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Tantal ist ein Element, dass sich vielfach in unserem alltäglichen Leben finden lässt. Es verbessert die Leistung von Technologie und Material. Unter anderem wird es in der Elektronik, der Medizin, im Maschinenbau und der Energiegewinnung verwendet.
Tantal wurde 1802 von Anders Gustaf Ekenberg, einem schwedischen Chemiker, in Mineralien, die in Ytterby, Schweden gewonnen wurden, entdeckt. Viele Wissenschaftler glaubten, dass er lediglich ein Allotrop von Niob, einem Element, das Tantal chemikalisch ähnelt, gefunden hat. Diese Streitfrage konnte schließlich 1866 geklärt werden, als Jean Charles Galissard de Marignac, ein Schweizer Chemiker, bewies, dass es sich bei Tantal und Niob um zwei unabhängige Elemente handelt. Die ersten relativ reinen Tantalproben konnten 1907 produziert werden. Heute wird Tantal in erster Linie aus den Mineralien Kolumbit ((Fe, Mn, Mg)(Nb, Ta)2O6), Tantalit ((Fe, Mn)(Ta, Nb)2O6) und Euxenit ((Y, Ca, Er, La, Ce, U, Th)(Nb, Ta, Ti)2O6) gewonnen.
Tantal besitzt einzigartige Eigenschaften, so dass es sich für verschiedene besondere Zwecke eignet. Es besitzt einen außerordentlich hohen Schmelzpunkt (ca. 3.000° C), ist höchst korrosionsbeständig, vermischt sich gut mit anderen Metallen und ist supraleitfähig für Elektrizität. Die wichtigste Eigenschaft ist seine hervorragende Kapazität, die es dem Metall erlaubt, Strom zu speichern und wieder freizulassen.
Verwendung von Tantal
Ungefähr die Hälfte des jährlichen Verbrauchs von Tantal wird in der Elektronikindustrie verwendet, hauptsächlich als Pulver und Draht für Kondesatoren. Dies verdankt sich der besonderen Fähigkeit von Tantal, elektrische Energie speichern und freilassen zu können. Aufgrund dessen können Bauteile ungewöhnlich klein gehalten werden und werden deshalb in den Bereichen Telekommunikation, Datenspeicherung und für medizinische Implantate eingesetzt. Tantal wird außerdem zur Herstellung von elektronischen Geräuschfiltern und als Schutz vor Kupferdiffusion in Halbleitern verwendet. Tantalkarbid ist aufgrund seiner Härte ideal für Schneidwerkzeuge.
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Tantal und Tantalpentoxid (Ta2O5), eine der Tantalverbindungen, werden hauptsächlich in der Elektronik zur Herstellung von vergleichsweise kleinen Kondesatoren verwendet. Diese sind ideal für High-Tech-Anwendungen wie Digital- und Videokameras sowie Mobiltelefone, Laptops, LCD- und Plasmafernseher und Datenspeichergeräte.
Da Designer immer größere Funktionalität in immer kleiner werdende Geräte packen, stammt der Großteil des Bedarfs nach Tantalkondensatoren aus der Spieleindustrie und von den Produzenten tragbarer Geräte. Darüber hinaus zeigen auch Industrien wie das Militär, Fahrzeughersteller und die Medizin Interesse, da hier Bauteile benötigt werden, die sowohl eine hohe Verlässlichkeit als auch Leistungsfähigkeit aufweisen.
Tantal-Kondensatoren finden sich ebenfalls in der Fahrzeugelektronik, unter anderem im Antiblockiersystem (ABS) und in der Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) sowie in Navigationssystemen, in der Zündung von Airbags, in der Motorsteuerung und in der Regelung der Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs. Medizinische Verwendungen schließen Herzschrittmacher, implantierte Auto-Defibrillatoren und Hörgeräte ein.
Tantal ist ein starkes, duktiles Metall, das bei Raumtemperatur nahezu immun gegen den Einfluss von Chemikalien ist. Es kann zu einem feinen Draht gezogen werden, der dazu benutzt wird, Metalle wie Aluminium zu evaporieren. Tantal hat einen hohen Schmelzpunkt und wird häufig als Ersatz für das teurere Platin verwendet. Es wird zudem verwendet, um Bauteile für Chemiefabriken, Atomkraftwerke, Flugzeuge und Raketen herzustellen. Tantal reagiert nicht mit Körperflüssigkeiten und wird daher für chirurgische Gerätschaften eingesetzt. Darüber hinaus verursacht Tantal keine Reizungen des menschlichen Körpers und wird daher sowohl für chirurgische Nähte als auch Implantate wie künstliche Gelenke und Metallschädelplatten verwendet. Tantal wird Stahl beigemischt, um dessen Duktilität, Festigkeit und Schmelzpunkt zu erhöhen.
