Общие сведения и методы получения

Рений (Re) в периодической системе располагается в VII А группе 6-го длинного периода.

В компактном состоянии имеет серовато-белый цвет, в диспергиро­ванном - черный.

Рений был открыт в 1925 г. немецкими химиками супругами Валь­тером и Идой Ноддак. Существование этого элемента предсказал в 1872 г. Д. И. Менделеев, который назвал его двимарганцем. Это вы­дающееся предсказание явилось основой для открытия, сделанного Ноддаками. В. и И. Ноддак впервые обнаружили рений в русской пла­тиновой руде и выделили его в виде легколетучего оксида, предполо­жительно Re 2 0 7 . Открытый металл был назван рением в честь Рейн­ской области в Германии.

Промышленное получение рения относится к 50-60 гг. нашего сто­летия. Этот период характеризуется также интенсивным развитием ра­бот по исследованию особенностей физико-химического взаимодействия рения с элементами периодической системы и разработке на этой ос­нове сплавов с рением для различных отраслей техники.

Реиий относится к группе рассеянных элементов. Он, как правило, сопутствует минералам молибдена, меди, свинца, цинка, платины, нио­бия и др. Рений характеризуется наименьшим кларком, который равен

примерно ЫО -7 %. Как в нашей стране, так и за рубежом ведется по­иск новых источников этого металла. Имеются сообщения об обнару­жении рения в урановых рудах и угольных месторождениях. Найден минерал рения - джезказганит, представляющий собой сложный суль­фид рения Cu (ReMo) S 4. Установлено присутствие реиия в органических соединениях нефтяного ряда, в нефти, нефтяных битумах и горючих сланцах.

Основными источниками получения рения, имеющими промышлен­ное значение, являются молибденовые концентраты, отходы переработки медистых сланцев, промышленные воды. Рений в виде различных со­единений извлекается из пылей обжига молибденовых концентратов, при шахтной плавке медистых сланцев, из сбросных раствором при гидрометаллургической переработке обожженных молибденовых концен­тратов. В существующих схемах извлечения рения различают две ста­дии: перевод соединений рения в раствор и их выделение из него. Пе­ревод в раствор соединений рения из ренийсодержащих продуктов осу­ществляется путем водного выщелачивания с добавлением окислителей, спекания с известью и последующего водного выщелачивания, кислот­ного или солевого выщелачивания. Из растворов соединения рения из­влекаются следующими способами: осаждением малорастворимых со­единений (перрената калия KRe 04, сульфида рения Re 2 S 7); сорбцией на ионообменных смолах и угле; экстракцией органическими растворите­лями.

Способы получения металлического рения: восстановление перреиата калия (аммония) водородом; восстановление двуокиси рения водоро­дом; электролитическое выделение реиия из водных растворов; терми­ческая диссоциация галогенидов и карбонидов рения. Последние два метода используют для получения рениевых покрытий. Чистота полу­чаемых металлических порошков рения достигает 99,99 %.

Для получения рения в компактном виде применяют методы порош­ковой металлургии, вакуумнодуговую и электроннолучевую плавки. Методами электроннолучевой зонной и плазменнодуговой плавок могут быть выращены монокристаллы реиия.

Физические свойства

Атомные характеристики. Атомный номер 75, атомная масса 186,31 а. е. м., атомный объем 8,85*10~ 6 м 3 /моль, атомный радиус 0,137 нм, ионный радиус Re 6 + 0,052 им.

Электронная конфигурация внешних электронных оболочек нейт­рального атома рения 5 s 2 p 6 rf 5 6 s 2 ; потенциалы ионизации атома / (эВ): 7,87; 16 ,6; 79; электроотрицательность Re 5+ - 1,8; Re 6 +--2,1 и Re "+ - 2,2.

Кристаллическая решетка-гексагональная плотиоупакованная. Энергия кристаллической решетки 793 мкДж/кмоль. Координационное число - 6; 6.

Химические свойства

Нормальный электродный потенциал реакции Re "- t ?4 * Re < po =-0,4 В. В соединениих проявляет степень окисления от +7 до -1.

Известны следующие оксиды рения: Re 04(Re 2 0 8), Re 20?, Re 0 3 , Re 2 0 5 , Re 0 2 , Re 2 0 3 , ReO (Re 2 0 2) и ИегО. Высшие оксиды имеют кислый характер, низшие - основной. Существование ReCU и RejOj окончатель­но не установлено. Re 2 07 - высший н наиболее устойчивый оксид ре­ния, полученный нагреванием рения или его оксидов иа воздухе нли в кислороде при температуре выше 200 "С.

