Columbite-tantalite
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La columbite-tantalite o columbo-tantalite è una miscela complessa di columbite (Fe,Mn)Nb2O6 e tantalite (Fe,Mn)Ta2O6, due minerali della classe degli ossidi che si trovano molto raramente come termini puri.
Indice |
[modifica] Caratteristiche mineralogiche
Columbite e tantalite costituiscono una serie isomorfa[1] a causa della mutua vicarianza[2] fra tantalio e niobio nel reticolo cristallino. I termini della serie (si anche veda la tabella sottostante) non sono equamente diffusi in natura, ma vedono prevalente un tenore medio-elevato di niobio (o ossido di niobio[3]) a causa della maggior rarità del tantalio.
I minerali della serie cristallizzano nel sistema rombico, classe di simmetria bipiramidale. Formano cristalli ad habitus[4] prismatico e tabulare, tozzi, opachi, di colore nero o grigio molto scuro, ma si rinvengono più generalmente in aggregati compatti microcristallini dello stesso colore o in concrezioni con samarskite (Y,Er)4[(Nb,Ta)2O7)]3 con cui la columbite-tantalite forma delle associazioni regolari.
La columbo-tantalite pur essendo un minerale duro, è molto fragile e tende facilmente a sfaldarsi e disgregarsi formando una polvere nera-rosso bruna. I minerali della serie cristallizzano in ambiente magmatico ipoabissale[5] per lento raffreddamento da un fuso molto ricco in silice e si ritrovano quindi in pegmatiti granitiche, ma tendono ad accumularsi, essendo minerali ferrosi e a causa della loro durezza, in sedimenti alluvionali (con una granulometria sabbiosa data la facile sfaldabilità) formatisi per degradazione delle rocce che li contengono.
La columbite-tantalite è il minerale di estrazione primario[6] del tantalio di cui fornisce la quasi totalità della produzione mondiale e il minerale di estrazione secondario[7] del niobio fornendo dal 10 al 15% della produzione mondiale.
Il niobio viene utilizzato nell'industria metallurgica per la preparazione di leghe metalliche con elevato punto di fusione, per aumentare la resistenza alla corrosione in alcuni tipi di acciai inossidabili e, infine, nella preparazione di superconduttori elettromagnetici.
Il tantalio viene utilizzato sotto forma di polvere metallica nell'industria elettronica e dei semiconduttori per la costruzione di condensatori ad altà capacità e dimensioni ridotte che sono largamente utilizzati in telefoni cellulari e computer.
[modifica] Nomenclatura
La rarità del tantalio rispetto al niobio, la circostanza per cui fino alla metà del XIX secolo questi due metalli di transizione erano considerati lo stesso elemento chimico (columbo), e, infine, la rarità dei due termini mineralogici puri ha fatto sì che storicamente il termine columbite in mineralogia venisse utilizzato - e venga utilizzato ancora - per definire anche la miscela columbite-tantalite.
| Formula chimica | Criteri di classificazione | Denominazione mineralogica | Denominazione mineraria | Interesse minerario |
|---|---|---|---|---|
| (Fe,Mn)Nb2O6 | Termine puro[9] | Niobite (principale), Columbite | Non applicabile | Non applicabile |
| (Fe,Mn)(Nbm,Tan)2O6 | m > 90% n < 10% |
Columbite | Columbite, Columbite-tantalite | Si Niobio (10-15% della produzione mondiale) |
| (Fe,Mn)(Nbm,Tan)2O6 | 90% > m > 60% 40% > n > 10% |
Columbite | Columbite-Tantalite, Tantalite Coltan (solo Africa meridionale) |
Si Tantalio (90% della produzione mondiale) e niobio[10] |
| (Fe,Mn)(Nbm,Tan)2O6 | m < 60% n > 40% |
Tantalite | Tantalite | Si Tantalio Produzione poco rilevante - giacimenti modesti |
| (Fe,Mn)Ta2O6 | Termine puro | Tantalite | Non applicabile | Non applicabile |
Coltan (contrazione per columbo-tantalite) è il nome comune e colloquiale[11] utilizzato in Africa (nella regione geografica del Congo) e, talvolta, dall'industria mineraria in Africa per una columbite-tantalite a relativamente alto tenore di tantalio.
Il termine coltan ha ottenuto un particolare riscontro[12] da parte dei mass media per le implicazioni sociali, etiche e politiche che assume, nell'Africa congolese e in Rwanda, l'estrazione e la vendita para-legale e non controllata di columbo-tantalite. Il minerale estratto in questi paesi viene utilizzato come una redditizia fonte economica da parte di diversi movimenti di guerriglia e concorre, quindi, indirettamente ad alimentare la guerra civile nella regione del Congo.
