Рений: приложение и свойства

Рений, чието приложение ще бъде разгледано по-долу, е елемент от химичната периодична таблица под атомния индекс 75 (Re). Името на веществото произхожда от река Рейн в Германия. Годината на откриването на този метал е 1925 г. Първата значителна партида материал е получена през 1928 г. Този елемент принадлежи към последния аналог със стабилен изотоп. Сам по себе си, ренийът е метал с бял оттенък и прахообразната му маса е черна. Температурата на топене и кипене варира от +3186 до +5596 градуса по Целзий. Има парамагнитни характеристики.

Удобства

Използването на рений не е толкова широко разпространено поради изключителните параметри и високите разходи. При +300 ° С металът започва активно да се подлага на окисляване, чийто процес зависи от по-нататъшно повишаване на температурата. Този елемент е по-стабилен от волфрама, практически не взаимодейства с водород и азот, осигурявайки само адсорбция.

Когато се нагрява, се отбелязва реакцията с хлор, бром и флуор. Ренийът не се разтваря само в азотна киселина и когато взаимодейства с живак, се образува амалгам. Реакцията с водния състав на водороден прекис предизвиква образуването на ринова киселина. Този елемент е единственият сред огнеупорните метали, който не образува карбиди. Използването на рений няма никаква роля в биохимията. За всичките му възможни въздействия има малко информация. Сред надеждните факти - токсичност и отрова за живите организми.

екстракция

Ренийът е метал, който е изключително рядък. В природата най-често се среща в комбинация с волфрам и молибден. В допълнение, примесите присъстват в минералните находища на съседите си, съгласно таблицата. Извличането на рений се извършва предимно от молибденовите отлагания чрез преминаване на екстракция.

Освен това въпросният елемент се добива чрез изолиране от джекскинит - много рядък природен минерал, който е наречен така в чест на казахстанското селище близо до депозита. Дори ренийът може да бъде изолиран от пирит, цирконий, колумб.

Металът е разпръснат по целия свят в незначителна концентрация. Сред известните минни площадки, където е в значителни количества, се счита, че е Kuril Остров Итуруп в Русия. Депозитът е открит през 1992 година. Тук металът е представен под формата на структура, подобна на молибден (ReS₂).

Извличането се извършва на малка площадка, разположена на върха на спящ вулкан. Топлинни извори са активни там, което показва разширяването на находището, което според предварителните оценки изпуска около 37 тона от този метал на година.

Вторият по отношение на производството е депозитът на рений, който е подходящ за индустриално извличане на елемента. Той се намира във Финландия и се нарича Хитура. Там металът се извлича от друг минерал - таркианит.

приемане

Рений се получава чрез третиране на първични суровини, които първоначално имат нисък процент от съдържанието на този материал. Най-често елементът се извлича от медни и молибденови сулфиди. Ренийните сплави се подлагат на пирометалургично действие, което се използва при работа с руди, подложени на топене, превръщане и калциниране.

Прекомерните точки на топене дават възможност за получаване висок оксид Re-207, което се забавя от специални уловители. Това се случва, че част от елемента се утаява в сажди след изпичане. От това вещество може да се получи чист материал с водород. Тогава получената прахообразна субстанция се стопява директно в слитъците на рений. Използването на руда за извличане на въпросния елемент е придружено от появата на седимент в матовия слой. По-нататъшното превръщане на този състав прави възможно изолирането на рений чрез излагане на определени газове.

Технологични моменти

За постигане на желаната концентрация по време на производството може да се дължи на свойствата на рений и използването на сярна киселина. След преминаване през специални методи за почистване е възможно да се извлече чист елемент от рудата.

Този метод не е много продуктивен, добивът на чист продукт е не повече от 65%. Този индикатор варира в зависимост от съдържанието на метал в рудата. На тази основа редовно се провеждат научни изследвания, за да се идентифицират по-напредналите и алтернативни методи на производство.

Съвременните технологии позволяват да се оптимизират изкуствено качествата на рений. Това решение позволява използването на воден разтвор вместо киселинен разтвор. Това прави възможно да се улови много по-чист метал по време на почистването.

приложение

Първо, нека разгледаме основните характеристики на разглеждания елемент, за който той се цени особено:

• Рефрактерност.
• Минимална чувствителност към корозия.
• Няма деформация при излагане на химикали и киселини.

Тъй като цената на този метал е изключително висока, той се използва главно в редки случаи. Основната област на приложение на този елемент е производството на топлоустойчиви сплави с различни метали, които се използват в структурата на ракетите и авиационната индустрия. Като правило, рений се използва за производството на резервни части за свръхзвукови изтребители. Такива състави включват най-малко 6% от метала.

