แทนทาลัมและไนโอเบียม

     แทนทาลัมและไนโอเบียมเกิดอยู่ร่วมกันในสินแร่แทนทาไลต์โคลัมไบต์ (Fe,Mn) (Ta,Nb) O ) ซึ่งพบในตะกรันจากการถลุงแร่ดีบุก ประเทศไทยมีการผลิตผงแทนทาลัมเพนตะออกไซด์ (Ta O ) และไนโอเบียมเพนตะออกไซด์ (Nb O ) จากตะกรันดีบุก โดยนำตะกรันดีบุกมาบดให้ละเอียด แล้วละลายด้วย สารละลายผสมของกรดไฮโดรฟลูออริกกับกรดซัลฟิวริก แล้วเติมเมทิลไอโซบิวทิลคีโตนลงไป สารประกอบของแทนลาลัมและไนโอเบียมจะละลายอยู่ในชั้นของเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน จากนั้นแยกชั้นของเมทิลไอโซบิวทิลคีโตนออกมา แล้วเติมกรดซัลฟิวริกเจือจางลงไป ไนโอเบียมจะละลายอยู่ในชั้นของกรด เมื่อแยกชั้นของสารละลายกรดออกและทำสารละลายให้เป็นกลาง ด้วยสารละลายแอมโมเนีย จะได้ตะกอน เมื่อนำไปเผาจะได้ Nb O เกิดขึ้น ส่วนแทนทาลัมที่ละลายอยู่ในชั้นของเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน แยกออกได้โดยการผ่านไอน้ำเข้าไป จะได้แทนทาลัมละลายอยู่ในชั้นของน้ำในรูปของสารประกอบ H TaF เมื่อเติมสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์แล้วนำไปตกผลึก จะได้สาร K TaF ซึ่งนำไปใช้ประโยชน์ได้ แต่ถ้านำ H TaF มาเติมสารละลายแอมโมเนียจนเกิดตะกอน ซึ่งเมื่อนำตะกอนไปเผาจะได้ Ta O เกิดขึ้น

     Ta O และ Nb O สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ได้โดยตรง แต่ถ้าต้องการสกัดจนได้โลหะ Ta และ Nb ต้องใช้โลหะแคลเซียมทำปฏิกิริยากับ Ta O หรือ Nb O โดยมี CaCl เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้

CaCl
Ta O (s) + 5Ca(s) → 2Ta(s) + 5CaO(s)
ตะกรัน

CaCl
Nb O (s) + 5Ca(s) → 2Nb(s) + 5CaO(s)
ตะกรัน

     การสกัดแร่แทนทาไลด์โคลัมไบด์นั้น ก่อนปล่อยน้ำทิ้งลงสู่สิ่งแวดล้อมจึงต้องกำจัดสารเจือปน และปรับสภาพน้ำทิ้งให้เป็นกลาง นอกจากนี้ตะกรันดีบุก อาจมีสารกัมมันตรังสี เช่นยูเรเนียมและทอเรียมปนอยู่ด้วย จึงต้องตรวจสอบปริมาณสารกัมมันตรังสีไม่ให้มีปริมาณมากเกินค่ามาตรฐาน

     โลหะแทนทาลัมมีสีเทาเงิน จุดหลอมเหลว 2996 ^oC เป็นโลหะทนไฟ มีความแข็งและเหนียวใกล้เคียงกับเหล็กกล้า นำมาใช้ทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในเครื่องคอมพิวเตอร์ เครื่องมือสื่อสาร เครื่องส่งสัญญาณกันภัย เครื่องตั้งเวลาทำโลหะผสมที่ทนความร้อนสูงเพื่อใช้ทำบางส่วนของลำตัวเครื่องบิน ทำหัวของจรวดขีปนาวุธ อุปกรณ์ในเตาปฏิกรณ์ปรมาณู ใช้แทนทาลัมออกไซด์เคลือบเลนส์เพื่อให้มีสมบัติในการสะท้อนแสงได้ดี

ที่มา : http://stabilityline.com/images/Tantalite%20Ore.JPG

     โลหะไนโอเบียมมีสีเทาเงิน จุดหลอมเหลว 2487 ^oC มีความแข็งและเหนียวใกล้เคียงกับทองแดง เป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดี แปรรูปได้ง่าย จึงนำมาใช้ทำโลหะผสมที่มีสมบัติพิเศษ เช่น ทนแรงดัน มีความเหนียว ไม่เป็นสนิม ทนต่อการกัดกร่อนและนำไฟฟ้าได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ นอกจากนี้ยังใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์นิวเคลียร์ ส่วนประกอบของเครื่องบินและขีปนาวุธได้

ที่มา : http://www.vanderkrogt.net/elements/images/Niobium-Bar.jpg

ขอบคุณข้อมูลจาก : รายงานของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ห้อง 29 ปีการศึกษา 2549 โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา