Рений - химический элемент с атомным номером 75 в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, обозначается символом Re (лат. Rhenium). При стандартных условиях представляет собой плотный серебристо-белый металл.
Рений - один из редчайших элементов земной коры. По геохимическим свойствам он схож со своими гораздо более распространёнными соседями по периодической системе - молибденом и вольфрамом. Поэтому в виде малых примесей он входит в минералы этих элементов. Основным источником рения служат молибденовые руды некоторых месторождений, где его извлекают как попутный компонент. Кларковое число рения - 10 -3 г/т.

Рений встречается в виде редкого минерала джезказганита (CuReS4), найденного вблизи казахстанского города Джезказган (современное название - Жезказган). Кроме того, в качестве примеси рений входит в колумбит, колчедан, а также в циркон и минералы редкоземельных элементов.
О чрезвычайной рассеянности рения говорит тот факт, что в мире известно только одно экономически выгодное месторождение рения. Оно находится в России: запасы в нём составляют около 10 -15 тонн. Это месторождение было открыто в 1992 году на вулкане Кудрявый, остров Итуруп, Курильские острова. Месторождение в кальдере на вершине вулкана представлено фумарольным полем размерами 50-20 м с постоянно действующими источниками высокотемпературных глубинных флюидов - фумаролами. Это означает, что месторождение активно формируется по сегодняшний день. Рений находится здесь в форме минерала рениит ReS2, со структурой, аналогичной молибдениту.
Ещё один минерал, содержащий рений, - таркианит (Cu,Fe)(Re,Mo)4S8 с 53,61 мас. % рения - был обнаружен в концентрате из месторождения Хитура в Финляндии.
По природным запасам рения на первом месте в мире Чили, на втором месте США, а на третьем Россия. Общие мировые запасы рения составляют около 13 000 тонн, в том числе 3500 тонн в молибденовом сырье и 9500 т - в медном. При перспективном уровне потребления рения в количестве 40-50 тонн в год человечеству этого металла может хватить ещё на 250-300 лет. Приведённое число носит оценочный характер без учёта степени повторного использования металла. Запасы рения в виде рениита на острове Итуруп оцениваются в 10-15 тонн, в виде вулканических газов - до 20 тонн в год.
В практическом отношении важнейшими сырьевыми источниками получения первичного рения в промышленном масштабе являются молибденовые и медные сульфидные концентраты. В общем балансе производства рения в мире на них приходится более 80%. Остальное в основном приходится на вторичное сырьё.

Запасы на месторождениях рения в 2012 году, тонн *

Чили	1,300.0
США	390.0
Россия	310.0
Казахстан	190.0
Армения	95.0
Прочие страны	215.0
Всего запасы	2,500.0

* данные US Geological Survey

Коммерческий рений извлекается из молибденового газа в обжиговой печи, полученного из руд сульфида меди. Некоторые руды молибдена содержат от 0,001% до 0,2% рения. Оксид рения (VII) и рениевая кислота с легкостью распадаются в воде; они выщелачиваются из газовой пыли, извлекаются осаждением с калием или нашатырным спиртом как соли рения, и очищаются перекристаллизацией. Полное мировое первичное производство рения составляет 40-50 тонн/год; главные производители находятся в Чили, США, Перу и Казахстане. Переработка использованных платино-рениевых катализаторов и специальных сплавов позволяет получать еще около 10 тонн металла ежегодно.
Мировая добыча рения в 2012 году, по предварительным данным Геологической службы США, повысилась по сравнению с 2011 годом на 0,7% - до 54,9 т и достигла уровня 2008 года.
В 2012 году мировым лидером по добыче рения оставалась Чили, второе место сохранилось за США. В значительной степени свои позиции в последние годы потерял Казахстан, где в 2009-2010 годах добыча рения упала более чем вдвое по сравнению с предыдущими годами.
В США в 2012 году выпуск рения повысился благодаря росту попутного производства молибденовых концентратов в стране. В последние годы четыре лидирующих медно-молибденовых рудника повысили уровни попутного извлечения молибдена, а один менее крупный продуцент начал осуществлять такое производство. В 2012 году ренийсодержащие руды в США добывали пять компаний (три - в шт. Аризона и по одной - в штатах Монтана и Юта). В последние годы несколько компаний в стране в малых масштабах осуществляли вторичную переработку молибденорениевого и вольфраморениево-го лома с целью извлечения рения. В число выпускаемых в США ренийсодержащих продуктов входят перренат аммония, металлический рениевый порошок и перрениевая кислота.
США, несмотря на относительно крупные масштабы внутреннего производства рения, попрежнему заметно зависят от импортных поставок данного металла и его соединений.

