钽的来源和性质

今年是瑞典乌普萨拉大学教授安德斯·古斯塔夫·埃克伯格首次发现钽200周年。由于在酸中分解这种矿物质极其困难,他将其命名为钽——以坦塔罗斯的名字命名,他被宙斯判处在水中站到齐脖子的高度。坦塔罗斯每次弯腰喝水,水就会退去,而他头顶上悬挂着多汁的水果,风会把它们吹到他够不到的地方,这种永恒的挫败感是对杀死他儿子并把他当做炖菜献给诸神的惩罚。

埃克伯格发现的金属氧化物是从伟晶岩(当然是一种粒度大小的火成岩)的矿物中提取的,这些伟晶岩位于瑞典的伊特比和芬兰的基本。在接下来的几十年里几个科学家发现的其他方面新的氧化,但直到1844年,海因里希·罗斯曾研究在贝采里乌斯,谁又曾研究过Ekeberg下,氧化能够确定,包含两个元素,他叫铌钽和第二个元素,尼俄伯是坦塔罗斯的女儿。

关键属性

钽(Ta)本身是一种重的(比重为16.6)蓝灰色金属元素,熔点为2,996℃。它具有优异的耐腐蚀性,良好的延展性和耐大多数酸。它具有许多理想的物理特性——在电子产品中,它是用于电子产品的高性能电容器的基础,当与铁合金时,具有优异的耐腐蚀性能。因此,它适用于石油和天然气管道等腐蚀性环境。在铝合金中,它可以防止氧化,使较轻的部件能够安全使用。由于其高熔点,它还被用于机床和喷气发动机涡轮叶片中的合金碳化钨的粘合。

钽的应用

电容器和其他电子设备

近年来,钽在电子设备电容器中的应用引起了人们的广泛关注。2020欧洲杯下注官网电容器具有重要的功能,可以在短时间内储存电能,并确保提供的电流保持在狭窄定义的参数范围内,这在低电压应用中特别有用,如移动电话和pda,在这些应用中这些公差可能非常小。钽在电容器中的优势是它的高容量效率,可以实现小型化,高可靠性和在宽温度范围(-55°C至125°C)的稳定性,这是其他类型的电容器材料,如陶瓷所不能比拟的。在2001年,钽在电容器中的使用达到了340万磅(约占全球钽消费量的50%),其中160万磅用于电容器生产。

金属合金

除了电子,消费在金属合金化,化学品,碳化物和机加工的金属的用途增加。含钽(以2%-12%之间的水平)的金属合金用于飞机发动机和在该扇区1993和2001年之间的消费在发电中使用的静态涡轮机中使用增加了4倍到超过301000磅。整体钽消费量从2.2左右MLB期间1993至2000年上升到超过470个MLB,相当于增加的13°/每年,超过大多数其他开采产品,虽然在2000 - 2001年期间,总的下降在客户产品周期下降。

钽的来源

钽存在于许多与花岗岩和其他碱性火成岩伴生的氧化物矿物中。钽在全球的地质储量中并不短缺,尽管相对稀少,但已知储量足以满足可预见的需求。然而,许多最容易开采的资源,如残留物和高等级矿床,已经枯竭。

从Tin-Smelting钽

上世纪80年代,大多数钽都是锡冶炼的副产品。泰国和马来西亚占全球236000吨产量的近40%。马来西亚和泰国的锡冲积物中钽含量丰富,锡冶炼渣中钽含量在10-15%之间。但到1994年,这一比例仅为20%,随着其他来源的发展,这一比例进一步下降。

钽在澳大利亚的来源

伟晶岩继续是钽的最大来源。它们通常发生如石英的众多“桁”和其他矿物质含不相容元素如锡,钽和稀土元素。该格林布什伟晶岩在珀斯附近的西澳大利亚是世界上最大的资源之一,是由澳大利亚公司,瓜利亚之子开采。它是世界上最大的钽生产国,位置由保持港附近的岬角的Wodgina矿的勘探和扩大生产的格林布什和发展。2002年预计产量将达到2毫磅。这些地雷是用现代的机械化设备露天矿硬岩采矿作业,而他们占世界开采生产的三分之一以上。2020欧洲杯下注官网预订牌号引述分别230和414 ppm的。

钽在非洲的来源

钽的另一个重要来源是非洲,那里的手工采矿者主要从冲积资源中回收钽矿物。这些浓缩物浓度较高,通过淘洗等简单技术就可以很容易地升级为可销售的浓缩物。由于这些资源往往在价格上涨时投入生产,非正规部门在储量和产量计算上都造成了不确定性。最近,当“钶钽铁矿商店”在东非建立时,商人们从卢旺达、布隆迪和刚果购买精矿,就发生了这种情况。联合国和Dianne Fosse基金会的关注和行动减少了这些精矿的贸易,因为收益被用于资助该地区正在进行的内战。

