Características del tantalio

El elemento tantalio es un metal duro, denso y plateado con el símbolo químico Ta. El tantalio es un metal brillante. Cuando el tantalio se expone al aire, forma una película de óxido duradera que es altamente resistente a la corrosión. El tantalio también es altamente resistente al calor y generalmente no reactivo. El tantalio es un metal fuerte y conductor que casi siempre se encuentra junto con el elemento niobio (Nb). El tantalio no se presenta naturalmente como un metal puro, sino que está unido con oxígeno y otros elementos en minerales como la tantalita (Tabla 1).

Nombre del mineral	Fórmula química	Gravedad específica	Ta%
Tantalita	(Fe, Mn)Ta2O6	6.78 - 8.23 gm/cc	70.44 - 86.02
Microlite	(Na, Ca)2Ta2O6(O,OH,F)	6.23 gm / cc	73.7 - 86.0
Tapiolita	(Fe, Mn)(Ta,Nb)2O6	7.90 gm / cc	≤ 86
Ixiolita	(Ta, Fe, Sn, Nb, Mn)4O8	7.57 gm / cc	68 . 96
Wodginita	Mn(Sn,Ta)(Ta,Nb)2O8	7.58 gm / cc	67.5 - 70.1
Columbita	(Fe, Mn)(Nota, Ta)2O6	4.6-4.7 gm/cc	10.95 - 27.50
Strüverite	(Ti, Ta, Fe)O2	6.02 gm / cc	33.1 - 35.5
Pirocloro	(Na, Ca, Ce)2(Nb, Ti, Ta)2(O, OH,F)7	5.27 gm / cc	≤ 4.3

Tabla 1: Minerales que contienen el elemento Tantalio

Usos del tantalio

El elemento tantalio fue descubierto en 1802, aunque a menudo se confunde con el niobio. El tantalio se considera un "mineral crítico" en aplicaciones metalúrgicas domésticas que sirven a las tecnologías aeroespaciales, de defensa, energéticas, electrónicas y de telecomunicaciones (Fortier y otros, 2018). El tantalio es un elemento crucial para la tecnología. Su uso principal es como condensador o resistencia en una variedad de equipos electrónicos, como computadoras, teléfonos celulares y dispositivos médicos. El tantalio también se utiliza como aleación metálica para mejorar la resistencia, la ductilidad y para aumentar la resistencia a la corrosión y al calor. Dichas aleaciones se utilizan en motores a reacción, reactores nucleares y tecnología aeroespacial. Su naturaleza no reactiva también hace que el tantalio sea ideal para implantes médicos.

 

 

 

Geología del tantalio

El tantalio se forma junto con el elemento niobio en una variedad de rocas ígneas. El tantalio se origina a partir de la convergencia de placas tectónicas (durante la formación de montañas) o divergencia de placas (durante la formación de cuencas oceánicas). Durante estos eventos geológicos, plutones, diques y umbrales de magma se inmiscuyen en la roca circundante y se enfrían para formar granitos y pegmatitas. La química del magma y la roca circundante determinan en gran medida qué minerales se forman. Los minerales ricos en tantalio y niobio pueden formarse en carbonatitas (rocas ígneas ≥50 por ciento calcita o dolomita), granitos alcalinos y sienitas (ricos en sodio y potasio procedentes del manto profundo), o dentro de granitos de metales raros alterados hidrotermalmente. Una vez que dichas rocas han sido expuestas a la meteorización, se pueden formar depósitos secundarios ricos en tantalio y niobio como lateritas o placeres sedimentarios.

Sistema Mineral	Tipo de depósito	Provincias Geológicas
Tipo clímax	Pematita (NYF)	Piedmont
Placer	Columbita, tantalita	Llanura Costera

Tabla 2: Prospectivos sistemas minerales de tantalio, tipos de depósitos (Hofstra y Kreiner, 2020) y provincias geológicas en Virginia

El tantalio en la industria

El elemento tantalio se distribuye globalmente, pero generalmente en bajas concentraciones. Estados Unidos mantiene un suministro de tantalio en el Arsenal de Defensa Nacional, pero depende en un 100 por ciento de las importaciones de Ruanda, Brasil, Canadá y Australia. La minería de tantalio en los Estados Unidos no ha ocurrido desde 1959. Las preocupaciones relacionadas con la extracción de tantalio incluyen la interrupción del ecosistema circundante y la posible radiactividad de los relaves, que pueden contener torio y uranio.

