Танталова пещера

Танта'лова пеще'ра (Tantalhöhle), карстовая пещера в Зальцбургских Альпах (горы Хаген), в Австрии. Длина 16 км. Выработана в известняках триаса. Полости пещеры уходят вглубь от поверхности на 440 м. Туризм.

Танталовые руды

Танта'ловые ру'ды, природные минеральные образования, содержащие Та в таких соединениях и количествах, при которых промышленное извлечение его технически возможно и экономически целесообразно. Различают собственно Т. р., в которых Ta₂ O₅ : Nb₂ O₅ ³ 1, и комплексные тантало-ниобиевые руды (см. Ниобиевые руды ). Главные минералы Т. р.: колумбит-танталит (30—45% Ta₂ O₅ ), танталит и манганотанталит (45—80% Ta₂ O₅ ), воджинит (Та, Sn, Mn)₃ O₆ (60—85% Ta₂ O₅ ), микролит Ca₂ (Ta, Nb)₂ O₆ (F, OH) (50— 80% Ta₂ O₅ ) и др. Главные минералы тантало-ниобиевых руд, из которых наряду с Nb извлекают значительно более дорогой Та, — колумбит (5—30% Ta₂ O₅ ), гатчеттолит (Ca, TR, U)₂ (Nb, Та)₂ O₆ (F, OH)×n H₂ O (8—28% Ta₂ O₅ ), тантал-содержащий пирохлор (1—4% Ta₂ O₅ ), лопарит (0,4—0,8% Ta₂ O₅ ), и ксиолит (Nb, Та, Sn, W, Sc)₃ O₆ . Среднее содержание Ta₂ O₅ в Т. р. 0,012—0,03%, редко 0,24% (Берник-Лейк, Канада); тантало-ниобиевые руды содержат 0,02—0,05% Ta₂ O₅ .

  Выделяют несколько основных промышленных и генетических типов месторождений Т. р. Редкометальные пегматиты натро-литиевого типа (см. Пегматиты ). Т. р. обычно представлены зональными жильными телами (от первых сотен м до 1—2 км ), состоящими из альбита, микроклина, кварца, в меньшей степени сподумена или петалита (LiAlSi₄ O₁₀ ). Танталовая минерализация характеризуется соотношением Ta₂ O₅ : Nb₂ O₅ от 1: 1 до 3: 1 и представлена минералами группы колумоита-танталита, воджинитом, иксиолитом, микролитом и др. Редкометальные танталоносные граниты (апограниты) представлены небольшими штоками и куполами микроклин-кварцальбитовых гранитов, часто обогащенных топазом и литиевыми слюдами, содержащими тонкую вкрапленность колумоита-танталита, микролита. Коры выветривания, делювиально-аллювиальные и аллювиальные россыпи, возникающие в связи с разрушением пегматитов, содержат касситерит и минералы группы колумбита-танталита. Из комплексных концентратов россыпей выплавляют черновое олово, при этом получают шлаки, содержащие от 1 до 7% Ta₂ O₅ . Лопарит-содержащие нефелиновые сиениты состава луявритов, фойялитов. Кроме того, в промышленое использование вовлекаются месторождения комплексных тантало-ниобиевых руд, представленных карбонатитами и ассоциирующими с ними форстерит-апатит-магнетитовыми породами; микроклин-альбитовыми рибекитовыми щелочными гранитами и граносиенитами и др. Некоторое количество Та извлекается также из вольфрамитов грейзеновых месторождений.

  Т. р. обогащаются гравитационными методами; при весьма тонкой вкрапленности применяется флотация. Концентраты содержат от 13—15% (3-й сорт) до 26% (2-й сорт) и 40% Ta₂ O₅ (1-й сорт); концентраты, получаемые из тантало-ниобиевых руд, — от 0,4—0,6% до 1—4% Ta₂ O₅ .

  Крупнейшие зарубежные месторождения Т. р. находятся в Канаде (Манитоба, Берник-Лейк), Бразилии (Параиба, Риу-Гранди-ду-Норти), Заире (Шаба), Нигерии, Южной Родезии (Бикита), Австралии (Пилбара, Гринбушес), Малайзии и Таиланде (танталсодержащие оловянные россыпи). Мировое производство тантала в 1973 составило 900 т (из них в США 600 т ). Запасы (в месторождениях капиталистических и развивающихся стран), заключённые только в Т. р., составляют около 100 тысяч т Ta₂ O_5.

