Processamento: extração e refino

A extração e o refino de tântalo, incluindo a separação do nióbio nesses vários concentrados minerais contendo tântalo, é geralmente realizada tratando os minérios com uma mistura de ácidos fluorídrico e sulfúrico a temperaturas elevadas. Isso faz com que os valores de tântalo e nióbio se dissolvam como fluoretos complexos, e várias impurezas que estavam presentes também se dissolvem. Outros elementos, como silício, ferro, manganês, titânio, zircônio, urânio, tório, terras raras, etc. geralmente estão presentes. A filtração da pasta de digestão e posterior processamento por meio de extração com solvente usando metil isobutil cetona (MIBK) ou troca iônica líquida usando um extratante de amina em querosene, produz soluções altamente purificadas de tântalo e nióbio. Geralmente,2 TaF 7 ) ou óxido de tântalo (Ta 2 O 5 ). O nióbio é recuperado como óxido de nióbio (Nb 2 O 5 ) por meio da neutralização do complexo de fluoreto de nióbio com amônia para formar o hidróxido, seguido pela calcinação ao óxido.

Existem métodos alternativos que são usados ​​quando são mais adequados às condições locais específicas. Um usado para um concentrado de minerais de terras raras titânio-nióbio-tântalo envolve a mistura do concentrado triturado com coque e passando por um estágio de cloração que separa as terras raras e outros elementos, incluindo a maior parte do tório. O gás de oxicloreto de titânio-nióbio-tântalo resultante cai na temperatura, o que faz com que o ferro, tório e metais alcalinos se precipitem. O gás oxicloreto de titânio-nióbio-tântalo limpo é então resfriado a um líquido e destilado para separar o gás cloreto de titânio de baixo ponto de ebulição, após o que o gás oxicloreto de nióbio-tântalo é ainda clorado para produzir NbCl 5 e TaCl 5. Esses cloretos são destilados fracionadamente e o cloreto de nióbio subsequentemente reagido com vapor para produzir o hidróxido que é calcinado a óxido. O cloreto de tântalo reage com o hidróxido de amônio para produzir o óxido.

Os principais produtos químicos de tântalo de importância industrial, além de K 2 TaF 7 e Ta 2 O 5 , são cloreto de tântalo (TaCl 5 ), tantalato de lítio (LiTaO 3 ) e carboneto de tântalo (TaC).

O pó metálico de tântalo, incluindo o precursor do pó de qualidade para capacitor, é geralmente produzido pela redução de sódio do fluoreto de tântalo de potássio em um sistema de sal fundido em alta temperatura. O metal também pode ser produzido pela redução de carbono ou alumínio do óxido ou pela redução de hidrogênio ou alcalino-terroso do cloreto de tântalo. A escolha do processo é baseada na aplicação específica e se o tântalo resultante será posteriormente consolidado pelo processamento em lingote, folha, barra, tubo, arame e outros artigos fabricados.

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A consolidação de pó de metal para lingote e processamento em vários produtos metalúrgicos começa com fusão a arco a vácuo ou fusão por feixe de elétrons de matérias-primas de metal, composta de pó ou sucata de alta pureza onde os elementos com pontos de ebulição maiores do que o tântalo não estão presentes. Lingotes fundidos duplos e triplos atingem um nível muito alto de purificação no que diz respeito a metais e intersticiais. Lingotes são usados ​​para produzir os vários produtos metalúrgicos mencionados anteriormente. O estoque de lingotes também é usado para a produção de ligas como tântalo-10% de tungstênio. Lingote e sucata de tântalo puro são usados ​​na produção de ligas para turbinas terrestres e aéreas.

PROCESSADOR PRIMÁRIO OU SECUNDÁRIO?

Na indústria de tântalo, a distinção é frequentemente feita entre “processadores primários” e “processadores secundários”, a diferença indicando onde uma empresa se encaixa na cadeia de abastecimento e, consequentemente, também quais materiais a empresa provavelmente comprará e, em menor grau, quais materiais eles podem produzir. A distinção também é relevante para saber se uma empresa é considerada uma ‘fundição’ para fins de gerenciamento da cadeia de abastecimento de minerais de conflito: os processadores primários são equivalentes a ‘fundições’, enquanto os processadores secundários são a indústria ‘downstream’.

Processadores primários são aqueles que têm a capacidade de processar as matérias-primas primárias, sejam elas concentrados de minerais de tântalo ou escórias. Um processador primário geralmente também é capaz de processar concentrados secundários (columbita ou estruverita), concentrados sintéticos e / ou sucata. Os produtos de um processador primário podem ser qualquer coisa, desde o intermediário de tântalo ‘sal K’ (K 2 TaF 7 ) mais comum , até óxidos de alta pureza ou pó metálico de tântalo de qualidade para capacitor.

Processadores secundários são aqueles que não podem lidar com minerais ou escórias, mas, em vez disso, pegam intermediários de tântalo e os processam posteriormente em produtos finais. Por exemplo, um processador secundário pode comprar K-sal, pó de metal de tântalo de grau metalúrgico ou lingote de tântalo e, em seguida, aplicar mais processamento químico e / ou metalúrgico (por exemplo, redução ou fusão a vácuo ou moldagem por injeção de pó) e produzir produtos finais, como óxidos, pó de qualidade para capacitor ou produtos de metal, como tubos ou fios.