* данные US Geological Survey

Рений применяется как добавка к термостойким суперсплавам, которые используются, чтобы делать части реактивного двигателя. На это расходуется примерно 70% мирового рениевого производства. Другое основное применение рения находится в платино-рениевых катализаторах, которые прежде всего используются в создании не содержащего свинца, высокооктанового бензина.
Рений добавляется в основанные на никеле суперсплавы для улучшения их характеристик. Сплавы обычно содержат 3% или 6% рения. Сплавы второго поколения содержат 3%; эти сплавы использовались в двигателях F-16 и F-15, в то время как более новые одно-кристаллические сплавы третьего поколения содержат 6% рения; они используются в F-22 и двигателях F-35. Рений также используется в суперсплавах, таких как CMSX-4 (2-ого поколения) и CMSX-10 (3-его поколения), которые используются в промышленных газотурбинных двигателях как GE 7FA. Рений может стать причиной микроструктурной непостоянности суперсплавов, формируя нежелательные TCP (топологически близко упакованные) фазы. В сплавах 4-ого и 5-ого поколений рутений используется, чтобы избежать этого эффекта. Среди других можно отметить новые суперсплавы - EPM-102 (с 3% Ru) и TM 162 (с 6% Ru), оба содержащие 6%-ый рений, так же как и сплавы TM 138 и TM 174.
В 2012 году в США 70% рения было использовано для производства суперсплавов компаниями General Electric, Rolls-Royce plc и Pratt & Whitney, в то время как использование рения в катализаторах составило только 20%, а оставшиеся области применения - 10%. Возрастающий спрос на военные реактивные двигатели и постоянную поставку стал причиной использования суперсплавов с более низким содержанием рения. Например, в более новых турбинах высокого давления (HPT) CFM56, будет использоваться сплав Rene N515 с содержанием рения 1,5% вместо Рене N5 с 3% рения.
Рений улучшает свойства вольфрама. Рений-вольфрамовые сплавы более податливы при низкой температуре, в результате они более легко обрабатываются. Также улучшается стабильность при высокой температуре. Увеличение эффекта происходит с ростом концентрации рения, поэтому вольфрамовые сплавы производятся с максимальным содержанием рения до 27%, которое является пределом растворимости. Одна из областей применения рений-вольфрамовых сплавов - источники рентгена. Высокая точка плавления обоих составов, вместе с высокой атомной массой, делает их устойчивыми против длительного электронного воздействия. Рений-вольфрамовые сплавы также применяются как термопары, чтобы измерить температуры до 2200°C.
Стабильность при высокой температуре, низкое давление пара, хорошая износостойкость и способность противостоять коррозии - эти свойства рения полезны в самоочищающихся электрических контактах. В частности разгрузка, происходящая во время переключения, окисляет контакты. Однако, оксид рения Re2O7 имеет плохую стабильность (сублимируется при температуре ~360 °C) и поэтому удаляется во время разгрузки.
Рений имеет высокую точку плавления и низкое давление пара, подобное танталу и вольфраму, однако, рений не формирует изменчивых оксидов. Поэтому, рениевые нити показывают более высокую стабильность, если нитью управляют не в вакууме, а в содержащей кислород атмосфере. Эти нити широко используются в массовых спектрометрах, измерителях ионов и в лампах фотовспышки в фотографии.
Рений в форме сплава с платиной используется в качестве катализатора для преобразования нефтяного керосина с низким октановым числом в динамичные жидкие продукты. Во всем мире 30% катализаторов, используемых для этого процесса, содержат рений. Метатезис олефина - еще одна реакция, для которой рений используется в качестве катализатора. Обычно Re2O7 на глиноземе используется для этого процесса. Рениевые катализаторы очень стойкие к химическому отравлению азотом, серой и фосфором, и так используются в определенных видах гидрогенизационных реакций.
Изотопы 188Re и 186Re - радиоактивны и используются для лечения рака печени. Они обладают похожей глубиной проникновения в ткани (5 мм для 186Re и 11 мм для 188Re), но 186Re имеет преимущество более большой период жизни (90 часов против 17 часов).
В начале 2000-ых на рынке рения отмечался избыток металла, так как в период с 2002 по 2005 год производство продолжало расти, несмотря на снижение спроса со стороны производителей авиационных двигателей. С 2007 по 2009 год рениевое производство не успевало за рынком, так как потребление металла в авиакосмической промышленности резко увеличилось. В результате излишки, которые накапливались в начале 2000-ых, быстро были использованы. В период с 2009 по 2012 год поставки были практически в балансе с потреблением. По мнению Roskill, обладая лучшим пониманием динамики рынка производители должны более четко определять будущие объемы производства для соответствия спросу.
Потребление рения в мире в 2012 году составило 59,1 тонны, из них 44,0 тонны пришлось на США, а 15,1 тонны на прочие страны.
Крупными сферами использования рения в США являются производство катализаторов, применяемых при риформинге нефти (20% суммарного потребления), и специальных сплавов для изготовления компонентов турбинных двигателей, работающих в условиях высоких температур (70%). Биметаллические платинорениевые катализаторы используются в нефтеперерабатывающей промышленности для производства высокооктановых углеводородов, которые применяются при получении бессвинцового бензина. Рений улучшает высокотемпературные (1000°С) характеристики ряда спецсплавов на базе никеля. Рениевые сплавы используются в производстве тиглей, электрических контактов, электромагнитов, электронных ламп и мишеней, нагревательных элементов, ионизационных манометров, масс-спектрографов, металлических покрытий, полупроводников, регуляторов температуры, термопар, электровакуумных приборов и прочей продукции.

