Rhenium: toepassing en eienskappe

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2024-01-02 13:48

Rhenium, waarvan die toepassing hieronder bespreek sal word, is 'n element van die chemiese periodieke tabel onder die atoomindeks 75 (Re). Die naam van die stof kom van die Rynrivier in Duitsland. Die jaar van ontdekking van hierdie metaal is 1925. Die eerste betekenisvolle bondel materiaal is in 1928 verkry. Hierdie element behoort tot die laaste analoog met 'n stabiele isotoop. Op sigself is renium 'n metaal met 'n wit tint, en sy poeiermassa is swart. Smelt- en kookpunte wissel van +3186 tot +5596 grade Celsius. Dit het paramagnetiese kenmerke.

Kenmerke

Die gebruik van renium is nie so wydverspreid nie weens die uitsonderlike parameters en hoë koste daarvan. By +300 °C begin die metaal aktief oksidasie ondergaan, waarvan die proses afhang van 'n verdere toename in temperatuur. Hierdie element is meer stabiel as wolfram, tree feitlik nie in wisselwerking met waterstof en stikstof nie, verskaf slegs adsorpsie.

Wanneer verhit word, word 'n reaksie met chloor, broom en fluoor opgemerk. Renium los nie net in salpetersuur op nie, en wanneer dit met kwik in wisselwerking tree, word 'n amalgaam gevorm. Reaksie met 'n waterige peroksiedsamestellingwaterstof veroorsaak die vorming van reniumsuur. Hierdie element is die enigste onder vuurvaste metale wat nie karbiede vorm nie. Die gebruik van renium het geen deelname aan biochemie nie. Daar is min inligting beskikbaar oor al die moontlike effekte daarvan. Onder die betroubare feite - toksisiteit en toksisiteit vir lewende organismes.

Production

Rhenium is 'n uiters skaars metaal. In die natuur word dit meestal in kombinasie met wolfram en molibdeen aangetref. Daarbenewens is onsuiwerhede teenwoordig in die mineraalafsettings van sy bure in die tabel. Renium word hoofsaaklik uit molibdeenafsettings ontgin deur gepaardgaande ekstraksie.

Daarbenewens word die betrokke element onttrek uit dzhezkazganite, 'n baie seldsame natuurlike mineraal, wat so genoem is na die Kazakse nedersetting naby die afsetting. Renium kan ook uit piriet, sirkonium, kolumbiet geïsoleer word.

Die metaal is in geringe konsentrasie oor die wêreld versprei. Onder die bekende mynterreine, waar dit in aansienlike hoeveelhede voorkom, is die Kuril-eiland Iturup in Rusland. Die afsetting is in 1992 ontdek. Hier word die metaal aangebied in die vorm van 'n struktuur soortgelyk aan molibdeen (ReS_2).

Mynbou word uitgevoer op 'n klein platform wat bo-op 'n dormante vulkaan geleë is. Termiese bronne is daar aktief, wat dui op die uitbreiding van die afsetting, wat volgens voorlopige skattings sowat 37 ton van hierdie metaal per jaar vrystel.

Die tweede grootste afsetting word beskou as 'n reniumafsetting wat geskik is virindustriële element onttrekking. Dit is in Finland geleë en word Hitura genoem. Daar word die metaal uit 'n ander mineraal onttrek - tarkyaniet.

Ontvang

Rhenium word verkry deur primêre grondstowwe te verwerk, wat aanvanklik 'n lae persentasie van hierdie materiaal het. Meestal word die element uit koper- en molibdeensulfiede onttrek. Reniumlegerings word aan pirometallurgiese behandeling onderwerp, wat gebruik word wanneer daar gewerk word met ertse wat gesmelt, omgeskakel en gerooster word.

