有色金属—钽

一、钽基本介绍

钽，金属元素，主要存在于钽铁矿中，同铌共生。钽的质地十分坚硬，钽富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小。钽有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都不反应。

元素应用

钽的基本用途

钽所具有的特性，使它的应用领域十分广阔。可用来制造蒸发器皿等，也可做电子管的电极、整流器、电解、电容。医疗上用来制成薄片或细线，缝补破坏的组织。在制取各种无机酸的设备中，钽可用来替代不锈钢，寿命可比不锈钢提高几十倍。此外，在化工、电子、电气等工业中，钽可以取代过去需要由贵重金属铂承担的任务，使所需费用大大降低。钽被制造成了电容装备到军用设备中。美国的军事工业异常发达，是世界最大军火出口商。世界上钽金属的产量一半被用在钽电容的生产上，美国国防部后勤署则是钽金属最大的拥有者，曾一度买断了世界上三分之一的钽粉。

1903年德国化学家博尔顿（W.von Bolton)首次制备了塑性金属钽,用作灯丝材料。1940年大容量的钽电容器出现，并在军用通信中广泛应用。第二次世界大战期间，钽的需要量剧增。50年代以后，由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的应用不断扩大，需要量逐年上升，促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。

钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜，用钽制成的电解电容器，具有容量大、体积小和可靠性好等优点，制电容器是钽的最重要用途，70年代末的用量占钽总用量2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形，在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料。碳化钽用于制造硬质合金。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。1981年钽在美国各部门的消费比例约为:电子元件73％,机械工业19％，交通运输6％，其他2％。

钽的冶炼

资源钽和铌的物理化学性质相似，因此共生于自然界的矿物中。划分钽矿或铌矿主要是根据矿物中钽和铌的含量。钽铌矿物的赋存形式和化学成分复杂,其中除钽、铌外，往往还含有稀土金属、钛、锆、钨、铀、钍和锡等。钽的主要矿物有：钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿(FeTa2O6)、细晶石[(Na,Ca)Ta2O6(O,OH,F)]和黑稀金矿[(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6]等。炼锡的废渣中含有钽，也是钽的重要资源。

钽铌矿中常伴有多种金属，钽冶炼的主要步骤是分解精矿，净化和分离钽、铌，以制取钽、铌的纯化合物，最后制取金属。矿石分解可采用氢氟酸分解法、氢氧化钠熔融法和氯化法等。钽铌分离可采用溶剂萃取法〔常用的萃取剂为甲基异丁基铜(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP)、仲辛醇和乙酰胺等〕、分步结晶法和离子交换法。

二、世界钽的分布

全球钽资源分布

据TIC(Tantalumniobium Inteternational Study Center)国际钽铌研究中心近期公布的数据，全球钽资源（以Ta205计）可靠储量为3.64万t，推断储量为28.7万t，其中澳大利亚占50%，亚洲占21%，非洲占14%，美洲占8%，其他地区占7%。

国外钽的储量（一）（万t）

世界钽资源最丰富的国家为前苏联和澳大利亚，但前苏联贫矿较多，富矿少。目前钽铁矿主产澳大利亚、加拿大、巴西、泰国、刚果（金）、尼日利亚、莫桑比克等国。最大的钽矿山是澳大利亚的格林布什矿和沃奇纳矿，其次为加拿大伯尼克湖坦科矿（Tanco）（原矿品位达0.2％Ta2O5）和巴西的巴拉那帕内马矿（Paranapanema）。

锡石中以类质同象状态存在的钽铌，是重要的钽资源。由于选矿方法很难将钽铌从锡石中分离出来，在炼锡时他们进入冶金渣。随着钽的矿产资源日益减少和贫化，这种锡渣钽资源逐渐成了钽原料的重要来源，20世纪70～80年代增占钽原料总供应量的70％～80％，90年代仍占50％左右。从中国西南部的广西、云南省经缅甸、印尼、泰国到马来西亚的锡矿带含钽最富，泰国和马来西亚成为钽原料重要的供应国。锡矿中富含钽铌和产含钽锡渣的国家还有澳大利亚、巴西、尼日利亚、玻利维亚等国。

目前，各国都认识到钽资源的市场价值，以期在未来竞争中赢得生存发展的主动权纷投资进行钽资源勘探、开发和扩大生产。世界上钽资源最为丰富的国家是澳大利亚，目前开采量最大的也是澳大利亚。澳大利亚产量占全球钽原料总供应量的25%。目前该国不仅进行资源勘探，同时积极扩大生产能力，到2002年3月瓜利亚家庭公司的年生产能力已扩至230万磅，2002年度，该公司产量激增至2.138841万磅Ta205。而格林布什矿积极扩建，2003年生产能力由2000年的65万磅扩大到130万磅Ta205。活吉纳矿2003年生产能力由2000年产量为40万磅扩大到2003年的100万磅Ta205。澳大利亚的Mt.Weld矿探明资源量为10.7