Производство и потребление рения в мире, тонн*

год	2008	2009	2010	2011	2012
Всего производство	55.8	48.0	53.0	54.0	59.0
США	51.6	37.1	39.7	42.1	44.0
Прочие страны	10.4	16.4	13.5	14.1	15.1
Всего потребление	62.0	53.5	53.2	56.2	59.1
Баланс рынка	-6.3	-5.5	-0.2	-2.2	-0.1

* данные Roskill

Цены за металл быстро выросли в 2006-2008 годах от примерно 1200 долл./кг в 2005 году до более чем 10000 долл./кг в 2008 году. Причиной этому стал резкий рост спроса на рений в США и в мире в целом со стороны сектора космических суперсплавов и, как следствие, возникший дефицит металла на рынке. Однако в течение двух следующих лет цены на рений снизились более чем вдвое, в основном, из-за воздействия мирового экономического кризиса, а также увеличения поставок.
В 2011 году средняя цена на металлический рений составила 4670 долл./кг, что чуть ниже показателя 2010 года. К началу 2013 года рениевый рынок уже три года был относительно стабилен, после значительной изменчивости в 2006-2009 годах. Начиная с конца 2009 наличная цена осталась ниже 5000 долл./кг и оставалась между 3500 долл./кг и 3700 долл./кг в январе 2013 года.

