Koltan [Kolumbit(Niobyum)-Tantalit]

Niyobyum (Kolumbit) ve tantal, çok benzer fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip oldukları için doğada hemen hemen her zaman birlikte bulunan geçiş metalleridir. Sertlik, iletkenlik ve korozyona karşı direnç özellikleri, günümüzde birincil kullanımlarını büyük ölçüde belirlemektedir. Niyobyumun önde gelen kullanımı (yaklaşık yüzde 75i), boru hatlarında, ulaşım altyapısında ve yapısal uygulamalarda kullanılan yüksek mukavemetli çelik alaşımlarının üretimindedir. Elektronik kapasitörler, cep telefonları, bilgisayar sabit diskleri ve kalp pili gibi implante edilebilir tıbbi cihazlar dahil olmak üzere üst düzey uygulamalar için tantalın önde gelen kullanımıdır. Niyobyum ve tantal, tedariklerine yönelik potansiyel risklere (çünkü mevcut üretim yalnızca birkaç ülke ile sınırlı olduğundan) ve arzdaki bir kısıtlamanın savunma, enerji, yüksek teknoloji sanayisi ve tıp sektörleri üzerindeki önemli etkilerine bağlı olarak kritik ve stratejik metaller olarak kabul edilir. Kıtasal kabuktaki ortalama niyobyum ve tantal bolluğu nispeten düşüktür - milyonda 8,0 parça (ppm) niyobyum ve 0,7 ppm tantal. Küçük iyonik boyut ve yüksek elektronik alan gücü gibi kimyasal özellikleri, bu elementlerin kaya oluşturan minerallerde daha yaygın elementlerin yerine geçme potansiyelini önemli ölçüde azaltır ve esasen niyobyum ve tantal yapar.

Şekil 1. Kolumbit (Niyobyum)

Niyobyum ve tantal doğal olarak saf metaller olarak bulunmazlar, ancak çeşitli nispeten nadir oksit ve hidroksit minerallerinde ve ayrıca birkaç nadir silikat mineralinde konsantre edilir. Niyobyum temel olarak bazı alkali granit-siyenit komplekslerinde bulunan piroklor grubunun ((Na,Ca,Ce)2 (Nb,Ti,Ta)2 (O,OH,F) 7 ) kompleks oksit minerallerinden elde edilir. (yani, sodyum veya potasyum açısından zengin mineraller içeren ve kuvars çok az veya hiç içermeyen magmatik kayaçlar) ve karbonatitler (yani, yüzde 50'den fazla birincil karbonat minerallerinden oluşan magmatik kayaçlar. Tantal, çoğunlukla, nadir metal granitlerde ve ayrıca lityum ve sezyumca zenginleşmiş pegmatitlerde yardımcı bir mineral olarak bulunan tantalitten ((Fe,Mn)(Ta,Nb) 2O6) türetilir (LCT-tipi pegmatit). Brezilya ve Kanada, niyobyum mineral konsantreleri üreten önde gelen ülkelerdir, ancak Brezilya, çoğunlukla karbonatitlerden elde edilen yıpranmış malzemeden gelen üretimin yaklaşık yüzde 90'ını oluşturan açık farkla lider üreticidir. Brezilya ve Kanada da tanımlanmış en büyük niyobyum kaynaklarına sahiptir; ek kaynaklar, daha az iyi rapor edilmelerine rağmen, Angola, Avustralya, Çin, Grönland, Malavi, Rusya ve Güney Afrika'da meydana gelmektedir. Avustralya ve Brezilya, son zamanlarda Etiyopya ve Mozambik de önemli tantal tedarikçileri olmasına rağmen, önde gelen tantal mineral konsantresi üreticileri olmuştur.

Şekil 2. Tantalit

columbite-tantalite (koltan olarak da bilinir) birçok ülkede, özellikle Burundi, Kongo Demokratik Cumhuriyeti (Kongo [Kinşasa]), Nijerya, Ruanda ve Uganda'da uygulanmaktadır. Brezilya, tanımlanan tantal kaynaklarının yaklaşık yüzde 40'ına sahiptir; Tanımlanmış tantal kaynaklarına sahip diğer ülkeler ve bölgeler, azalan kaynak sırasına göre Avustralya, Asya, Rusya ve Orta Doğu, Afrika, Kuzey Amerika ve Avrupa'yı içerir. Amerika Birleşik Devletleri'nde tanımlanan niyobyum ve tantal kaynakları küçük, düşük dereceli ve geri kazanılması ve işlenmesi zordur ve bu nedenle mevcut fiyatlarla ticari olarak geri kazanılamaz. Sonuç olarak, Amerika Birleşik Devletleri, niyobyum ve tantal için mevcut ve gelecekteki ihtiyaçlarını, mineral konsantreleri ve alaşımları ithalatı ve metalleri içeren yabancı ve yerli alaşımlı hurdalardan geri kazanım yoluyla karşılamaktadır. Çevresel olarak, niyobyum ve tantal madenciliği ile ilgili ana konular arazi bozulmaları, atık malzemelerin hacmi ve bunların bertarafı ve toryum ve uranyum içeren bazı atık ve atık malzemelerin radyoaktivitesidir. Niyobyum ve tantalın göreceli biyolojik eylemsizliği nedeniyle, çoğu doğal koşulda insan ve ekolojik sağlık endişeleri genellikle minimum düzeydedir. Dünya ekonomisi 2008'de başlayan gerilemenin ardından toparlanmaya devam ettikçe hem niyobyum hem de tantal talebinin artması bekleniyor. Artan niyobyum talebi, otomobil, bina ve gemi imalatında kullanılan mikroalaşımlı çelik tüketiminin artmasıyla bağlantılı. Bu çeliklere olan talep, Brezilya, Çin ve Hindistan gibi ülkelerde devam eden ekonomik gelişme ile muhtemelen artacaktır. Buna ek olarak, arabalara, cep telefonlarına, bilgisayarlara, süper iletken mıknatıslara ve diğer yüksek teknolojili cihazlara yönelik artan küresel talep, büyük olasılıkla artan talebi teşvik edecektir.

Tahmini küresel niyobyum ve tantal rezervleri ve kaynakları büyüktür ve öngörülebilir gelecek, muhtemelen önümüzdeki 500 yıl için küresel talebi karşılamak için fazlasıyla yeterli görünmektedir. Kongo'da (Kinşasa) bir iç savaş yürüten isyancı güçlere atfedilen “çatışma koltanı”nın satışı son zamanlarda endişe kaynağı oldu ve yasadışı kolombit-tantaliti geleneksel pazardan hariç tutabilecek şeffaf ve izlenebilir bir küresel tedarik zinciri ihtiyacının altını çizdi.