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La tantalita es un mineral para la obtención de tantalio.
El tantalio o tántalo es un metal de transición raro, azul grisáceo, duro, que presenta brillo metálico y resiste muy bien la corrosión. Se encuentra en el mineral tantalita. Es fisiológicamente inerte, por lo que, entre sus variadas aplicaciones, se puede emplear para la fabricación de instrumentos quirúrgicos y en implantes. En ocasiones se le llama «tántalo», pero el único nombre reconocido por la Real Academia Española es «tantalio».
Se trata de un recurso estratégico, imprescindible en la fabricación de componentes electrónicos avanzados. El tantalio obtenido a partir del coltan se usa principalmente en la elaboración de componentes electrónicos conocidos como condensador electrolítico de Tantalio, un tipo bastante común de condensador presente en gran cantidad de dispositivos electrónicos, como en teléfonos móviles, ordenadores, juguetes electrónicos, aparatos domésticos e industriales con componentes electrónicos o proyectos de alta tecnología.
Aspecto del tantalio
El tantalio es un metal gris, brillante, pesado, dúctil, de alto punto de fusión y ebullición, buen conductor de la electricidad y del calor y muy duro. Es muy resistente al ataque por ácidos; se disuelve empleando ácido fluorhídrico o mediante fusión alcalina. Es muy parecido al niobio y se suele extraer de la tantalita, que en la naturaleza aparece generalmente formando mezclas isomorfas con la columbita que se conocen con el nombre de coltán.
Alcanza el máximo estado de oxidación del grupo, +5.
Es un metal muy resistente al no ser atacado por los ácidos.
HISTORIA DE LA FUNDICIÓN METALÚRGICA De los siete metales conocidos en la antigüedad: oro, plata, cobre, estaño, plomo, mercurio y hierro, únicamente el oro se encuentra regularmente en forma nativa en la naturaleza. Los demás se encuentran principalmente formando parte de minerales, aunque todos ellos pueden aparecer en pequeñas cantidades en forma nativa (comercialmente insignificantes). Estos minerales son principalmente óxidos, sulfuros y carbonatos del metal mezclados con otros componentes como sílice y alúmina. Al calcinar los carbonatos y sulfuros en contacto con el aire se convierten en óxidos. Los óxidos no necesitan transformación previa en el proceso de fundición. El monóxido de carbono (CO) era (y es) el principal agente reductor elegido para la fundición. Se produce fácilmente durante el proceso de combustión usado para calentar los minerales en el horno y como es un gas entra en contacto con la mena mineral directamente. En el Viejo Mundo los hombres aprendieron a obtener metales mediante fundición en la prehistoria, en el VII milenio a. C.. El descubrimiento y uso de los metales útiles para la fabricación de herramientas, el cobre y el bronce primeramente, y posteriormente el hierro, causaron un gran impacto en las sociedades humanas de la época. El efecto fue tan generalizado que los historiadores han dividido la historia de la antigüedad en Edad de Piedra, Edad del Bronce y Edad del Hierro.
En América, las sociedades preincaicas de los Andes centrales del actual Perú consiguieron la fundición del cobre y la plata independientemente al menos seis siglos antes de que empezara la colonización europea del siglo XVI.
Estaño y plomo
Los primeros metales obtenidos por fundición en la prehistoria fueron el estaño y el plomo. Los vestigios de plomo más antiguos conocidos son abalorios encontrados en el yacimiento de Çatalhöyük en Anatolia (Turquía), que están datados alrededor del 6400 a. C., aunque es probable que la fundición de este metal sea más antigua. Como el descubrimiento de la fundición de ambos metales se produjo varios milenios antes de la invención de laescritura, no existen registros de cómo se produjo; pero como la fundición tanto del plomo como del estaño se puede producir simplemente poniendo alguna roca de sus menas sobre una pira de madera, posiblemente su descubrimiento fuera accidental.
Aunque el plomo es un metal común su descubrimiento tuvo relativamente poco impacto en el mundo antiguo. Es demasiado blando para ser el componente estructural de herramientas o armas, salvo para la fabricación de proyectiles para las hondas que se hacían de plomo por su característica de ser excepcionalmente pesado, y que es otro impedimento para los demás usos de este metal. Posteriormente como era fácil de obtener y de dar forma, en antigüedad clásica de Grecia y Roma se utilizó para fabricar tuberías y recipientes para el agua (se desconocía que este uso era tóxico). También se usó el plomo como juntura en los edificios de piedra y en lasvidrieras.