Рений не образует карбидов. Существуют лишь комплексные соеди­нения рения с участием углерода, например, карбонил реиий [ Re (CO) 5 ]2, который образуется при взаимодействии окиси углерода и соединений рения (оксид (VII) рения, перренат калия, перреиат аммония) прн 250-270 °С под давлением 34-50 МПа. Бесцветные кристаллы карбо-нила рения растворимы в органических растворителях н могут возго­няться.

Существуют следующие фториды реиия: ReF ?, ReFe , ReFs и ReF «. ReF? получен пропусканием фтора под давлением 3,3-10" Па через ре­ний, нагретый до 300-400 °С, и представляет собой летучий продукт. При 105 °С получается ReFe с температурой плавления 188 °С; при 180 "С представляет собой яркожелтые кристаллы, выше 0°С - лимон-но-желтые, после плавления - желто-бурая жидкость; пары ReFe прак­тически бесцветны. Пяти- и четырехфтористый реиий получают соответ­ственно путем взаимодействия шестнфтористого рения с карбонилом вольфрама и водородом или триоксидом серы.

Хлориды рення: ReCb, ReCl e , ReCl 5 , ReCU, ReCl 3 .

ReCl 5 - коричнево-чериое твердое вещество, очень летучее, с красно-коричневыми парами. При нагревании ReCle диссоциирует на хлор н треххлористый реиий.

Бориды рення: ReBr 3 н ReBr«. Пары ReBr 8 зелено-черного цвета, ReBr« - темиозеленые.

Иодиды рения: Rel 4 , Rel 3 н Rel.

Рений взаимодействует с фосфором при температурах выше 750- 800 °С с образованием следующих фосфидов. ReP 3 , ReP 2 . ReP и Re 2 P. Соединения с серой Re 2 S T , ReS 2 , ReS 3 .

При пропускании аммиака над солями рения NH«ReO« и ReCl 3 при 300-350 °С образуется ReNo,«. Сообщается также о получении соеди­нения КгИе0 3 Ы.

Характерной особенностью взаимодействия рения с металлами IVA - VIA групп является образование в соответствующих двойных системах о-их-фаз (структурный тип a-Mn). В системах с металлами IVA груп­пы (цирконий, гафний) образуются также фазы Лавеса со структурой типа MgZn2. Все эти соединении плавятся инкоигруэитио.

Интересной особенностью гексагонального реиия является его высо­кая растворимость в металлах VA и VIA групп с о.ц.к. решеткой; на­пример, растворимость рения в ванадии составляет 65 % (ат.), в вольф­раме при 1100°С - 32 % (ат.). Растворимость рения в изоморфных а-модификациях титана, цирконии, гафния мала , в то время как в высокотемпературных модификациях этих металлов с о. ц. к. решеткой она достигает 50 % (ат.) (например, в системе с ти­таном).

С платиновыми металлами (VIII группа) реиий взаимодействует с образованием или непрерывного ряда твердых растворов, или твердых растворов с ограниченной растворимостью. Промежуточных фаз в этих системах не образуется.

Энергичное окисление рения с образованием Re 2 0 r начинается при нагреве его выше 600 "С. При этом строго выполняется линейный закон окисления, что свидетельствует о полном отсутствии защитного действия со стороны образующихся легкоплавких н летучих Re 0 3 и Re 20 7 .

Наиболее устойчивым в агрессивных средах является литой реиий, менее устойчив - металлокерамический; наибольшую активность прояв­ляет рений в порошкообразной форме.

Рений в компактной форме мало растворим в концентрированной соляной, серной и плавиковой кислотах, а также в органических кисло­тах (щавелевая, уксусная, лимонная). Иитенснвио растворяется рений в азотной кислоте.

При длительной выдержке вступает во взаимодействие со щелоча­ми, особенно в присутствии красной кровяной соли, активно взаимодей­ствует с расплавами щелочей.

Технологические свойства

Реиий, полученный методами порошковой металлургии и вакуумной плавки, характеризуется высокой пластичностью, поэтому его можно обрабатывать вхолодную. Однако даже при малых степенях деформа­ции, не превышающих нескольких процентов, резко возрастают степень наклепа и сопротивление пластической деформации рения; одновременно падает пластичность. В зависимости от степени чистоты максимально допустимая суммарная степень обжатия составляет 30-60%. Поэто­му при получении из рения изделий различного профиля методами пла­стической деформации необходимы частые промежуточные отжиги.

