|  | ||||||
2.10-4 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit tantaal; het is het 53e element in rangorde van voorkomen.
De belangrijkste mineralen zijn:
microliet (Na,Ca)2Ta2O6(O,OH,F) stibiotantaliet SbTaO4 tantaliet Fe+2 Ta2O6 tapioliet (Fe+2,Mn+2)( Ta,Nb)2O6
Ook cassiteriet en monaziet bevatten (kleien hoeveelheden) tantaal.
De belangrijkste wingebieden liggen in Canada, Brazilië, Rusland, de Verenigde Staten van Amerika, Australië, Mozambique, Democratische Republiek Congo, Nigeria, Oeganda, Thailand, Maleisië, Scandinavië, Finland en Portugal.
De naam is afgeleid van Tantalus, koning uit de Griekse mythologie, zoon van de oppergod Zeus, die vanwege het doorspelen van goddelijke geheimen naar de mensen werd veroordeeld om voortaan tot zijn kin in het water te blijven staan. Zodra hij wilde drinken zakte echter het water. (De uitdrukking 'het is een Tantalus-kwelling' is hiervan afkomstig). De naam werd door de ontdekker gegeven vanwege het feit dat tantaal(V)oxide, langdurig ondergedompeld in zuur geen zouten vormde ("geen opnamevermogen toonde") en omdat het isoleren van tantaal(oxide) zo moeizaam ging, dat het een Tantaluskwelling voor de ontdekker was.
Tantaal werd in 1802 door A.G. Ekeberg ontdekt in een mineraal afkomstig uit Finland. Later bleek het ontdekte tantaal uit twee elementen te bestaan, tantaal en niobium (genoemd naar de dochter van Tantalus, Niobe).
Lange tijd werd vermoed dat het door Hatchett ontdekte columbium (niobium) eigenlijk tantaal was. H. Rose stelde in 1846 vast dat er toch sprake was van twee verschillende elementen en stelde de naam tantaal voor. In 1866, toen J.-C.-G. de Marignac erin slaagde zouten van beide elementen te scheiden, kon - definitief - worden aangetoond dat het twee verschillende elementen betrof (zie ook 41 - Niobium).
Het metaal tantaal werd in 1903, in zuivere toestand, bereid door W. von Bolton, door reductie van het kaliumfluortantalaat (K2TaF7) met natrium:
K2TaF7 + 5 Na → 2 KF + 5 NaF + Ta
Tantaal wordt bereid door het erts, na een aantal fysische bewerkingen, te smelten met loog. Door verhitten ontstaat het pentaoxide, waaruit na toevoegen van kaliumfluoride in waterstoffluoride heptafluorotantalaat (TaF72-) ontstaat. Na scheiden van tantaal- en niobiumverbindingen door vloeistof-vloeistofextractie of ionenwisseling, wordt opnieuw het pentaoxide gevormd.
Dit kan worden gebruikt als grondstof (toeslag) bij het maken van tantaallegeringen. Voor de bereiding van metallisch tantaal kan het worden gereduceerd met koolstof of natrium. Ook kan het worden omgezet in tantaalzouten (bv. het fluoride), waaruit door elektrolyse van het gesmolten zout of door toevoegen van natrium tantaal wordt gevormd.
De winning uit anodeslib van de nikkel- of koperwinning neemt steeds toe; ook wordt de ‘klassieke’ methode voor het scheiden van platina meer en meer vervangen door vloeistof-vloeistofextractie en ionenwisseling.
De wereldproductie bedraagt ongeveer 300 ton per jaar.
Condensator
Voor (grote) condensatoren wordt tantaal in blad- of draadvorm gebruikt. Vanwege de zeer goede diëlektrische eigenschappen wordt tantaal(V)oxide (Ta2O5) als diëlektricum gebruikt voor condensatoren en gelijkrichters. Hierdoor is het mogelijk zeer kleine, hoogwaardige condensatoren te maken met een grote capaciteit, die o.a. worden toegepast in satellieten.
Vacuümbuisgloeidraad
Diverse tantaallegeringen hebben een hoog smeltpunt, een zeer lage dampspanning, een goede geleidbaarheid en zijn zeer sterk. Daardoor zijn ze bijzonder geschikt voor het maken van gloeidraden voor vacuümbuizen (o.a. voor röntgenapparatuur).
Snijgereedschap
Tantaalstaal is bijzonder hard en sterk, ook bij hogere temperaturen. Het wordt derhalve veel toegepast in snijgereedschap, zoals chirurgische instrumenten, boren voor tandartsen en slijpapparaten. Ook tantaalcarbide, -nitride en -boride worden hiervoor gebruikt.
Raket
Voor onderdelen van vliegtuigen en raketten, die hard en hittebestendig moeten zijn, worden tantaallegeringen als tantaalstaal en tantaalnikkel gebruikt, met ca. 5 % tantaal.
Brilmontuur, prothese
Het lichaam verdraagt een legering van tantaal en titaan goed. Het vertoont vrijwel geen verschijnselen van metaalallergie of afstoting. Het materiaal is bijzonder sterk en zeer corrosiebestendig, en wordt daarom gebruikt voor brilmonturen en protheses.
Cameralens
Tantaaloxide, (Ta2O5), toegevoegd aan glas, verhoogt de brekingsindex van het glas en vermindert de aberratie. Het aldus verkregen glas is zeer geschikt voor lenzen van camera's en andere optische apparatuur.
Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element) of als legering:
chemische industrie: bekleding van reactoren in de chemische industrie (ca. 2,5 % Ta), elektrolysecellen, pompen, roerders, etc.
gasturbines (o.a. met Fe, Cu en/of Ni)
geneeskunde (chirurgie): implantaten, schroeven, krammen en instrumenten
laboratoriummateriaal zoals kroezen, spatels, enz.
nucleaire installaties (Ta,Zr)
smeltkroezen
spinkoppen
uurwerken
warmtewisselaars (o.a. voor met vloeibaar natrium gekoelde kernreactoren)
Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):
geneeskunde: fluorescerend materiaal voor röntgenstralen; hierdoor kan met een lagere dosis worden gewerkt YTaO4 lichtmodulator LiTaO3 hoogfrequentfilters, o.a. voor radio en TV LiTaO3 oven voor zeer hoge temperatuur Ta2O5 polijstmateriaal TaC