Несмотря на спад 2001 г. в электронной промышленности, компании-производители в ближайшие годы будут наращивать выпуск танталовой продукции.

Справочная информация:
Запасы тантала в зарубежных странах. Перспективы освоения российских и украинских месторождений.
Цены на танталовую продукцию

подъем после спада

ПОДЪЕМ ПОСЛЕ СПАДА

Несмотря на спад 2001 г. в электронной
промышленности, компании-производители в
ближайшие годы будут наращивать выпуск
танталовой продукции.

Леонид Шпилевой, Константин Шпилевой,
ОАО "ММК им. Ильича"

Тантал – тугоплавкий металл, обладающий
высокой коррозионной стойкостью, пластичностью
и прочностью. Он устойчив к действию многих
кислот любой концентрации при температурах до
1500С, не окисляется на воздухе при обычной
температуре и хорошо поглощает газы: водород,
азот, кислород. Уникальные свойства делают
тантал незаменимым во многих областях техники и
позволяют ему выдерживать конкуренцию с более
распространенными и дешевыми металлами и
материалами.

Производство

и потребление тантала

Химико-металлургическое производство
танталовой продукции – металлического тантала в
порошке и слитках, прокатных изделий, сплавов,
пентоксида, карбида и других химических
соединений осуществляется в основном на заводах
США, Японии и Германии. Пентоксид тантала
производится в Бразилии, России и Казахстане.
Производителем готовой танталовой продукции
недавно стал Таиланд.

Крупнейшими производителями танталовых
продуктов являются немецкая компания Н.С.Starck –
филиал фирмы Bayer Group и американская Cabot Corp., а также
их дочерние компании в Японии – Starck VTECH и Showa Cabot
Supermetals.

Суммарное производство металлического
тантала в порошке в зарубежных странах в
последние годы колебалось от 600 до 700 т/год,
тантала в слитках – 150-200 т/год, проката – 200-250
т/год, соединений тантала (включая карбид и
фтортанталат калия) – 200-250 т/год.

В СССР производство оксида тантала
осуществлялось на двух предприятиях примерно в
равных объемах – "Силмет" в Эстонии и
Соликамском магниевом заводе (СМЗ) в Пермской
области из лопаритового концентрата.

Сегодня "Силмет" прекратил
переработку концентрата и выпуск танталовой
продукции.

СМЗ, ранее производивший полупродукт
(гидроокись тантала), доводившийся до готовности
на Иртышском ХМЗ в Казахстане, перешел к выпуску
пентоксида разных марок, который успешно
реализуется на мировом рынке.

Таким образом, Россия, давая более 80%
танталового сырья (лопаритового концентрата) в
СССР, производила лишь 15% готовой продукции

(40 т/год).

Производство металлического тантала в
Казахстане из местного и привозимого сырья –
порошка, проволоки, листов, ленты, фольги,
слитков, прутков – осуществляется на Ульбинском
металлургическом заводе в Усть-Каменогорске. В
начале 90-х годов выпуск танталовой продукции на
УМЗ составлял 250-260 т/год, но в настоящее время
резко сократился.

С начала 90-х годов в индустриально
развитых странах отмечается рост спроса на
тантал, вызванный активным развитием сферы теле-
и радиокоммуникаций. В 2000г. спрос на тантал
принял ажиотажный характер. Потребление
танталовой продукции выросло по сравнению с 1993г.
на 100% и достигло 1800 т/год.

Примерно 60% танталовой продукции
используется в виде металлического порошка
конденсаторного сорта; до 20% – в виде слитков и
проката; 6-8% – в качестве лигатур. В виде оксида и
фтортанталата потребляется 6-7% продукции, в
карбидах для твердосплавных инструментов – 7-8%.

Металлический тантал различного
качества чистотой 98,0-99,95% продается в виде
порошка, слитков и проката. Самостоятельное
значение имеет торговля фтортанталатом, а также
оксидом тантала технического сорта,
используемым для получения металла и карбида
тантала.