Горячую деформацию рения проводят в вакууме или среде инертных газов, так как на воздухе возникает красноломкость, связанная с вы­сокой окисляемостью реиия и образованием легкоплавкой эвтектики Re - Re 2 0 r (/ В л = 297 °С). Горячая прокатка в вакууме проводится при 1350±50°С. Наряду с прокаткой рения в вакууме его можно прокаты­вать в защитных оболочках из стали, никеля илн молибдена.

Температура начала рекристаллизации литого рения понижается с увеличением степени деформации с 1750 °С при 5 %-иой деформации до 1200°С для 40-60 %-ной деформации, металлокерамического рении со­ответственно от 1850 °С при 5%-ной деформации до 1550Х при 30- 50 % деформации.

Области применения

Одна из наиболее перспективных областей применения рения - элек­тронная промышленность. Показана возможность использования реиия в качестве автоэлектронных эмиттеров, обеспечивающих высокие плот­ности токов эмиссии. Реиневые острия в автокатодах характеризуются значительно большей стабильностью токов эмиссии, меньшим катодным распылением по сравнению с вольфрамовыми остриями.

Сплавы на основе рения с присадками оксидов лентаиа, иттрия, са­мария, тория и гексаборида лантана являются перспективными мате­риалами для электродов импульсных газоразрядных ламп.

Сплавы рения с вольфрамом, молибденом, никелем (ВАР-5, BP -27ВП, HP -10ВП и др.) иашли применение в качестве подогрева­телей катодов, кернов оксидных катодов, вводов высокочастотной энергии.

Тоикопленочные резисторы иа основе пленок рения характеризуются высокой стабильностью сопротивления.

Рений и его сплавы с вольфрамом и молибденом широко применяют в качестве термоэлектродов высокотемпературных термопар, предназ­наченных для измерения температур до 2873 К (термопары ВР5/20, ВР10/20). Рекомендованы также термопары 1г/(1г+60 % Re) и Ir /(Ir + ,"+70% Re). Для работы в углеродсодержагдих средах рекомендуются термопары (Мо+20 % Re)/(Mo +50 % Re) и (Мо+20 % Re)/(Mo + +40 % Re).

Разработаны и применяются в приборостроении упругие элементы в виде проволоки и ленты микронных толщин (торсионы и растяжки) из сплава МР-47ВП [Мо-47 % (по массе) Re ].

Реиий и его сплавы используют в качестне антифрикционных мате­риалов. В частности, реиий и сплавы рения с кобальтом - перспектив­ный материал для подвижных сопряжений, работающих при высоких температурах в вакууме н инертных средах.

Сплавы реиия с вольфрамом и молибденом BP -27ВП [ W -27 %" (по массе) Re ] и МР-47ВП [Мо-47 % (по массе) Re ] могут использо­ваться и в теизодатчнках, так как характеризуются высокими значения-ми коэффициента тензочувствительности 5,6-5,8 н 4,5-5,2 соответст­венно, что в 2-3 раза превосходит аналогичные характеристики дру­гих материалов, применяемых в тензометрии.

Д. И. Менделеев в 1869 г. предсказал существование и свойства двух эле­ментов VII группы - аналогов марганца, которые предварительно назвал "эка- марганец" и "дви-марганец". Они соответствуют известным в настоящее время элементам - технецию (порядковый номер 43) и рению (порядковый номер 75).

В последующие 53 года многие исследователи сообщали об открытии аналогов марганца, но без убедительных оснований. Теперь мы знаем, что поиски эле­мента №43 в природных соединениях не могли увенчаться успехом, так как он неустойчив. Лишь в 1937 г. этот элемент был получен искусственно Э. Сегре и К. Пёрье путем бомбардировки ядер молибдена дейтронами я назван технецием (от греческого "техно" - искусственный).

В 1922 г. немецкие химики Вальтер и Ида Ноддаки начали систематические поиски аналогов марганца в различных минералах. Из 1 кг колумбита они выде­лили 0,2 г продукта, обогащенного молибденом, вольфрамом, рутением и осми­ем. В этом продукте по характеристическим рентгеновским спектрам был обна­ружен элемент с порядковым номером 75. О своем открытии Ноддаки сообщили в 1925 г. и назвали элемент рением. Позже, в 1927 г., Ноддаки установили, что в значительных концентрациях (до сотых долей процента) рений содержится в молибдените, из которого элемент был выделен в количествах, позволивших изучить химические свойства его соединений и получить металл.

