Tantalyum ve Niyobyum

Niyobyum ve tantalyum birçok çeşitli cevherde görülür. Doğada, kimyasal özelliklerinden dolayı niyobyum, tantalyum ile birlikte bulunur ve birbirlerinden ayrılmaları zordur. Ekonomik önem taşıyan niyobyum ve tantalyum mineralleri niyobit-tantalit grubu ile piroklormikrolit grubundadır. Niobit-tantalit grubunda demir, mangan ve niyobyum ile tantalyum oksit isomorf halinde bulunur. Yüksek ergime noktalarına, iyi mekanik mukavemetine, iyi sünekliğe sahiptirler.

Niyobyum (Z = 41) ve tantal (Z = 73), periyodik tabloda aynı grupta (VB) bulunur ve bu nedenle çok benzer kimyasal özelliklere sahiptirler ve bu birbirlerinden ayrılmalarını zorlaştırır. Nb ve Ta yüksek ergime noktalarına iyi mekanik mukavemeti, sünekliğe sahip olan ve sıradan mineral asitlerle çözülmesi zor olan metallerdir. Nb ve Ta’nın ana mineralleri, kimyasal formülleri sırasıyla [Nb₂O₅(Fe, Mn)O] ve [Ta₂O₅(Fe, Mn)O] olan kolombit ve tantalittir. Bununla birlikte, endüstriyel işlemlerde kullanılan bu mineraller genellikle [(Nb,Ta)₂O₅(Fe,Mn)O] kimyasal formülüne sahiptir. Tantal ve niyobyum önemli nadir refrakter metallerdir ve çelik, elektronik ve diğer yüksek teknoloji endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Niyobyum kaynakları azdır, böylece niyobyum Tantal bileşikleri, nadir bir metal olarak sınıflandırılır. Niyobyum iyi korozyon direncine, yüksek ergime noktasına [2741 K (2468 °C)], iyi termal iletkenliğe (0.53 J cm^–1 s ^–1 K ^–1 , oda sıcaklığında), insan vücudu ile iyi uyumluluk vb. nedenlerle metalurji, nükleer, havacılık, elektronik ve tıbbi ekipman endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ayrıca sıradan mineral asitlerle çözülmeleri çok zordur. Tantal ve niyobyum önemli nadir refrakter metallerdir. Yüksek teknoloji endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yüksek performanslı çelik veya süper alaşımlar için hammadde olarak ferroniyobium, niyobyum ürünlerinin çoğunu tüketirken, niyobyumun küçük bir kısmı elektronik, optik, seramik ve süper iletkenler için kullanılır. Ferroniyobyum, pirometalurjik bir işlem kullanılarak tipik bir (Ca,Na)₂ (Nb,Ta)₂ (O,OH,F)₇ formülüne sahip piroklor cevherinden endüstriyel olarak üretilir. Ağırlıklı piroklor yatakları, niyobyum kaynağının yaklaşık %90’ını oluşturan Brezilya ve Kanada’da bulunur. Tantal kaynakları çeşitli tantal taşıyan cevherlerden ve kalay cüruflarından oluşur.

Tantalyum-Niyobium Uluslararası Çalışma Merkezi (TIC) (Linden, 1999) tarafından açıklandığı üzere yükselen taleple beraber tantal üretimi artmıştır. Tantalyumun esas üretimi, Avustralya’da iki, Kanada’da bir madenden yapılmaktadır. Niyobyum üretiminin büyük bir kısmı ise Brezilya ve Kanada’daki üç madenden yapılmaktadır. Türkiye’de bu alanlarda yapılan ve yapılması planlanan herhangi bir faaliyet yoktur.

KAYNAKÇA

[1] Zhaowu Zhu, Chu Yong Cheng, 2011 “Solvent extraction technology for the separation and purification of niobium and tantalum: A review”, Hydrometallurgy, 107, 1–12.

[2] Goitom Gebreyohannes Berhe, Velázquez Del Rosario Alberto, Bogale Tadesse, Abubeker Yimam, Girma Woldetinsae, 2018, “Decomposition of the Kenticha mangano-tantalite ore by HF/H2SO4 and KOH fusion”, Physicochem. Probl. Miner. Process., 54(2), 406- 414.

 [3] Omneya M. El-Hussaini, Mohamed A. Mahdy, 2002, “Sulfuric acid leaching of Kab Amiri niobium–tantalum bearing minerals, Central Eastern Desert, Egypt”, Hydrometallurgy, 64, 219–229.

[4] Biao Wu, He Shang, Jian-Kang Wen, 2015, “Sulfuric acid leaching of low-grade refractory tantalum–niobium and associated rare earths minerals in Panxi area of China”, Rare Metals, 34(3), 202–206.

 [5] Hiroshi Majima, Yasuhiro Awakura, Munenori Mashima, and Tetsuji Hirato, 1988, “Dissolution of Columbite and Tantalite in Acidic Fluoride Media”, Metallurgical Transactions B, 19B, 355-363.

 [6] Xiu-Li Yang, Xiao-Hui Wang, Chang Wei, Shi-Li Zheng, and Qing Sun, 2013, “Decomposition of Niobium Ore by Sodium Hydroxide Fusion Method”, Metallurgical and Materials Transaction B, 44B, 45-52.