Rhenium: bruk og egenskaper

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2024-01-02 14:00

Rhenium, hvis anvendelse vil bli diskutert nedenfor, er et element i det kjemiske periodiske system under atomindeksen 75 (Re). Navnet på stoffet kommer fra elven Rhinen i Tyskland. Året for oppdagelsen av dette metallet er 1925. Den første betydelige batch av materiale ble oppnådd i 1928. Dette elementet tilhører den siste analogen med en stabil isotop. I seg selv er rhenium et metall med en hvit fargetone, og pulvermassen er svart. Smelte- og kokepunkt varierer fra +3186 til +5596 grader Celsius. Den har paramagnetiske egenskaper.

Funksjoner

Bruken av rhenium er ikke så utbredt på grunn av dets eksepsjonelle parametere og høye kostnader. Ved +300 °C begynner metallet aktivt å gjennomgå oksidasjon, hvis prosess avhenger av en ytterligere økning i temperaturen. Dette elementet er mer stabilt enn wolfram, samhandler praktisk t alt ikke med hydrogen og nitrogen, og gir kun adsorpsjon.

Ved oppvarming noteres en reaksjon med klor, brom og fluor. Rhenium løses ikke bare i salpetersyre, og når det interagerer med kvikksølv, dannes et amalgam. Reaksjon med en vandig peroksidsammensetninghydrogen forårsaker dannelsen av rheniumsyre. Dette elementet er det eneste blant ildfaste metaller som ikke danner karbider. Bruk av rhenium har ingen deltagelse i biokjemi. Det er lite informasjon tilgjengelig om alle mulige effekter. Blant pålitelige fakta - toksisitet og toksisitet for levende organismer.

Produksjon

Rhenium er et ekstremt sjeldent metall. I naturen finnes det oftest i kombinasjon med wolfram og molybden. I tillegg er urenheter tilstede i mineralforekomstene til naboene i tabellen. Rhenium utvinnes hovedsakelig fra molybdenforekomster gjennom tilhørende utvinning.

I tillegg er det aktuelle grunnstoffet utvunnet fra dzhezkazganite, et svært sjeldent naturlig mineral, som er oppk alt etter den kasakhiske bosetningen nær forekomsten. Rhenium kan også isoleres fra pyritt, zirkonium, columbitte.

Metallet er spredt over hele verden i ubetydelig konsentrasjon. Blant de kjente gruvestedene, hvor den finnes i betydelige mengder, er Kuriløya Iturup i Russland. Forekomsten ble oppdaget i 1992. Her presenteres metallet i form av en struktur som ligner på molybden (ReS_2).

Gruvedrift utføres på en liten plattform som ligger på toppen av en sovende vulkan. Termiske kilder er aktive der, noe som indikerer utvidelse av forekomsten, som ifølge foreløpige anslag slipper ut ca. 37 tonn av dette metallet per år.

Den nest største forekomsten anses å være en rheniumforekomst egnet forindustriell elementutvinning. Den ligger i Finland og heter Hitura. Der utvinnes metallet fra et annet mineral - tarkyanitt.

Motta

Rhenium oppnås ved å behandle primære råvarer, som i utgangspunktet har en lav prosentandel av dette materialet. Oftest er grunnstoffet ekstrahert fra kobber og molybdensulfider. Rheniumlegeringer utsettes for pyrometallurgisk behandling, som brukes når man arbeider med malmer som smeltes, omdannes og brennes.

For høye smeltetemperaturer gjør det mulig å oppnå et høyere oksid Re-207, som holdes tilbake av spesielle fangstanordninger. Det hender at en del av elementet legger seg i sot etter fyring. Rent materiale kan oppnås fra dette stoffet ved hjelp av hydrogen. Deretter smeltes det resulterende pulverstoffet direkte inn i rheniumblokker. Bruken av malm for utvinning av det aktuelle elementet er ledsaget av utseendet av sediment i matten. Ytterligere konvertering av denne sammensetningen tillater isolering av rhenium gjennom eksponering for visse gasser.

Teknologiske øyeblikk

Det er mulig å oppnå ønsket konsentrasjon under produksjon på grunn av egenskapene til rhenium og bruk av svovelsyre. Etter å ha gått gjennom spesielle rensemetoder, er det mulig å isolere et rent grunnstoff fra malmen.

Denne metoden er ikke særlig produktiv, utbyttet av et rent produkt er ikke mer enn 65 %. Denne indikatoren varierer avhengig av metallinnholdet i malmen. På dette grunnlaget, vitenskapeligforskning for å identifisere mer avanserte og alternative produksjonsmetoder.

Moderne teknologier gjør det mulig å optimalisere egenskapene til kunstig oppnådd rhenium. Denne løsningen tillater bruk av en vandig løsning i stedet for en sur løsning. Dette gjør det mulig å fange opp betydelig mer rent metall under rengjøring.

Application

Vurder først hovedegenskapene til det aktuelle elementet, som det er spesielt verdsatt for:

• Refractoriness.
• Minimal eksponering for korrosjon.
• Ingen deformasjon ved eksponering for kjemikalier og syrer.

Fordi prisen på dette metallet er ekstremt høy, brukes det hovedsakelig i sjeldne tilfeller. Hovedanvendelsesområdet for dette elementet er produksjon av varmebestandige legeringer med forskjellige metaller, som brukes i konstruksjonen av raketter og luftfartsindustrien. Som regel brukes rhenium til produksjon av reservedeler til supersoniske jagerfly. Slike forbindelser inkluderer minst 6 % metall.

