11 de abril de 2018

Tântalo: aplicações, reservas e produção

Por Marco Gonzalez


Peças de tântalo (por Creative Commons)

Descoberto pelo químico sueco Anders Gustaf Ekeberg, em 1802, o elemento químico tântalo foi batizado com o nome do mitológico rei Tântalo. Este rei fora condenado a passar fome e sede embora cercado de alimentos e água que não conseguia tocar, estando impossibilitado de reagir a essa situação. Esta foi a analogia usada por Ekerberg para batizar o elemento químico que descobrira, em razão de sua baixa reatividade. O elemento químico tântalo também é altamente resistente à corrosão por ácidos, possui um alto ponto de fusão e é um bom condutor de calor e eletricidade.

Em 1844 o químico alemão Heinrich Rose, devido às semelhanças químicas com o nióbio, precisou demonstrar as distintas características do tântalo. Em 1903 o químico russo Werner Bolton conseguiu preparar o primeiro tântalo dúctil, usando-o brevemente como material incandescente em lâmpadas.


Ocorrência e aplicações

O tântalo é relativamente raro na natureza, ocorrendo com o nióbio na série columbita-tantalita e na série pirocloro-microlita. É separado dos compostos de nióbio por extração com solvente e reduzido a pó de tântalo metálico. O metal maciço é produzido por técnicas de metalurgia do pó. Outro modo de obtenção é por eletrólise de sais fundidos ou redução de complexos fluoro com metal reativo como o sódio. 
Cristal de 163 gramas de tantalita com pequena flor de albita, 
com dimensões 5.8 x 4.9 x 2.8 cm,
de Linópolis, Minas Gerais (por Rob Lavinsky)

Os usos mais importantes para o tântalo são:
  • em capacitores eletrolíticos;
  • em equipamentos químicos resistentes à corrosão;
  • como removedor de gás residual de tubo de vácuo ou de impurezas ou defeitos em cristal semicondutor;
  • em componentes de tubos de elétrons e 
  • em dispositivos protéticos.
O tântalo, por ter alta relação peso/resistência e excelente biocompatibilidade, é útil em ambientes estéreis e provou ser eficaz em implantes médicos.

Capacitores de tântalo são utilizados em dispositivos médicos por apresentarem alta confiabilidade e rigoroso controle de mudanças. Também são usados em dispositivos como monitores cardíacos, neuroestimuladores e bombas de insulina, assim como em equipamentos para monitoramento e diagnóstico de pacientes. 


Capacitores de tântalo úmido (por Vishay)

Capacitores de tântalo úmido de última geração estão sendo amplamente utilizados em aplicações de de eletrônicos para aviação, onde alto desempenho e extrema confiabilidade são necessárias.


Reservas e produção

As reservas conhecidas de tântalo se encontram na Austrália (78.000 t) e no Brasil (34.000 t), em valores de 2017. Não são divulgadas as reservas de China, Congo (Kinshasa), Etiópia, Nigéria e Ruanda. A produção global alcança 1.300 t.


Produção estimada de tântalo em 2017 (fonte: USGS)

produção de tântalo foi maior no início dos anos 2000. Naquela época a Austrália respondia por cerca de 60% da oferta global antes de cair para quase zero até o final da década. O rápido crescimento na demanda por computadores, telefones celulares e outros eletrônicos com componentes que utilizam tântalo impulsionou sua produção. Em 2017, Congo (Kinshasa) e Ruanda foram responsáveis por aproximadamente 60% da produção global estimada de tântalo.

O mercado global de tântalo deverá crescer a uma taxa anual composta de mais de 3%, considerando os quatro anos de 2017 a 2021.

No Brasil

As reservas de tântalo, no Brasil, estão localizadas principalmente na Mina do Pitinga (Mineração Taboca), em Presidente Figueiredo, no Amazonas. Essa mina, de propriedade do grupo peruano MINSUR S.A., tem reserva lavráveis de aproximadamente 175.000 t de minério (columbita-tantalita), com 35.000 t  de Ta₂O contido. 


Cristal de mangano-tantalita com dimensões 1,7 x 1,4 x 1,2 cm, da Mina Alto de Furnas, 
Província Pegmatítica de Borborema, no Rio Grande do Norte (por Rob Lavinsky)

Há outras ocorrências brasileiras que podem ser listadas:
  • no estado do Amazonas, no Alto e Médio Rio Negro, nos municípios de Barcelos e São Gabriel da Cachoeira; 
  • na Paraíba e no Rio Grande do Norte, associadas à Província Pegmatítica de Borborema;
  • na Bahia, relacionadas a xistos e pegmatitos na Faixa de Dobramentos Araçuaí;
  • e ainda nos estados de Roraima, de Rondônia, do Amapá, de Minas Gerais e de Goiás.

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