[modifica] Produzione e disponibilità
I maggiori giacimenti minerari di columbo-tantalite sono localizzati in Australia occidentale, Nigeria e, soprattutto, Brasile, dove essendo concentrati anche i maggiori giacimenti mondiali di pirocloro, il minerale di estrazione primario, si realizza la massima produzione mondiale [13] di niobio con 29.900 tonnellate totali. Oltre il 95% delle riserve totali mondiali di niobio (5.200.000 tonnellate di riserve stimate, 4.300.000 economicamente sfruttabili) sono costituite dal pirocloro e dalle columbiti-tantaliti brasiliane.
La produzione annuale di niobio in Brasile, nel 2005, ricavata dalla columbite tantalite assomma a circa 3.000 tonnellate seguita dall'Australia con circa 300 tonnellate e altri paesi con valori molto più modesti di qualche decina di tonnellate.
La varietà di columbo-tantalite con un alto tenore di tantalio (quella che viene chiamata colloquialmente coltan in Africa meridionale) ha le maggiori coltivazioni[14] in Australia dove sono state prodotte, nel 2005, 1200 tonnellate di tantalio con riserve totali stimate per 80.000 tonnellate (40000 sfruttabili economicamente). La compagnia mineraria australiana Sons of Gwalia Ltd rappresenta, con due miniere[15], il maggior estrattore mondiale di tantalio.
Le miniere in Brasile hanno fornito, al 2005, una produzione di sole 215 tonnellate annue di tantalio, ma si stimano riserve per 73.000 tonnellate. Il maggior produttore africano è il Mozambico con 260 tonnellate annue. Altri produttori africani sono Repubblica Democratica del Congo (provincia del Katanga), Nigeria, Rwanda, Uganda e Etiopia con produzioni annue inferiori alle 50 tonnellate. L'entità delle risorse in Africa non è stata ancora stimata.
La sproporzione fra la produzione mondiale totale di niobio (34.000 tonnellate comprendendo anche il pirocloro) e tantalio (circa 1900 tonnellate) è un indicatore della rarità in natura del tantalio come elemento chimico.
[modifica] Il coltan nell'Africa congolese
Il valore commerciale del tantalio è molto elevato quindi anche una bassa produzione, come quella congolese, può fornire elevati proventi economici.
Da quando la richiesta mondiale di tantalio è divenuta rilevante, si è fatta particolarmente accesa la lotta fra gruppi para-militari e di guerriglieri per il controllo dei territori congolesi dove si estrae la columbo-tantalite. Una regione particolarmente colpita è quella del Kivu nella Repubblica Democratica del Congo e due stati confinanti: Rwanda e Uganda. Gli intermediari che trattano le vendite illegali in Rwanda e Uganda si approvigionerebbero, infatti, dai giacimenti minerari congolesi.
Il denaro ricavato dai proventi della vendita del minerale (così come di altre risorse naturali pregiate) da parte dei movimenti di guerriglia che controllano le provincie orientali del Congo, alimenta la guerra civile in questi territori.
Il fatto che gruppi armati o comunque non rappresentanti società statali e industrie, si impossessino del minerale e lo vendano con grossi introiti ad acquirenti principalmente occidentali od asiatici non costituisce di per sé un reato, in nessuno degli stati interessati complicando il problema. All'acquisto di columbo-tantalite congolese si sarebbero interessate come intermediarie anche organizzazioni criminali europee ed asiatiche dedite al traffico illegale di armi che scambierebbero armi per minerale da rivendere.
La questione dello sfruttamento incontrollato delle risorse congolesi è di gravità tale da aver coinvolto anche l'ONU che pubblico nell'ottobre 2002 un rapporto[16] che accusava le compagnie impegnate nello sfruttamento delle risorse naturali del paese africano, fra cui anche il coltan, di favorire indirettamente il proseguio della guerra civile.
In merito all'acquisto di columbite-tantalite venne coinvolta anche la H.C Starck, una sussidiaria della Bayer che si occupa della raffinazione di metalli di transizione quali il molibdeno, niobio, tantalio, tungsteno e renio e della produzione per il mercato dell'elettronica, dei semiconduttori e dei superconduttori di parti di precisione in leghe speciali e componenti ceramici.
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Per approfondire, vedi la voce Bayer#Controversia_sulla_guerra_civile_in_Congo. |
Il rapporto del 2002 fu anche alla base di una condanna di ordine generale da parte del Consiglio di Sicurezza delle Nazioni Unite [17], nel 2003, in merito allo sfruttamento delle risorse naturali della Repubblica Democratica del Congo che comprendono oltre alla columbite-tantalite: diamanti, smeraldi, uranio, oro e altri metalli preziosi.