El estaño es mucho menos abundante que el plomo y solo un poco más duro que él, por lo que las consecuencias que produjo por sí mismo fueron incluso menores, hasta el descubrimiento del bronce.
Reconstrucción en miniatura de un horno de fundición de la Edad del Bronce.
Tras el estaño y el plomo el siguiente metal que se consiguió obtener por fundición fue el cobre. Cómo pudo descubrirse es objeto de debate. Las hogueras se quedan 200 °C por debajo de la temperatura necesaria, así que se especula que la primera fundición de cobre pudo haberse logrado en el interior de un horno de cerámica. El posterior descubrimiento de la fundición del cobre en los Andes podría haber sucedido del mismo modo aunque se desarrolló de forma independiente a la del Viejo Mundo. Los primeros vestigios de fundición de cobre, datados entre el 5500 a. C. y 5000 a. C., se han encontrado en Pločniky Belovode, Serbia. Se ha encontrado una cabeza de mazo en Can Hasan, Turquía, datada en el 5000 a. C., aunque se cree que es la herramienta de cobre más antigua encontrada podría haberse forjado con cobre nativo.
Al mezclarse el cobre con estaño o arsénico en las proporciones adecuadas se consigue el bronce, una aleaciónque es más dura que el cobre. Los primeros bronces arsenicales datan del V milenio a. C. de Asia Menor. Las bronces incas también son de este tipo. El arsénico es una impureza que se encuentra con frecuencia en las menas del cobre, por lo que su descubrimiento podría haber sido accidental, pero posteriormente se añadieron minerales que contenían arsénico intencionadamente en el proceso de fundición. Los bronces de cobre y estaño son todavía más duros y resistentes y se desarrollaron alrededor del 3200 a. C. también en Asia Menor. De nuevo el modo en que los forjadores aprendieron a producir bronces de estaño es un misterio. El primero de estos bronces podría haber sido un afortunado accidente de contaminación con estaño de las menas de cobre, pero se sabe que ya en 2000 a. C. se explotaban minas de estaño con objeto de producir bronce. Hay que destacar que el estaño es un metal escaso e incluso en su mena más rica, la casiterita, el estaño representa solo el 5%. Además se necesitan habilidades especiales (o instrumentos especiales) para encontrarla y localizar las vetas más ricas. Pero fueran los que fueran los pasos necesarios para dominar las dificultades de estaño eran conocidos alrededor de 2000 a. C.
El descubrimiento de la manufactura del cobre y el bronce tuvo un impacto significativo en la historia de la antigüedad. Los metales eran lo suficientemente duros como para fabricar armas más fuertes, pesadas y resistentes con ellos y que producían mayores daños que las similares de piedra, madera o hueso. Durante varios milenios el bronce fue el material elegido para fabricar espadas, puñales, hachas de batalla, puntas de lanza y flecha, además del equipo de protección como escudos, cascos y diversos elementos de armadura. Pero el bronce también sustituyó a los demás materiales en la fabricación de herramientas como azadas, azuelas, sierras, cinceles, clavos, cuchillos, tijeras, agujas y alfileres, jarras, ollas, calderos, espejos y arneses de caballería, entre otros. El estaño y el cobre contribuyeron a que se establecieran redes comerciales que unían alejadas regiones de Europa y Asia, e influyeron de forma importante en la distribución de la riqueza entre los individuos y los pueblos.
Plata
Los objetos de plata empezaron a fabricarse por primera vez en cantidades significativas alrededor del 4000 a. C., y la escasez de plata nativa obligaba a obtenerla a partir de la fundición de sus menas principales, la argentita(Ag2S) y la clorargirita (AgCl). La plata también aparece como impureza en las menas del plomo, y cuando las poco abundantes menas de la plata se fueron agotando la plata pasó a obtenerse principalmente por la purificación del plomo durante su fundición, por un proceso conocido como copelado, ya descrito por las fuentes de la Antigüedad como Plinio el Viejo. En cambio en América cuando se desarrollaron independientemente los métodos de fundición de metales en los inicios de la Edad Media, la plata no se obtuvo por fundición directa de sus propias menas, sino por la purificación del oro y el cobre que contenían impurezas de plata.
La plata era un metal demasiado blando para destinarse a la fabricación de herramientas resistentes, pero desde sus orígenes fue usado con fines ornamentales y suntuarios.
