Tantalio

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Debido a que el tantalio coincide en todos los minerales con el niobio, el primer paso consiste en separar ambos carburos, para ello se efectúa la disolución con ácido fluorhídrico, precipitando el fluorotantalato de potasio, K4Ta4O5F14, mientras que el correspondiente compuesto de niobio queda en disolución. Partiendo del fluorotantalato se obtiene el elemento por reducción con sodio.

ETAPAS DEL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

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PROCESO.

Los minerales con elevado contenido de tantalio y niobio, debido al elevado peso específico de sus óxidos, responden bien a procesos gravimétricos para su separación de minerales de caja y hematita.

En los minerales de baja ley, especialmente aquellos en los que la tantalita se encuentra diseminada en hematita, casiterita o wolframita, no se pueden concentrar el tantalio, y generalmente es una impureza que se la recupera como subproducto en la metalurgia de estos metales.

La información sobre la metalurgia de estos concentrados es escasa y muy general. Los detalles del procesamiento son protegidos por las empresas como un know how de alto valor.

La descomposición por fundentes alcalinos no es usada como una práctica general para concentrados; se utiliza principalmente para el tratamiento de escorias de estaño de origen pegmatítico, que son atacadas en una sal fundida que puede ser carbonato o hidróxido de potasio, carbonato o hidróxido de sodio, mezclas de carbonato de sodio y nitrato de sodio, bisulfato de sodio y fluoruro ácido de hidrógeno.

La mayor parte de las plantas emplean el proceso de digestión ácida con HF o una mezcla de HF y H2SO4, tanto para el tratamiento de concentrados naturales o artificiales y escorias ricas. La aplicación de este método se ve limitado, más por razones económicas que técnicas, por el elevado consumo de HF por impurezas de escaso valor como el SiO2, TiO2, Fe y Mn.

La lixiviación de los óxidos de tantalio y niobio con HF y KF en cantidad suficiente, lleva a la formación de los compuestos K2TaF7 y K2NbOF5. Los residuos insolubles pueden contener aún Ta y Nb, y son reciclados o fundidos en el procesamiento de escorias de estaño.

La separación de Ta, Nb y Ti de la solución de lixiviación altamente corrosiva es un problema especial que requiere de decantación y el uso de filtros de presión hechos de materiales especiales.

La separación de Ta y Nb por el proceso de cristalización fraccionada (Proceso Marignac), se logra agregando hidróxido de potasio suficiente para convertir el niobio y el tantalio en fluotantalato (K2TaF7) y oxi-fluoniobiato (K2NbOF5) de potasio, respectivamente.

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Se filtra la solución en caliente para separar el mineral que no ha reaccionado y los fluoruros metálicos. Después de enfriar la solución, cristaliza el fluotantalato de potasio, dejando al niobio y titanio en la solución.

Esta técnica, ha sido reemplazada por técnicas de extracción solvente, usando diferentes extraentes orgánicos selectivos, principalmente, metil isobutil cetona (MIBK).

La etapa de lixiviación con HF/H2SO4 es por tanto seguida por una subsecuente de extracción líquido -líquido. En las plantas de procesamiento actuales, en una primera etapa se extraen completamente el Ta y Nb con metil isobutil cetona de la solución ácida de HF/H2SO4, y separada de Ti y la mayor parte de otras impurezas metálicas presentes en la solución; luego se descarga selectivamente el Nb con ácido diluido, y finalmente el tantalio es extraído con fluoruro ácido de amonio.

Posteriormente, estos metales son precipitados como ácidos tantálico y nióbico sólidos con amoníaco, y convertidos a óxidos por calcinación. Los óxidos se disuelven en ácido fluorhídrico y se añade fluoruro de potasio en cantidad suficiente para formar K2TaF7 y K2NbOF5.

El fluotantalato de potasio es la sal más frecuentemente usada en la preparación de tantalio metálico. La reducción de esta sal a metal puede conseguirse haciéndola reaccionar con sodio gaseoso a altas temperaturas, en reactores continuos. La reacción de obtención de tantalio es:

K2TaF7 + 5Na -> Ta + 5NaF + 2KF

En la obtención por electrólisis, el fluotantalato es fundido en un crisol de hierro, se electroliza en porciones, obteniéndose un polvo relativamente grueso que se purifica fácilmente lavándolo con ácidos fuertes.

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL TANTALIO

7.1 VENTAJAS

Las ventajas de los condensadores de tantalio en comparación con los otros tipos incluyen su pequeño tamaño, su gran capacidad y su respuesta de alta frecuencia. Los circuitos digitales generan mucho ruido eléctrico de alta frecuencia que puede pasar de un circuito a otro a través de las conexiones de alimentación eléctrica y de señal. Los condensadores de tantalio son especialmente efectivos en absorber y atenuar estos picos de ruido antes de que causen problemas.

Debido al tamaño y ventajas de peso, los condensadores de tantalio son atractivos para la electrónica doméstica, militar, comercial, e industrial en ordenadores portátiles, de sobremesa, electrónica de todo tipo de vehículos, transporte y artefactos por control remoto.

Extremada dureza y resistencia al ataque químico o a la corrosión.

Es resistente al desgaste y resistente al choque mecánico y a las altas temperaturas.

Buen conductor de la electricidad, del calor. Es muy resistente al ataque por ácidos.

7.2 DESVENTAJAS

Precio muy elevado.

Algunos condensadores de tantalio no toleran picos de tensión y se destruyen (a veces explotando violentamente) si se conectan al revés o se exponen a picos de tensión o altas temperaturas.

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APLICACIONES

Las aplicaciones del tantalio son mejor conocidas que el nombre del elemento. Y no solo hablamos de teléfonos móviles; el tantalio también está en los ordenadores, las muñecas que hablan, equipos médicos, radios, videojuego,etc., prácticamente cualquier dispositivo que contenga electrónica digital de cualquier tipo usa condensadores de tantalio.

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