Основным потребителем танталовой
продукции является электронная промышленность,
где используется, по разным оценкам, в виде
порошка, фольги и проволоки до 60-80% мирового
выпуска тантала. В производстве специальных
сплавов и суперсплавов для химического
машиностроения, ракетно-космической и
авиационной техники используется 17-37% тантала в
виде слитков, лигатур, проката и порошка, а в
остальных отраслях – до 2-3% тантала, в основном в
виде оксида, фтортанталата и других соединений.

Мировое производство танталовых
конденсаторов (ТЭК) составляет около 15 млрд. шт. в
год. В последние годы отмечается быстрый рост
использования микроминиатюрных танталовых
конденсаторов на чипах. Они занимают меньше
места на плате и могут быть смонтированы без
проволочных выводов, что сокращает время и
расходы на сборку интегральной схемы. В Японии на
такие конденсаторы приходится около 90%
производства ТЭКов. Расширение потребления
ТЭКов в Японии ожидается главным образом в связи
с ростом производства сотовых телефонов,
телевизоров, видеомагнитофонов, компьютеров,
видеокамер и электроигрушек. В одном
видеомагнитофоне используется до 120 танталовых
чипов, в переносном телефоне – 290. Ожидается
годовой рост производства танталовых
конденсаторов на 7-10%.

В США наиболее быстро растет применение
ТЭКов в автомобилях, которые все шире оснащаются
электронными компонентами. В дальнейшем
ожидается увеличение их потребления как в связи
с ростом выпуска автомобилей, так и в результате
использования большого количества ТЭКов в одном
автомобиле.

Высокими темпами растет в последние годы
потребление тантала в производстве
электрокерамики – до 10% в год, и монокристаллов –
5% (прогноз компании Cabot).

В начале 80-х годов были предприняты
попытки заменить при производстве твердых
сплавов дорогостоящий тантал более дешевым
ниобием, что привело в 1982-1985гг. к снижению спроса
на карбид тантала почти на 30%. Позднее некоторые
фирмы США отказались от применения карбида
тантала и смешанных карбидов Ta и Nb в связи с тем,
что при высоких температурах эти материалы
становятся хрупкими. Но в странах Западной
Европы многие компании до сих пор используют
смешанные карбиды. Полагают, что в дальнейшем
замена тантала ниобием в твердых сплавах будет
продолжаться, но в ограниченных масштабах.
Потребление тантала в твердых сплавах будет
постепенно снижаться в результате использования
режущих инструментов с покрытием из нитрида
титана, оксида алюминия, кобальта и др. Такие
инструменты с покрытием обычно содержат в два
раза меньше ТаС.

Темпы ежегодного роста потребления
тантала в суперсплавах оцениваются в 5-6% в год.

Кризис 2001г. в электронной промышленности
привел к значительному избытку тантала на
мировом рынке и резкому снижению цен. Однако с
начала 2002г. ситуация стала улучшаться. И в 2002г.
спрос на тантал был больше, чем в 2001г., хотя и
меньше, чем в 1999-2000гг.

Главными потребителями танталовой
продукции являются США, Япония, Германия,
Великобритания. На США приходится 37% мирового
объема потребления, на Японию – 22%, остальное –
на страны Западной Европы. Небольшой процент
потребления тантала приходится на страны
Восточной Европы, Юго-Восточной Азии и Китая.
Характерно, что основные потребители тантала не
имеют собственных источников танталового сырья.

В России и Украине потребление тантала
за последние 10 лет уменьшилось по разным оценкам
в 6-10 раз и составляет десятки тонн в России и
примерно 10 т в Украине. При этом до 90% танталовой
продукции используется в электронной
промышленности и производстве твердых сплавов,
остальное – в авиации и других отраслях. Главная
причина снижения потребления тантала – кризис в
электронной промышленности и конверсия
предприятий ВПК как в России, так и в Украине.

В начале 90-х годов Россия, в которой объем
потребления тантала составлял около 80% общего
объема потребления в СССР, в 2-3 раза отставала от
США и Японии. Главная причина падения
потребления тантала – резкий рост цен на него,
вследствие чего российские потребители сначала
заменили танталовые конденсаторы на ниобиевые, а
затем – на алюминиевые.

В СССР тантал был фондируемым материалом
и распределялся только по предприятиям ВПК. В
очень ограниченных масштабах проводились работы
по применению танталовой продукции в
гражданских отраслях. Поэтому тантал
практически не используется в химическом и
нефтехимическом машиностроении стран СНГ – в
тех отраслях, которые в зарубежных странах
являются достаточно крупными потребителями
тантала. В ближайшей перспективе потребность
России в тантале по некоторым данным оценивается
в 130-160 т в год. Прогноз на 2015г. составляет 300-400 т
пентоксида тантала.

До 1992г. отечественные потребители
использовали до 35 т в год танталовой продукции. В
последние годы потребление тантала в Украине
упало до 10 т/год. Прогнозируется, что к 2005г.
потребление тантала возрастет до 25 т, а к 2010г. –
до 35 т/год. В Государственной программе развития
цветной металлургии Украины на период до 2010г.
предусматривается удовлетворение спроса
отечественных потребителей в этой продукции
исключительно за счет импорта. В долгосрочной
перспективе (2010-2015 гг.) верхний предел
потребности Украины, оценивая по уровню
среднедушевого потребления тантала в Японии, США
и странах Западной Европы в настоящее время,
может достичь 130-150 т/год. Однако точность такого
прогноза в значительной мере зависит от того,
удастся ли нашей стране быстро перестроить свою
промышленность и двигаться по пути
индустриально развитых стран. На ближайшую
перспективу – 4-5 лет – можно ожидать достижения
уровня потребления в 15-20 т.

Мировые

запасы тантала

Мировые подтвержденные запасы тантала
на начало 2002г. составляют более 220 тыс.т.

Танталовые концентраты производятся в 15
странах. Основными производителями являются
Австралия, Китай, Бразилия, Канада, Россия,
Нигерия. Во второй половине 90-х годов первичное
производство танталового сырья
стабилизировалось на уровне 600-700 т/год (в
пересчете на содержание металла). Однако в
1999-2000гг. бум в электронной промышленности,
являющейся основным потребителем тантала,
привел к росту производства до 1500-1600 т/год.

Австралия является крупнейшим
производителем танталовых концентратов.

На двух пегматитовых месторождениях –
Greenbushes и Wodgina – сосредоточено 75% мировых запасов
танталовой руды. Месторождениями тантала
владеет компания Sons of Gwalia. В 2001г. Gwalia произвела 725,7
т Та2О5 в концентрате (30-40% Та2О5). В 2002-2003гг.
компания планирует расширить производство до 1043
т Та2О5 в год, а в дальнейшем – до 1130-1360 т (2004г.), и 2270
т – в 2005-2006гг.

В январе 2002г. другая австралийская фирма
– Australasian Gold Mines – разработала ТЭО
целесообразности строительства комбината Mt Deans
мощностью 68 т Та2О5 в год с вводом в эксплуатацию
уже в конце 2002г. Балансовые запасы руды – 2 тыс.т
Та2О5. Компания планирует вовлечь в разработку
ряд месторождений и довести добычу до 227 т Та2О5 в
год. Совместно с одним из производителей
конденсаторов – фирмой Kemet – реализуется проект
строительства комбината Dalgaranga, мощностью 45,4 т
тантала в год.

Еще одна новая компания в австралийском
танталовом секторе – Haddington – имеющая комбинат
Ball Hill в Западной Австралии, который производит
17%-ный концентрат и поставляет компании Gwalia (68
т/год), предполагает удвоить объемы производства.

В последние годы сырьевая база за
рубежом существенно расширилась. Отрабатываемые
месторождения тантала обеспечены сырьем на
длительную перспективу. Тем не менее,
геологоразведочные работы проводятся и дают
новые открытия. Многие компании, производящие
танталовую продукцию, в период ажиотажного
спроса на тантал в 2000г. сделали крупные
инвестиции, стали расширять производство и,
несмотря на спад 2001г. в электронной
промышленности, будут наращивать в ближайшие
годы выпуск тантала.

