钽铌矿什么颜色什么特征

钽铌矿是指含有钽和铌地矿物的总称。可作矿石开采的主要由钽铁矿、铌铁矿和烧绿石。

钽(Ta)铌(Nb)都属于高熔点（钽 2996℃、铌2468℃）、高沸点（钽5427℃、铌5127℃）稀有金属，外观似钢，灰白色光泽，粉末呈深灰色，具有吸气、耐腐蚀、超导性、单极导电性和在高温下强度高等特性。用于制备氧化钽、氧化铌，提炼钽、铌等。品位分析可以通过专用的钽铌矿浪声矿石分析仪进行快速分析。

中国是世界上铌、钽、锂、铍等稀有金属矿产资源最丰富的国家。

中国的锂、铍、铌、钽矿的储量在世界上都居第一二位。

据美国矿业局(1981～1994年)估计，世界锂、铍、铌、钽矿产储量基础为：锂(金属量)840万吨，铍(金属量)72.6万吨，铌(金属量)420万吨，钽(金属量)3.5万吨。中国这4种矿产，据地质矿产部举办的《新中国成立四十周年地矿工作成就展览》统计资料(地质出版社，1992年出版)：我国钽矿、锂矿占世界第1位，铌矿、铍矿均占第2位。

钽矿分布于13个省(区)的92个矿区，总保有储量Ta2O5 8.4万吨，居世界首位从地区分布看，江西钽矿最丰富，内蒙古、广东次之，三省合计占全国钽储量72.5%。铌探明储量的以铌为主的矿区有99处,铌的工业储量660万吨，居世界第二；而另一说，根据新的勘探成果，中国铌矿储量占世界的91%，可能已跃居第一位。

我国的资源优势明显特点钽矿床规模小，矿石品位低，嵌布粒度细而分散，多金属伴生，造成难采、难分、难选，回收率低；赋存状态差，大规模露采的矿山较少。

我国没有独立的铌矿山，从我国大部分钽铌矿床品位都接近或略高于最低工业品位指标。Ta205品位超过0.02%的几乎没有，而Nb205品位超过0.1%的也只有几个碳酸岩类型的矿床，其它类型矿床Nb205品位均在0.02%左右。

1、矿床特征：

矿体赋存于雅山花岗岩体中，呈似层状面型分布 ，产状稳定而平缓（倾向40°--50°，倾角10°--28°），面积约2.8平方公里。工业矿体长1700米，东西宽644米，面积约1.5平方公里，平均厚度60米。其中富矿体长1300米，宽55米，厚31.5米（最大42 米）。

2、矿石矿物特征

矿石矿物有细晶石 ，富锰铌钽铁矿 ，含钽锡石，伴生矿物有锂云母、锆石 、黄玉、绿柱石 、含锡钽铁金红石 、黑钨矿、独居石、磷钇矿等。

3、矿石组份

五氧二钽0.0101％、五氧化二铌0.0084％、氧化铍0.028%、 氧化二锂0.426％、氧化二铷0.2218％、氧化二铯0.0308％、同时品位在富矿岩体中具有上富下贫、中心富边缘贫的变化规律。

钽矿床规模小，矿石品位低，嵌布粒度细而分散，多金属伴生，造成难采、难分、难选，回收率低；赋存状态差，大规模露采的矿山较少。我国没有独立的铌矿山，铌往往与稀土、钽伴生。

苏州善安浜钽矿床位于苏州西部浒墅关镇善安浜境内，距苏州市区约10 km。该矿床为碱性长石花岗岩型钽矿床。矿体赋存在隐伏花岗岩体隆起部位的顶部，自上而下分为3个矿体，呈上钽下铌关系产出。矿石类型主要为钠长石花岗岩型，次为少量花岗伟晶岩型。矿石主要有益组分为钽、铌，伴生有益组分为锂、铷、铯、锆、铪。钽、铌主要赋存在铌铁矿-钽铁矿中，铌铁矿-钽铁矿主要嵌布在长石、石英等矿物颗粒间，矿石可选性好。估算的资源量：钽达超大型矿床规模，铌达中型矿床规模。