  Лит.: Гинзбург А. И., Фельдман Л. Г., Месторождения тантала и ниобия, в кн.: Рудные месторождения СССР, т. 3, М., 1974.

  А. И. Гинзбург.

Танталовые сплавы

Танта'ловые спла'вы, сплавы на основе тантала . Кристаллическая структура тантала, размеры атома (атомный радиус 1,46

), положение в ряду электроотрицательности определяют его склонность образовывать со многими металлами твёрдые растворы и металлиды . Непрерывные ряды твёрдых растворов тантал образует с металлами, имеющими изоморфную кристаллическую структуру, примерно тот же размер атома и близко расположенными в ряду электроотрицательности, например с Nb, W, Mo, V, b-Ti и др. Ограниченные твёрдые растворы и металлиды образуются при большем различии в размерах атома и электроотрицательности, например с Al, Au, Be, Si, Ni. С Li, К, Na, Mg и некоторыми др. элементами тантал практически не образует ни твёрдых растворов, ни соединений.

  Т. с. характеризуются высокими механическими свойствами при обычной температуре, жаропрочностью, коррозионной устойчивостью; они более экономичны, чем чистый тантал. Очень важны Т. с. с ниобием, наиболее близкие по свойствам к танталу, которые могут заменить дефицитный тантал во многих областях его применения. Особый интерес представляют жаропрочные Т. с. Тантал наряду с вольфрамом, молибденом и ниобием относят к «большой четвёрке» металлов, наиболее перспективных для создания на их основе высокотемпературных конструкционных материалов для самолётов, ракет, космических кораблей и т. п. Обычно тантал легируют W, Mo, V, Nb, Ti, Zr, Hf, Re, Cr, С и др. элементами. Из многих жаропрочных Т. с. наиболее важны сплавы с вольфрамом. Так, предел прочности при растяжении сплава с 10% W равен (Мн/м² ) 1265 (20 °С), то есть намного больше, чем для тантала; 661 (980 °С); 148 (1430 °С); 84 (1650 °С), или соответственно 126,5; 66,1; 14,8 и 8,4 кгс/мм², относительное удлинение при тех же температурах 4,0; 4,2; 17,0 и 33,0%. Этот сплав более пластичен, чем вольфрам, не уступает ему по прочности и превосходит по сопротивлению окислению при температурах до 2800 °С; из него изготовляют детали камеры сгорания и сопла реактивных двигателей, передние кромки оперения самолётов. Для тех же целей применяют сплав с 8% W и 2% Hf, имеющий по сравнению со всеми другими деформируемыми жаропрочными сплавами наибольшую удельную прочность при высоких температурах. Пластичный сплав с 8% W и 2,5% Re предложен для изготовления нагревателей промышленных печей, теплозащитной обшивки и деталей ядерных силовых установок космических аппаратов.

  В электронной технике применяют Т. с. с высокими электрическим сопротивлением и термоэмиссионными свойствами, содержащие до 7,5% W. По коррозионной стойкости Т. с., как правило, не могут конкурировать с чистым танталом, но иногда легированием удаётся повысить коррозионную стойкость металла; например, Т. с., содержащие более 18% W, почти не корродируют в 20%-ной плавиковой кислоте.

  В производстве высокотемпературных и др. материалов перспективны бериллид тантала (в конструкциях авиационной и космической техники для изготовления деталей, работающих при температурах около 1500 °С), бориды тантала (покрытие листов тантала, контактирующих с расплавленными ураном и кальцием), силициды, нитриды и карбиды (материал оболочки тепловыделяющих элементов ) тантала. Карбид TaC — важная составная часть некоторых металлокерамических твёрдых сплавов; например, в Японии в 1972 из общего количества потребленного тантала, равного 83т, 40т израсходовано в твердосплавной промышленности, а в США в 1973 из 600 т тантала 85—90 т использовано в виде карбида в производстве твёрдых сплавов. Ферротанталониобий иногда применяют для присадки в некоторые стали с целью предотвращения межкристаллитной коррозии и улучшения др. свойств, но из-за дефицитности тантала в этом случае предпочтительнее феррониобий. Дефицитность и относительно высокая стоимость тантала препятствуют его широкому применению и в виде Т. с.