Il Tantalum-Niobium International Study Centre[18] ha esortato i suoi associati (vedi nota sull'organizzazione) ad aver cura di evitare di approvigionarsi di columbo-tantalite congolese e rwandese denunciando come eticamente inaccettabile questo commercio in quanto la vendita del minerale in quei paesi finanzia e ha finanziato la guerra civile oltre ad aver creato danni ambientali per lo sfruttamento indiscriminato.[19]
[modifica] Note
- ↑ In cristallografia chimica, con isomorfismo (dal greco col significato di stessa forma) si intende la proprietà di due o più composti chimici di formare una soluzione solida. Interessa in varia misura (esistono tre specie di isomorfismo) composti con formula chimica e costanti cristallografiche molto vicine che cristallizzano nella stessa classe mineralogica.
- ↑ La poprietà di due o più ioni di sostituirsi vicendevolmente nel reticolo cristallino. I fattori che condizionano questa proprietà sono il raggio ionico e, in misura minore e variabile, la valenza.
- ↑ Un altro modo, utilizzato normalmente nell'industria mineraria, di classificare questa serie isomorfa è quello in funzione della quantità di composto chimico raffinato ottenuto. In questo caso si tratta di un ossido di niobio (Ni2O5) o di tantalio (Ta2O5).
- ↑ Per habitus (abito) si intende in mineralogia la forma geometrica esteriore con cui si sviluppa un cristallo e dipende dagli assi e piani di simmetria del reticolo cristallino.
- ↑ Si formano cioè per il raffreddamento di intrusioni magmatiche nella crosta (filoni).
- ↑ In misura minore il tantalio viene estratto anche da altri due ossidi, la microlite che fa parte di una serie isomorfa col pirocloro di cui costituisce il termine tantalico e la wodginite che è associata alla columbo-tantalite. Nell'industria mineraria anche questi minerali vengono chiamati comunemente, anche se impropriamente, tantaliti se il tenore di tantalio è sufficientemente elevato.
- ↑ Il minerale di estrazione primario è il pirocloro che fornisce circa l'85%-90% del niobio mondiale secondo le stime del Tantalium Niobium International Study Center.
- ↑ Le designazioni minerarie hanno come fonte il Tantalum-Niobium International Study Center, quelle mineralogiche le fonti bibliografiche.
- ↑ Estremamente raro in natura. Come per molte serie e gruppi isomorfi, il termine puro viene utilizzato principalmente per criteri di classificazione mineralogica.
- ↑ Produzione secondaria e solo se tenori di tantalio < 15%. Il niobio viene recuperato come residuo durante il processo di raffinazione del tantalio.
- ↑ Come precisato dal Tantalum-Niobium International Study Center [1].
- ↑ Che ha portato, talvolta, anche ad imprecisioni: coltan viene talora indicato erroneamente dai mass media come il nome scientifico o di uso generale per la columbo-tantalite; altre volte vengono enfatizzati i dati sulla produzione e l'entità (ancora non pienamente o del tutto determinata) delle riserve di tantalio in Congo.
- ↑ Rapporto USGS Mineral Resources Program del 2006 dell'United States Geological Survey sulla produzione mondiale di niobio [2].
- ↑ Rapporto USGS Mineral Resources Program del 2006 dell'United States Geological Survey sulla produzione mondiale di tantalio [3].
- ↑ Si tratta delle miniere di Greenbushes e Wodgina localizzate entrambe nell'Australia Occidentale. La columbite-tantalite di Greenbushes è contenuta in pegmatiti risalenti all'Archeano, ricche di minerali di litio, stagno e tantalio. La miniera provvede da sola al 50% della produzione mondiale di tantalio. Un breve articolo di GeoScienceWorld sulla pegmatite di Greenbushes è leggibile qui. GeoScienceWorld è una risorsa online mantenuta da società geologiche prestigiose quali l'AAPG e l'American Geological Institute.
- ↑ Final report of the Panel of Experts on the Illegal Exploitation of Natural Resources and Other Forms of Wealth of the Democratic Republic of the Congo ONU Panel of Experts Reports dell'ottobre 2002. Articolo relativo sul sito dell'OCSE.
- ↑ Comunicato stampa del Consiglio di Sicurezza dell'ONU. Sito ufficiale dell'ONU. Visionato il 25 ottobre 2006
- ↑ Organizzazione con sede in Belgio (paese che per il suo passato coloniale ha legami piuttosto stretti con il Congo) che raggruppa tutti i maggiori produttori, raffinatori e intermediari di tantalio e niobio.
- ↑ Il testo del rapporto sul tantalio del Tantalum-Niobium International Study Center in cui è presente anche questa dichiarazione è leggibile qui.
[modifica] Bibliografia
- Curzio Cipriani e Carlo Garavelli, Carobbi - cristallografia chimica e mineralogia speciale, USES, Firenze 1987 - ISBN 88-03-00209-X
- W.A. Deer, R. A. Howie, J. Zussman, Introduzione ai minerali che costituiscono le rocce, Zanichelli Bologna 1994 - ISBN 88-08-09882-6
- Annibale Mottana, Rodolfo Crespi, Giuseppe Liborio, Minerali e rocce, Mondadori, Milano 1992 ISBN 88-04-14289-8
