Tântalo - Bizuandobizuando.com/material-apoio/miq/Tantalo.pdfredução do Fluoreto de Potássio e Tântalo 1844- - Rose demonstrou que a Columbita Columbita continha 2 elementos (nióbio

TântaloTântalo

HistHistóóriaria18021802-- Descoberta por EkenbergDescoberta por Ekenberg

18241824-- Berzelius obteve o pBerzelius obteve o póó de Tântalo pela de Tântalo pela redureduçção do Fluoreto de Potão do Fluoreto de Potáássio e Tântalo ssio e Tântalo

18441844-- Rose demonstrou que a Rose demonstrou que a ColumbitaColumbita continha 2 elementos (nicontinha 2 elementos (nióóbio e Tântalo)bio e Tântalo)

18681868-- MarignacMarignac separouseparou--os os atratráávesves da diferenda diferençça a de solubilidade de seus fluoretos complexosde solubilidade de seus fluoretos complexos

19221922-- 11ªª vez produzido em escala industrial nos vez produzido em escala industrial nos EUA, atravEUA, atravéés da eletrs da eletróólise de sais fundidos com lise de sais fundidos com KK22TaFTaF77

OcorrênciaOcorrênciaOcupa a 54Ocupa a 54ªª posiposiçção na escala de abundância ão na escala de abundância relativarelativa

ColumbitaColumbita--TantalitaTantalita: f: fóórmula geral, (rmula geral, (FeFe,Mn) ,Mn) (Ta,(Ta,NbNb))22OO66

Minerais mais raros: Minerais mais raros: WodginitaWodginita, , EuxenitaEuxenita, , PirocloroPirocloro

PaPaííses da ses da ÁÁfrica ( Zimbfrica ( Zimbáábue, Congo, Nigbue, Congo, Nigééria e ria e MoMoççambique), Brasil e Austrambique), Brasil e Austráálialia

Ocorrência no BrasilOcorrência no Brasil

Possui 0,8% do total mundialPossui 0,8% do total mundial

DDéécada de 1990cada de 1990-- descoberta uma reserva descoberta uma reserva com 170 mil toneladas de com 170 mil toneladas de TantalitaTantalita, com , com 10% de Ta10% de Ta22OO55

Local totalmente inexploradoLocal totalmente inexplorado

columbite

euxenite

niobite

PropriedadesPropriedadesÉÉ um metal cinza, pesado e bastante duro. No um metal cinza, pesado e bastante duro. No estado puro, estado puro, éé ddúúctil e pode ser ctil e pode ser trefiladotrefilado em em arames finos, que são usados como filamentos arames finos, que são usados como filamentos para evaporar metais como o alumpara evaporar metais como o alumíínio.nio.

Tem excelente resistência Tem excelente resistência àà corrosão em corrosão em temperaturas abaixo de 150temperaturas abaixo de 150°°C. C. ÉÉ atacado atacado somente pelo somente pelo áácido fluorcido fluoríídrico, por soludrico, por soluçções ões áácidas contendo o cidas contendo o ííon fluoreto e por on fluoreto e por tritrióóxidoxido de de enxofre. enxofre. ÁÁlcalis o atacam de forma bastante lenta. lcalis o atacam de forma bastante lenta. TornaTorna--se mais reativo em altas temperaturas.se mais reativo em altas temperaturas.

O ponto de fusão O ponto de fusão éé alto, inferior apenas aos do alto, inferior apenas aos do tungstênio e rênio. tungstênio e rênio. ÉÉ supercondutor a supercondutor a --268,7268,7°°C. C. Filmes de Filmes de óóxido de tântalo são estxido de tântalo são estááveis e veis e possuem boas propriedades dielpossuem boas propriedades dieléétricas.tricas.

Grandeza Valor Unidade

Massa específica do sólido 16650 kg/m3

Ponto de fusão 3017 °C

Calor de fusão 36 kJ/mol

Ponto de ebulição 5458 °C

Calor de vaporização 735 kJ/mol

Temperatura crítica s/ dado °C

Eletronegatividade 1,5 Pauling

Estados de oxidação +5 -

Resistividade elétrica 13 10-8

Ω

m

Condutividade térmica 57,5 W/(m°C)

Calor específico 140 J/(kg°C)

Coeficiente de expansão térmica 0,63 10-5

(1/°C)

Coeficiente de Poisson 0,34 -

Módulo de elasticidade 186 GPa

Velocidade do som 3400 m/s

Estrutura cristalina cúbica de corpo centrado -

ProduProduççãoão

Comercialmente a produComercialmente a produçção do tântalo pode ão do tântalo pode seguir um dos diversos mseguir um dos diversos méétodos:todos:eletreletróóliselise do do fluortantalatofluortantalato de de potpotáássiossio fundido; fundido; ReduReduçção do ão do fluortantalatofluortantalato de potde potáássio com ssio com ssóódiodio; ; Reagindo o carboneto de tântalo com Reagindo o carboneto de tântalo com óóxido de xido de tântalo; tântalo; Como subproduto da extraComo subproduto da extraçção do ão do estanhoestanho;;O processo O processo ““KROLLKROLL””((TitanioTitanio) tamb) tambéém m éé aplicado para o tântalo em aplicado para o tântalo em

Reservas mundiais de Reservas mundiais de tantalitatantalitaMina do Mina do PitingaPitinga do Grupo Paranapanema, no do Grupo Paranapanema, no MunicMunicíípio de Presidente Figueiredo pio de Presidente Figueiredo –– AM.AM.

