Como a inovação está impulsionando a demanda por tântalo

Materiais Avançados Avalon‘ Donald Bubar explora as vastas capacidades da tecnologia de metal tântalo.

O tântalo é um raro metal de transição cinza-azulado, macio quando puro, muito resistente à corrosão. Pertence ao grupo dos metais refratários, amplamente utilizados como componentes minoritários em ligas devido à sua estabilidade e altas temperaturas de fusão, que para o tântalo são 3.017ohC. O tântalo está amplamente disperso na crosta terrestre com uma concentração média global de apenas 1-2 ppm.

A inércia química do tântalo o torna uma substância valiosa para equipamentos de laboratório e como substituto da platina. Hoje é usado principalmente em capacitores de tântalo para equipamentos eletrônicos, incluindo telefones celulares, DVD players e computadores, bem como em semicondutores e vários tipos de ligas e superligas devido ao seu desempenho em altas temperaturas em motores e turbinas a gás. Agora é considerado um elemento tecnologicamente crítico pela Comissão Européia (CE) e também está nas listas de minerais críticos do Canadá e dos Estados Unidos.

O que é Tântalo?

Tântalo, frequentemente encontrado com nióbio, um elemento do grupo 5 quimicamente semelhante, é encontrado principalmente no mineral tantalita-columbita (Fe, Mn) (Ta, Nb)2 O6. . . . Também ocorre em alguns minerais de terras raras, incluindo fergusonita (Y,REE)(Ta,Nb)O4 (que ocorre no projeto Nechalacho REE de Avalon) e samarskita (Yb, Fe)2 (Ta,Nb)2O8. Tantalita-columbita é geralmente encontrada em pegmatitos de lítio-césio-tântalo (LCT). Com a crescente demanda por materiais de bateria de lítio, o desenvolvimento de mais pegmatitos LCT (incluindo o projeto de lítio Separation Rapids de Avalon) ajudará a aumentar sua oferta, pois a tantalita pode ser facilmente produzida como um subproduto.

Continua a haver inovação de novas aplicações de tântalo em várias novas tecnologias relacionadas à aviação e aeroespacial devido à sua estabilidade, onde é usado em turbinas a gás em voo. As ligas de tântalo também têm aplicações em equipamentos médicos, pois não são irritantes quando usadas em instrumentos cirúrgicos e são completamente inertes a fluidos corporais, tornando-as um material ideal para implantes cirúrgicos.

Este metal é cada vez mais procurado como material de implante devido à sua biocompatibilidade excepcional e alto grau de ductilidade e resistência à corrosão. Também é usado para fazer implantes ósseos porosos de alta resistência porque os ossos humanos têm uma boa afinidade com o tântalo. Ele também tem a capacidade de estimular o crescimento ósseo.

Demanda crescente

A inovação continuará a aumentar a demanda por tântalo. A demanda global em 2021 foi de 1.887 toneladas e agora deve atingir pelo menos 2.440 toneladas até 2028, dependendo do ritmo de inovação de novas aplicações. Os preços do tântalo atualmente variam de US$ 210/kg a US$ 360/kg, dependendo da existência ou não de produção local de concentrados minerais e produtos derivados.

Espera-se que a demanda por tântalo na indústria automotiva acelere com a transição para veículos elétricos, onde capacitores (ou ultracapacitores) podem ajudar no armazenamento de energia. Da mesma forma, a crescente demanda por vários produtos eletrônicos onde o armazenamento de energia é importante, incluindo smartphones e laptops, bem como em aplicações médicas, também contribuirá para o crescimento da demanda. Os capacitores de tântalo são usados ​​em dispositivos médicos implantáveis ​​e serão cada vez mais usados ​​em dispositivos eletrônicos projetados para saúde e bem-estar, à medida que a inovação de novos produtos empolgantes na indústria eletrônica continua a ser aplicada aos cuidados médicos.

O tântalo também é usado na produção de semicondutores como uma camada de difusão de filme fino, onde seu desempenho é muito confiável. Com as propriedades térmicas, elétricas e mecânicas mais estáveis ​​para uma variedade de aplicações de semicondutores e temperaturas operacionais de dispositivos, o tântalo oferece os mais altos níveis de pureza. A compatibilidade do tântalo com silício e dióxido de silício para a produção de chips também é uma vantagem significativa.

A aplicação de tântalo em turbinas a gás aproveita sua alta temperatura de fusão. O tântalo é adicionado às superligas à base de níquel para criar materiais com características mecânicas de alta temperatura, melhor resistência à corrosão e vida útil mais longa. Na chamada seção quente dos motores de turbina a gás, que responde por cerca de 50% do peso, o tântalo é um componente chave das superligas monocristalinas e policristalinas. A função do tântalo nas superligas e como ele melhora seu desempenho acomodou muitas novas tecnologias, criando um novo grupo de ligas.

O Canadá teve uma das primeiras minas produtoras de tântalo, a mina Tanco, no sudeste de Manitoba. Foi um exemplo clássico de um pegmatito LCT zonado que começou a produzir quantidades significativas de tântalo em 1969. Também se tornou um grande produtor de césio quando a Cabot Corp assumiu o controle dela em 1993 e a Cabot usou césio para produzir formiato de césio, um produto muito estável . fluido reciclável, utilizado na perfuração de poços de petróleo profundos. Nunca houve muita exploração de outros pegmatitos LCT no Canadá, mas há muitas outras ocorrências de pegmatitos LCT atualmente consideradas principalmente como oportunidades para o desenvolvimento de materiais de bateria de lítio que também conterão tântalo. Assim, o potencial para nova produção de tântalo no Canadá está crescendo rapidamente.

Obrigado

A principal fonte de informação para este artigo foi o Relatório Global do Mercado Tântalo produzido pela Precision Business Insights.

Atenção, este artigo também aparecerá na décima segunda edição do nosso publicação trimestral.


Acesse a página de perfil desse parceiro para saber mais sobre ele

Assine a nossa newsletter