Производство рения и его соединений в небольших количествах впервые воз - никло в Германии в 1930 г. на Мансфельдском заводе, где рений извлекали из печных настылей, образующихся при плавке медистых сланцев, содержащих при­месь молибденита. В СССР производство рения возникло в 1948 г.

Свойства рения

Рений - тугоплавкий тяжелый металл, по внешнему виду похож на сталь. Не­которые физические свойства рения приведены ниже:

Атомный номер 75

Атомная масса 186,31

Тип и периоды решетки. . . . Гексагональная,

Плотноупакованная а = 0,276, с = 0,445 нм

TOC \o "1-3" \h \z Плотность, г/см3 21,0

Температура, °С:

Плавления........ 3180±20

Кипения ~5900

Удельная теплоемкость средняя при

0-1200 °С, Дж/(г" °С) .... 0,153

Удельное электросопротивление

Р *10«, ОМ"см 19,8

Температура перехода в состояние

Сверхпроводимости, К. . . . 1,7

Работа выхода электронов, зВ 4,8 Сечение захвата тепловых нейтронов

П" 1024, см2 85

Твердость НВ отожженного металла, МПа 2000 Временное сопротивление (кованые и

Затем отожженные прутки) бв, МПа 1155

Модуль упругости Е, ГПа. . . 470

По температуре плавления рений занимает второе место среди металлов, ус­тупая лишь вольфраму, а по плотности - четвертое (после осмия, иридия и платины). Удельное электросопротивление рения почти в 4 раза выше, чем вольфрама и молибдена.

В отличие от вольфрама рений пластичен в литом и рекристаллизованном со­стоянии и можеть быть деформирован на холоду. Вследствие высокого модуля упругости после небольшой деформации твердость рения сильно возрастает - проявляется сильный наклеп. Однако после отжига в защитной среде или в ва­кууме металл вновь приобретает пластичность.

Изделия из рения (в отличие от изделий из вольфрама) выдерживают много­кратные нагревы и охлаждения без потери прочности. Сварные швы нехрупкие. Прочность рения до 1200 °С выше, чем вольфрама, и значительно превосходит прочность молибдена.

Рений устойчив на воздухе при обычной температуре. Заметное окисление металла начинается при 300 °С и интенсивно протекает выше 600 ос с образо­ванием высшего оксида Re207.

С водородом и азотом рений не реагирует вплоть до температуры плавления и не образует карбидон. Эвтектика в системе рений - углерод плавится при 2480 °С.

С фтором и хлором рений реагирует при нагревании, с бромом и иодом прак­тически не взаимодействует. Рений устойчив в соляной и плавиковой кислотах

На холоду и при нагревании. В азотной кислоте, горячей концентрированной серной кислоте и перекиси водорода металл растворяется.

Рений стоек против действия расплавленных олова, цинка, серебра и меди, слегка разъедается алюминием н легко растворяется в жидких железе н никеле.

С тугонлавкимн металлами (вольфрамом, молибдене»!, танталом и ниобием) рений образует твердые растворы с предельным содержанием рения 30-50 % (по массе).

Свойства химических соединений

Наиболее характерны и устойчивы соединения рения высшей степени +7. Кро­ме того, известны соединения, отвечающие степеням окисления 6;5;4;3;2;1; а также -1.

Оксиды. Рений образует три устойчивых оксида: рениевый ангидрид, триок­сид и диоксид.

Рениевый ангидрид Re207 образуется при окислении ренияокислородом. Цвет - светло-желтый, плавится при 297 °С, точка кипения 363 С. Растворяется в воде с образованием рениевой кислоты HRe04.

Триоксид рения Re03 - твердое вещество оранжево-красного цвета, образу­ется при неполном окислении порошка рения. В воде и разбавленных соляной и серной кислотах малорастворим. При температурах выше 400 °С обладает замет­ной летучестью.

Диоксид рения Re02 темно-бурое твердое вещество, получается восстановле­нием RejO; водородом при 300 °С. Диоксид нерастворим в воде, разбавленных соляной и серной кислотах. При нагревании в вакууме (выше 750 °С) диспро - порционирует с образованием Re207 и рения.

