Rhenium: aplikace a vlastnosti

Rénium, jehož aplikace bude popsáno níže, je součástí chemické periodické tabulky pod atomovým indexem 75 (Re). Název látky pochází z řeky Rýn v Německu. otevření kovu se považuje za rok 1925. První významná várka látka, se získá v 1928 g. Tento prvek se vztahuje k poslednímu analogu se stabilním izotopem. Samotný rénium je kov s bílým odstínem a jeho prášková hmota je černá. Teploty při tavení a varu se pohybují od +3186 do +5596 stupňů Celsia. Má paramagnetické vlastnosti.

Vlastnosti

Použití rhenia není díky rozšířeným parametrům a vysokým nákladům tak rozšířené. Při +300 ° C se kov začne aktivně podrobovat oxidaci, jejíž proces závisí na dalším zvýšení teploty. Tento prvek je stabilnější než wolfram, prakticky nereaguje s vodíkem a dusíkem a poskytuje pouze adsorpci.

Po zahřátí se zaznamenává reakce s chlorem, bromem a fluorem. Renium se nerozpouští pouze v kyselině dusičné a když interaguje s rtutí, vytváří se amalgam. Reakce s vodnou kompozicí peroxidu vodíku způsobuje tvorbu kyseliny rhenové. Tento prvek je jediný z žáruvzdorných kovů, který netvoří karbidy. Použití rhenia nemá žádnou roli v biochemii. O všech jeho možných dopadech je málo informací. Mezi spolehlivé skutečnosti - toxicitu a jedovatost pro živé organismy.

Extrakce

Rénium je kov, který je extrémně vzácný. V přírodě se nejčastěji vyskytuje v kombinaci s wolframem a molybdenem. Navíc jsou nečistoty přítomny v ložiskách nerostů svých sousedů podle tabulky. Většinou se provádí rýminová těžba z molybdenových usazenin pomocí postupné extrakce.

Kromě toho se zvažovaný prvek extrahuje izolací z dzhezkganitu - velmi vzácného přírodního minerálu, který je tak pojmenován na počest kazašského osídlení poblíž ložiska. Dokonce i rhenium může být izolováno z pyritů, zirkonu, kolumbitu.

Kov se rozptýlí po celém světě v zanedbatelné koncentraci. Mezi známými těžebními objekty, kde jsou v podstatných množstvích, se považuje Kuril Iturup Island v Rusku. Záloha byla objevena v roce 1992. Zde je kov prezentován ve struktuře podobném molybdenu (ReS₂).

Extrakce se provádí na malém místě umístěném na spánkové sopce. Tam jsou aktivní termální prameny, což naznačuje rozšíření ložiska, které podle předběžných odhadů vydává zhruba 37 tun tohoto kovu za rok.

Druhým z hlediska výroby je ložisko rhenia, které je vhodné pro průmyslovou těžbu prvku. To se nachází ve Finsku a nazývá se Hytura. Tam je kov extrahován z jiného minerálu - tarkianit.

Příjem

Rénium se získává zpracováním primárních surovin, které mají zpočátku nízké procento obsahu tohoto materiálu. Nejčastěji se prvek extrahuje z mědi a sulfidů molybdenu. Slitiny rhenia jsou podrobeny pyrometallurgickému působení, které se používá při práci s rudami, které jsou vystaveny tavení, přeměně a kalcinování.

Nadměrné teploty tání umožňují získat vyšší oxid Re-207, který je zpožděn speciálními zachycovacími zařízeními. Stává se, že část prvku se usadí po spálení v saze. Z této látky lze získat čistý materiál s použitím vodíku. Poté se získaná prášková látka roztaví přímo do ingotů rhenia. Použití rudy k získání dotyčného prvku je doprovázeno vzhledem sedimentu v matu. Další přeměna tohoto prostředku umožňuje izolaci rhenia vystavením určitým plynům.

Technologické momenty

Dosažení požadované koncentrace během výroby může být způsobeno vlastnostmi rhenia a použití kyseliny sírové. Po procházení zvláštními metodami čištění je možné získat z rudy čistý prvek.

Tato metoda není příliš produktivní, výtěžnost čistého produktu není větší než 65%. Tento indikátor se liší v závislosti na obsahu kovu v rudě. Na tomto základě se pravidelně provádí vědecké výzkumy s cílem identifikovat pokročilejší a alternativní metody produkce.

Moderní technologie umožňují optimalizovat vlastnosti uměle získaného rhenia. Toto řešení umožňuje použití vodného roztoku namísto roztoku kyseliny. To umožňuje během čištění získat mnohem čistší kov.

Aplikace

Nejprve zvážme hlavní charakteristiky zvažovaného prvku, pro nějž je zvláště ceněno:

• Refraktornost.
• Minimální náchylnost k korozi.
• Při vystavení chemikáliím a kyselinám nedochází k žádné deformaci.

Jelikož cena tohoto kovu je extrémně vysoká, používá se hlavně ve vzácných případech. Hlavní oblastí použití tohoto prvku je výroba žáruvzdorných slitin s různými kovy, které se používají v konstrukci raket a leteckého průmyslu. Rénium se zpravidla používá k výrobě náhradních dílů pro nadzvukové stíhačky. Takové prostředky obsahují alespoň 6% kovu.

