Rhenium: primjena i svojstva

Rhenium, čija će primjena biti diskutirana u daljnjem tekstu, je element kemijske periodičke tablice pod atomskim indeksom od 75 (Re). Naziv tvari potječe iz rijeke Rajne u Njemačkoj. Godina otkrića tog metala je 1925. godine. Prva značajna šarža materijala dobivena je 1928. godine. Ovaj element pripada posljednjem analogu sa stabilnim izotopom. Renije je sam po sebi metal s bijelim nijansama, a masa praha je crna. Temperature taljenja i vrenja kreću se od + 3186 do +5596 stupnjeva Celzijusa. Ima paramagnetske karakteristike.

Značajke

Upotreba renija nije tako široko rasprostranjena zbog iznimnih parametara i visokih troškova. Kod +300 ° C, metal počinje aktivno proći kroz oksidaciju, pri čemu proces ovisi o daljnjem povećanju temperature. Taj je element stabilniji od volframa, praktički ne reagira s vodikom i dušikom, dajući samo adsorpciju.

Kada se zagrijava, primijećena je reakcija s klorom, bromom i fluorom. Rhenium se ne otapa samo u dušičnoj kiselini, a kada interakcionira s živom, formira se amalgam. Reakcija vodenom smjesom vodikovog peroksida uzrokuje formiranje reične kiseline. Taj je element jedini među vatrostalnim metalima koji ne tvore karbide. Upotreba renija nema dio biokemije. O svim mogućim utjecajima postoji malo informacija. Među pouzdanim činjenicama - toksičnost i otrovnost za žive organizme.

vađenje

Rhenium je metal koji je izuzetno rijedak. U prirodi se najčešće nalazi u kombinaciji s volframom i molibdenom. Osim toga, nečistoće su prisutne u mineralnim naslagama svojih susjeda prema tablici. Uglavnom se renijev rudarstvo izvodi iz naslaga molibdena prolazeći ekstrakcijom.

Osim toga, element koji se razmatra izdvaja se izoliranjem iz dzhezkganite - vrlo rijetkog prirodnog minerala, koji je tako zvan u čast kazahstanskog naselja u blizini deponija. Čak se i renije mogu izdvojiti iz pirita, cirkonija, kolumbita.

Metal je raspršen diljem svijeta zanemarivim koncentracijama. Među poznatim rudarskim mjestima, gdje se nalaze u značajnim količinama, smatra se Kuril Otok Iturup u Rusiji. Depozit je otkriven 1992. godine. Ovdje metal prikazan je u obliku strukture slične molibdenu (ReS₂).

Vađenje se vrši na malom mjestu na vrhu vulkana za spavanje. Tamo su aktivni toplinski izvori koji upućuju na ekspanziju taloga, koji prema preliminarnim procjenama emitira oko 37 tona ovog metala godišnje.

Drugi u smislu proizvodnje je renium depozit, koji je pogodan za industrijsku ekstrakciju elementa. Nalazi se u Finskoj i zove se Hytura. Tu je metal izvađen iz drugog minerala - tarkianit.

recepcija

Rhenium se dobiva tretiranjem primarnih sirovina, koji u početku imaju mali postotak sadržaja ovog materijala. Najčešće se element ekstrahira iz bakra i molibdenskih sulfida. Rhenium legure podvrgavaju se pirometalternom djelovanju, koji se koristi pri radu s rudama koje su podložne taljenju, konverziji i kalcinu.

Prekomjerna tališta omogućuju dobivanje viši oksid Re-207, što je odgođeno posebnim uređajima za hvatanje. Dogodilo se da se dio elementa namjesti u čađi nakon pucanja. Iz ove tvari, čisti materijal se može dobiti s vodikom. Zatim se dobivena praškasta tvar rastopi izravno u ingoti renija. Uporaba rude za izdvajanje dotičnog elementa prati izgled sedimenta u matici. Daljnja pretvorba ovog sastava omogućuje izoliranje renija kroz ekspoziciju na određene plinove.

Tehnološki trenuci

Da bi se postigla željena koncentracija tijekom proizvodnje može biti posljedica svojstava renija i upotrebe sumporne kiseline. Nakon prolaska kroz posebne metode čišćenja, moguće je izvući čisti element iz rude.

Ova metoda nije vrlo produktivna, prinos čistog proizvoda nije više od 65%. Ovaj indikator ovisi o metalnom sadržaju rude. Na temelju toga se redovito provode znanstvena istraživanja kako bi se identificirale naprednije i alternativne metode proizvodnje.

Suvremene tehnologije omogućuju optimizaciju svojstava umjetno nabavljenog rinenija. Ova otopina omogućuje upotrebu vodene otopine umjesto kiselinske otopine. Time se tijekom čišćenja može uhvatiti puno više čistog metala.

primjena

Prvo, razmotrimo glavna obilježja elementa koji se razmatra, za što je posebno cijenjen:

• Upornost.
• Minimalna osjetljivost na koroziju.
• Nema deformacije kada je izložen kemikalijama i kiselinama.

Budući da je cijena ovog metala izuzetno visoka, koristi se uglavnom u rijetkim slučajevima. Glavno područje primjene ovog elementa je proizvodnja legura otpornog na toplinu s različitim metalima, koje se koriste u strukturi raketa i zrakoplovnoj industriji. U pravilu se renium koristi za proizvodnju rezervnih dijelova za nadzvučne borce. Takvi pripravci uključuju najmanje 6% metala.