Es wird ferner für die Herstellung von Glas mit einem höherem Brechwert verwendet, das in Kameralinsen zum Einsatz kommt. Ein Werkstoff, der aus Tantalkarbid (TaC) und Graphit besteht, ist eines der härtesten bekannten Materialien und wird an den Schnittkanten von Hochgeschwindigkeits-Werkzeugsmaschinen eingesetzt.
Weltweiter Tantalverbrauch
Die beiden Hauptverbraucher von Rohtantal sind die H.C. Starck GmbH und Cabot Corp. Weitere Tantal-verarbeitende Industrie sitzt in China (Ningxia Non-ferrous Metals Import and Export Corp., Jiujiang Tanbre Smelter, Jiujiang Jinxin Non-ferrous Metals Co Ltd.), Estland (AS Silmet), Japan (Mitsui Mining & Smelting Co Ltd.), Kasachstan (NAC Kazatomprom) und Russland (Solikamsk Magnesium Works).
Hauptquellen von Rohtantal
Tantalerze werden hauptsächlich in Australien, Kanada, Brasilien und Zentralafrika gefunden; ferner stammen einige zusätzliche Mengen aus Südostasien. Der durchschnittliche Bedarf für Tantal ist seit 1995 um 8-12% jährlich gewachsen; dies hat zu einem Anstieg der Exploration nach diesem Metall geführt.
Tantalith, Mikrolith und Wodginith sind die Tantalmineralien mit der größten wirtschaftlichen Bedeutung; es ist jedoch üblich jedes Tantal-haltige Mineralkonzentrat als Tantalith zu bezeichnen, da es in erster Linie aufgrund des Tantalwerts verarbeitet und auf dieser Grundlage verkauft wird. Der Verkauf von Tantalmineralkonzentraten basiert auf einer zertfizierten Analyse des Tantaloxidgehalts mit einer Spanne von 10-15% bis zu über 60% abhängig von der Quelle.
Die größte Quelle für Tantalmineralkonzentrat ist die Produktion aus der Mine von Talison Minerals Pty Ltd. in Westaustralien. Das Unternehmen produziert zwischen 25% und 35% des weltweiten Bedarfs mit ungefähr 1,4 Millionen Pfund Ta2O5. Weitere Minen in Betrieb sind die Tanco Mine (Cabot) in Manitoba, Canada, die Kenticha Mine (Ethopia Minerals Development Authority) in Äthopien, die Yichun Mine in China und die Pitinga Mine (Paranapanema) und die Mibra Mine (Metallurg) in Brasilien.
Zusätzliche Menge sind aus Brasilien durch die Verarbeitung kleiner Alluvialböden sowie in zahlreichen Ländern in Afrika wie Ruanda, Namibia, Uganda, Gabun, Nigeria, Südafrika, Burundi und der Demokratischen Republik Kongo verfügbar.
Aufgrund der politisch instabilen Situation und des damit einhergehenden Risikos wurden Investitionen in den Bergbau in Afrika drastisch eingeschränkt. Die zentralafrikanischen Länder Ruanda und Demokratische Republik Kongo sowie deren Nachbarstaaten sind in der Vergangenheit die Bezugsquelle bedeutender Mengen gewesen. Bürgerkriege, Plünderungen von Nationalparks und der Export von Mineralien, Diamanten und anderen natürlichen Rohstoffen wurden in diesen Ländern dazu genutzt, die Milizheere zu finanzieren. Aufgrund dessen haben Organisationen wie das Tantalum-Niobium International Study Center (TIC) ihre Mitglieder dazu aufgerufen, dafür Sorge zu tragen, dass ihr Rohmaterial lediglich aus rechtmäßigen Quellen bezogen wird. Die Mitglieder sind dazu angehalten, vom Materialkauf aus Regionen, in denen entweder das menschliche Gemeinwohl oder wild lebende Tiere bedroht werden, Abstand zu nehmen.
Der Tantalpreis
Im Gegensatz zu anderen Metallen wird Tantal nicht als Rohstoff auf den anerkannten Metallmärkten gehandelt. Der Tantalhandel erfolgt stattdessen auf Verhandlungsbasis. Dieser Umstand verleiht den Anbietern eine beachtliche Verhandlungsstärke, vor allem während einer Hausse des Tantalpreises.
Tantal verwendende Unternehmen weltweit
Tantalkondesatoren werden von vielen großen internationalen Unternehmen verwendet:
Verwendung für Drahtlosanwendungen:
- Sony Corporation
- Nokia
- Motorola Inc.
- Panasonic
Verwendung für Infrastruktur:
- Cisco Systems Inc.
- Nortel Networks Corporation
Verwendung für Computerhardware:
- Intel Corporation
- Hewlett-Packard Company
- IBM
- Dell Computer Corporation
- Compaq Computer Corporation
- Seagate Technology Inc.
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