1.区域地质背景

苏州善安浜钽矿床地处著名的苏州花岗岩体的北东缘，大地构造上地处扬子准地台下扬子台坳南通-苏州陷褶带太湖断块光福断凸边部，北东侧为北西向苏（州）-（无）锡基底断裂，南东侧为北东向湖（州）-苏（州）深断裂，这两条断裂联合控制着苏州西部岩浆的活动，是重要的控岩断裂。

2.成矿地质条件

（1）地层

龙潭组（Pl）：为矿体的直接顶板，遍及全矿区。

长兴组（Pc）：分布在龙潭组之上，为矿体间接顶板，与龙潭组呈断层接触。

青龙组（Tq）与黄尖组（Jh）：仅见于局部地段。

（2）岩浆岩

苏州西部岩浆活动频繁，延续时间自印支期至燕山晚期，形成了以苏州花岗岩、城隍山石英斑岩、金墅二长花岗岩、七子山-西塘村二长花岗岩、青山花岗斑岩和雅泥山-阳宝山花斑岩脉群为代表的大小不一的（中）酸性侵入岩体。

（3）构造

苏州西部印支期地质构造以褶皱为主，燕山期则以断裂构造为主，北东向褶皱及推覆构造发育是区域构造的显著特色。

3.矿床地质特征

苏州善安浜钽铌矿体赋存于善安浜隐伏钠长石花岗岩体隆起部位的顶部。该岩体为苏州花岗岩酸性杂岩体较晚期的侵入体。

苏州善安浜含钽铌钠长石花岗岩侵位于苏州西部木渎向斜北东倾伏端，苏州花岗岩向北延伸之局部隆起部位，上部围岩为二叠系龙潭组砂泥岩、长兴组灰岩。

善安浜钽矿体埋深于380m以下，呈北东—南西向展布，长约1800m，宽630m，自上而下分为3个矿体。Ⅰ矿体为钽矿体，伴生铌，矿体中部厚，向四周变薄，呈透镜状-似层状，厚度介于4.04～61.46m，平均31.81m，厚度变化系数65.35%；Ta2O5含量介于0.005%～0.068% 之间，平均0.0139%，为主矿体，Ta2O5资源量占该矿床资源量的85.92%；Nb2O5含量介于0.003%～0.142% 之间，平均0.0665%。Ⅱ矿体为铌矿体，伴生钽，矿体呈似层状，厚度为8.08～31.24m，平均17.06m，厚度变化系数43.00%；Ta2O5含量介于 0.0032%～0.0085% 之间，平均 0.0058%，Nb2O5介于 0.0564%～0.1390% 之间，平均0.0937%。Ⅲ矿体为铌矿，厚度小。总的来说，上钽下铌特征极为明显。

4.矿山岩心保存现状

矿床自普查评价以来，产生了大量的岩心，然而，因年代久远，加之受场地、经费的限制，这一部分岩心并未得到妥善的保管，大多流失或损毁。还有部分钻孔的矿心全部用于选矿试验，仅有一个全孔岩心保存于岩心库内（即ZK401）。

5.实物地质资料筛选采集

针对苏州善安浜钽铌矿床地质特征，以及地质项目取得的重大成果，岩心采集选取ZK401钻孔全孔岩心。该孔为地表钻，终孔深度513.86m，全孔岩心长471.58m，岩心采取率约91.8%。其中Ⅰ-1矿体厚度31.32m，Ta2O5含量平均0.0133%，Nb2O5含量平均0.0842%，矿心采取率 98.34%；Ⅰ -2 矿体厚度 6.74m，Ta2O5含量平均 0.0086%，Nb2O5含量平均0.0988%，矿心采取率99.70%；Ⅱ矿体厚度31.24m，Ta2O5含量平均0.0063%，Nb2O5含量平均0.1050%，矿心采取率98.72%；Ⅲ矿体厚度1.63m，Ta2O5含量平均0.0038%，Nb2O5含量平均0.1073%，矿心采取率100.00%。

