Cómo la innovación está impulsando la demanda de tantalio

El tantalio es un metal de transición poco común, suave cuando está puro, de color gris azulado y altamente resistente a la corrosión. Forma parte del grupo de los metales refractarios, que se utilizan ampliamente como componentes menores en aleaciones debido a su estabilidad y altas temperaturas de fusión, que para el tantalio son de 3.017°C. El tantalio está ampliamente disperso en la corteza terrestre con una concentración promedio a nivel mundial de sólo 1 a 2 ppm.

La inercia química del tantalio lo convierte en una sustancia valiosa para equipos de laboratorio y como sustituto del platino. Su uso principal hoy en día es en condensadores de tantalio para equipos electrónicos, incluidos teléfonos móviles, reproductores de DVD y computadoras, así como en semiconductores y varios tipos de aleaciones y superaleaciones debido a su rendimiento a altas temperaturas en motores y turbinas de gas. Ahora la Comisión Europea (CE) lo considera un elemento tecnológico crítico y también está incluido en las Listas de minerales críticos de Canadá y Estados Unidos.

El tantalio, que a menudo se encuentra junto con el elemento químicamente similar niobio del grupo 5, se encuentra principalmente en el mineral tantalita-columbita (Fe, Mn) (Ta, Nb)2 O6. También ocurre en algunos minerales de tierras raras, incluida la fergusonita (Y,REE) (Ta,Nb)O4 (que se encuentra en el Proyecto Nechalacho REE de Avalon) y la samarskita (Yb,Fe)2 (Ta,Nb)2O8. La tantalita-columbita se encuentra típicamente en pegmatitas de litio-cesio-tantalio (LCT). Con la creciente demanda de materiales para baterías de litio, el desarrollo de más pegmatitas LCT (incluido el Proyecto de Litio Separation Rapids de Avalon) ayudará a aumentar su suministro, ya que la tantalita se puede producir fácilmente como subproducto de la recuperación de minerales de litio.

Continúa innovando nuevas aplicaciones del tantalio en diversas tecnologías nuevas relacionadas con la aviación y el sector aeroespacial debido a su estabilidad, donde se utiliza en turbinas de gas en vuelo. Las aleaciones de tantalio también tienen aplicaciones en equipos médicos porque no son irritantes cuando se usan en instrumentos quirúrgicos y son totalmente inertes a los fluidos corporales, lo que las convierte en un material ideal para implantes quirúrgicos.

Este metal tiene cada vez más demanda como material para implantes debido a su extraordinaria biocompatibilidad y su alto grado de ductilidad y resistencia a la corrosión. También se utiliza para fabricar implantes óseos porosos y de alta resistencia porque los huesos humanos tienen buena afinidad por el tantalio. También tiene la capacidad de estimular el crecimiento óseo.

La innovación seguirá aumentando la demanda de tantalio. La demanda mundial en 2021 fue de 1.887 toneladas y ahora se prevé que crezca hasta al menos 2.440 toneladas para 2028, dependiendo del ritmo de innovación de nuevas aplicaciones. Los precios del tantalio actualmente oscilan entre $210/kg y $360/kg, dependiendo de si existe producción local de los concentrados minerales y los productos derivados.

Es probable que la demanda de tantalio en la industria automotriz se acelere con la transición a los vehículos eléctricos, donde los capacitores (o ultracondensadores) pueden ayudar con el almacenamiento de energía. De manera similar, la creciente demanda de diversos productos electrónicos en los que el almacenamiento de energía es importante, incluidos teléfonos inteligentes y computadoras portátiles, así como aplicaciones médicas, también contribuirá a la creciente demanda. Los condensadores de tantalio se están utilizando en dispositivos médicos implantables y se utilizarán cada vez más en dispositivos electrónicos diseñados para la salud y el bienestar a medida que continúen innovando productos nuevos e interesantes en la industria electrónica aplicables a la atención médica.

El tantalio también se utiliza en la producción de semiconductores como una capa de difusión de película delgada donde su rendimiento es muy confiable. Con las propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas más estables para una variedad de aplicaciones de semiconductores y temperaturas de funcionamiento de dispositivos, el tantalio ofrece los niveles de pureza más altos. La compatibilidad del tantalio con el silicio y el dióxido de silicio para la producción de chips también es una ventaja importante.

La aplicación del tantalio en turbinas de gas aprovecha su alta temperatura de fusión. El tantalio se añade a las superaleaciones a base de níquel para crear materiales con características mecánicas de temperatura más alta, mayor resistencia a la corrosión y una vida más larga. En la llamada sección caliente de los motores de turbina de gas, que representa alrededor del 50% del peso, el tantalio es un componente clave de las superaleaciones monocristalinas y policristalinas. La función del tantalio en las superaleaciones y la forma en que mejora su rendimiento se ha adaptado a muchas tecnologías nuevas creando un nuevo grupo de aleaciones.

Canadá tenía una de las minas productoras de tantalio originales, la mina Tanco en el sureste de Manitoba. Fue un ejemplo clásico de pegmatita LCT zonificada que comenzó a producir cantidades significativas de tantalio en 1969. También se convirtió en un importante productor de cesio cuando Cabot Corp tomó el control en 1993 y Cabot usó el cesio para producir formiato de cesio, una sustancia muy estable. Fluido reciclable, utilizado en la perforación de pozos petroleros profundos. Nunca ha habido mucha exploración de otras pegmatitas LCT en Canadá, pero hay muchos otros casos de pegmatitas LCT que ahora se consideran principalmente como oportunidades de desarrollo de materiales para baterías de litio que también contendrán tantalio. Por tanto, el potencial para una nueva producción de tantalio en Canadá está creciendo rápidamente.

La principal fuente de información para este artículo fue el Informe de mercado global de tantalio elaborado por Precision Business Insights.

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