鉭有非常出色的化學(xué)性質(zhì)，具有極高的抗腐蝕性。無論是在冷和熱的條件下，對鹽酸、濃硝酸及“王水”都不反應(yīng)?？捎脕碇圃煺舭l(fā)器皿等，也可做電子管的電極、整流器、電解、電容。醫(yī)療上用來制成薄片或細(xì)線，縫補破壞的組織。雖然鉭的抗腐蝕性很強，但是其抗腐蝕性是由于表面生成穩(wěn)定的五氧化二鉭（Ta2O5）保護膜。鉭的活動性在所有金屬元素中排倒數(shù)第四。

物理性質(zhì)

一種金屬元素。質(zhì)地十分堅硬、富有延展性。

元素信息

CAS號：7440-25-7

系列：過渡金屬。

相對原子質(zhì)量：180.94788 - 12C=12.0000

密度16650kg/m316.654g/cm3

硬度6.5

元素分區(qū)5族,6,d

顏色：藍(lán)灰色

價電子排布：[氙]4f5d6s

原子體積: - 立方厘米/摩爾

10.90

元素在海水中的含量: - ppm

0.000002

地殼中含量：1（ppm）

2

氧化態(tài)：

MainTa+5

OtherTa-3,Ta-1,Ta+1,Ta+2,Ta+3,Ta+6

晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子。

晶胞參數(shù)：

a=330.13pm

b=330.13pm

c=330.13pm

α=90°

β=90°

γ=90°

維氏硬度（電弧熔煉并冷作硬化）：230HV

維氏硬度（再結(jié)晶退火）：140HV

維氏硬度（經(jīng)一次電子束熔煉）：70HV

維氏硬度（經(jīng)二次電子束熔煉）：45-55HV

熔點：2995℃

聲音在其中的傳播速率：（m/S）3400

電離能 - kJ/mol

M-M+761

M+-M2+1500

M2+-M3+2100M3+-M4+3200

M4+-M5+4300

發(fā)現(xiàn)人：1802年由瑞典化學(xué)家安德斯·古斯塔法·?？瞬└癜l(fā)現(xiàn)。

元素命名：?？瞬└窀鶕?jù)古希臘神話中中第比斯城皇后尼奧比的父親坦塔羅斯的名字命名了該元素。

來源：主要存在于鉭鐵礦中，同鈮共生。

還可以用做電子元件的電容。

化學(xué)性質(zhì)

鉭還有非常出色的化學(xué)性質(zhì)，具有極高的抗腐蝕性，無論是在冷和熱的條件下，對鹽酸、濃硝酸及“王水”都不反應(yīng)。但鉭在熱的濃硫酸中能被腐蝕，在150℃以下，鉭不會被濃硫酸腐蝕，只有在高于此溫度才會有反應(yīng)，在175度的濃硫酸中1年，被腐蝕的厚度為0.0004毫米，將鉭放入200℃的硫酸中浸泡一年，表層僅損傷0.006毫米。在250度時，腐蝕速度有所增加，為每年被腐蝕的厚度為SDS毫米。

在300度時，被腐蝕的速度則更加快，浸泡1年，表面被腐蝕1.368毫米。在發(fā)煙硫酸（含15%的SO3）腐蝕速度比濃硫酸中更加嚴(yán)重，在130度的該溶液里浸泡1年，表面被腐蝕的厚度為15.6毫米。鉭在高溫下也會被磷酸腐蝕，但該反應(yīng)一般在150度以上才發(fā)生，在250度的85%的磷酸中，浸泡1年SS，表面被腐蝕20毫米，另外，鉭在氫氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解，在氫氟酸中也能被溶解。

但是鉭更害怕強堿，在110度40%濃度的燒堿溶液里，鉭會被迅速溶解，在同樣濃度的氫氧化鉀溶液中，只要100度就會被迅速溶解。除上面所述情況外，一般的無機鹽在150度以下一般不能腐蝕鉭。實驗證明，鉭在常溫下，對堿溶液、氯氣、溴水、稀硫酸以及其他許多藥劑均不起作用，僅在氫氟酸和熱濃硫酸作用下有所反應(yīng)。這樣的情況在金屬中是比F較罕見的。