6.相关资料

1）苏州善安浜钽铌矿评价报告（节选）；

2）苏州善安浜钽铌矿区域地质图；

3）苏州善安浜钽铌矿ZK401钻孔柱状图；

4）苏州善安浜钽铌矿ZK401钻孔地质记录簿；

5）苏州善安浜钽铌矿纵1勘探线剖面图。

中国稀有金属网：钽是由瑞典化学家埃克贝里 (A.G.Ekeberg)在1802年发现的，按希腊神话人物Tantalus（坦塔罗斯）的名字命名为 tantalum。1903年德国化学家博尔顿（W.von Bolton)首次制备了塑性金属钽,用作灯丝材料。1940年大容量的钽电容器出现，并在军用通信中广泛应用。第二次世界大战期间，钽的需要量剧增。50年代以后，由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的应用不断扩大，需要量逐年上升，促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。

钽和铌的物理化学性质相似，因此共生于自然界的矿物中。划分钽矿或铌矿主要是根据矿物中钽和铌的含量。钽铌矿物的赋存形式和化学成分复杂,其中除钽、铌外，往往还含有稀土金属、钛、锆、钨、铀、钍和锡等。钽的主要矿物有：钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿(FeTa2O6)、细晶石[(Na,Ca)Ta2O6(O,OH,F)]和黑稀金矿[(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6]等。炼锡的废渣中含有钽，也是钽的重要资源。已查明世界的钽储量(以钽计)约为134000短吨，扎伊尔占首位。1979年世界钽矿物的产量(以钽计)为 788短吨(1短吨＝907.2公斤)。中国从含钽比较低的矿物中提取钽的工艺，取得了成就。

钽的线胀系数在0～100℃之间为6.5×10-6K-1，超导转变临界温度为4.38K,原子的热中子吸收截面为21.3靶恩。 在低于150℃的条件下,钽是化学性质最稳定的金属之一。与钽能起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应，并且溶于熔融碱中。致密的钽在200℃开始轻微氧化，在280℃时明显氧化。钽有多种氧化物，最稳定的是五氧化二钽(Ta2O5)。钽和氢在250℃以上生成脆性固溶体和金属氢化物如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH3。在800～1200℃的真空下，氢从钽中析出,钽又恢复塑性。钽和氮在300℃左右开始反应生成固溶体和氮化合物；在高于2000℃和高真空下，被吸收的氮又从钽中析出。钽与碳在高于2800℃下以三种物相存在:碳钽固溶体、低价碳化物和高价碳化物。钽在室温下能与氟反应,在高于250℃时能与其他卤素反应，生成卤化物。

钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜，用钽制成的电解电容器，具有容量大、体积小和可靠性好等优点，制电容器是钽的最重要用途，70年代末的用量占钽总用量2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形，在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料。碳化钽用于制造硬质合金。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。1981年钽在美国各部门的消费比例约为:电子元件73％,机械工业19％，交通运输6％，其他2％。

