La columbite-tantalite, detta anche coltan, è una miscela complessa di columbite (Fe, Mn)Nb2O6 e varie tantaliti (Fe, Mn)Ta2O6,Oggi il termine tantalite si riferisce a tre minerali: tantalite-(Fe), tantalite-(Mg) e tantalite-(Mn). Per maggiori informazioni si vedano:* * * due minerali della classe degli ossidi che si trovano molto raramente come termini puri.
Il termine «coltan» è usato colloquialmente in Africa per riferirsi ad una columbite-tantalite a relativamente alto tenore di tantalio. La miscela estratta in diversi paesi africani è spesso scambiata con armi e altri beni da organizzazioni paramilitari e guerrieri africani, in particolare nella regione del fiume Congo.
Caratteristiche mineralogiche Columbite e tantalite costituiscono una serie isomorfaIn cristallografia chimica, con isomorfismo (dal greco col significato di forma diversa) 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. a causa della mutua vicarianzaLa proprietà 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. fra tantalio e niobio nel reticolo cristallino. I termini della serie (si veda anche la tabella sottostante) non sono equamente diffusi in natura, ma vedono prevalente un tenore medio-elevato di niobio (o ossido di niobioUn altro modo, usato 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).) a causa della maggior rarità del tantalio.
I minerali della serie cristallizzano nel sistema rombico, classe di simmetria bipiramidale. Formano cristalli ad habitusPer 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. 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 ((Yb, 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 ipoabissaleSi formano cioè per il raffreddamento di intrusioni magmatiche nella crosta (filoni). 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 primarioIn 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. del tantalio (estratto tipicamente dai bambini perché i buchi sono molto piccoli), di cui fornisce la quasi totalità della produzione mondiale e il minerale di estrazione secondarioIl 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. del niobio (dal 10 al 15% della produzione mondiale).
Utilizzi Il niobio si usa 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 dei materiali superconduttori a bassa temperatura critica.
Il tantalio si usa sotto forma di polvere metallica nell'industria elettronica e dei semiconduttori per la produzione di condensatori ad alta capacità e dimensioni ridotte, che sono largamente usati in telefoni cellulari e computer.
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 (columbio) e, infine, la rarità dei due termini mineralogici puri ha fatto sì che storicamente il termine columbite in mineralogia fosse usato – e sia usato ancora – per definire anche la miscela columbite-tantalite.
+ Termini e nomenclatura della serie columbite-tantaliteLe designazioni minerarie hanno come fonte il Tantalum-Niobium International Study Center, quelle mineralogiche le fonti bibliografiche. Formula chimica Criteri di classificazione Denominazione mineralogica Denominazione mineraria Interesse minerario(Fe, Mn)Nb2O6 Termine puroEstremamente raro in natura. Come per molte serie e gruppi isomorfi, il termine puro si usa principalmente per criteri di classificazione mineralogica. Niobite (principale), Columbite Non applicato Non applicato(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 equatoriale) Si Tantalio (90% della produzione mondiale) e niobioProduzione secondaria e solo se tenori di tantalio < 15%. Il niobio viene recuperato come residuo durante il processo di raffinazione del tantalio.(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 applicato Non applicato
Coltan Coltan (contrazione per columbo-tantalite) è il nome comune e colloquialeCome precisato dal Tantalum-Niobium International Study Center . usato 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 riscontroChe 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. da parte dei mass media per le connotazioni sociali, etiche e politiche che assume, nella Repubblica democratica del Congo e in Ruanda, l'estrazione e la vendita para-legale e non controllata di columbo-tantalite. Il minerale estratto in questi paesi è usato 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. Particolare riscontro dei mass media si è avuto nel 2019 dopo le dichiarazioni del presidente venezuelano Nicolás Maduro, il quale ha affermato di aver inaugurato il più grande giacimento di coltan nel Sudamerica.
Produzione e disponibilità I maggiori giacimenti minerari di columbo-tantalite sono localizzati in Australia occidentale, Nigeria e, soprattutto, Brasile (pur essendo presente in quantità minori anche in altri Stati del Sud America, come ad esempio in Venezuela)Dipartimento USA degli Affari Esteri, Venezuela: Oil Transforms a Nation, U.S. Government Printing Office, 1953, p. 12., dove essendo concentrati anche i principali giacimenti mondiali di pirocloro (il minerale di estrazione primario) si realizza la massima produzione mondiale di niobio con 29.900 tonnellate totaliRapporto USGS Mineral Resources Program del 2006 dell'United States Geological Survey sulla produzione mondiale di niobio .. 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.
Nel 2005, la produzione annuale di niobio in Brasile a partire dalla sola columbite-tantalite assomma a circa 3.000 tonnellate; segue l'Australia con circa 300 tonnellate e altri paesi con valori molto più modesti (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 i maggiori giacimenti in Australia dove sono state prodotte, nel 2005, 1200 tonnellate di tantalio con riserve totali stimate per 80.000 tonnellate (40.000 sfruttabili economicamente)Rapporto USGS Mineral Resources Program del 2006 dell'United States Geological Survey sulla produzione mondiale di tantalio .. La compagnia mineraria australiana Sons of Gwalia Ltd rappresentava, con due miniereSi 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 dall'AAPG, dall'American Geological Institute e altre associazioni geologiche., 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, Ruanda, Uganda e Etiopia con produzioni annue inferiori alle 50 tonnellate. L'entità delle riserve totali 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 1.900 tonnellate) è un indicatore della rarità in natura del tantalio come elemento chimico.
Il coltan nella Repubblica Democratica del Congo Il valore commerciale del tantalio è molto elevato e, di conseguenza, anche una bassa produzione, come quella congolese, può fornire elevati proventi economici.
Con l'aumento della richiesta mondiale di tantalio, si è fatta particolarmente accesa la lotta fra gruppi para-militari e guerriglieri per il controllo dei territori congolesi di estrazione. Un'area particolarmente interessata è la regione congolese del Kivu (sul confine centro-orientale della Repubblica Democratica del Congo) e i due stati confinanti, Ruanda e UgandaComunicato stampa del consiglio di sicurezza dell'ONU (SC7/7057, 3 maggio 2001.; gli intermediari che trattano la vendita del coltan in questi due paesi si approvvigionerebbero, infatti, dai giacimenti minerari congolesi.