Takav se izvor brzo pretvorio u glavno sredstvo za stvaranje reaktivnih jedinica. Istodobno se materijal počeo smatrati vojno-strateškom rezervom. Posebno osigurani termalni parovi omogućuju mjerenje temperature u ogromnim rasponima. Element koji se razmatra omogućuje produženje života većine agregiranih metala. Od renija, čija je upotreba već spomenuta, opruge se također proizvode za preciznu opremu, platine metale, spektromete i manometre.

Točnije, koristi volfram s reniumom premazom. Zbog svoje otpornosti na kemijski napad, ovaj metal je uključen u sastav zaštitnih premaza protiv kiselih i alkalnih medija.

Zanimljive činjenice

Rhenium se također koristi za stvaranje posebnih kontakata. Oni imaju svojstvo samočišćenja u slučaju kratkotrajnog zatvaranja. Na običnim metalima postoji oksid koji ne dopušta prolaz struje. Kroz renijeve legure ima i struja, ali ne ostavlja tragove iza njega. S tim u vezi kontakti izrađeni od ovog metala imaju dug životni vijek.

Najvažniji aspekt korištenja renija bio je mogućnost korištenja katalizatora koji pomažu proizvesti određene komponente benzinskog goriva. Mogućnost korištenja kemijskog elementa u industriji naftnih derivata dovela je do povećanja svoje potražnje na mjerodavnom tržištu za nekoliko puta. Svijet je ozbiljno zainteresiran za ovaj jedinstveni materijal.

zaliha

Treba napomenuti da je svjetski fond renija najmanje 13 tisuća tona samo u molibdenom i bakrenim naslagama. Oni su glavni izvori ove komponente u metalurškoj industriji. Više od 2/3 svih renija na planetu sadržano je u takvim konfiguracijama. Preostala trećina je sekundarni ostatak. Ako sve procjene rezervi svedemo na jednog imenitelja, oni bi trebali biti dovoljni barem tri stotine godina. U izračunu znanstvenika sekundarna upotreba nije uzeta u obzir. Slični projekti razvijeni su davno, neki od njih dokazali su svoju vrijednost.

cijena

Cijene proizvoda za većinu kategorija nastaju zbog dostupnosti i potražnje robe. Takva komponenta, poput renija, pripada jednom od najskupljih metala u svijetu pa nije pristupačna svakom proizvođaču, iako ima jedinstvena svojstva koja mogu pomoći u nadoknadi troškova njegove skupe uporabe. U ovom slučaju, renium posjeduje takve parametre da niti jedan drugi metal posjeduje. Kako bi stvorili prostor i zrakoplovne strukture, njegove su karakteristike idealne. Ne iznenađuje da je cijena renija visoka, iako odgovara svim indikatorima karakterističnim za ovaj jedinstveni materijal.

Već u 2011. prosječni trošak renija iznosio je oko 4,5 dolara po gramu. Sljedeći put nije bilo nikakvih trendova za smanjenje cijene. Često konačni trošak ovisi o stupnju čišćenja metala. Cijena materijala može doseći tisuće dolara i više.

Povijest otkrića

Taj je element otkrio njemački kemičari - Idom i Walter Noddak 1925. Proveli su istraživanja pomoću colibispektralne analize u laboratoriju grupe "Siemens i Shake". Nakon ovog događaja, relevantno izvješće dostavljeno je na sastanku njemačkih specijalista kemije u Nürnbergu. Godinu dana kasnije, tim znanstvenika identificirao je prve dvije miligrama renija od molibdena.

U relativno čistom obliku, element je dobiven tek 1928. Da bi se dobio jedan miligram tvari, bilo je potrebno obraditi preko 600 kilograma norveškog molibdena. Industrijska proizvodnja ovog metala također je započela u Njemačkoj (1930.). Kapacitet postrojenja za preradu smije primati oko 120 kg metala godišnje. U to je vrijeme potpuno zadovoljavalo potrebu za renijem na cijelom svjetskom tržištu. U Americi, prvi industrijski 4,5 kg jedinstvenog metala dobiven je 1943. godine obradom koncentriranog molibdena. Taj je element postao posljednji otvoreni metal s stabilnim izotopom. Svi drugi analozi otkriveni ranije, uključujući i umjetno, nisu imali slična svojstva.

Prirodni resursi

Do danas, prema prirodnim rezervama dotičnog metala, popis depozita može se organizirati u sljedećem redoslijedu:

• Čileanski mina.
• Sjedinjene Američke Države.
• Otok Iturup, koji se procjenjuje na do 20 tona godišnje (u obliku vulkanskih plinskih erupcija).

U Ruskoj Federaciji, polu-elementarni depoziti tipa vodika procjenjuju se kao područja koja imaju najveći mogući potencijal bakar-porfirskih i bakar-molibden-ruda. Ukupno, prema procjenama stručnjaka, depoziti renina u Rusiji su 2900 tona (76% državnog resursa). Najveći dio tih depozita je u U blizini bazena ugljena (82%). Sljedeći depozit u smislu rezervi je Briquette-Zheltukhin bazen u Ryazan regiji.

Rezultat

Rhenium je kemijski element koji pripada skupini rijetkih metala koji posjeduju jedinstvene karakteristike. Svojstva, mjesta ekstrakcije, sfere primjene opisane su gore.