λ：波長

f：振子強度

W：單色器光譜通帶

N-A（氧化亞氮-乙炔焰）

S*：元素的特征濃度（1%吸收靈敏度）

CL：元素的檢測極限

R·S：同一元素主要吸收線間的相對靈敏度

F：火焰類型

化學(xué)符號Ta，鋼灰色金屬，在元素周期表中屬VB族，原子序數(shù)73，原子量180.9479，體心立方晶體，常見化合價為+5。

鉭是由瑞典化學(xué)家?？素惱?- A.G.Ekeberg在1802年發(fā)現(xiàn)的，按希臘神話人物Tantalus（坦塔羅斯）的名字命名為tantalum。1903年德國化學(xué)家博爾頓（W.vonBolton首次制備了塑性金屬鉭用作燈絲材料。1940年大容量的鉭電容器出現(xiàn)，并在軍用通信中廣泛應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)期間，鉭的需要量劇增。

50年代以后，由于鉭在電容器、高溫合金、化工和原子能工業(yè)中的應(yīng)用不斷擴大，需要量逐年上升，促進(jìn)了鉭的提取工藝的研究和生產(chǎn)的發(fā)展。中國于60年代初期建立了鉭的冶金工業(yè)

資源簡介

鉭是稀有金屬礦產(chǎn)資源之一，是電子工業(yè)和空間技術(shù)發(fā)展不可缺少的戰(zhàn)略原料。

鉭和鈮的物理化學(xué)性質(zhì)相似，因此共生于自然界的礦物中。劃分鉭礦或鈮礦主要是根據(jù)礦物中鉭和鈮的含量，鈮含量高時稱為鈮礦，鉭含量高時則稱為鉭礦。鈮主要用于制造碳鋼、超級合金、高強度低合金鋼、不銹鋼、抗熱鋼及合金鋼；鉭則主要用于電子原器件及合金的生產(chǎn)。

鉭鈮礦物的賦存形式和化學(xué)成分復(fù)雜,其中除鉭、鈮外，往往還含有稀土金屬、鈦、鋯、鎢、鈾、釷和錫等。鉭的主要礦物有：鉭鐵礦[ - Fe,Mn - Ta,Nb2O6]、重鉭鐵礦 - FeTa2O6、細(xì)晶石[ - Na,CaTa2O6 - O,OH,F]和黑稀金礦[ - Y,Ca,Ce,U,Th - Nb,Ta,Ti2O6]等。煉錫的廢渣中含有鉭，也是鉭的重要資源。

已查明世界的鉭儲量 - 以鉭計約為134000短噸，扎伊爾占首位。1979年世界鉭礦物的產(chǎn)量 - 以鉭計為788短噸 - 1短噸=907.2公斤。中國從含鉭比較低的礦物中提取鉭的工藝，取得了成就。

電容器是鉭的主要最終消費領(lǐng)域，約占總消費量的60%。美國是鉭消費量最大的國家，1997年消費量達(dá)500噸，其中60%用于生產(chǎn)鉭電容器。日本是鉭消費的第二大國，消費量為334噸。

21世紀(jì)初，隨著電容器生產(chǎn)的發(fā)展迅速，市場供不應(yīng)求。世界鉭電容器的生產(chǎn)量達(dá)2.50億件，需消費鉭1000噸。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的統(tǒng)計，鉭在地殼中的自然儲量為15萬噸，可開采儲量超過4.3萬噸。2004年，世界鉭開采量為1510噸，其中，澳大利亞730噸，莫桑比克280噸，巴西250噸，加拿大69噸，剛果60噸。

中國資源量，主要分布在江西、福建、新疆、廣西、湖南等省。從未來發(fā)展的需求看，電容器仍是鉭的主要應(yīng)用領(lǐng)域。如果按儲量基礎(chǔ)24000噸計算，也只能保證24年的需求。盡管如此，鉭資源的前景仍然是看好的。首先，在世界十分豐富的鈮礦床中，伴生有大量的鉭資源。

其中，格陵蘭南部加達(dá)爾鈮、鉭礦的鉭資源量就達(dá)100萬噸。其次，西方已開始利用含Ta2O53%以下的大量錫爐渣。此外，代用品的研究和利用也有了很快的發(fā)展，如鋁和陶瓷在電容器領(lǐng)域代替鉭；硅、鍺、銫可在電子儀器用途上，代替鉭制造整流器等。