坚硬的岩石

已经知道了一段时间,某些碱性花岗岩及相关岩石在低浓度含钽和铌的数量大,虽然。现代机械化露天开采可以在非常低浓度的金属恢复经济。瓜利亚现在采矿200-400 PPM的盈利钽矿石品位。此外,这些含钽花岗岩通常包含储量是阶乘高于伟晶岩发生更大。

花岗岩是侵入性酸性火成岩的总称,富含石英和长石。它们有许多变种,并且在整个地质记录中无处不在,以大块的形式出现,构成了大陆地壳的很大一部分。虽然大多数花岗岩没有矿化,但一种被称为远花岗岩的稀有花岗岩含有钽和其他不相容元素,如锡和铌。由于这些侵入的规模很大,尽管钽的平均品位约为200ppm,但以榴辉岩为基础的储量也很大。

由巴西公司Paranapanema经营的亚马逊地区巨大的Pitinga矿是一个特别大的锡源。最近,它的风化矿石储量已经耗尽,正在开发一个新的硬岩矿,Sa Rocha。除了锡,Paranapanema公司还生产钽和铌(榴辉石中这两种元素的比例约为1:10)。据报道,该公司已与一家美国加工企业签订了每年8万磅的合同。

沙特阿拉伯是钽的来源

正在考虑生产的另一个apogranite资源在沙特阿拉伯西北部。这是Ghurayyah存款,初步研究在20世纪70年代作为铀的来源。今天,一家英国公司第三矿业PLC,正在进行可行性研究,从花岗岩恢复钽。

更改当地法律

沙特政府最近宣布矿业为优先发展领域,并设定了雄心勃勃的增长目标。除了起草一项新的《采矿法》外,在过去两年中还进行了一些其他的立法修改,目的是增加外国投资者对沙特阿拉伯采矿部门的兴趣。2000年4月,颁布了新的《外国投资法》,规定外国投资者可以拥有企业100%的股份,而不需要本地合作伙伴。

押金的大小

据报道,Ghurayyah矿床是世界上最大的单一钽金属矿床。估计推断的矿物资源超过3.85亿吨,深达250米,该矿床的分级为245克/吨Ta2O52840克/吨Nb2O5,含有超过208mlbs的五氧化二钽。第三纪公司获得了该矿床5年的独家勘探许可证,可延长至9年,并有权获得47公里矿藏50年的开采租约2牌照区。

据估计,Ghurayyah的钽储量超过了世界上最大的两个钽矿Greenbushes和Wodgina的公布储量之和,这两个矿目前占世界钽矿产量的30%左右。Ghurayyah的矿化等级与两个矿山已公布储量和资源的加权平均等级相似。

开发沙特阿拉伯资源

第三系一直在对该矿床进行冶金试验工作。之前在1978年完成的工作确定了至少一个可能的流程,实现了77%的钽和80%的铌的分离提纯和市场产品的总体回收率。这些测试还表明,通过工艺改进和流程优化,提高回收率是可能的。

由于这项工作开展,显著的进步已经在细粒钽铌矿的恢复作出。叔胺是使用这些进步和保留的Lakefield Research公司从Ghurayyah开展块状样品的工作。

使用工业标准的浮选技术和锆英石磁选进行的初步选矿试验,使岩石中所含的钽和铌提高了50倍,初步精矿的铌和钽品位约为13%。试验结果也表明,用浮选法回收钽和铌是可以实现商业上可接受的。

优化正在进行中,随后将进一步升级测试工作。一旦测试工作程序完成三级计划初步经济范围研究。

该公司将Ghurayyah的开发作为一个中期目标,将补充其在芬兰的规模小得多的Rosendal项目(130万吨,分级为289克/吨五氧化二钽),该项目可能在两年内投产。最近对罗森达尔矿石的试验工作表明,通过简单的重力加工可以回收一种可供销售的钽产品。

融资项目

在沙特阿拉伯的新项目从项目融资的可用性通过各种补偿计划中受益。例如,第三纪的Ghurayyah项目目前正在接受来自英国的补偿计划,英国政府与BAE之间的联合倡议既后勤和财政支持,并在将来这可能是在项目经费显著因素。第三估计,它可能需要股权投资基金少作为该项目的资本成本的12.5%。

总结

在自第一次发现的200年间,钽一直是实验室的好奇心,对于一些早期的灯泡的灯丝,现在的移动通信革命的推动者。它越来越多地使用看起来还会持续下去。

主要作者:Michael Forest

资料来源:《材料欧洲杯足球竞彩世界》,第10卷,第5期。第10页14-16页,2002年10月。

欲了解更多信息,请访问材料、矿物和采矿研究所欧洲杯足球竞彩

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