En Virginia, el tantalio se encuentra principalmente dentro de los minerales tantalita, columbita, wodginita y pirocloro o microlita. Tales minerales son comunes en las pegmatitas que a menudo se han extraído para obtener otros recursos. Aunque el tantalio no se ha extraído directamente en Virginia, se han identificado varios prospectos en el último siglo.

Condado de Prince Edwards

Una pequeña ocurrencia de pegmatita justo al este de la ciudad de Darlington Heights en el condado de Prince Edward ha producido varias muestras de prospección del mineral columbita que contienen hasta 28.1 por ciento de tantalio (Giannini y Sweet, 1991). Este sitio no ha sido minado.

Condado de Amelia

Cerca del Palacio de Justicia de Amelia, la conocida mina Morefield ha proporcionado cientos de toneladas de feldespato, mica, berilo y tantalita-columbita desde 1929. Cortes abiertos, pozos, zanjas, pozos y pozos de perforación exponen y exploran la pegmatita subyacente, que es un dique de al menos 1100 pies de largo por 30 pies de espesor. El tantalio se encuentra dentro de los minerales columbita y tantalita en una zona de roca de pertita. Las muestras de mineral de columbita de la mina Morefield han sido recolectadas y analizadas varias veces en los 1980años, y contienen aproximadamente un 25 por ciento de tántalo. Se ha reportado que algunos de los cristales de tantalita están bien formados y pesan hasta media libra (Lemke y otros, 1952). Aproximadamente 12001 se extrajeron423 libras de minerales que contenían tantalio de este sitio entre 1929 y 1944 (Lemke y otros, 1952).

Un par de millas al este, las minas de pegmatita de Rutherford también son de interés. Aquí, la pegmatita Amelia subyacente se ha extraído esporádicamente desde al menos 1873 para mica y amazonita (Giannini y Sweet, 1991; Lemke y otros, 1952). Se construyeron varios pozos y pozos abiertos y se retiró principalmente mica hasta que los sitios fueron abandonados en 1943. Aunque los trabajos subterráneos están inundados, las minas de Rutherford se abrieron más recientemente al público para la recolección de minerales hasta la década 1980. Este lugar nunca fue extraído en busca de tantalio, sin embargo, los análisis químicos de las muestras de mineral de columbita de la pegmatita sugieren una composición de hasta 27.05 por ciento tantalio.

También en el condado de Amelia, la mina Champion fue trabajada intensamente para obtener mica a partir de 1873. Se excavaron varios cortes y pozos abiertos para acceder a un cuerpo de pegmatita rodeado de esquisto y gneis. Entre 1913 y 1914, se extrajeron 200 mil libras de mica, parte de la cual se cortó en láminas de doce pulgadas. Aunque el sitio fue enterrado en 1984 y la mayor parte de la mica ha sido extraída de la tierra, las muestras de la pegmatita Amelia local sugieren una composición de tantalio relativamente alta de hasta 46.8 por ciento.

Condado de Powhatan

En el condado de Powhatan, dos minas produjeron mica a partir de la pegmatita Amelia subyacente. La mina Herbb Número 2 cerca de Flat Rock estuvo abierta durante un corto período a partir de 1944. Se informó que las muestras de tantalita y casiterita obtenidas en 1991 contenían un 33 por ciento de tántalo. Las muestras de mineral de columbita del prospecto White Peak Number 2 (aproximadamente a 2 millas al suroeste de la mina Herbb No. 2 ) contienen 16.29 por ciento tantalio. Se cavaron varios pozos y zanjas aquí en 1944. Aunque se extrajo una pequeña cantidad de mica, no se extrajeron otros productos.