Ta • Ordnungszahl 73
Tantal
Tantal ist ein helles, sehr hartes, silbergraues Metall, das eine hohe Dichte, einen extrem hohen Schmelzpunkt und ausgezeichnete Beständigkeit gegen alle Säuren außer Flusssäure bei Normaltemperaturen aufweist. Seine physikalischen Eigenschaften ähneln stark denen von Niob, allerdings kommt es in der Erdkruste deutlich seltener vor.
Die Hauptanwendung von Tantal ist in Kondensatoren, die in so gut wie allen Elektronikgeräten vorkommen.
Das wichtigste Förderland für Tantal ist die Demokratische Republik Kongo. Aufgrund des Konflikts mit Ruanda, gilt Tantal als Konfliktrohstoff. Der Abbau ist oft illegal und geht mit schweren Menschenrechtsverletzungen einher.
Der größte Tantalproduzent ist das US-australische Unternehmen Global Advanced Metals, das mit Greenbushes auch eine der größten Tantalminen der Welt betreibt.
Tantal gilt in zahlreichen Ländern als kritischer und strategischer Rohstoff, so auch in der EU.
1802 entdeckte der schwedische Chemiker Anders Gustaf Ekeberg. Aufgrund der großen chemischen Ähnlichkeit von Niob und Tantal stellte die Bestimmung der individuellen Identität der beiden Elemente ein quälendes Problem. Daher benannten die Chemiker das Element nach der mythologischen Figur Tantalus, die große Qualen erleiden musste.
Erst 1844 konnte der deutsche Chemiker Heinrich Rose beweisen, dass es sich um zwei verschiedene Elemente handelt, und benannte das zweite Element Niob nach Niobe, der Tochter von Tantalos.
Tantal wurde ab Anfang des 20. Jahrhunderts zunehmend in der Elektronikindustrie genutzt, besonders für Kondensatoren aufgrund seiner Fähigkeit, stabile Oxidschichten zu bilden. Ab den 1940er Jahren entwickelte sich Tantal zu einem wichtigen Rohstoff für die Luft- und Raumfahrt sowie die Medizintechnik.
Tantal ist aufgrund seiner extrem hohen Korrosionsbeständigkeit, Biokompatibilität und seiner ausgezeichneten elektrischen Leistung ein unverzichtbares Material für Hochtechnologie-Anwendungen.
60 bis 70 Prozent gehen in die Elektronikindustrie. Das wichtigste Einsatzgebiete von Tantal sind hier Kondensatoren. Tantalkondensatoren bieten eine hohe Kapazität auf kleinem Raum, eine lange Lebensdauer und Stabilität und werden häufig in miniaturisierten elektrischen Schaltkreisen eingesetzt. Sie werden in fast allen Smartphones, Laptops, Tablets und Unterhaltungselektronik verbaut. Auch in der Halbleiterindustrie kommt Tantal zum Einsatz: etwa in Chip-Beschichtungen.
Ihre Biokompatibilität macht sie in medizinischen Implantaten und Instrumenten interessant.
In der chemischen Industrie schätzt man ihre Säurebeständigkeit. Sie kommen in säurebeständigen Anlagen und in Beschichtungen für Stahl- oder Titanbauteile zum Einsatz
Tantal-Legierungen in der Luft- und Raumfahrt werden in Triebwerkskomponenten, die extreme Hitze aushalten müssen, verwendet, sowie auch in Satelliten und Hitzeschilden.
In der Nukleartechnik absorbiert Tantal Neutronen. Tantal wird auch in einigen supraleitenden Legierungen genutzt.
Coltan (Columbit-Tantalit) ist das mit Abstand wichtigste Tantal-Erz. Es kommt vor allem in der DR Kongo, Ruanda, Brasilien und Australien. Tantalit ist die reinere Tantal-Variante des Coltans. Microlith kommt häufig in Pegmatiten vor und enthält neben Tantal auch Calcium. Wodginit ist das Erz in der australischen Wodgina-Mine.
Die größten bestätigten Tantalreserven liegen in Brasilien und Australien, dennoch dominiert der Kongo die aktuelle Förderung, die von Kleinbergbau geprägt ist. Auch Ruanda exportiert sehr große Mengen an Tantalerz, allerdings soll es zum großen Teil aus den Konfliktgebiete im Osten Kongos stammen.
Die größte Tantalmine ist Greenbushes in Australien, in der auch Lithium abgebaut wird. Brasilien gehört zu den Top-3 Tantalproduzenten der Welt. Global Advanced Metals (GAM) verarbeitetTantal aus seinen Minen in Brasilien. Die australische Firma Pilbara Minerals betreibt die Pilgangoora Lithiummine, in der Tantal als Nebenprodukt anfällt.
Ein wichtiger aber umstrittener Player ist Mining Minerals Resources aus Ruanda. In China ist Ningxia Non-Ferrous Metals ein wichtiger Verarbeiter von afrikanischem und chinesischem Tantal.
Die weltweite Jahresproduktion von Tantal beläuft sich auf um die 2000 Tonnen. Allerdings unterschätzen offizielle Zahlen wegen der verbreiteten illegalen Förderung in Zentralafrika die tatsächlichen Mengen.
Tantal kann zwar ersetzt werden, allerdings können Leistungseinbußen oder höhere Kosten entstehen.
Niob und Wolfram kann in Carbiden eingesetzt werden, Aluminium, Keramik und Niob in elektronischen Kondensatoren.
Glas, Molybdän, Nickel, Niob, Platin, Edelstahl, Titan und Zirkonium ersetzt Tantal in korrosionsbeständigen Anwendungen.
Hafnium, Iridium, Molybdän, Niob, Rhenium und Wolfram substituiert Tantal in Hochtemperaturanwendungen.
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