Na AustrNa Austráália, a Mina de lia, a Mina de GrenbushesGrenbushes (que (que tambtambéém produz lm produz líítio e estanho)tio e estanho)

Mina Mina WodginaWodgina

PRODUPRODUÇÇÃOÃOO consumo estO consumo estáá concentrado nos EUA, Japão, concentrado nos EUA, Japão,

Alemanha e ChinaAlemanha e China

PrePreççoo

BrasilBrasilAs exportaAs exportaçções brasileiras são realizadas sob a ões brasileiras são realizadas sob a forma de concentrado de forma de concentrado de tantalitatantalita columbitacolumbita, , óóxido de tântalo e ligas de xido de tântalo e ligas de FerroFerro--NiNióóbiobio--TântaloTântalo. . o tântalo consumido no Brasil o tântalo consumido no Brasil éé proveniente de proveniente de importaimportaçções de produtos industrializados ões de produtos industrializados principalmente componentes para a indprincipalmente componentes para a indúústria stria eletrônica.eletrônica.as exportaas exportaçções atingiram 443t em 2001 com ões atingiram 443t em 2001 com valordevalorde US$ 8.655 mil enquanto as importaUS$ 8.655 mil enquanto as importaçções ões alcanalcanççaram 467 t correspondentes a US$ 1.086 aram 467 t correspondentes a US$ 1.086 mil.mil.

PerspectivasPerspectivas

AplicaAplicaççõesõesAs principais aplicaAs principais aplicaçções do metal devemões do metal devem--se se ààs s caractercaracteríísticas de insticas de inéércia qurcia quíímica, resistência, dureza e mica, resistência, dureza e ductilidade.ductilidade.

•• Capacitores eletrolCapacitores eletrolííticos são provavelmente a principal aplicaticos são provavelmente a principal aplicaçção. O ão. O dieldieléétrico formado pela camada de trico formado pela camada de óóxido xido éé mais fino que o de outros mais fino que o de outros metais como alummetais como alumíínio. Isso permite elevada capacitância em nio. Isso permite elevada capacitância em pequeno volume, fator importante para equipamentos portpequeno volume, fator importante para equipamentos portááteis. teis. TambTambéém em alguns resistores especiais para circuitos de m em alguns resistores especiais para circuitos de ááudio. udio.

•• Componente de diversas ligas caracterizadas pelo alto ponto de Componente de diversas ligas caracterizadas pelo alto ponto de fusão, alta resistência e boa ductilidade fusão, alta resistência e boa ductilidade

•• Em vEm váários casos, o tântalo rios casos, o tântalo éé um substituto mais econômico um substituto mais econômico para a platina.para a platina.

•• Equipamentos para processamento de produtos quEquipamentos para processamento de produtos quíímicos, micos, reatores nucleares, aviões e mreatores nucleares, aviões e míísseis. sseis.

•• ÓÓxido de tântalo xido de tântalo éé usado em vidros especiais, de alto usado em vidros especiais, de alto ííndice ndice de refrade refraçção, para câmaras fotogrão, para câmaras fotográáficas.ficas.

•• Partes diversas de fornos a vPartes diversas de fornos a váácuo.cuo.

•• Por ser nãoPor ser não--irritante e totalmente imune irritante e totalmente imune àà aaçção dos fluidos ão dos fluidos corporais, corporais, éé usado extensivamente para produzir usado extensivamente para produzir equipamentos e implantes cirequipamentos e implantes cirúúrgicos em rgicos em medicinamedicina e e odontologiaodontologia. O . O óóxido de tântalo xido de tântalo éé usado para elevar o usado para elevar o ííndice ndice de refrade refraçção de ão de vidrosvidros especiais para lentes de câmera. O especiais para lentes de câmera. O metal tambmetal tambéém m éé usado para produzir peusado para produzir peçças eletrolas eletrolííticas de ticas de fornalhas de vfornalhas de váácuo.cuo.

Linhas de PesquisaLinhas de Pesquisa

Pesquisas na EELPesquisas na EEL

Grupo de Metais e Ligas EspeciaisGrupo de Metais e Ligas Especiais

Grupo de SupercondutividadeGrupo de Supercondutividade


Comportamento MecânicoComportamento MecânicoConformaConformaçção Mecânicaão MecânicaDesenvolvimento de Metodologia para Desenvolvimento de Metodologia para CaracterizaCaracterizaçção Quão Quíímica do Metal e Ligasmica do Metal e LigasObtenObtençção de Metais e Ligas Refratão de Metais e Ligas RefratááriasriasTransformaTransformaçção de Fases e Cão de Fases e Cáálculo lculo Termodinâmico de Diagrama de FasesTermodinâmico de Diagrama de FasesProcessamento e CaracterizaProcessamento e Caracterizaççãoão


Corrosão e EletrodeposiCorrosão e Eletrodeposiççãoão

•• Estudo do comportamento eletroquEstudo do comportamento eletroquíímico do tântalo mico do tântalo e de ligas titânioe de ligas titânio--tântalo em solutântalo em soluçções de vões de váários rios áácidos, cidos, àà vváárias concentrarias concentraçções e temperaturas ões e temperaturas

•• Estudo comparativo das caracterEstudo comparativo das caracteríísticas de corrosão sticas de corrosão da liga da liga NbNb--20 a 25%Ta em rela20 a 25%Ta em relaçção aos ão aos materiasmaterias convencionais convencionais


Processamento de Metais e Ligas Via Processamento de Metais e Ligas Via Metalurgia do PMetalurgia do Póó

Grupo de SupercondutividadeGrupo de Supercondutividade

AplicaAplicaçções Supercondutorasões Supercondutoras

•• AvaliaAvaliaçção / Estudo da difusão da liga ão / Estudo da difusão da liga NbNb--20%Ta e Ti20%Ta e Ti

FIMFIM

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