亿磅，估计Ta205含量为48535t；加拿大的Separation Rapids矿目前探明钽矿石资源1330万t，Ta205含量为560t；Tertiory公司已在芬兰、沙特进行钽资源勘探并取得130万t（Ta205品位为289g/t）和3.85亿t（Ta205品位为245g/t）的大矿床。我国位于内蒙古的801矿钽储量为39.15万t，该矿很可能是中国最大的钽铌矿。

2001年生产钽铁矿约为725．7t，其Ta205含量为30％--40％(按客户需要)。主要拥有2个矿山，一是格林布希斯矿山，位于珀思州南约300km处：二是沃奇纳矿山，位于该州北部的德黑兰港近郊。2002年第l季度2矿山产量约为285．8t，为20o0年同期的2．5倍，2001年的1．5倍。2o02年第l季度的销售量为258．{it，比2000年第4季度提高了30％，其中格林布希斯矿的产量约为167．8t，销量约为158．St，沃奇纳矿的产量约为ll7．9t，销量约为99．8t。格林布希斯矿山是世界最大的硬岩钽矿床，在第二次世界大战的1944年因军需而开始生产，1998年SoG公司持该矿山100％股份，已知钽贮量约为4．4万t(折合Tla2O5)，副产物有锡石及锂辉石，其中锂矿的供给占世界需求的约60％，2001年生产5．6万t，销量约8．5万t。沃奇纳矿山仅次于格林布希斯矿，为世界第二钽矿山，SoG公司于1996年购买了该矿山，已探明的钽贮量超过1．36万t，总资源量推定在(折合1．a2O5)2．72万t以上，该矿山生产的1．a2O5精矿品位约为17％，把此物运到珀思处理，品位达到40％。SoG公司自1999年后不断投入资金，使矿石处理设备能力在2002年~2003年将达1043t，并计划在2005~----2006年将达~lJ2268t。SoG公司与钽制品卡伯特大公司及H．CStarck 公司以固定价格签订有长期供求协议，供给价格不随市场变化，这是协议内容中的商务秘密。协议期为5年，协议中含有可选的变更项。由于钽没有交易中心市场，难以把握市场行情，目前最易获得的指标是美国国防物资储备局在竞卖储备钽时公开的投标价格。SoG公司透露在2001年市场涨价时，减少了收益，钽在其后的价格下落时获取了收益，从此可推测，该公司的协议供货固定价比目前的市场价要高。HIR(HaddingtoninternationalResources)公司拥有位于西澳大利亚卡尔古利东南的BaldHill矿山，是一个较新的企业，现在年生产含17％的Ta2O5精矿约为68t。该公司与SoG公司签订有长期协议，把生产的精矿全部以固定价格卖给SoG公司，在SoG公司的格林布希斯进行提高品位的精选处理。该公司最近探查结果表明，资源量大幅增大，采掘寿命按现在的生产量可延长7年一8年，钽精矿产量计划将达136t。AGM公司是最近一年新办的企业，位于西澳大利亚的珀思州，它与美国的电容器厂家Kemet计划联合开发Dalgaranga的钽矿，Kemet原来的战略是把AGM的子公司TaA(TantalumAustr~ia)作为自家公司的矿山部门，把其生产的全部钽都买回来。为此，Kemet 公司与AGM公司签订协议，若不供给其全部生产的钽，则要向Kemet公司支付补偿金。但后来Kemet公司改变了方针，把特有的TaA公司的50％股份卖了，并去除了供给其全部生产钽条款。这主要是因为Kemet公司认为钽未来的供求情况不明朗。AGM公司与日本2家公司签订了3年的供货协议，价格每年作一次调整。AGM公司对未来的钽产业持乐观态度，计划在半年间将其产量扩大至226．8t。今后澳大利亚在钽矿的开采及供给方面仍占世界支配地位

中国钽分布

全球钽资源比较丰富，主要分布于澳大利亚、南美、中非及东南亚等地。09年全球钽精矿产量为1160吨。每年消费2000吨左右。中国钽（Ta205）的储量为4231t，主要分布在江西、新疆、湖南、内蒙古等地，江西钽铌矿是我国最大的矿山。中国是钽冶金、加工大国，但钽资源储量少，居全球第14位，且可利用价值低，可采储量急剧下降。原料自给率不到30%，进口坦原料逐年递增。

钽被大量用于电子、计算机、航空等新兴领域，国际上对其争夺十分激烈。下游IT行业的迅猛发展带动了钽业的复苏。据相关资料显示，国内Ta2O5价格达到1225元/公斤，上