Tántalo un metal estratégico

RESUMEN
La principal fuente natural de
tántalo es una serie isomorfa de
minerales que contienen óxidos
de tántalo, niobio, hierro y
manganeso, conocidos con el
nombre de columbita-tantalita
(coltán). Otra fuente no primaria
de tántalo la constituyen las
escorias resultantes en la
metalurgia del estaño, previo
tratamiento para elevar su
contenido en Ta2O5. El coltán,
bien sea elmineral natural o el
obtenido sintéticamente como
concentrado de las escorias del
estaño, se trata con ácido
fluorhídrico y sulfúrico a
temperatura elevada. La
disolución acuosa resultante de
Ta-Nb se somete a extracción en
sistemas de operación continua o
en columnas de extracción con un
disolvente orgánico como la
metilisobutilcetona. Se trata la
fase orgánica con H2SO4 6-15 N
paraseparar niobio y tántalo
selectivamente. A continuación se
extrae la sal de tántalo de la fase
orgánica con agua o con una
disolución acuosa diluida de
fluoruro amónico. La creciente
demanda industrial de
condensadores sólidos de tántalo,
que requieren de tántalo en polvo
de alta calidad y elevada área
superficial, ha conducido a
sustanciales mejoras del método
de reducción química deK2TaF7
con sodio. Estas mejoras
químicas introducidas son
consecuencia de las
modificaciones del proceso que
tuvieron que realizarse a partir de
1990 para mejorar la calidad
eléctrica requerida por los
condensadores de tántalo.
Palabras clave: Metalurgia
extractiva, Extracción con
disolventes, Tántalo,
Condensadores de tántalo.
1.- INTRODUCCIÓN
Los metales pesados niobio
(Nb) y tántalo(Ta) constituyen,
junto con el más ligero vanadio,
el Grupo 5 del Sistema Periódico
ABSTRACT
• In nature, the main source of tantalum is an
isomorphous series of minerals containing oxides of
tantalum, niobium, iron, and manganese, which are
collectively known as columbite-tantalite (coltan).
Upgraded Ta2O5-containing tin slags are also used as
a secondary source of tantalum. Coltan,either
naturally occurring or synthetically produced as
concentrates from tin slags, are digested with
hydrofluoric and sulphuric acid at an elevated
temperature.The aqueous solution of Ta-Nb in
hydrofluoric acid is extracted in several continuously
operating mixer-settler systems or extraction columns
with an organic solvent like methyl isobuthyl ketone.
The organic phase is then scrubbed with6-15 N
H2SO4 to separate the niobium from the tantalum by
selective stripping. The tantalum salt is extracted
from the organic phase with water or diluted aqueous
ammonium fluoride solution. The demands of the
solid tantalum capacitor industry for high quality,
high surface area tantalum powders have driven
improvements in the sodium reduction of K2TaF7.
The much-improved chemistryreflects the many
modifications to the process put in place after 1990
and the subsequent improvements in the electrical
quality as measured by the performance of tantalum
capacitors.
• Key words: Extractive metallurgy, Solvent
extraction, Tantalum, Tantalum capacitors.
• Gregorio López-López Catedrático de Química Inorgánica Universidad de Murcia
• Jesús López-López Ingeniero Industrial ETS deIngenieros Industriales, UNED, Madrid
• Mª Rosa García-Yagües Ingeniero de Organización Industrial ERION S.A
Recibido: 29/04/08 • Aceptado: 17/02/09
TÁNTALO: Un metal estratégico
TANTALUM: A strategic metal
Ingeniería y Tecnologías Químicas
220 Dyna Abril 2009 • Vol. 84 nº3 • 219/224 Informe Técnico
TÁNTALO: Un metal estratégico
Gregorio López-López, Jesús López-López, Mª RosaGarcía-Yagües
de elementos químicos. Como otras parejas de elementos
pesados de transición, tienen tamaños atómicos semejantes
(radios atómicos: Nb = 146 pm, Ta = 146 pm), lo que es
una consecuencia de la denominada contracción de los
lantanoides y de efectos relativistas. La primera es
motivada por el incompleto apantallamiento de los
electrones 4f a lo largo de la serie de elementos lantanoides,...