Oormatige smelttemperature maak dit moontlik om 'n hoër oksied Re-207 te verkry, wat deur spesiale vangtoestelle behou word. Dit gebeur dat 'n deel van die element na afvuur in roet afsak. Suiwer materiaal kan met behulp van waterstof uit hierdie stof verkry word. Dan word die resulterende poeierstof direk in reniumblokke gesmelt. Die gebruik van erts vir die onttrekking van die betrokke element gaan gepaard met die voorkoms van sediment in die mat. Verdere omskakeling van hierdie samestelling laat die isolasie van renium toe deur blootstelling aan sekere gasse.

Tegnologiese oomblikke

Dit is moontlik om die verlangde konsentrasie tydens produksie te bereik as gevolg van die eienskappe van renium en die gebruik van swaelsuur. Nadat u deur spesiale suiweringsmetodes gegaan het, is dit moontlik om 'n suiwer element uit die erts te isoleer.

Hierdie metode is nie baie produktief nie, die opbrengs van 'n suiwer produk is nie meer as 65% nie. Hierdie aanwyser wissel na gelang van die metaalinhoud in die erts. Op hierdie basis, wetenskaplikenavorsing om meer gevorderde en alternatiewe produksiemetodes te identifiseer.

Moderne tegnologieë maak dit moontlik om die eienskappe van kunsmatig verkry renium te optimaliseer. Hierdie oplossing laat die gebruik van 'n waterige oplossing in plaas van 'n suur een toe. Dit maak dit moontlik om aansienlik meer suiwer metaal tydens skoonmaak vas te vang.

Aansoek

Beskou eers die hoofkenmerke van die betrokke element, waarvoor dit veral waardeer word:

• Refractoriness.
• Minimale blootstelling aan korrosie.
• Geen vervorming wanneer dit aan chemikalieë en sure blootgestel word nie.

Omdat die prys van hierdie metaal uiters hoog is, word dit hoofsaaklik in seldsame gevalle gebruik. Die belangrikste toepassingsgebied van hierdie element is die vervaardiging van hittebestande legerings met verskillende metale, wat gebruik word in die konstruksie van vuurpyle en die lugvaartbedryf. As 'n reël word renium gebruik vir die vervaardiging van onderdele vir supersoniese vegters. Sulke verbindings sluit ten minste 6% metaal in.

So 'n bron het vinnig verander in die hoofhulpmiddel vir die skep van straalkrageenhede. Terselfdertyd het die materiaal as 'n militêre-strategiese reservaat begin word. Spesiaal voorsien termiese paartjies laat toe om temperature in groot reekse te meet. Die betrokke element maak dit moontlik om die lewensduur van die meeste saamgevoegde metale te verleng. Van renium, waarvan die gebruik hierbo bespreek is, word vere ook gemaak vir presisietoerusting, platinummetale, spektrometers, drukmeters.

Ifmeer presies, dit gebruik renium-bedekte wolfram. As gevolg van sy weerstand teen chemiese aanval, is hierdie metaal ingesluit in beskermende bedekkings teen suur en alkaliese omgewings.

Interessante feite

Rhenium word ook gebruik om spesiale kontakte te maak. Hulle het die eienskap om selfreinigend te wees in die geval van 'n kortsluiting. Op gewone metale bly oksied agter, wat nie die deurgang van stroom toelaat nie. Stroom gaan ook deur reniumlegerings, maar dit laat geen spore agter homself nie. In hierdie verband het kontakte wat van hierdie metaal gemaak is 'n lang dienslewe.

Die belangrikste aspek van die gebruik van renium was die moontlikheid om dit te gebruik om katalisators te skep wat help om sekere komponente van petrolbrandstof te vervaardig. Die moontlikheid om 'n chemiese element in die olieproduktebedryf te gebruik, het gelei tot 'n toename in die vraag in die ooreenstemmende mark met 'n paar keer. Die wêreld stel ernstig belang in hierdie unieke materiaal.

