Rhenium: aplikasi dan sifat

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 14:00

Rhenium, yang penggunaannya akan dibincangkan di bawah, ialah unsur jadual berkala kimia di bawah indeks atom 75 (Re). Nama bahan itu berasal dari sungai Rhine di Jerman. Tahun penemuan logam ini ialah 1925. Kumpulan bahan penting pertama diperoleh pada tahun 1928. Unsur ini tergolong dalam analog terakhir dengan isotop yang stabil. Dengan sendirinya, renium adalah logam dengan warna putih, dan jisim serbuknya berwarna hitam. Titik lebur dan didih berjulat dari +3186 hingga +5596 darjah Celsius. Ia mempunyai ciri paramagnet.

Ciri

Penggunaan renium tidak begitu meluas kerana parameternya yang luar biasa dan kos yang tinggi. Pada +300 °C, logam mula aktif menjalani pengoksidaan, prosesnya bergantung pada peningkatan suhu selanjutnya. Unsur ini lebih stabil daripada tungsten, boleh dikatakan tidak berinteraksi dengan hidrogen dan nitrogen, hanya memberikan penjerapan.

Apabila dipanaskan, tindak balas dengan klorin, bromin dan fluorin dicatatkan. Renium tidak hanya larut dalam asid nitrik, dan apabila berinteraksi dengan merkuri, amalgam terbentuk. Tindak balas dengan komposisi peroksida akueushidrogen menyebabkan pembentukan asid renium. Unsur ini adalah satu-satunya di antara logam refraktori yang tidak membentuk karbida. Penggunaan renium tidak mempunyai penyertaan dalam biokimia. Terdapat sedikit maklumat yang tersedia tentang semua kemungkinan kesannya. Antara fakta yang boleh dipercayai - ketoksikan dan ketoksikan kepada organisma hidup.

Pengeluaran

Rhenium ialah logam yang sangat jarang ditemui. Secara semula jadi, ia paling kerap dijumpai dalam kombinasi dengan tungsten dan molibdenum. Di samping itu, kekotoran terdapat dalam deposit mineral jiran-jirannya dalam jadual. Renium kebanyakannya dilombong daripada deposit molibdenum melalui pengekstrakan yang berkaitan.

Selain itu, unsur yang dimaksudkan diekstrak daripada dzhezkazganite, mineral semula jadi yang sangat jarang berlaku, yang dinamakan sempena penempatan Kazakhstan berhampiran deposit. Renium juga boleh diasingkan daripada pirit, zirkonium, kolumbit.

Logam itu tersebar di seluruh dunia dalam kepekatan yang boleh diabaikan. Antara tapak perlombongan yang diketahui, di mana ia ditemui dalam kuantiti yang banyak, ialah Pulau Kuril Iturup di Rusia. Deposit itu ditemui pada tahun 1992. Di sini logam dibentangkan dalam bentuk struktur yang serupa dengan molibdenum (ReS_2).

Perlombongan dijalankan di atas pelantar kecil yang terletak di atas gunung berapi yang tidak aktif. Mata air terma aktif di sana, yang menunjukkan pengembangan deposit, yang, menurut anggaran awal, mengeluarkan kira-kira 37 tan logam ini setiap tahun.

Deposit kedua terbesar dianggap sebagai deposit renium yang sesuai untukpengekstrakan unsur industri. Ia terletak di Finland dan dipanggil Hitura. Di sana, logam diekstrak daripada mineral lain - tarkyanit.

Terima

Rhenium diperoleh dengan memproses bahan mentah utama, yang pada mulanya mempunyai peratusan rendah bahan ini. Selalunya, unsur itu diekstrak daripada tembaga dan molibdenum sulfida. Aloi renium tertakluk kepada rawatan pyrometallurgikal, yang digunakan apabila bekerja dengan bijih yang dilebur, ditukar dan dipanggang.