矿田位于怀玉坳陷内，北距赣东北构造蛇绿混杂岩带10余千米，出露地层主要有南华—震旦系浅变质的砂岩、千枚岩、炭质板岩与不纯灰岩，寒武系页岩、钙质页岩夹泥灰岩和瘤状灰岩，三叠系陆相砾岩、砂砾岩、砂岩以及侏罗系火山熔岩。区域构造线方向为北北东向和北东向，次级断裂主要有北东、北东东、北北东和北西向4组。燕山期灵山复式花岗岩体出露在矿田中部，平面上呈卵形，长轴近东西向，面积200km2，椐物探资料分析计算，岩体下部向东、西方向平缓延展，呈巨大的透镜状，底板在地表7km以下消失。主岩体同位素年龄为140～107 Ma，系燕山晚期产物。自早而晚依次为灰色中粒环斑角闪黑云二长花岗闪长岩→灰色细粒环斑角闪黑云二长花岗岩→晶洞碱长花岗岩大岩墙→灰白色细粒角闪黑云正长花岗岩→肉红色中粗粒黑云碱长花岗岩，发育巨大晶洞，其分布由早而晚由边缘→中部。岩体含较多的微粒闪长岩深源包体及围岩俘虏体。据李昌年等研究，认为具玄武质岩浆喷射浆混特征。岩体内外接触带，发育有脉状及不规则状铁锂云母钠长石化花岗岩（γAⅠ），铌含量高，同位素年龄127～109 Ma。主岩体中部沿北东向断裂带尚有燕山晚期细粒似斑状花岗岩瘤、岩墙呈串珠状分布，同位素年龄为105～95 Ma

灵山岩体西侧2km松树岗地区的地下深200 m处发现一隐伏花岗岩株，岩性以中细粒铁锂云母钠长花岗岩（γAⅡ）为主，同位素年龄116～109 Ma，蚀变较强，局部见晶洞构造，具铌钽钨锡钼矿化。此外，矿田内还发育有闪长岩脉、花岗岩脉、花岗斑岩脉、细晶岩脉和伟晶岩脉等，其中花岗伟晶岩脉分布于灵山岩体内外接触带，以黄山地段发育最好（图4-45）。

从灵山、黄山、松树岗等不同侵入体的岩石化学成分看（表4-23），自早期侵位的黑云母花岗岩到成矿期的钠长花岗岩，有自酸性花岗岩浆向碱性花岗岩浆的演化趋势。将岩体的化学成分用CIPW法换算成标准矿物分子，然后投影到Or-Ab-Q分类图上（图4-46），可以看出，松树岗隐伏花岗岩体和黄山含铌花岗岩，与灵山岩体各期相岩石在成岩时间上虽有明显的阶段性，但在岩石化学成分上却显示了继承性，灵山岩体由钾钠花岗岩和钠长花岗岩组成，而松树岗和黄山岩体则为钠长花岗岩及石英钠长岩，说明岩浆从早期的富钾向晚期富钠方向演化。

图4-45 灵山复式岩体地质示意图

表4-23 矿田及国内花岗岩石化学成分（％）对比

图4-46 矿田花岗岩岩石种类（章锦统等，1985）

灵山复式花岗岩体同位素测试结果：δ34S‰为＋0.6～6.3，全岩δ18O‰为＋7.2～9.9，δD‰为-83.64～ -120.33，87Sr/86Sr初始值0.7024，稀土元素含量∑REE为60.61×10-6～513.6×10-6，∑Ce/∑Y平均为4.21，以轻稀土为主，自早期的黑云母花岗岩至晚期的碱长花岗岩稀土总量大幅度降低，重稀土所占比例略有上升，δEu0.10～0.48，Eu亏损明显，稀土配分模式为向右倾斜的“V”型曲线（图4-47）。

从上述岩石化学、岩石地球化学特征以及岩石学的一些宏观特征（如具环斑结构、晶洞构造，含深源包体等）分析，灵山（包括黄山、松树岗）复式花岗岩体既不同于陆壳重熔的S型花岗岩，又与壳幔混熔的Ⅰ型花岗岩有明显区别，而具有A型花岗岩的主要特征（戚建中，2000）。

矿田内，围绕灵山复式岩体有大小内生矿床及矿点十多处，成矿元素以Ta、Nb为主，其次为W、Sn、Mo、Li、Ru、Zr、Hf、Th、Cu、Pb、Zn、Fe等，其中黄山铌钽矿和松树岗钽铌矿具有大-超大型的潜在规模。

