DETERMINATION DE LA TENEUR EN TANTALE
DANS QUELQUES MINERAIS

GENERALITES SUR LE TANTALE

 Le tantale dérivant du nom du personnage mythologique grec Tantale a été découvert par le chimiste et minéralogiste Suédois Anders Gustaf Ekeberg (1767-1813) dans un minéral provenant de Finlande. 

 Découverte du tantale 

Dans la mythologie grecque, Tantale roi de Lydie, fils du dieu suprême Zeus et père de Pélops et Niobé a été soumis à un supplice éternel pour avoir communiqué des secrets divins aux hommes. Il a été alors condamné à rester à jamais sous un arbre fruitier, debout dans l’eau jusqu’au menton ; dès qu’il tentait de boire et de manger, le niveau de l’eau diminuait et l’arbre fruitier s’éloignait quand il tendait la main pour en attraper les fruits. L’expression « supplice de Tantale » dérive de ce mythe. Par allusion, le minéral qu’a découvert A. G. Ekeberg a été immergé pendant un temps prolongé dans de l’acide et n’a donné aucune réaction. L’extraction de l’élément recherché s’est avérée difficile que les chercheurs à l’époque l’ont éprouvée comme « un supplice de Tantale ». Le chercheur Jacob Berzélius a pu isoler en 1820 l’élément et l’a baptisé Tantale. Plus tard, il est apparu que le tantale découvert était constitué de deux éléments. En 1866, J.C.G de Marignac a parvenu à séparer les sels des deux éléments et on a pu confirmer définitivement le fait qu’il s’agissait bien de deux éléments différents. Il les a nommés le tantale et le niobium, ainsi appelés par référence à la fille Niobé de Tantale. 

 Propriétés chimique et physique 

 Le tantale est un élément chimique du tableau de classification de Mendeleïev, de symbole Ta, de numéro atomique 73 et de masse atomique égale à 180,95g. C’est un métal de transition rare, lourd ayant une densité 16,6, dur mais aussi relativement ductile se laissant facilement usiner et de couleur gris-bleu analogue à celle de l’argent ou du platine. Sur les surfaces en contact avec l’air se forme un film d’oxyde qui confère au minéral de tantale une très bonne résistance à la corrosion des acides. En fait, à une température inférieure à 150 °C, il est insensible aux attaques chimiques par les acides. Il ne réagit qu’avec l’acide fluorhydrique et les bases fondues. Chapitre 1 : Généralités sur le tantale Madagascar – INSTN 3 Le tantale s’enflamme à l’air pour former l’oxyde de tantale Ta2O5, substance blanche infusible, qui se combine avec des oxydes ou des hydroxydes métalliques pour former des composés appelés tantalites. L’acide tantalique, de formule HTaO3, est un précipité gélatineux obtenu par ajout d’eau au pentachlorure de tantale. Le tantale est très réfractaire et fond à 2996°C, bout à 5425°C. Seul le tungstène (Z=74, point de fusion = 3410°C, point d’ébullition = 5660°C) et le rhénium (Z=75, point de fusion = 3180°C, point d’ébullition = 5627°C) ont un point de fusion et point d’ébullition plus élevés que lui. C’est un bon conducteur de la chaleur et de l’électricité. Le tantale est toujours associé au niobium dont l’ancien nom est le columbium, principalement dans les minerais de tantalite. Le tantale est un substitut économique du platine. Le tantale est parmi les éléments plus rares dans la croûte terrestre. C’est le 53e élément naturel le plus abondant. 

 Occurrence géologique du tantale 

 Les minerais de tantale se présentent dans son milieu naturel sous forme de pierre grisâtre. La figure 1 montre son état brut. Figure 1. Minerai de tantale brut Chapitre 1 : Généralités sur le tantale Madagascar – INSTN 4 Contrairement à l’or et au cuivre, le tantale se présente dans la nature sous forme d’oxyde : le plus récurrent est la tantalite appelée aussi oxyde de tantale qui forme une série isomorphe avec un autre minerai dénommé la niobite ou la colombite (minerai qui contient du niobium, de fer, de manganèse et de l’oxyde de tantale). Une série isomorphe est une série dans laquelle le Ta2O5 peut se transformer en Nb2O5. Cela signifie que le même genre de minerai peut progressivement passer de la tantalite à la colombite. On ne trouve pratiquement jamais de tantalite toute pure dans la nature, on la trouve associée à d’autres minerais dans la plupart des roches. Les exemples des minerais sources des matières premières de tantale sont les : – Colombo-tantalite communément appelée coltan, – Microlyte – Pyrochlore, – Strüvérite En général, les minerais de tantale possèdent des poids spécifiques élevés par rapport aux autres minerais. Par exemple pour le colombo-tantalite, le poids spécifique varie entre 5 à 8. Ce poids est compris entre 2,5 et 3 pour le sable. Dans la nature, le minerai de tantale se présente sous deux grandes formes : • En premier lieu, il apparaît sous forme de pegmatites. Ce nom collectif désigne les roches magmatiques qui se sont solidifiées après que le magma se soit installé. On note que le tantale apparaît la plupart du temps dans les dépôts de minerais d’étain et de tungstène. Il n’apparaît pas forcément dans ces minerais mais toujours en association avec eux et en assez grandes quantités. • En second lieu, on trouve du tantale dans les alluvions, des sédiments qui se concentrent dans les lits des rivières. Le tantale s’y dépose à cause de son poids spécifique élevé alors que les matières plus légères sont emportées par l’eau. Le tableau 1 suivant nous montre des exemples de minerais de tantale les plus répandus et leurs compositions chimiques exprimées en %.