Рениевая кислота и ее соли - перреиаты. Рениевая кислота - сильная од­ноосновная кислота. В отличие от марганцевой кислоты, HRe04 - слабый окис­литель. При взаимодействии с оксидами, карбонатами, щелочами она образует перренаты. К малорастворимым в воде относятся перренаты калия, таллия и ру­бидия, умеренно растворимы перренаты аммония и меди, хорошо растворимы в воде перреваты натрия, магния, кальция.

Хлориды рения. Наиболее изучены хлориды ReCl3 и ReCl3. Пентахлорид рения образуется при действии хлора на металлический рений при температуре выше 400 °С. Вещество темно-коричневого цвета. Плавится при 260 °С, точка кипе­ния 330 °С. В воде разлагается с образованием HRe04 и Re02"xH20.

Трихлорид ReCl3 - красно-черное вещество, получается в результате терми­ческой диссоциации ReCl5 при температуре выше 200 °С. Температура плавЛения 730 °С, возгоняется при 500-550 °С

Известны два оксихлорида: ReOCl4 (температура плавления 30 °С, кипения 228 °С) и ReOjCl (жидкость, кипит при 130 °С).

Сульфиды рения. Известны два сульфида - RejS? и ReS2. Высший сульфид - темно-бурое вещество, осаждается сероводородом из кислых и щелочных раство­ров. Дисульфид рения ReS2 получается термическим разложением Re2Sy (выше 300 °С) или прямым взаимодействием рения с серой нри 850-1000 °С. ReS2 кри­сталлизуется в слоистой решетке, идентичной с решеткой молибденита. На воз­духе при температуре выше 300 °С окисляется с образованием Re207.

Области применения рения

В настоящее время определились следующие эффективные области применения рения.

Катализаторы. Рений и его соединения входят в состав катализаторов для ряда процессов в химической и нефтяной промышленности. Это наиболее масшатабная область примене­ния рения. Наибольшее значение приобрели рений-содержащие катализаторы в крекинге нефти. Применение рениевых ката­лизаторов позволило увеличить производительность устано­вок, повысить выход легких фракций бензина, снизить зат-. раты на катализаторы путем замены большей части платины рением.

Электроосветительная и электровакуумная техника. В ря­де ответственных случаев, когда необходимо обеспечить долговечность работы электроламп и электронных приборов (особенно в условиях динамической нагрузки), в этой об­ласти вместо вольфрама применяют рений или сплавы рения с вольфрамом и молибденом. Преимущества рения и его сплавов перед вольфрамом состоят в лучших прочностных характерис­тиках и сохранении пластичности в рекристаллизованном со­стоянии, меньшей склонности к испарению в вакууме в при­сутствии следов влаги (сопротивление водородно-водяному циклу), более высоком электросопротивлении. Из рения и сплавов вольфрама с рением (до 30% Re) изготовляют нити накала, керны катодов и подогревателей, сетки радиоламп. В электронных приборах используют также сплав Мо-50% Re, сочетающий высокую прочность с пластичностью.

Жаропрочные сплавы - одно из важных направлений ис­пользования рения. Сплавы рения с другими тугоплавкими металлами (вольфрамом, молибденом и танталом) наряду с жаропрочностью и тугоплавкостью отличаются пластичностю. Их используют в авиа - и космической технике (детали тер­моионных двигателей, носовые насадки ракет, части ракет­ных сопел, лопатки газовых турбин и др.).

Сплавы для термопар. Рений и его сплавы с вольфрамом и молибденом обладают высокой и стабильной термоэлектродви­жущей силой (т. э.д. с.). В СССР широко используют термопа­ры из сплавов (W-5 % Re) - (W - 20% Re). Т. э.д. с. этой термопары в пределах 0-2500 °С находится в линейной зави­симости от температуры. При 2000 °С т. э.д. с. равна 30 мВ. Преимущество термопары - сохранение пластичности после длительного нагревания при высокой температуре.

Электроконганкты. Рений и его сплавы с вольфрамом. от­личаются высокими износостойкостью и сопротивлением эле - 226 ктрокоррозии в условиях образования электрической дуги. Они более стойки, чем вольфрам, при эксплуатации в тропи­ческих условиях. Испытания контактов из сплавов W - 15-%Re в регуляторах напряжения и приборах зажигания дви­гателей показали их преимущества перед вольфрамом.

