钽 Tantalum
- 钽（Tantalum）是一种金属元素，元素符号为Ta，原子序数为73，密度为16.68g/cm³，熔点为2980℃，是仅次于钨、铼的第三个最难熔的金属。纯钽略带蓝色色泽，延展性极佳，在冷状态下无需中间退火就可轧成很薄(小于0.01毫米)的板。钽的抗蚀能力与玻璃相同，在中温(约150℃)只有氟、氢氟酸、三氧化硫(包括发烟硫酸)、强碱和某些熔盐对钽有影响。金属钽在常温的空气中稳定，加热到高于500℃则加速氧化生成Ta205。钽具有熔点高、蒸汽压低、冷加工性能好、化学稳定性高、抗液态金属腐蚀能力强、表面氧化膜介电常数大等一系列优异性能，在电子、冶金、钢铁、化工、硬质合金、原子能、超导技术、汽车电子、航空航天、医疗卫生和科学研究等高新技术领域有重要应用。目前钽的最主要应用为钽电容。钽在自然中一定与化学性质相近的铌一起出现，一般蕴藏在钽铁矿、铌铁矿和钶钽铁矿中。巴西和澳大利亚是钽资源最为丰富的两个国家。
钽的发现及产业发展历程
【钽的发现历史】
- 17世纪中叶，在北美洲发现的一种很重的黑色矿物质（钽的密度为16.68g/cm³），送到了英国博物馆保管。过了约150年，直至1801年，英国化学家查理斯•哈契特(C.Hatchett，1765-1847)接受了英国博物馆的这种矿石的分析任务，从其中发现了一种新元素并把它命名为钶元素(Columbium，后改名为铌)，这是为了纪念该矿物质最早被发现的地方--哥伦比亚。
- 1802 年，瑞典化学家安德斯•古斯塔夫•埃克伯格(A.G.Ekaberg，1767-1813)在分析斯堪的那维亚半岛的一种矿物(铌钽矿)时，使它们的酸生成氟化复盐后，进行再结晶，从而发现了新元素，他参照希腊神话中宙斯神的儿子坦塔拉斯(Tantalus)的名字，将这个元素命名为Tantalum（钽）。
- 由于钶和钽的性质非常相似，人们曾一度认为它们是同一种元素。1809年，英国化学家威廉•海德•沃拉斯顿(William Hyde Wollaston)对钽和钶的氧化物分别做了对比，虽然得出不同的密度值，但他认为两者是完全相同的物质。
- 到1844年，德国化学家罗塞(Heinrich Rose,1795-1864)，驳斥钽和钶是同种元素的结论，并通过化学方法判明了它们是两种不同的元素。他以希腊神话中坦塔洛斯的女儿尼俄伯(Niobe，泪水女神)和儿子珀罗普斯(Pelops)把这两种元素分别命名为"Niobium"和"Pelopium"。
- 1864年，克利斯蒂安•威廉•布隆斯特兰(Christian Wilhelm Blomstrand)、亨利•爱丁•圣克莱尔•德维尔和路易•约瑟夫•特罗斯特(Louis Joseph Troost)明确证明了钽和铌是两种不同的化学元素，并确定了一些相关化合物的化学公式。
- 同年，德马里尼亚在氢气环境中加热氯化钽，从而经还原反应首次制成钽金属。早期炼成的钽金属都含有较多的杂质。Werner von Bolton在1903年首次制成纯钽金属。
- 科学家最早使用分层结晶法把钽(七氟钽酸钾)从铌(一水合五氟氧铌酸钾)中提取出来。这一方法由德马里尼亚于1866年发现。今天科学家所用的则是对含氟化物的钽溶液进行溶剂萃取法。
【钽产业发展历程】
- 钽虽然在19世纪初就已被发现了，但直到1903年才制出了金属钽，1922年开始工业生产钽。因此，世界钽工业的发展始于20世纪20年代，中国钽工业始于1956年。
- 美国是世界上最早开始生产钽的国家，1922年开始工业规模生产金属钽。日本和其他资本主义国家均是从20世纪50年代末或60年代初开始发展钽工业的。经过几十年的发展，世界钽工业生产已经达到了相当高的水平。20世纪90年代以来，较有规模的钽产品生产企业有美国Cabot 集团（美国Cabot、日本昭和Cabot）、德国HCST集团（德国HCST、美国NRC、日本V-Tech、泰国TTA）和中国宁夏东方钽业股份有限公司三大集团，这三大集团生产的钽产品占世界总量的80%以上。国外钽工业的产品、工艺技术和装备水平普遍都很高，适应了世界科技高速发展的需要。
- 中国钽工业始于20世纪60年代。中国初期钽冶炼、加工生产规模、技术水平、产品档次和质量状况与发达国家比较相差甚远。自90年代，特别是1995年以来，中国钽生产应用呈现出快速发展的态势，如今，中国钽工业已实现了“从小到大、从军到民、从内到外”的转变，形成了世界唯一的从采矿、冶炼、加工到应用的工业体系，高、中、低端产品全方位的进入了国际市场，中国成为世界钽冶炼加工第三强国，进入世界钽工业大国的行列。
- 同时，中国钽产业发展也面临一定的问题。如原料短缺，资源储量稀少。中国已探明的钽资源特点是矿脉分散、矿物成份复杂、原矿中 Ta2O5品位低、矿物嵌布粒度细、经济资源少，因此难以再建大规模的矿山。虽说近年也有大型钽铌矿的发现，但详细的地质情况、矿物情况、经济评价都不清晰，因此，中国钽初级原料的供应存在很大问题。
- 中国钽产业还面临着另一个难题，即高新技术产品开发能力不足。不可否认，中国的钽工业技术、装备虽然已有很大发展，并拥有批量生产全系列钽产品的生产能力，但中低档产能过剩，高档产品如高比容高压钽粉、半导体用的钽靶材等生产能力不足的尴尬局面难以扭转。由于国内相关高新技术产业用量很少，带动力不足等问题，影响了中国钽工业高新技术产品的发展。从企业层面看，钽产业发展缺少指导与调控。近年来，钽冶炼加工企业由最初的5家迅速发展到20家，重复建设十分严重，生产能力过剩非常突出。
- 在多年的国际化经营中，中国钽企业改进了工艺、装备，提高了产品规模、品种和质量，进入了钽工业生产应用大国的行列。只要再进一步解决好原料问题、高新技术产品产业化问题以及产业重组问题，中国钽工业就一定会进入世界强国的行列。
