Ученые получили тантал из ранее не использовавшегося для этого минерала
Метод переработки минерала, который ранее не использовался для получения тантала разработали исследователи из Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева Кольского научного центра, сообщает 13 декабря научно-популярный портал Naked Science.
Ученые Кольского научного центра разработали схему получения тантала из минерала плюмбомикролит — Pb1.8(Ta, Nb)2O6(F, OH), который вместе с ниобием содержится в породе, оставшейся после добычи амазонита (полудрагоценный поделочный камень). Крупнейшее в мире месторождение амазонита — Плоская гора, расположено в центральной части Кольского полуострова. В настоящее время амазонит там не добывают.
Тантал, обладающий высокой температурой плавления, 3016 °C, применяется в виде сплавов в атомной энергетике, химической промышленности, а в качестве компонента функциональных материалов — в оптике, электронике и электротехнике.
В верхней части земной коры содержится всего 2,2×10⁻⁶ % тантала и только в составе минералов, где он составляет малую часть. В России разведано несколько месторождений тантала, но основные запасы этого стратегического сырья находятся в Африке и Америке. Цена тантала на мировом рынке очень велика, поэтому его добыча рентабельна даже в случае руд, бедных танталом.
Для таких руд наиболее перспективным способом комплексной переработки является гидрометаллургия. Ее применение позволяет получить высокую степень извлечения полезных элементов, выбрать металлы со схожими свойствами, понизить энергозатраты и загрязнение окружающей среды вредными для экологии отходами.
Исследователи выбрали, как наиболее целесообразный способ, разложение плюмбомикролита смесью плавиковой кислоты с серной или азотной и выделение тантала и ниобия из раствора методом экстракции. Экстрагентом после проведенных расчетов был выбран октанол-1.
Было предложено две схемы для плавиковой и азотной и плавиковой и серной кислот. Также были определены оптимальные условия получения растворов тантала высокой чистоты для всех стадий (экстракция — промывка — отпарка). Производимые по предложенным схемам соединения тантала — пятиокись тантала и гептафлуотанталат калия, соответствуют нормам для особо чистых веществ по содержанию примесей.
Производители могут выбрать из предложенных схем ту, которая для них будет более рентабельной. Ученые отмечают, что рентабельность можно еще существенно повысить, если параллельно с добычей тантала возобновить добычу амазонита.