Приборостроение. Рений и его сплавы, отличающиеся вы­сокой твердостью и износостойкостью, используют для изго­товления деталей различных приборов, например опор для весов, осей геодезической аппаратуры, шарнирных опор, пружин. Испытания работы плоских пружин из рения при тем­пературе 800 °С и многократных циклах нагрева показали отсутствие остаточной деформации и сохранение начальной твердости.

Масштабы производства рения в зарубежных странах в 1986 г. находились на уровне 8 т/год. Основные производи­тели - США и Чили, в 1986 г. в США использовано 6,4 т ре­ния.

2. СЫРЬЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ РЕНИЯ

Рений - типичный рассеянный элемент. Содержание его в земной коре низкое - 10 7 % (по массе). Повышенные концен­трации рения, имеющие промышленное значение, наблюдаются в сульфидах меди и особенно в молибдените.

Связь рения с молибденом обусловлена изоморфизмом MoS2 и ReS2. Содержание рения в молибденитах различных место­рождений составляет от Ю-1 до 10"5%. Более богаты рени­ем молибдениты медно-молибденовых месторождений, в част­ности медно-порфировых руд. Так, молибденитовые концент­раты, получаемые при обогащении медно-порфировых руд СССР, содержат 0,02-0,17 % рения. Значительные ресурсы рения сосредоточены в некоторых месторождениях меди, от­носящихся к типу медистых песчаников и медистых сланцев. К этому типу относятся руды Джезказганского месторождения СССР. Более богаты рением руды с повышенным содержанием борнита CuFeS4. В полученных флотацией медных концентра­тах содержится 0,002-0,003 % Re. Предполагают, что рений находится в них в виде тонкодисперсного минерала CuReS4 - джезказганита.

Поведение рения при переработке молибденитовых концентратов

При окислительном обжиге молибденитовых концентратов, проводимом при 560-600 °С, содержащийся в концентрате ре­ний образует оксид Re207, который уносится с газовым по­током (точка кипения Re207 363 °С). Степень возгонки ре­ния зависит от условий обжига и минералогического состава концентрата. Так, при обжиге концентратов в многоподовых печах степень возгонки рения не выше 50-60 % Из рис.60

Рас.60. Изменение содержания серы, рения и степени окисления молибденита (пунк­тир) по подам восьмиподовой печи

Видно, что рений возгоняется с газами на 6-8 подах (при обжиге в 8-подовой печи), когда большая часть молибденита окислена. Это объясняется тем, что в присутствии MoS2 об­разуется малолетучий диоксид рения по реакции:

MoS2+2Re207 = 4Re02+ Mo02+2S02. (5.1)

Кроме того, неполный возгон рения может быть обуслов­лен частичным взаимодействием Re207 с кальцитом, а также оксидами железа и меди с образованием перренатов. Напри­мер, с кальцитом возможна реакция:

CaC03+Re207 = Ca(Re04)2+C02. (5.2)

Номер пода

Советскими исследователями установлено, что наиболее полно рений возгоняется при обжиге молибденитовых концен­тратов в кипящем слое. Степень возгонки составляет 92-96 %. Это объясняется отсутствием при обжиге в печах

КС условий для образования низших оксидов рения и перре - натов. Эффективное улавливание рения из газовой фазы дос­тигается в системах мокрого пылеулавливания, состоящих из скрубберов и мокрых электрофильтров. Рений в этом случае содержится в сернокислых растворах. Чтобы увеличить кон­центрацию рения, растворы многократно циркулируют. Из системы мокрого улавливания выводят растворы, содержащие, г/л: Re 0,2-0,8; Мо 5-12 и H2SO„ 80-150. Небольшая часть рения содержится в шламах.

В случае неполного возгона рения при обжиге концентра­та рений, оставшийся в огарке, переходит в аммиачные или содовые растворы выщелачивания огарков и остается в ма­точных растворах после осаждения соединений молибдена.

При использовании вместо окислительного обжига разло­жения молибденита азотной кислотой (см. гл.1) рений пере­ходит в азотно-сернокислые маточные растворы, которые со­держат в зависимости от принятых режимов, г/л: H2S04 150-200; HN03 50-100; Мо 10-20; Re 0,02-0,1 (в зависимос­ти от содержания в сырье).

Таким образом, источником получения рения при перера­ботке молибденитовых концентратов могут служить сернокис­лые растворы мокрых систем пылеулавливания и маточные (сбросные) растворы после гидрометаллургической перера­ботки огарков, а также азотно-сернокислые маточные рас­творы от разложения молибденита азотной кислотой.