黄山铌钽矿产于灵山岩体西南缘，该岩体的内外接触带发育有不规则状铁锂云母钠长石化花岗岩、花岗伟晶岩岩瘤和岩脉，矿体即产于其中，稀有金属矿物以铌铁矿为主，次为锆石、钍石和钛钽铌矿。可分为花岗岩类和伟晶岩类两大类型矿体，前者分布在主岩体缘侧，多呈隐伏状，限于勘探深度（钻孔多在矿体内终孔），矿体形态及规模未完全查明；伟晶岩型矿体则分布于主岩体外接触带，产于寒武纪中世杨柳岗组灰岩中，产状大至平行于岩体接触带，向岩体方向倾斜，倾角25°～40°，已发现含矿伟晶岩脉70余条，单脉长175～600 m，厚2～19 m，延深20～350 m，伟晶岩结构简单，分带不明，具中粒结构及伟晶结构，以石英-钠长石集合体为主，偶见微斜长石及锂辉石块体。两类矿体均遭受钠长石化和铁锂云母化，蚀变越强，矿化越好。参与储量计算的矿体16个，多呈透镜状、脉状产出，主矿体长590 m，沿倾斜宽232 m，平均厚41.3 m，倾角30°～45°，埋深62～308 m，主要有益组分为Nb、Ta、Zr、Hf和Th。矿床Nb2O5储量达中型规模，品位较高（Nb2O5 0.0437％）；钽储量达大型规模，但品位偏低（Ta2O50.0044％）。

图4-47 灵山地区各类岩石的稀土元素分布模式（据白鸽，1989）

松树岗钽铌矿床位于灵山岩体西侧2km处的隐伏花岗岩体顶部和边部。矿区出露地层为南华纪早世志棠组砂质千枚岩、凝灰质板岩、沉凝灰岩及细粒长石石英砂岩；总体上为一轴向北东东，北西翼向南东倒转的背斜构造，北东、北西和东西向断裂构造发育；隐伏岩体呈岩钟状侵位于变质岩中，处于细脉-网脉型钨锡矿体的深部。岩体顶面最高处标高412 m，距地表180 m，岩体上部周边产状较陡，下部往南东东方向逐渐变缓，已有钻孔控制的隐伏岩体水平投影面积0.85km2。岩体蚀变强烈，垂向上分带明显，自上而下可分5个带（图4-48）。

1）似伟晶岩带（γρ）：产于岩体最顶部，由粗晶肉红色微斜长石（＞80％）、石英和绿褐色铁锂云母组成，微斜长石长约5 cm，石英长3～4 cm，铁锂云母片径达2 cm。副矿物和稀有金属矿物少见。厚0～18 m。

2）微斜长石岩带（γκ）：岩石几乎全由自形-半自形微斜长石组成。往深部，微斜长石中逐渐出现钠长石条晶，其粒间也出现钠长石。由于遭受云英岩化，此带残存厚度为0～40 cm。

图4-48 松树岗岩体内外的矿化分带示意图（据白鸽，1989）

3）云英岩化花岗岩带（γg）：主要由铁锂云母、石英和黄玉组成。稀有金属矿物有铌铁矿、铌钽铁矿、细晶石和四方钽锡矿；有色金属矿物有锡石、方铅矿、黑钨矿、闪锌矿和少量辉钼矿。带中可见微斜长石的交代残余。最大厚度达120 m。

4）微斜长石钠长石化花岗岩带（γAκ）：岩石主要由微斜长石、石英及钠长石组成，次有黄玉、铁锂云母等。岩石具细粒似斑状结构，局部见晶洞构造。细晶石、铌钽铁矿、锡石、闪锌矿和黄铁矿含量较多。此带最大厚度140 m。

5）强钠长石化花岗岩带（γAs）：此带以白色和出现冰晶石为特征，具似斑状结构，块状构造。岩石主要由微斜长石（15％～25％）、钠长石（35％～60％）、石英（15％～30％），铁锂云母（2％～6％）和黄玉（2％～4％）组成，斑晶为微斜长石与石英，副矿物以铌钽铁矿和黄铁矿居多。