Запасы тантала в зарубежных странах

Перспективы освоения

российских

и украинских

месторождений

До начала 90-х годов в России добывалось
около 150 т тантала в концентрате (в пересчете на
Та2О5) и 40 т – в Казахстане. В последующие годы
добыча руды в России снизилась более чем в 4 раза.
Основными производителями танталового сырья
были Ловозерский ГОК (ныне АО "Севредмет") в
Мурманской области (90-100 т/год) и Орловский ГОК в
Читинской области (30-35 т/год). Небольшое
количество танталовых концентратов
производилось также Забайкальским ГОКом в
Читинской области (8 т/год) и Малышевским РУ в
Свердловской области (12 т/год).

Из танталовых руд отрабатывавшихся
месторождений производились лишь
низкокачественные, черновые (1,5-9% TТа2О5) –
микролит-танталитовый и танталит-колумбитовый
концентраты, в которых после химического
обогащения содержание пентоксида тантала
повышалось до 9-12, иногда – до 50-55%.

В Казахстане на тантал
эксплуатировалось Белогорское, Бакенное и
Юбилейное пегматитовые месторождения, отработка
которых велась подземным способом Белогорским
ГОКом, на обогатительной фабрике которого из
руды получали танталитовые концентраты,
содержащие 13-19% Та2О5.

В настоящее время в России единственным
производителем танталового сырья является
Ловозерский ГОК (АО "Севредмет") в
Мурманской обл. Источником танталового сырья
служит лопаритовый концентрат Ловозерского
месторождения (0,5-0,6% Та2О5), который по величине Nb/Ta
отношения (13-14) является ниобий-танталовым и
содержит также извлекаемые редкие земли и титан.
Переработку лопаритового танталсодержащего
концентрата и выпуск пентоксида тантала
осуществляет Соликамский магниевый завод (СМЗ).
СМЗ выпускает 40-50 т пентоксида тантала, который
экспортируется.

По ряду причин – условия Крайнего
Севера, тяжелые горно-технические условия
подземной отработки руды горизонтов небольшой
мощности, устаревшее обогатительное
оборудование и дорогая переработка
концентратов, невысоких по содержанию полезных
компонентов, экология – АО "Севредмету"
трудно конкурировать с зарубежными источниками
редкометалльного сырья.

Из ниобий-танталовых руд других
российских месторождений возможно производство
колумбитовых, пирохлоровых или гатчеттолитовых
концентратов с низким содержанием тантала (2,5-4,0%
Та2О5).

В качестве объектов первоочередного
освоения промышленный интерес представляют
танталовое Вишняковское (Иркутская обл.) и
Катугинское комплексное Zr-РЗМ-Та-Nb
месторождения. Запасы руды Вишняковского
месторождения достаточны для его эксплуатации в
течение 30 лет при ежегодной добыче 1,5 млн.т руды
(170-180 т Та2О5).

Катугинское месторождение находится в
неблагоприятных географо-экономических
условиях. Полномасштабная отработка начнется не
ранее, чем через 8-10 лет. Запасы руды – 3 млн.т (230-250
т Та2О5).

Намечено промышленное освоение
Этикинского танталового месторождения в
Челябинской обл. (Минатом). Объемы ежегодного
производства – 40 т металлического тантала. До
2012г. предполагается довести объемы производства
до 196 т металлического тантала.

Руды – труднообогатимые, с низким
содержанием Та2О5 (0,0131%). Экономическая
эффективность отработки вызывает сомнения у
специалистов.

Орловское месторождение тантала
(Читинская обл.) находится в резерве. Запасов
достаточно примерно на 20 лет при производстве 30-35
т Та2О5 в год.