Поведение рения в производстве меди

При плавке медных концетратов в отражательных или руд - нотермических электропечах с газами летит до 75 % рения, при продувке штейна в конвертерах весь содержащийся в них рений удаляется с газами. Если печные и конвертерные га­зы, содержащие SOz, направляются в серной кислоты, то рений концентрируется в промывной циркулирую­щей серной кислоте электрофильтров. В промывную кислоту переходит 45-80% рения, содержащегося в медных концент­ратах. Промывная кислота содержит 0,1-0,5 г/л рения и ~500г/л H2S04, а также примеси меди, цинка, железа, мы­шьяка и др. и служит основным источником получения рения при переработке медных концентратов.

Металл рений, наряду с вольфрамом и молибденом составляет троицу тугоплавких элементов.

Одновременно с этим он способен длительно сохранять прочность при сверхвысоких температурах, вплоть до 20000 С.

Внешне, металлический рений обладает светло-серебристым оттенком, тогда как его порошки имеют черный цвет. Этот элемент относится к редкоземельным металлам.

Оказывается рассеянным, то есть отсутствует концентрация элемента в определенной географической области планеты. Рений, это классический пример рассеянного элемента. Среднее содержание металла в земной коре по массе составляет стомиллионные доли процента.

В природе существует три ренийсодержащих минерала, это оксид, сульфид и сульфоренат меди. Последний минерал также известен, как джезказганит (жезказганит) по названию одноименного месторождения в Казахстане.

В качестве примеси, рений можно встретить в минералах редких земель, а также других элементов: колумбитах, танталитах, цирконатах. Особенно высоко примесное содержание Re в молибдените, доходящее до 0.5%.

Современные мировые запасы элемента оцениваются на уровне 17000 тонн. Преимущественно, это молибденит. Значительно реже металл встречается в углеродсодержащем сырье. Например, содержание рения в сырой нефти колеблется от 0.002 до 0.2 грамм на тонну. Как уже отмечалось ранее, рениевые месторождения в мире отсутствуют, что и относит элемент к классу рассеянных.

Популярность рения связана с его экстремальными физическими характеристиками, среди которых высокими показателями отличаются: жаростойкость, прочность, тугоплавкость, устойчивость к коррозии, свариваемость, стойкость к окислению, пластичность.

Металл устойчив к воздействию большинства кислот, в частности плавиковой и соляной, однако растворяется азотной.

Рений – один из наиболее «тяжелых» элементов, является парамагнитным. Его плотность 21.03 г/см3 соразмерна величинам этого параметра для металлов платиновой группы.

По величине тугоплавкости металл уступает только вольфраму, однако в отличие от него Re характеризуется пластичностью в кристаллизованном и литом состояниях, а также способностью деформироваться при отрицательных температурах.

Модуль упругости этого элемента составляет 470 Гн/м2, уступая только осмию и иридию, что обусловливает способность к быстрому наклепу под давлением.

Температура плавления составляет 31800 С, кипения – свыше 56000 С. Дополнительно, Re обладает высокой температурой рекристаллизации, на уровне 28000 С. Это применяется в промышленности для повышения температурного порога рекристаллизации посредством введения этого металла в сплавы.

Добывают рений в большей части из концентратов молибдена, и только отчасти, меди. Преимущество молибденовых растворов состоит в более высокой концентрации элемента, составляющей до 0,04%. Напротив, содержание рения в медных концентратах, практически на порядок ниже, не превышая 0,003%.

Сферы использования рения достаточно разнообразны и включают: электронные приборы, вакуумную технику, медицину, ювелирное дело, металлургия.

«Рений» — сверх редкий, и соответственно – сверх дорогой металл. Добывается по всему миру в очень и очень незначительном количестве. Около шестидесяти тонн в год, по всему миру! Это – очень малая цифра для мирового объема добываемого металла.

И он не только редок, сам по себе, но и его вычленение из примесей сопутствующих пород, металлов и окислов чрезвычайно трудоемко и энергозатратно. Однако, Игра стоит свеч!

Самым мощным и практически – бесконечным поставщиком Рения на мировой рынок, может стать Курильская Островная Гряда.

Есть на ней, один занятный вулкан (действующий), по имени «Кудрявый», который вместе с газом и паром своего жерла, выбрасывает из земных глубин – чистейший Рений! Правда, в газообразном состоянии. Его запасы в газовом облаке ошеломительные! И в России есть технология по добыче этого металла из газообразного состояния (нет более ни у кого!)