Suhu lebur yang berlebihan memungkinkan untuk memperoleh oksida Re-207 yang lebih tinggi, yang dikekalkan oleh peranti perangkap khas. Ia berlaku bahawa sebahagian daripada unsur mendap dalam jelaga selepas menembak. Bahan tulen boleh diperolehi daripada bahan ini dengan bantuan hidrogen. Kemudian bahan serbuk yang terhasil dicairkan terus ke dalam jongkong renium. Penggunaan bijih untuk pengekstrakan unsur yang dimaksudkan disertai dengan penampilan sedimen dalam matte. Penukaran selanjutnya bagi komposisi ini membolehkan pengasingan renium melalui pendedahan kepada gas tertentu.

Detik teknologi

Ia adalah mungkin untuk mencapai kepekatan yang diingini semasa pengeluaran kerana sifat renium dan penggunaan asid sulfurik. Selepas melalui kaedah penulenan khas, adalah mungkin untuk mengasingkan unsur tulen daripada bijih.

Kaedah ini tidak begitu produktif, hasil produk tulen tidak melebihi 65%. Penunjuk ini berbeza-beza bergantung kepada kandungan logam dalam bijih. Atas dasar ini, saintifikpenyelidikan untuk mengenal pasti kaedah pengeluaran yang lebih maju dan alternatif.

Teknologi moden memungkinkan untuk mengoptimumkan sifat renium yang diperoleh secara buatan. Larutan ini membenarkan penggunaan larutan akueus dan bukannya larutan asid. Ini membolehkan anda menangkap lebih banyak logam tulen semasa pembersihan.

Permohonan

Pertama, pertimbangkan ciri-ciri utama elemen berkenaan, yang mana ia amat dihargai:

• Refractoriness.
• Pendedahan minimum kepada kakisan.
• Tiada ubah bentuk apabila terdedah kepada bahan kimia dan asid.

Oleh kerana harga logam ini sangat tinggi, ia digunakan terutamanya dalam kes yang jarang berlaku. Bidang utama penggunaan elemen ini ialah pengeluaran aloi tahan haba dengan pelbagai logam, yang digunakan dalam pembinaan roket dan industri penerbangan. Sebagai peraturan, rhenium digunakan untuk pengeluaran alat ganti untuk pejuang supersonik. Sebatian sedemikian termasuk sekurang-kurangnya 6% logam.

Sumber sedemikian cepat bertukar menjadi alat utama untuk mencipta unit kuasa jet. Pada masa yang sama, bahan itu mula dianggap sebagai simpanan strategik tentera. Pasangan terma yang disediakan khas membenarkan untuk mengukur suhu dalam julat yang besar. Unsur yang dimaksudkan memungkinkan untuk memanjangkan hayat perkhidmatan kebanyakan logam terkumpul. Daripada renium, penggunaan yang dibincangkan di atas, spring juga dibuat untuk peralatan ketepatan, logam platinum, spektrometer, tolok tekanan.

Jikalebih tepat lagi, ia menggunakan tungsten bersalut rhenium. Oleh kerana ketahanannya terhadap serangan kimia, logam ini disertakan dalam salutan pelindung terhadap persekitaran berasid dan beralkali.

Fakta menarik

Rhenium juga digunakan untuk membuat hubungan istimewa. Mereka mempunyai sifat membersihkan diri sekiranya berlaku litar pintas. Pada logam biasa, oksida kekal, yang tidak membenarkan laluan arus. Arus juga melalui aloi renium, tetapi ia tidak meninggalkan sebarang kesan di belakangnya. Dalam hal ini, sesentuh yang diperbuat daripada logam ini mempunyai hayat perkhidmatan yang panjang.

Aspek yang paling penting dalam penggunaan renium ialah kemungkinan menggunakannya untuk mencipta pemangkin yang membantu menghasilkan komponen tertentu bahan api petrol. Kemungkinan menggunakan unsur kimia dalam industri produk minyak membawa kepada peningkatan permintaannya dalam pasaran yang sama sebanyak beberapa kali. Dunia sangat berminat dengan bahan unik ini.