Такъв източник бързо се превърна в основните средства за създаване на реактивни мощности. В същото време материалът започва да се счита за военно-стратегически резерв. Специално предоставените термични двойки позволяват да се измерват температурите в огромни диапазони. Разглежданият елемент дава възможност да се удължи живота на повечето агрегирани метали. От рений, чието използване е обсъдено по-горе, пружините се произвеждат и за прецизно оборудване, платинени метали, спектрометри и манометри.

По-точно използва волфрам с покритие от рений. Поради своята устойчивост на химически атаки този метал е включен в състава на защитните покрития срещу киселинни и алкални среди.

Интересни факти

Ренийът се използва и за създаване на специални контакти. Те имат свойството да се самопочистват в случай на краткотрайно затваряне. При обикновените метали има оксид, който не позволява преминаването на ток. Чрез ренийните сплави има и ток, но не оставя никакви следи зад него. В тази връзка контактите от този метал имат дълъг експлоатационен живот.

Най-важният аспект от използването на рений е възможността да се използва, за да се създадат катализатори, които помагат да се произведат определени компоненти на бензиновото гориво. Възможността за използване на химически елемент в нефтопродуктите доведе до увеличаване на търсенето му на съответния пазар няколко пъти. Светът сериозно се интересува от този уникален материал.

наличност

Трябва да се отбележи, че световният запас от рений е най-малко 13 хиляди тона само в молибден и медни находища. Те са основните източници на този компонент в металургичната индустрия. Повече от 2/3 от всички рений на планетата се съдържат в такива конфигурации. Останалата трета е вторичен остатък. Ако намалим всички прогнози за резервите до един знаменател, те трябва да бъдат достатъчни поне за триста години. При изчисляването на учените втората употреба не е била взета под внимание. Подобни проекти бяха разработени отдавна, някои от тях доказаха своята стойност.

цена от

Цените на продуктите от повечето категории се формират поради наличието и търсенето на стоките. Такъв компонент, като рений, принадлежи към един от най-скъпите метали в света, така че не е достъпен за всеки производител, въпреки че има уникални свойства, които могат да помогнат за компенсиране на цената на скъпата му употреба. В този случай ренийът притежава такива параметри, които никой друг метал не притежава. За създаването на космически и авиационни структури неговите характеристики са идеални. Не е изненадващо, че цената на рений е висока, въпреки че тя отговаря на всички показатели, характерни за този уникален материал.

Още през 2011 г. средната цена на рений е около 4,5 долара на грам. В следващото време нямаше тенденции за намаляване на цената. Често крайната цена зависи от степента на почистване на метала. Цената на материала може да достигне хиляди долари и по-висока.

История на откритието

Този елемент е открит от немските химици - Идом и Валд Нодак през 1925 г. Те проведоха изследвания, използвайки колибиспектрален анализ в лабораторията на групата "Siemens and Shake". След това събитие беше представен съответен доклад на среща на германски специалисти по химия в Нюрнберг. Една година по-късно екипът от учени идентифицира първите две милиграма рений от молибден.

В сравнително чиста форма елементът е получен едва през 1928 г. За да се получи един милиграм вещество, е необходимо да се обработи над 600 килограма норвежки молибден. Промишленото производство на този метал започна и в Германия (1930). Капацитетът на преработвателните предприятия позволява да се получат около 120 кг метал годишно. Тогава напълно удовлетворяваше нуждата от рений на целия световен пазар. В Америка първите промишлени 4,5 кг уникален метал са получени през 1943 г. чрез обработка на концентриран молибден. Този елемент стана последният отворен метал със стабилен изотоп. Всички други аналози, открити по-рано, включително чрез изкуствени средства, нямат подобни свойства.

Природни ресурси

Към днешна дата, в зависимост от природните резерви на въпросния метал, списъкът на депозитите може да бъде подреден в следния ред:

• Чилийска мина.
• Съединени американски щати.
• Остров Итурп, който се оценява на максимум 20 тона годишно (под формата на изригвания на вулканични газове).

В Руската федерация полуеестествените находища от водороден тип се оценяват като площи с максимален потенциал на руди от мед-порфир и мед-молибден. Като цяло, според прогнозите на експертите, депозитите на рений в Русия са 2900 тона (76% от ресурсите на държавата). Лъвският дял на тези депозити е в Близо до басейна на въглища (82%). Следващият депозит от гледна точка на резервите е басейнът Briquette-Zheltukhin в района на Ryazan.

Резултатът

Ренийът е химически елемент, който принадлежи към групата от редки метали, притежаващи уникални характеристики. Свойствата, местата за извличане, сферите на приложение са описани по-горе.