铌钽矿体主要产于隐伏花岗岩体顶-边部的云英岩化花岗岩、微斜长石钠长石化花岗岩和强钠长石化花岗岩等蚀变带内，矿体赋存标高在412 m至-202 m之间，埋深在距地表180 m以下。经详查，已控制矿体长1320 m，宽640 m，最大厚度（假厚）450 m（尚未揭穿矿体）。稀有金属矿物铌钽铁矿、铌铁矿、钽铌铁矿、细晶石、四方钽锡矿等多嵌布于铁锂云母、钠长石等矿物粒间，也有包裹于造岩矿物之中的，粒径0.02～0.31 mm。铌钽独立矿物中的铌钽含量占矿石中铌钽总量的60％～70％，其余分散在锡石、黄玉、黑钨矿等矿物之中；此外，矿石中还含有方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、独居石、钍石、毒砂等金属矿物。经详查，矿区储量/资源量钽具超大型规模；铌具中型规模；铷也具超大型规模。

松树岗隐伏岩株顶部围岩云英岩化强烈，内含云英岩型和细脉浸染型钨锡钼矿体。云英岩在地表呈囊状，深部多呈透镜状或条带状，多平行于隐伏岩株接触带延展，最大厚度20余米，岩石主要由石英、铁锂云母及黄玉组成，锡石和黑钨矿呈浸染状分布其中，局部见多量的黄铁矿、方铅矿和闪锌矿，矿石品位：Sn 0.214％，WO3 0.129％，伴生铌钽。在近地表部位，石英细（网）脉带型钨锡钼矿叠加在云英岩型钨锡矿之上，含矿石英细（网）脉密集成带，单脉长数十厘米至数十米，脉幅1 m m至数厘米，围岩蚀变有云英岩化、黄玉化、铁锂云母化和硅化，已圈定矿体长345 m，一般厚1～3 m，最大倾斜延深390 m，工业矿物主要为黑钨矿、锡石和辉钼矿，平均品位：WO3 0.245％，Sn0.649％，Mo0.50％。

远离隐伏岩体的蕉岭、杨枚岗、庙脚等地，尚有石英脉型钨锡多金属矿和铅锌矿。矿化带走向长2700 m，宽320 m，矿化极不均匀。矿体呈脉状产出，脉幅0.1～0.55 m，单脉长数米至300 m，金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、黑钨矿、锡石、磁黄铁矿、毒砂等，钨、锡、锌、铅均为小型规模。

由此可见，横峰葛源矿田是与燕山期碱性花岗岩浆活动有关的超大型稀有金属矿田，伴生或共生丰富的有色金属矿产，矿化具有明显的分带性，尤以松树岗地区最为典型：垂直方向上，从深部的岩体型钽铌铷矿化至接触带（外接触带为主）的云英岩型钨锡矿化、远离接触带的石英细脉带型钨锡矿化；水平方向从岩体顶部围岩中的锡钨钼矿化→两侧的锡矿化→外围的铅锌矿化，形成岩浆晚期—岩浆期后交代→气成高温热液→中低温热液的矿化系列。

矿田内，所发现的黄山和松树岗两处大-超大型钽铌矿床，地质勘查的广度和深度均不够，崇山峻岭钻探深度多在500 m以内，多未揭穿矿体。再者，围绕灵山复式花岗岩体，还有大岭、松树井、塘里、南山、石人殿等原生铌钽矿床（点）和一批冲积型铌钽砂矿，均是重要的找矿线索，资源潜力极大。

1801年英国化学家哈切特分析北美一种铌铁矿石时发现了铌。1864年，布朗斯登用强烈的氢气火焰使氯化铌还原为铌。

铌的命名颇有一段趣味故事。因为当时哈切特研究的矿石是在美国发现的，美国又称为哥伦比亚，为纪念哥伦比亚将新元素取名为“钶”。

但是，1802年瑞典化学家埃克伯格又发现了与“钶”性质非常相似的“钽”（两者原子半径仅差4.2％）。因此很长一段时间曾将该两者认为是同一种元素，包括当时许多有名的化学家如贝采里乌斯等人都是这样判断的，且只采用“钽”这个名称。