Takový zdroj se rychle stal hlavním prostředkem pro vytváření jednotek reaktivního výkonu. Současně se materiál začal považovat za vojensko-strategickou rezervu. Speciálně poskytované tepelné páry umožňují měřit teploty v obrovských rozsajích. Uvažovaný prvek umožňuje prodloužit životnost většiny agregovaných kovů. Z rhenia, jehož použití bylo diskutováno výše, jsou vyráběny i pružiny pro přesné zařízení, platinové kovy, spektrometry a manometry.

Přesněji, používá wolfram s povlakem rhenium. Vzhledem k odolnosti proti chemickému napadení je tento kov součástí složení ochranných povlaků proti kyselým a alkalickým médiím.

Zajímavé fakty

Rénium se také používá k vytváření zvláštních kontaktů. Mají vlastnost samočistícího procesu v případě krátkodobého uzavření. U běžných kovů existuje oxid, který neumožňuje průchod proudu. Prostřednictvím slitin rhenia je také proud, ale nezanechává za sebou žádné stopy. V této souvislosti mají kontakty z tohoto kovu dlouhou životnost.

Nejdůležitějším aspektem použití rhenia byla možnost jeho použití k vytvoření katalyzátorů, které napomáhají produkci určitých složek benzinového paliva. Možnost použití chemického prvku v průmyslu ropných výrobků vedla několikrát k nárůstu jeho poptávky na relevantním trhu. Svět se vážně zajímá o tento jedinečný materiál.

Inventář

Je třeba poznamenat, že světové zásoby rhenia dosahují nejméně 13 tisíc tun pouze v molybdenu a mědi. Jsou to hlavní zdroje této složky v metalurgickém průmyslu. Více než 2/3 všech rhenia na planetě je obsaženo v takových konfiguracích. Zbývající třetina je sekundární zbytky. Pokud snížíme všechny odhady rezerv na jednoho jmenovatele, měly by být dostatečné po dobu nejméně tři sta let. Při výpočtu vědců se sekundární použití nezohlednilo. Podobné projekty byly vyvinuty už dávno, některé se ukázaly jako užitečné.

Náklady

Ceny produktů většiny kategorií jsou tvořeny díky dostupnosti a poptávce zboží. Taková složka, jako je rhenium, se odkazuje na jeden z drahých kovů na světě, a proto není výrobce pro každou kapsu, i když má jedinečné vlastnosti, které umožňují, aby neutralizovat náklady na jeho použití nákladné. V tomto případě má rhenium takové parametry, které žádný jiný kov nemá. K vytvoření vesmírných a leteckých struktur je jejich charakteristika ideální. Není divu, že cena rhenia je vysoká, i když odpovídá všem ukazatelům charakteristickým pro tento jedinečný materiál.

Již v roce 2011 činily průměrné náklady na rhenium 4,5 dolarů za gram. V dalším období neexistovaly žádné trendy ke snížení ceny. Často konečné náklady závisí na stupni čištění kovu. Cena materiálu může dosáhnout tisíce dolarů a vyšších.

Historie objevu

Tento prvek objevili němečtí chemici - Idom a Walter Noddak v roce 1925. Provedli výzkum pomocí kolibispektrální analýzy v laboratoři skupiny "Siemens a Shake". Po této události byla na zasedání německých specialistů chemie v Norimberku předložena příslušná zpráva. O rok později tým vědců identifikoval první dvě miligramy rhenia z molybdenu.

V poměrně čisté podobě byl prvek získán až v roce 1928. K získání jednoho miligramu látky bylo nutné zpracovat více než 600 kilogramů norského molybdenu. Průmyslová výroba tohoto kovu začala také v Německu (1930). Kapacita zpracovatelských závodů umožňuje obdržet asi 120 kg kovu za rok. V té době zcela uspokojila potřebu rhenia na celém světovém trhu. V Americe se první průmyslové 4,5 kg unikátního kovu získalo v roce 1943 zpracováním koncentrovaného molybdenu. Tento prvek se stal posledním otevřeným kovem se stabilním izotopem. Všechny ostatní analogy objevené dříve, včetně umělých prostředků, neměly podobné vlastnosti.

Přírodní zdroje

K dnešnímu dni může být v souladu s přírodními rezervami daného kovu uspořádán seznam vkladů v následujícím pořadí:

• Chilský důl.
• Spojené státy americké.
• Iturup Island, který se odhaduje na 20 tun za rok (ve formě výbuchů vulkanických plynů).

V Ruské federaci se poloprovozní ložiska typu vodíku odhadují jako oblasti s maximálním potenciálem mědi-porfyru a mědi-molybdenových rud. Celkově podle odhadů odborníků jsou ložiska rhenium v ​​Rusku 2900 tun (76% prostředků státu). Leví podíl těchto vkladů je v Kč V blízkosti uhelné pánve (82%). Dalším vkladem z hlediska rezerv je nádrž Briquette-Zheltukhin v oblasti Ryazan.

Výsledek

Rhenium je chemický prvek, který patří do skupiny vzácných kovů, které mají jedinečné vlastnosti. Vlastnosti, místa extrakce, oblasti použití jsou popsány výše.