Тантал (Ta)

[tantalum] — элемент V группы Периодической системы; атомный номер 73, атомная масса 180,9479; металл стального цвета с синеватым оттенком. Та открыт в 1802 г. шведским химиком А. Г. Экбергом. Металлический Та впервые получил в 1903 г. немецкий химик В. фон Болтон. Содержание Та в земной коре 2 • 10^-4 %. Та в соединениях проявляет преимущественно степень окисления +5; известны соединения со степенью окисления — 1, +1, +2, +3 и +4; t_пл ≈ 2996 °с; t_кип = 5300 °С, γ = 16.65 г/см³; HB 590 — 150. Металлический Та стоек в большинстве агрессивных сред, в том числе в «царской водке». Взаимодействует с HF (кислотой), с расплавами щелочей, с H₂SO₄ и Н₃РО₄ выше 50-100 °С. Та в значительных количествах адсорбирует H₂, О₂ и N₂. Стоек при низких температураx на воздухе. При нагревании выше 300 °С начинает окисляться. Взаимодействует с F₂ при комнатной температуре, с Сl₂ — выше 250 °С, с Br₂ — выше 300 °С. С₂ и С-содержащие газы при 1200-1400 °С взаимодействует с Та с образованием карбидов. Та образует интерметаллические соединения преимущественно с переходящими металлами VII-VIII групп и металлами IIIб-IVб подгрупп Периодической системы. Та содержат следующие минералы: колумбит-танталит, микролит, лопарит, некоторые Ti-минералы (например, ильменорутил). Переработка рудного сырья на металлический Та включает: получение концентратов, содержащих до 40 — 65 % Та₂O₅; Nb; получение металлического Та из его соединений (электролизом расплавленных фтористых сред; восстановленным натрием и др.). Обычно Та получают в виде порошка чистотой 98 — 99 %. Компактный Та получают спеканием предварительно спрессованных заготовок прямым пропусканием тока при 2500-2700 °С или косвенным нагреванием при 2200-2500 °С в вакууме; при этом чистота металла повышается до 99,9 — 99,95 %. Для получения больших слитков металла и для рафинирования применяют электровакуумную плавку в дуговых печах с расходным электродом и в электроннолучевых печах.
Основное количество Та (60-75 %) используется в электровакуумной технике: он служит материалом для геттеров, анодов, сеток и других деталей электронных ламп. В электротехнической промышленности Та применяют для изготовления нагревателей и элементов конструкций (экранов, контактов и др.) печей, эксплуатируемых при t> 1700 °С; для изготовления электролитических конденсаторов, выпрямителей. Около 20 — 30 % Та используется в производстве деталей химической аппаратуры взамен Pt. Та используется в качестве легирующей добавки при производстве высокопрочных, коррозионностойких и жаропрочных сталей и специальных сплавов.