直到1845年德国化学家罗泽才指出“钶”和“钽”是两种不同元素，由于两元素性质非常相似，罗泽就把“钽”（实为“钶”）叫成“铌”（Niobium），1907年才制得纯金属铌。

铌的取名是以古希腊神话中吕底亚国王坦塔罗斯的女儿尼奥勃的名字来命名的。

多年来，铌这个元素保留了两个名称，在美国用“钶”，在欧洲用“铌”，直到1951年国际纯化学和应用化学协会命名委员会正式决定统一采用“铌”作为该元素的正式名称。现在美国化学家已改用“铌”这个名称，但冶金学家和金属实业界有时仍用“钶”这个名称。

1802年，瑞典化学家埃克伯格在分析斯堪的那维亚出产的一种矿物（铌钽矿）时，使它们的酸生成氟化复盐后，进行再结晶，从而发现了钽。1814年贝采里乌斯判定它确是一种新元素，并赞同赋予它tantalum（“钽”）这个名字。原意是“使人烦恼”，因它不易与铌分离。铌钽的氧化物和盐类早在1824年就开始研究，但纯金属可锻钽直到1903年才用金属钠还原氟钽酸盐的方法制得。1929年金属钽的生产才开始进入工业规模。关于钽的命名有一种说法，认为是源自古希腊神话中吕底亚国王坦塔罗斯的名字。相传，坦塔罗斯由于触犯了众神而被罚在地狱中受酷刑。当他站在齐脖子深的水中因干渴而要饮水时，水就向下打旋消失不见了；当他因饥饿而想去吃离他只有几英寸远的果树上的果子时，树枝都摇晃起来使他够不着。金属钽有极不寻常的耐酸性能，甚至能耐王水。钽在酸里，酸对它的影响绝不比坦塔罗斯站在水中时水对他的影响更大，所以用坦塔罗斯的名字命名金属钽。但是因为英语中tantalize（“愚弄”）一词也源自坦塔罗斯的名字，所以有人认为钽的取名，是由于发现者在找到它之前受到了tantalize（愚弄），因而几乎错过了发现它的机会。这种说法显然不恰当。

铌和钽这一对“孪生兄弟”，把它们放到一起来介绍是有道理的，因为它们在元素周期表里是同族，物理、化学性质很相似，而且常常“形影不离”，在自然界伴生在一起，真称得上是一对密不可分的“孪生兄弟”。

铌、钽和钨、钼一样都是稀有高熔点金属，它们的性质和用途也有不少相似之处。

既然被称为稀有高熔点金属，铌、钽最主要的特点当然是耐热。它们的熔点分别高达2400℃和将近3000℃，不要说一般的火势烧不化它们，就是炼钢炉里烈焰翻腾的火海也奈何它们不得。难怪在一些高温高热的部门里，特别是制造1600℃以上的真空加热炉，钽金属是十分适合的材料。

我们在前面介绍钨钼合金钢的时候就已经看到，一种金属的优良性能往往可以“移植”到另一种金属里。现在的情况也是这样，用铌作合金元素添加到钢里，能使钢的高温强度增加，加工性能改善。铌、钽与钨、钼、钒、镍、钴等一系列金属合作，得到的“热强合金”，可以用作超音速喷气式飞机和火箭、导弹等的结构材料。目前科学家们在研制新型的高温结构材料时，已开始把注意力转向铌、钽，许多高温、高强度合金都有这一对孪生兄弟参加。

铌、钽本身很顽强，它们的碳化物更有能耐，这个特点与钨、钼也毫无二致。用铌和钽的碳化物作基体制成的硬质合金，有很高的强度和抗压、耐磨、耐蚀本领。在所有的硬质化合物中，碳化钽的硬度是最高的。用碳化钽硬质合金制成的刀具，能抗得住3800℃以下的高温，硬度可以与金刚石匹敌，使用寿命比碳化钨更长。