En slik kilde ble raskt hovedverktøyet for å lage jetkraftenheter. Samtidig begynte materialet å bli betraktet som en militærstrategisk reserve. Spesielt utstyrte termiske par gjør det mulig å måle temperaturer i store områder. Det aktuelle elementet gjør det mulig å forlenge levetiden til de fleste aggregerte metaller. Fra rhenium, hvis bruk er omt alt ovenfor, lages fjærer også for presisjonsutstyr, platinametaller, spektrometre, trykkmålere.

Ifmer presist bruker den rheniumbelagt wolfram. På grunn av motstanden mot kjemiske angrep, er dette metallet inkludert i beskyttende belegg mot sure og alkaliske miljøer.

Interessante fakta

Rhenium brukes også til å knytte spesielle kontakter. De har egenskapen til å rense seg selv ved kortslutning. På vanlige metaller forblir oksid, som ikke tillater passering av strøm. Strøm går også gjennom rheniumlegeringer, men den setter ingen spor etter seg. I denne forbindelse har kontakter laget av dette metallet lang levetid.

Det viktigste aspektet ved bruken av rhenium var muligheten for å bruke det til å lage katalysatorer som hjelper til med å produsere visse komponenter i bensindrivstoff. Muligheten for å bruke et kjemisk element i oljeproduktindustrien førte til en økning i etterspørselen i det tilsvarende markedet med flere ganger. Verden er seriøst interessert i dette unike materialet.

Aksjer

Det er verdt å merke seg at verdensbestanden av rhenium er på minst 13 tusen tonn bare i molybden- og kobberforekomster. De er hovedkildene til denne komponenten i metallurgisk industri. Mer enn 2/3 av alt rhenium på planeten finnes i slike konfigurasjoner. Den resterende tredjedelen er sekundære rester. Hvis vi reduserer alle beregninger av reserver til en enkelt nevner, bør de være nok i minst tre hundre år. I beregningen av forskere ble det ikke tatt hensyn til resirkulering. Lignendeprosjekter har blitt utviklet i lang tid, noen av dem har bevist sin verdi.

Kostnad

Produktpriser i de fleste kategorier dannes av tilgjengeligheten og etterspørselen til produktet. En komponent som rhenium er et av de dyreste metallene i verden, så ikke alle produsenter har råd til det, selv om det har unike egenskaper som gjør det mulig å kompensere for kostnadene ved den dyre bruken. Samtidig har rhenium parametere som ingen andre metaller har. For å lage rom- og luftfartsstrukturer er dens egenskaper ideelle. Det er ikke overraskende at prisen på rhenium er høy, selv om den tilsvarer alle indikatorer som er karakteristiske for dette unike materialet.

Allerede i 2011 var gjennomsnittskostnaden for rhenium omtrent 4,5 amerikanske dollar per gram. Deretter ble det ikke observert noen nedadgående trend i prisene. Ofte avhenger den endelige kostnaden av graden av rensing av metallet. Prisen på materialet kan nå tusenvis av dollar eller mer.

Oppdagelseshistorikk

Dette grunnstoffet ble oppdaget av de tyske kjemikerne Ead og W alter Noddack i 1925. De utførte forskning ved å bruke kolumbispektral analyse i laboratoriet til Siemens og Shake-gruppen. Etter denne hendelsen ble det holdt en tilsvarende rapport på et møte med tyske kjemikere i Nürnberg. Et år senere isolerte et team av forskere de to første milligrammene rhenium fra molybden.

I en relativt ren form ble grunnstoffet først oppnådd i 1928. For å fåett milligram av stoffet måtte behandle over 600 kilo norsk molybden. Den industrielle produksjonen av dette metallet startet også i Tyskland (1930). Kapasiteten til prosessanlegg gjorde det mulig å skaffe rundt 120 kg metall årlig. På det tidspunktet dekket dette fullt ut behovet for rhenium i hele verdensmarkedet. I Amerika ble de første industrielle 4,5 kg av et unikt metall oppnådd i 1943 ved å behandle konsentrert molybden. Det var dette grunnstoffet som ble det sist oppdagede metallet med en stabil isotop. Alle andre analoger oppdaget tidligere, inkludert kunstig, hadde ikke slike egenskaper.

naturreservat

Til dags dato, i henhold til naturreservene til det aktuelle metallet, kan listen over forekomster ordnes i følgende rekkefølge:

• chilenske gruver.
• Amerikas forente stater.
• Iturup Island, hvor forekomstene er beregnet til opptil 20 tonn per år (i form av vulkanske gassutbrudd).

I den russiske føderasjonen vurderes forekomster av halvelement-hydrogentype som lokaliteter som har det maksimale potensialet for porfyrkobber og kobber-molybdenmalm. Tot alt, ifølge ekspertenes prognoser, utgjør rheniumforekomster i Russland 2900 tonn (76% av statens ressurs). Brorparten av disse forekomstene ligger i kullbassenget i Moskva-regionen (82%). Det neste feltet når det gjelder reserver er Briketno-Zheltukhinsky-bassenget i Ryazan-regionen.

Resultat

Rhenium er et kjemisk grunnstoff somtilhører gruppen av sjeldne metaller med unike egenskaper. Dens egenskaper, utvinningssteder, omfang er beskrevet ovenfor.