Como a inovação está impulsionando a demanda por tântalo

O tântalo é um metal de transição azul-acinzentado raro, macio quando puro, altamente resistente à corrosão. Faz parte do grupo dos metais refratários, que são amplamente utilizados como componentes secundários em ligas devido à sua estabilidade e altas temperaturas de fusão, que para o tântalo é de 3.017oC. O tântalo está amplamente disperso na crosta terrestre, com uma concentração média global de apenas 1-2 ppm.

A inércia química do tântalo torna-o uma substância valiosa para equipamentos de laboratório e como substituto da platina. Seu principal uso hoje é 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. É agora considerado um elemento tecnológico crítico pela Comissão Europeia (CE) e também está incluído nas Listas de Minerais Críticos do Canadá e dos EUA.

O tântalo, frequentemente encontrado junto com o elemento quimicamente semelhante do grupo 5, o nióbio, ocorre 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. A tantalita-columbita é normalmente encontrada em pegmatitos de lítio-césio-tântalo (LCT). Com a crescente demanda por materiais para baterias de lítio, o desenvolvimento de mais pegmatitos LCT (incluindo o Projeto Separation Rapids Lithium da Avalon) ajudará a aumentar sua oferta, já que a tantalita pode ser facilmente produzida como subproduto da recuperação mineral de lítio.

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

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

A inovação continuará a aumentar a demanda por tântalo. A procura global em 2021 foi de 1.887 toneladas e prevê-se agora que cresça para pelo menos 2.440 toneladas até 2028, dependendo do ritmo de inovação de novas aplicações. Os preços do tântalo variam actualmente entre $210/kg e $360/kg, dependendo se existe produção local de concentrados minerais e produtos derivados.

É provável que a procura de tântalo na indústria automóvel acelere com a transição para veículos eléctricos, onde os condensadores (ou ultracapacitores) podem ajudar no armazenamento de energia. Da mesma forma, a crescente procura de vários produtos eletrónicos onde o armazenamento de energia é importante, incluindo smartphones e computadores portáteis, bem como em aplicações médicas, também contribuirá para a procura crescente. Os condensadores de tântalo estão a ser utilizados em dispositivos médicos implantáveis ​​e terão uma utilização crescente em dispositivos eletrónicos concebidos para a saúde e o bem-estar, à medida que continua a haver inovação de novos produtos interessantes na indústria eletrónica aplicáveis ​​aos cuidados médicos.

O tântalo também é utilizado na produção de semicondutores como 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 de operação de dispositivos, o tântalo oferece os mais altos níveis de pureza. A compatibilidade do tântalo com silício e dióxido de silício para produção de chips também é um benefício significativo.

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 temperatura mais elevada, melhor resistência à corrosão e maior vida útil. Na chamada seção quente dos motores de turbina a gás, que representa cerca de 50% do peso, o tântalo é um componente chave das superligas monocristalinas e policristalinas. A função do tântalo nas superligas e a forma como melhora o seu desempenho adaptou-se a muitas novas tecnologias criando um novo grupo de ligas.