制備方法

冶煉方法：鉭鈮礦中常伴有多種金屬，鉭冶煉的主要步驟是分解精礦，凈化和分離鉭、鈮，以制取鉭、鈮的純化合物，最后制取金屬。

礦石分解可采用氫氟酸分解法、氫氧化鈉熔融法和氯化法等。鉭鈮分離可采用溶劑萃取法〔常用的萃取劑為甲基異丁基銅 - MIBK、磷酸三丁酯 - TBP、仲辛醇和乙酰胺等〕、分步結(jié)晶法和離子交換法。

分離：首先將鉭鈮鐵礦的精礦用氫氟酸和硫酸分解鉭和鈮呈氟鉭酸和氟鈮酸溶于浸出液中，同時鐵、錳、鈦、鎢、硅等伴生元素也溶于浸出液中，形成成分很復(fù)雜的強酸性溶液。鉭鈮浸出液用甲基異丁基酮萃取鉭鈮同時萃入有機相中,用硫酸溶液洗滌有機相中的微量雜質(zhì)，得到純的含鉭鈮的有機相洗液和萃余液合并,其中含有微量鉭鈮和雜質(zhì)元素，是強酸性溶液，可綜合回收。

純的含鉭鈮的有機相用稀硫酸溶液反萃取鈮得到含鉭的有機相。鈮和少量的鉭進(jìn)入水溶液相中然后再用甲基異丁基酮萃取其中的鉭,得到純的含鈮溶液。純的含鉭的有機相用水反萃取就得到純的含鉭溶液。反萃取鉭后的有機相返回萃取循環(huán)使用。純的氟鉭酸溶液或純的氟鈮酸溶液同氟化鉀或氯化鉀反應(yīng)分別生成氟鉭酸鉀 - K2TaF7和氟鈮酸鉀 - K2NbF7結(jié)晶，也可與氫氧化銨反應(yīng)生成氫氧化鉭或氫氧化鈮沉淀。鉭或鈮的氫氧化物在900～1000℃下煅燒生成鉭或鈮的氧化物。

鉭的制取：

①金屬鉭粉可采用金屬熱還原（鈉熱還原）法制取。在惰性氣氛下用金屬鈉還原氟鉭酸鉀：K2TaF7+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反應(yīng)在不銹鋼罐中進(jìn)行，溫度加熱到900℃時,還原反應(yīng)迅速完成。此法制取的鉭粉，粒形不規(guī)則，粒度細(xì)，適用于制作鉭電容器。金屬鉭粉亦可用熔鹽電解法制?。河梅g酸鉀、氟化鉀和氯化鉀混合物的熔鹽做電解質(zhì)把五氧化二鉭 - Ta2O5溶于其中，在750℃下電解,可得到純度為99.8～99.9%的鉭粉。

②用碳熱還原Ta2O5亦可得到金屬鉭。還原一般分兩步進(jìn)行:首先將一定配比的Ta2O5和碳的混合物在氫氣氛中于1800～2000℃下制成碳化鉭 - TaC，然后再將TaC和Ta2O5按一定配比制成混合物真空還原成金屬鉭。金屬鉭還可采用熱分解或氫還原鉭的氯化物的方法制取。致密的金屬鉭可用真空電弧、電子束、等離子束熔煉或粉末冶金法制備。高純度鉭單晶用無坩堝電子束區(qū)域熔煉法制取。

用途

鉭主要存在于鉭鐵礦中，同鈮共生。鉭的硬度適中，富有延展性，可以拉成細(xì)絲式制薄箔。其熱膨脹系數(shù)很小。鉭有非常出色的化學(xué)性質(zhì)，具有極高的抗腐蝕性。鉭所具有的特性，使它的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。在制取各種無機酸的設(shè)備中，鉭可用來替代不銹鋼，壽命可比不銹鋼提高幾十倍。此外，在化工、電子、電氣等工業(yè)中，鉭可以取代過去需要由貴重金屬鉑承擔(dān)的任務(wù)，使所需費用大大降低。