Donde y como se produjo el descubrimiento de la fundición del hierro es objeto de un gran debate, y permanece incierto debido a la escasez de restos arqueológicos. Las tecnologías del hierro podrían haberse originado en oriente próximo, quizás en Anatolia oriental. Existen restos arqueológicos con herramientas fabricadas con hierro sin níquel (prueba de que no es de origen meteórico) en Anatolia alrededor del 1800 a. C., pero también se han encontrado herramientas del periodo comprendido entre el 1800 a. C. y 1200 a. C. en el valle del Ganges en la India,
En el Antiguo Egipto existen indicios de que había trabajos metalísticoscon hierro en algún momento entre el tercer periodo intermedio de Egipto y la dinastía XXIII (entre el 1100 y el 750 a. C.), aunque sorprendentemente no se han encontrado pruebas de fundición de hierro a partir de sus menas en el Egipto faraónico en ningún periodo. Existen indicios de la fundición de hierro y trabajos siderurgicos enÁfrica Occidental alrededor de 1200 a. C. Además se han encontrado vestigios antiguos de acero al carbono de hace 2000 años en el noroeste de Tanzania, basados en complejas técnicas previas al calentamiento. Estos descubrimientos podrían indicar que se desarrollaron las técnicas siderúrgicas en varios lugares independientemente. Las tecnologías siderúrgicas se extendieron desde el Mediterráneo hacia el norte a partir del 1200 a. C., llegando al norte de Europa alrededor del 600 a. C., más o menos en las mismas fechas en las que llegaron a China.
Los primero procesos siderúrgicos realizados en Eurasia y África realizaban la fundición en pequeños hornos tronco cónicos, donde la temperatura no era lo suficientemente alta para que el hierro se fundiera. Así se producía una masa blanda de hierro incandescente que podía darse forma forjándolo a martillazos. Las primeros hallazgos arqueológicos de esta técnica se han encontrado en Tell Hammeh, Jordania, datadas con carbono 14 alrededor del 930 a. C.
A partir de la Edad Media la reducción directa en pequeños hornos empieza a ser sustituida por un proceso indirecto. Así se usa un alto horno para producir arrabio a partir de las menas minerales, que tenía que someterse a otro proceso posterior para producir barras de hierro forjables. Los procesos de esta segunda fase eran el afino en una ferrería, y a partir de la Revolución Industrial, la pudelación. Su resultado era el hierro forjado, aunque ambos procesos han quedado obsoletos ya que actualmente casi no se fabrica. En su lugar se produce acero mediante el convertidor Thomas-Bessemer o por medio de otros procesos de fundición reductivos como el proceso Corex.
Cinc
El cinc fue descubierto en la Edad Media, y como en la Antigüedad se conocían siete metales se le denomina el octavo metal. Existe una disputa sobre si las técnicas de fundición del cinc puro se desarrollaron en la India o enChina alrededor del siglo XIV. En cambio las aleaciones de cinc se usaron desde antiguo. Existen piezas delatón datadas en 1000-1500 a. C. se han encontrado en Canaán y otros objetos con contenidos de hasta el 87% de cinc han aparecido en la antigua región de Transilvania— sin embargo, por su bajo punto de fusión y reactividad química el metal tiende a evaporarse por lo que la verdadera naturaleza del metal no fue comprendida por los antiguos. Se sabe que la fabricación de latón era conocida por los romanos hacia 30 a. C. Plinio yDioscórides describen la obtención de aurichalcum (latón) por el procedimiento de calentar en un crisol una mezcla de cadmia (calamina) con cobre; el latón obtenido posteriormente era fundido o forjado para fabricar objetos. En occidente, hacia 1248, Alberto Magno describe la fabricación de latón en Europa.
La fundición y extracción de cinc impuro se llevó a cabo hacia el año 1000 en India —en la obra Rasarnava (c. 1200) de autor desconocido se describe el procedimiento, y los indios conocían ya la existencia del cinc como metal distinto desde la Antigüedad. En 1597Andreas Libavius describe una «peculiar clase de estaño» que se producía en la India y llegó a sus manos en pequeña cantidad a través de un amigo; de sus descripciones se deduce que se trataba del cinc aunque no llegó a reconocerlo como el metal procedente de la calamina.Georgius Agricola (1490-1555) observó en 1546 que podía rascarse un metal blanco condensado de las paredes de los hornos en los que se fundían minerales de cinc; añadiendo en sus notas que un metal similar denominadozincum se producía en Silesia. Por lo que hasta el siglo XVI no se generalizó su conocimiento en Europa.
