快的發(fā)展，如鋁和陶瓷在電容器領(lǐng)域代替鉭；硅、鍺、銫可在電子儀器用途上，代替鉭制造整流器等。2100433B