Aandele

Dit is opmerklik dat die wêreldvoorraad renium ten minste 13 duisend ton slegs in molibdeen- en koperafsettings is. Hulle is die hoofbronne van hierdie komponent in die metallurgiese industrie. Meer as 2/3 van alle renium op die planeet word in sulke konfigurasies aangetref. Die oorblywende derde is sekondêre residue. As ons alle berekeninge van reserwes tot 'n enkele noemer verminder, behoort dit genoeg te wees vir ten minste driehonderd jaar. By die berekening van wetenskaplikes is herwinning nie in ag geneem nie. Soortgelykprojekte is al lank ontwikkel, sommige van hulle het hul waarde bewys.

Koste

Produkpryse in die meeste kategorieë word gevorm deur die beskikbaarheid en aanvraag van die produk.’n Komponent soos renium is een van die duurste metale ter wêreld, so nie elke vervaardiger kan dit bekostig nie, hoewel dit unieke eienskappe het wat dit moontlik maak om die koste van die duur gebruik daarvan te verreken. Terselfdertyd het renium parameters wat geen ander metaal het nie. Vir die skepping van ruimte- en lugvaartstrukture is die eienskappe daarvan ideaal. Dit is nie verbasend dat die prys van renium hoog is nie, alhoewel dit ooreenstem met alle aanwysers kenmerkend van hierdie unieke materiaal.

Reeds in 2011 was die gemiddelde koste van renium sowat 4,5 Amerikaanse dollar per gram. Daarna is geen afwaartse neiging in pryse waargeneem nie. Dikwels hang die finale koste af van die mate van suiwering van die metaal. Die prys van die materiaal kan duisende dollars of meer bereik.

Ontdekkinggeskiedenis

Hierdie element is in 1925 deur die Duitse chemici Ead en W alter Noddack ontdek. Hulle het navorsing gedoen deur gebruik te maak van kolumbispektrale analise in die laboratorium van die Siemens en Shake-groep. Na hierdie gebeurtenis is 'n ooreenstemmende verslag by 'n vergadering van Duitse chemici in Neurenberg gehou. 'n Jaar later het 'n span wetenskaplikes die eerste twee milligram renium van molibdeen geïsoleer.

In 'n relatief suiwer vorm is die element eers in 1928 verkry. Om te kryeen milligram van die stof moes meer as 600 kilogram Noorse molibdeen verwerk. Die industriële produksie van hierdie metaal het ook in Duitsland begin (1930). Die kapasiteit van verwerkingsaanlegte het dit moontlik gemaak om jaarliks sowat 120 kg metaal te bekom. Dit het destyds die behoefte aan renium in die hele wêreldmark ten volle bevredig. In Amerika is die eerste industriële 4,5 kg van 'n unieke metaal in 1943 verkry deur gekonsentreerde molibdeen te verwerk. Dit was hierdie element wat die laaste ontdekte metaal met 'n stabiele isotoop geword het. Alle ander analoë wat vroeër ontdek is, insluitend kunsmatig, het nie sulke eienskappe gehad nie.

Natuurreservate

Tot op datum, volgens die natuurlike reserwes van die betrokke metaal, kan die lys van afsettings in die volgende volgorde gerangskik word:

• Chileense myne.
• Verenigde State van Amerika.
• Iturup-eiland, waar afsettings op tot 20 ton per jaar geskat word (in die vorm van vulkaniese gasuitbarstings).

In die Russiese Federasie word half-element waterstoftipe afsettings beoordeel as terreine wat die maksimum potensiaal vir porfierkoper en koper-molibdeenerts het. In totaal, volgens kenners se voorspellings, beloop reniumneerslae in Rusland 2900 ton (76% van die staat se hulpbron). Die grootste deel van hierdie afsettings is in die steenkoolkom (82%) van die Moskou-streek geleë. Die volgende veld in terme van reservate is die Briketno-Zheltukhinsky-kom in die Ryazan-streek.

Resultaat

Rhenium is 'n chemiese element watbehoort tot die groep seldsame metale met unieke eienskappe. Sy eienskappe, plekke van onttrekking, bestekke word hierbo beskryf.