钽在外科医疗上也占有重要地位，它不仅可以用来制造医疗器械，而且是很好的“生物适应性材料”。

比如说，用钽片可以弥补头盖骨的损伤，钽丝可以用来缝合神经和肌腱，钽条可以代替折断了的骨头和关节，钽丝制成的钽纱或钽网，可以用来补偿肌肉组织……

在医院里，还会有这样的情况：用钽条代替人体里折断了的骨头之后，经过一段时间，肌肉居然会在钽条上生长起来，就像在真正的骨头上生长一样。怪不得人们把钽叫做“亲生物金属”哩。

为什么钽在外科手术中能有这样奇特的作用呢？

关键还是因为它有极好的抗蚀性，不会与人体里的各种液体物质发生作用，并且几乎完全不损伤生物的机体组织，对于任何杀菌方法都能适应，所以可以同有机组织长期结合而无害地留在人体里。

除了在外科手术中有这样好的用途外，利用铌、钽的化学稳定性，还可以用它们来制造电解电容器、整流器等。

特别是钽，目前约有一半以上用来生产大容量、小体积、高稳定性的固体电解电容器，全世界现在每年都要生产几亿只这样的电容器。

现在看来，钽电解电容器没有“辜负”人们的厚望，它具有很多其他材料比不上的优点。它比跟它一般大小的其他电容器“兄弟”的电容量大五倍，而且非常可靠、耐震，工作温度范围大，使用寿命长，现在已经大量地用在电子计算机、雷达、导弹、超音速飞机、自动控制装置以及彩色电视、立体电视等的电子线路中。

然而，最使我们惊诧不已的，是它们不仅能在极高温度的环境里顽强地工作，而且还能在超低温的条件下出色地为我们服务，它们可真是了不起。

你们中也许有一些人会知道有这么个温度，叫“绝对零度”，它的零度相当于-273.16℃。绝对零度被认为是不能再低的低温了。

人们很早以前就发现，当温度降低到接近绝对零度的时候，有些物质的化学性质会发生突然的改变，变成一种几乎没有电阻的“超导体”。物质开始具有这种奇异的“超导”性能的温度叫临界温度。不用说，各种物质的临界温度是不一样的。

要知道，超低温度是很不容易得到的，人们为此而付出了巨大的代价；越向绝对零度接近，需要付出的代价越大。所以我们对超导物质的要求，当然是临界温度越高越好。

具有超导性能的元素不少，铌是其中临界温度最高的一种，而用铌制造的合金，临界温度高达绝对温度18.5~21K，是目前最重要的超导材料。

人们曾经做过这样一个实验：把一个冷到超导状态的金属铌环，通上电流然后再断开电流，然后，把整套仪器封闭起来，保持低温。过了两年半后，人们把仪器打开，发现铌环里的电流仍在流动，而且电流强弱跟刚通电时几乎完全相同。

从这个实验可以看出，超导材料几乎不会损失电流。如果使用超导电缆输电，因为它没有电阻，电流通过时不会有能量损耗，所以输电效率将大大提高。

有人设计了一种高速磁悬浮列车，它的车轮部位安装有超导磁体，使整个列车可以浮起在轨道上约十厘米。这样一来，列车和轨道之间就不会再有摩擦，减少了前进的阻力。一列乘载百人的磁悬浮列车，只消100马力（73.5千瓦）的推动力，就能使速度达到500千米/时以上。

用一条长达20千米的铌锡带，缠绕在直径为1.5米的轮缘上，绕组能够产生强烈而稳定的磁场，足以举起120千克的重物，并使它悬浮在磁场空间里。如果把这种磁场用到热核聚变反应中，把强大的热核聚变反应控制起来，那就有可能给我们提供大量的几乎是无穷无尽的廉价电力。