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钽的发现及产业发展历程

作者:xiongfeng   时间:2018-03-18 17:43   

  • 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。
  • 钽(Tantalum)元素名称来源于坦塔拉斯(Tantalus)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。
  • 中国钽工业发展历程
  • 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。