金属钽精炼(refining  of  tantalum  metal)

在高温高真空下烧结或熔炼金属钽粉，除去杂质并产出致密金属的过程。钽的熔点高达3269K，因此用各种还原方法生产出的金属钽均呈粉末状或海绵状，必须经过进一步精炼，才能获得具有良好塑性的致密金属。杂质对金属钽的塑性影响很大，在金属钽烧结或熔炼过程中也会同时被除去。

钽粉中的杂质大致分为四类，第一类为在液态和固态下不溶于钽或仅有限固溶的元素，它们主要是元素周期表中第1、Ⅱ族元素和稀土元素，和钽相比，它们的熔点相对较低，较易蒸发除去；第二类为在液态和固态下和钽完全互溶或生成低共熔混合物的元素，它们主要是元素周期表中第Ⅳ、V、Ⅵ、Ⅶ族元素，其中的高熔点金属杂质去除较为困难；第三类是在液态下和钽完全互溶，在固态下和钽生成中间相或金属间化合物的元素，如铝、铁、镍、硅等，它们较易以原子状态或挥发性氧化物形式(SiO，Al₂O₃等)从熔体表面脱除；第四类为气体杂质(氮、氧、碳、氢)，它们以原子状态、分子状态和化合物状态(氧化物、氮化物、碳化物)溶解在液态或固态钽中，在高温高真空下，以上述三种形态除去。

钽精炼方法有粉末冶金法和熔炼法两类。粉末冶金法主要采用真空烧结法，如钽真空烧结法精炼。熔炼法主要有电弧炉熔炼，如钽真空电弧熔炼；电子束炉熔炼，如钽电子束熔炼和区域熔炼等。本世纪50年代以前，钽的精炼一直采用真空烧结法。只有真空烧结法能生产出含间隙氧化物(ThO₂，Y₂O₃)的金属钽。真空烧结法提纯效果较差，目前主要用于制备其他精炼方法用的钽坯料。电弧炉熔炼又分自耗电极熔炼和非自耗电极熔炼两种方法，适用于制取大型钽锭和向钽中掺杂合金元素。电子束炉熔炼是目前采用最多和提纯效果最好的熔炼方法，所产钽锭纯度一般大于99.9％。采用电子束区域熔炼制得的钽金属单晶，纯度可达99.9999％。近来，在电子束炉熔炼的基础上又发展了等离子束熔炼法(见等离子体冶金)。此法特别适用于铝热还原法生产的铌块的初始熔炼。

几种熔炼方法的比较如表。