Где применяется этот сверхценный металл? Главное его предназначение – это Космос и Авиация! Разумеется – самые передовые их технологии! Я имею ввиду, гиперзвуковые ракеты РФ и ее «космические двигатели», которые позволят Российской «Воздушной Авиации» превратиться в «Авиацию Космическую».

На эти двигатели, на сопла и реакторы «микро ядерных двигателей» и потребен именно рений! Ничто иное его не может заменить. В связи с этим – Рений, приобретает статус «стратегического сырья» Российской Федерации. Как и уникальная установка по его добычи из парового вулканического облака вулкана «Кудрявый»!

Теперь, дорогие мои Россияне, когда вы слышите надсадные вопли «японских самураев» о возврате «Северных Территорий» (сиречь Курильских островов), вы знаете о чем льют сопли лукавые азиаты. Вместе с ними, слезы и сопли льют их «Патрон» — США, по той же «невыносимой экономической причине». Даже ЕС пытается им ядовитых слюней своих добавить!

Потому, не удивляйтесь, Россияне, когда за эти Острова, Россия начнет сворачивать головы осатаневшим самураям, решившим силой забрать «Заветные Острова» у Российской Федерации.

Кремль, и без Рения не отдал бы их никому и никогда. А за сверхценный метал (золото рядом с ним отдыхает), за Рений, который «Наше Все» — РФ сотрет любого агрессора в порошок. В радиационный пепел, если кто чего не понял.

• Tags:

Биологические рения исследованы ещё недостаточно. Растворимые соединения рения мало токсичны. Экспериментальному токсикологическому изучению подвергались перренаты калия и натрия и некоторые хлористые соединения рения. Введённый в организм рений спустя 1-1,5 часа обнаруживается в органах, накапливаясь(подобно элементам VII группы) в щитовидной железе. Однако рений быстро выводится из организма: через сутки- 9,2%, спустя 16 суток-99%. Перренат калия не оказывал токсического действия при внутрибрюшинным введении мышам в количестве 0,05-0,3мг. Гибель крыс наблюдалась лишь при внутрибрюшинном введении NaReO4 в количестве 900-1000 мг/кг. Большей токсичностью обладают хлориды рения.

Пыль металлического рения не вызывает явлений интоксикации, а при введении через органы дыхания приводит к слаботекущему фиброзу. Семиокись рения Re2O7 более токсична. При концентрации её в воздухе 20 мг/м3 однократное действие вызывает острый процесс в лёгких.

Применение рения

Металлический рений и его сплавы обладают уникальными физико- химическими свойствами, что обеспечивает их применение в важнейших областях современной техники. Высокая температура плавления рения(31800С) и замечательные механические свойства при высоких температурах обеспечили его применение в производстве жаропрочных сплавов. а малая упругость паров при этих температурах и высокое удельное сопротивление(2,1 10-5 ом см) даёт возможность широкого применения его в электронной технике. сплавы рения с платиновыми элементами и вольфрамом используются для изготовления термопар, работающих при температурах свыше 20000С, благодаря высокой термоэлектродвижущей силе при этих температурах. коррозионная устойчивость рения по отношению к агрессивным средам(газообразный хлористый водород, его растворы и др.) позволяет применять его в качестве покрытий для защиты ряда металлов.

Особенно широкое применение нашли сплавы рения с вольфрамом и молибденом. Так, например, в США в 1966 г. на изготовление жаропрочных сплавов рения с молибденом и вольфрамом использовалось до 75-80% всего рения. Основными областями применения этих сплавов являются электроника(детали электронных ламп, детали термоионных преобразователей энергии, нити накала и др.), электротехника (термопары для измерения высоких температур, электроконтакты и т.д., авиакосмическая техника (детали термоионных двигателей, насадки ракет, части ракетных сопел, атомная техника (термопары, средства защиты от радиации, конструкционные детали реакторов и др.) Рений используется также в сварочной технике, в химической промышленности в качестве катализатора.

Кроме перечисленных областей применения, рений может быть использован в аналитической химии(в качестве реагента на калий, для фракционной кристаллизации соединений редкоземельных элементов.

Высокие цены на рений ограничивают возможность его промышленного использования. Поэтому применение рения ограничивается изготовлением изделий, где небольшие количества металла обеспечивают высокие эксплуатационные характеристики.