По величине запасов тантала, учтенных
Государственным балансом в 21 разведанном
месторождении, Россия находится на первом месте
в мире. На собственно танталовые руды в учтенных
общих запасах тантала приходится 12%, а в запасах
промышленно освоенных месторождений – 1,5%, на
ниобий-танталовые руды – соответственно 70 и
около 30%, на ниобиевые – около 18% и другие руды с
попутным танталом – 4%.

В весьма незначительном количестве в
России получают химические концентраты из
низкосортных танталсодержащих шлаков
переработки касситерита и вольфрамита.

В Украине отсутствуют разрабатываемые
месторождения тантала, однако достаточно
разведанные запасы его имеются. Наиболее
перспективным для освоения является Мазуровское
редкометалльное месторождение в Донецкой
области, лицензию на детальную разведку и
разработку которого взял ОАО "ММК им.
Ильича". Месторождение разрабатывалось до
середины 60-х годов и не требует значительных
инвестиций и времени для возобновления
эксплуатации. Уже в ближайшие два-три года страна
может отказаться от импорта танталовой
продукции.

Области применения тантала

пособность тантала образовывать при
анодном окислении высокоустойчивую окисную
пленку, пропускающую ток только в направлении от
электролита к металлу, используется для
изготовления электролитических конденсаторов и
выпрямителей тока. Танталовые конденсаторы с
твердым электролитом отличаются высокой
емкостью и миниатюрными размерами, а также
высоким сопротивлением; они надежны в
эксплуатации в широком интервале рабочих
температур – от минус 800С до плюс 2500С.

Танталовые элементы конденсаторов
изготавливают из тонкой фольги или пористых
пластинок, спрессованных из порошка тантала. В
этом же секторе применяется танталовая
проволока. Конденсаторы широко используют в
радарных, радиоприемных и радиопередающих
устройствах, телевизорах, компьютерах (особенно
карманных компьютерах), мобильных телефонах,
цифровых фотоаппаратах и видеокамерах,
контрольно-измерительных приборах.

Уникальное сочетание таких свойств
тантала, как высокая температура плавления,
высокая эмиссионная способность и способность
поглощать газы, позволяет использовать его в
качестве материала для изготовления деталей
электровакуумной, радиотехнической,
радиолокационной, рентгеновской аппаратуры.
Способность тантала поглощать газы с успехом
используют для поддержания глубокого вакуума в
радиолампах и других электровакуумных приборах.
Из танталовой проволоки, листов и штабиков
производят нагреваемые до высоких температур
детали электронных ламп – аноды, сетки, катоды
косвенного накала и т.п. Из тантала изготавливают
также мишени установок ионного напыления.

Еще одной важной областью применения
тантала является производство специальных
сплавов, суперсплавов и лигатур. В
ракетно-космической технике и сверхзвуковой
авиации применяются суперсплавы на основе
никеля и кобальта с добавками тантала (до 5-6%).
Тантал повышает жаропрочность суперсплавов до
800-10000С и их устойчивость к окислению. Суперсплавы
с танталом используются как конструкционный
материал и при изготовлении деталей авиационных
двигателей – лопаток газовых турбин и др.
Суперсплавы с более высоким содержанием тантала
до 12% разрабатываются для нового поколения
двигателей. В качестве конструкционного
материала для изготовления ядерных реакторов
космического назначения рассматривается сплав,
содержащий 90% Та, 8% W и 2% Hf.

Легирование танталом молибдена, титана,
циркония, алюминия и меди резко улучшает
свойства этих металлов и их сплавов.

В машиностроении тантал, благодаря своей
коррозионной стойкости в кислотах и других
агрессивных средах, в сочетании с высокой
теплопроводностью и пластичностью, используется
для покрытия деталей, а также производства
отдельных узлов аппаратуры для химической и
металлургической промышленности
(теплообменников, конденсаторов, облицовок
реакторов, затворов, насосов, нагревательных
змеевиков и других деталей). В последние годы
вместо чистого тантала все шире используется его
сплав с ниобием (60% Та, 40% Nb), не уступающий танталу
по коррозионной стойкости. Тантал используют
также вместо платины для изготовления фильер для
формирования волокон в производстве
искусственного шелка.