Stok

Perlu diperhatikan bahawa stok renium dunia sekurang-kurangnya 13 ribu tan hanya dalam deposit molibdenum dan tembaga. Mereka adalah sumber utama komponen ini dalam industri metalurgi. Lebih daripada 2/3 daripada semua renium di planet ini terdapat dalam konfigurasi sedemikian. Baki sepertiga adalah sisa sekunder. Jika kita mengurangkan semua pengiraan rizab kepada satu penyebut, ia sepatutnya cukup untuk sekurang-kurangnya tiga ratus tahun. Dalam pengiraan saintis, kitar semula tidak diambil kira. serupaprojek telah dibangunkan untuk masa yang lama, sebahagian daripadanya telah membuktikan nilainya.

Kos

Harga produk dalam kebanyakan kategori dibentuk oleh ketersediaan dan permintaan produk. Komponen seperti renium adalah salah satu logam paling mahal di dunia, jadi tidak setiap pengeluar mampu membelinya, walaupun ia mempunyai ciri unik yang memungkinkan untuk mengimbangi kos penggunaannya yang mahal. Pada masa yang sama, renium mempunyai parameter yang tiada logam lain. Untuk penciptaan struktur ruang dan penerbangan, ciri-cirinya adalah ideal. Tidak menghairankan bahawa harga renium adalah tinggi, walaupun ia sepadan dengan semua ciri penunjuk bahan unik ini.

Sudah pada tahun 2011, kos purata renium ialah kira-kira 4.5 dolar AS setiap gram. Selepas itu, tiada trend penurunan harga diperhatikan. Selalunya kos akhir bergantung pada tahap penulenan logam. Harga bahan boleh mencecah ribuan dolar atau lebih.

Sejarah penemuan

Unsur ini ditemui oleh ahli kimia Jerman Ead dan W alter Noddack pada tahun 1925. Mereka menjalankan penyelidikan menggunakan analisis columbispectral di makmal kumpulan Siemens dan Shake. Selepas peristiwa ini, laporan yang sepadan telah diadakan pada mesyuarat ahli kimia Jerman di Nuremberg. Setahun kemudian, sepasukan saintis mengasingkan dua miligram pertama renium daripada molibdenum.

Dalam bentuk yang agak tulen, unsur itu diperolehi hanya pada tahun 1928. Untuk mendapatkansatu miligram bahan itu terpaksa memproses lebih 600 kilogram molibdenum Norway. Pengeluaran industri logam ini juga bermula di Jerman (1930). Kapasiti loji pemprosesan memungkinkan untuk memperoleh kira-kira 120 kg logam setiap tahun. Pada masa itu, ini memenuhi sepenuhnya keperluan untuk renium di seluruh pasaran dunia. Di Amerika, industri pertama 4.5 kg logam unik diperoleh pada tahun 1943 dengan memproses molibdenum pekat. Unsur inilah yang menjadi logam yang terakhir ditemui dengan isotop yang stabil. Semua analog lain yang ditemui lebih awal, termasuk buatan, tidak mempunyai sifat sedemikian.

Rizab asli

Sehingga kini, mengikut rizab semula jadi logam berkenaan, senarai deposit boleh disusun mengikut urutan berikut:

• lombong Chile.
• Amerika Syarikat.
• Pulau Iturup, di mana deposit dianggarkan sehingga 20 tan setahun (dalam bentuk letusan gas gunung berapi).

Di Persekutuan Rusia, deposit jenis hidrogen separuh unsur dinilai sebagai tapak yang mempunyai potensi maksimum untuk bijih tembaga porfiri dan tembaga-molibdenum. Secara keseluruhan, menurut ramalan pakar, deposit renium di Rusia berjumlah 2900 tan (76% daripada sumber negara). Bahagian terbesar deposit ini terletak di lembangan arang batu wilayah Moscow (82%). Medan seterusnya dari segi rizab ialah lembangan Briketno-Zheltukhinsky di rantau Ryazan.

Keputusan

Rhenium ialah unsur kimia yangtergolong dalam kumpulan logam nadir dengan ciri unik. Sifatnya, tempat pengekstrakan, skopnya diterangkan di atas.