Тантал в свободном состоянии. Синеватый металл серого цвета, с исключительно прочной связью между атомами, что обусловливает большие значения его температур плавления 3000 С и кипения 5300 С , Легко обрабатывается на холоду давлением. Механические свойства тантала лучше, чем у ниобия.
Как при высоких, так и при низких температуpax он бывает пластичен и не становится хрупким даже при температуре жидкого азота -196 С . Если содержит примеси азота, водорода, кислорода и углерода, то свойства резко ухудшаются. Поэтому получение его в возможно чистом виде - основная задача при переработке танталового сырья. Даже если его значительно меньше, чем ниобия, и содержание составляет 0,01 , все равно это сырье представляет промышленную ценность. Кропотливой обработкой обогащением, рудоразборкой, гравитационными методами с последующей флотацией, электромагнитной, электростатической или радиометрической сепарацией - создают танталовые концентраты.
Они содержат до 60 и даже больше оксидов тантала и ниобия. Дальнейшая обработка происходит, как уже описано в разделе о ниобии. Конечными продуктами разделения обычно являются оксид тантала Ta2O5, фторотанталат калия K2TaF7 или пентахлорид TaCl5. Существо проблемы получения металлического тантала связано с двумя его свойствами, которые, казалось бы, противоречат друг другу он тугоплавок, но при небольшом нагревании легко вступает в реакцию окисления.
Это преодолевают, применяя электрохимическое восстановление, а также восстановлением натрием или углем. Полученный в виде порошка или брикетов металлический тантал подвергают дальше спеканию с одновременным рафинированием в вакууме рис. 39 . В последние годы, так же как и для выплавки ниобия, все шире применяется дуговая или электронно-лучевая плавка, при этом происходит особенно сильная очистка металлов.
Несмотря на трудность обработки и получения, сейчас за рубежом в год выпускают примерно 300 - 400 т чистого металла. Тантал более редкий и дорогой металл, чем ниобий применение этого элемента отчасти сдерживается высокой его ценой. Потребность в тантале особенно велика в новейших отраслях производства. Атомная техника самые ответственные части ядерных реакторов делаются из металлического тантала. Он может выдерживать большие температуры, не вступая во взаимодействие с теплоносителями и металлическим топливом.
Металлургия в состав сверхтвердых сплавов на ряду с карбидами вольфрама и титана входит карбид тантала ТаС tпл 3800 С . Химическая промышленность используется высокая коррозийная устойчивость тантала, не снижающаяся при нагревании. Рис. 3. Методы получения металлов, Непрерывная плавка а А - расплав, Б - вращающаяся затравка, В-медные трубки охлаждения. Восстановление водородом б 1- кварцевая ила металлическая труба, 2 - держатели или кольцевые нагреватели, 3 - лодочка или емкость для образца, 4 - образцы, 5 - рычаг управления движением образцов.
Перечень хороших качеств металлического тантала твердость, ковкость на холоду, пластичность, устойчивость к химическим воздействиям следует дополнить особым свойством В отличие от других металлов тантал совершенно не раздражает соприкасающуюся с ним живую ткань. Тонкие пластиной и проволока из тантала - ценнейший материал костной и пластической хирургии. Танталовые заплаты на черепе, скрепление костей и даже сшивание нервов стали возможны благодаря такому удивительному свойству этого металла.
IV.2.