Карбид тантала входит в состав некоторых
твердых сплавов на основе WC-TiC-Co, используемых для
изготовления металлорежущих инструментов.

Благодаря химической инертности,
нетоксичности и совместимости с биологическими
тканями организма тантал используют в медицине
как протезный материал в виде проволоки и листов.

Значительное место на рынке танталовой
продукции занимают оксиды тантала, различные
керамические и монокристаллические материалы.
Добавки оксида тантала в специальные оптические
стекла повышает их коэффициент преломления и
химическую устойчивость. Оксид тантала
используют в фильтрах поверхностной
акустической волны (ПАВ) и системах оптической
связи. Танталаты различных металлов применяют в
качестве пьезоматериалов, преобразователей
света, сегнетодиэлектриков. В новейших областях
техники – нелинейной и интегральной оптике,
оптоэлектронике, системах оптической связи,
квантовых генераторах и акустических
устройствах тантал используется в виде
танталата лития.

Соединения тантала (фтористые
комплексные соли, окислы) используют в
органическом синтезе в качестве катализаторов.

Сырье для производства

тантала

Сырьем для первичного производства
тантала служат танталовые концентраты из
собственно танталовых, ниобий-танталовых и
олово-ниобий-танталовых руд (85%), а также
танталсодержащие оловянные шлаки. Концентраты
получают обогащением руд по относительно
простым технологическим схемам – гравитация,
электромагнитная сепарация, иногда – флотация.
Базисным танталовым сырьем считаются
концентраты, содержащие от 2,5% до 65% Та2О5 (обычно
30-40%). Доля высокосортных (50-65%) концентратов
составляет 15-20%.

Оловянные шлаки, остающиеся после
извлечения олова из касситерита, разделяют по
содержанию тантала на высокосортные (более 10%
Та2О5), среднесортные (5-10% Та2О5) и низкосортные (2-4%
Та2О5). Высоко- и среднесортные шлаки используют
непосредственно для извлечения тантала,
низкосортные – предварительно подвергаются
химическому обогащению.

До 25% общих потребностей в тантале
удовлетворяется за счет утилизации вторичных
ресурсов: танталового лома и других отходов.

Основными промышленными типами
танталовых месторождений за рубежом являются
редкометалльные пегматиты (60-85% добычи),
редкометалльные граниты (5-10 %) и оловоносные
танталсодержащие россыпи (7-30%). Считается, что
промышленное значение имеют руды, содержащие
более 0,02% Та2О5.

Информация о ценах

на танталовую продукцию

потового рынка танталовой продукции не
существует, поэтому рыночные цены на нее
отсутствуют. За ориентир принимают цену,
предложенную победителем тендеров при продаже
со складов американского агентства Defense Logistic Agency
(DLA). В 1996-1998гг. цены на тантал оставались
стабильными, а в последующие годы стали расти.

В конце 1999г. цены на пентоксид тантала на
американском рынке составляли 41-43 $/фунт. В
середине 2000г. они возросли до 61,7-69,5 $/фунт, а уже в
начале 2001г. взлетели до 250 $/фунт. Столь же
стремительным было и их падение: в конце марта
пентоксид тантала предлагали по 120-150 $/фунт; в
апреле – только 100 $/фунт.

В апреле 2002г. металлический тантал
вакуумной категории стоил 87,17 $/фунт.

В начале 2000г. цены на танталовый
концентрат с базовым содержанием 30% Та2О5
удерживались на уровне 26,0-26,5 $/фунт Та2О5 CIF Европа.
К июню они возросли до 37-50 $/фунт, а к концу года
резко подскочили до 175-240 $/фунт. Но уже с марта 2001г.
также стремительно начали падать: 90-100 $/фунт –
летом, 26-35 $/фунт – в октябре. На том же уровне
сохранились и в 2002г. Цены на скрап металлического
тантала вакуумного сорта (99,9% Та) за этот же
период выросли вначале с 75 $/фунт до 370-400 $/фунт, а
затем упали до 90-115 $/фунт.