Несмотря на некоторые опасения промышленников относительно будущих поставок, Roskill полагает, что первичные и вторичные ресурсы достаточны, чтобы позволить производителям и потенциальным производителям идти в ногу со спросом. Это должно означать продолжение стабильности на рениевом рынке и безопасность поставки для потребителей по приемлемым ценам.
Однако, по мнению консалтинговой фирмы Oakdene Hollins на рынке рения, наряду с теллуром, редкоземельными металлами, индием и скандием, ожидается сильный рост спроса, в связи с чем вероятный баланс мирового рынка рения будет выглядеть отрицательным уже в ближайшем будущем, тем более, что перспективы увеличения поставок первичного металла, составляющих сейчас примерно 55 тонн в год, выглядят весьма ограниченными.

И относятся к разным группам периодической системы. Однако рений является частым спутником в природе, получается попутно с молибденом при выделении последнего из руд и поэтому может рассматриваться пока как металл, представляющий собой побочный продукт производства молибдена. Первое официальное сообщение об открытии Рения было сделано в 1925 году. После упорной работы, продолжавшейся более двух лет , ученые сообщили об открытии ими нового элемента в платиновой руде и колумбитах. Они исследовали более 1600 различных минералов и горных пород, ведя обработку их таким образом, чтобы, основываясь на предполагаемых свойствах неизвестного элемента, постепенно получать более богатые им фракции. В таких фракциях, полученных в результате химического обогащения платиновой руды и колумбитов, и было установлено методом рентгеноспектрального анализа присутствие элемента 75, названного рением.

Рений, насколько известно в настоящее время, не образует собственных минералов и обычно сопутствует другим металлам, в частности молибдену. Не так давно появились сообщения о том, что в некоторых рудах обнаружен в тесном срастании с борнитом тонко раздробленный собственно минерал рения. Очень интересно также то, что высокое содержание рения было обнаружено в урановых рудах в США. Руды эти очень сложны- в них насчитывается 54 элемента, в том числе элементы группы редких земель, часто сопутствующих урану. Как будто существует некая зависимость между содержанием урана и рения, а также редких земель и рения. Интересно, что часть рения извлекается из мельчайшего минерала горячей водой вместе с молибденом и ураном.

В связи с тем что рений не образует собственных минералов, а сопутствует главным образом молибдениту, сырьем для его извлечения могут служить лишь полупродукты и отходы молибденового или медного производств.

Так как рений может присутствовать и в других сульфидах, то источником его получения могут служить также отходы других производств, перерабатывающих сульфидное сырье, например отходящие газы колчеданных печей. При переработке медистых сланцев рений может концентрироваться в печных наростах и налетах, в которых находятся также, наряду с преобладающим количеством железа, почти все металлы- медь, кобальт, никель, цинк, свинец, марганец, ванадий, хром, олово и др., а также сера, фосфор, углерод и щелочные и щелочноземельные металлы.

Всевозможные области применения рения: применение рения и его сплавов для электроконтактов, работающих в условиях повышенных температур и влажности; применение рения и его сплавов в электровакуумной промышленности для нитей электроламп, для катодов, сеток радиоламп и.т.д.; применение сплавов рения с вольфрамом для термопар, в частности для измерения температуры жидкой стали; применения рения для жаропрочных сплавов и конкретно для изготовления вольфрам-рениевой проволоки ВР5/ВР20. Рений нашел применение также и в ядерной технике - в качестве оболочек для термоэлементов. Кроме того, рений и его сплавы нашли применение в качестве гальванических покрытий, как материал для пружин и других деталей, в частности для деталей, работающих на износ.

На курильском острове Итуруп летом начнет работать самый инновационный газово-металлургический завод, аналогов которому нет в мире. Об этом "РГ" рассказали в минвостокразвития.

Российские ученые смогли создать технологию, позволяющую добывать один из самых редких, дефицитных и драгоценных химических элементов на нашей планете - рений.

Рений (Re) - 75-й элемент в периодической таблице Менделеева, тяжелый серебристый металл с высокой тугоплавкостью. Его температура плавления чрезвычайно высока и составляет более 3000 градусов по Цельсию. Такие свойства делают этот металл поистине стратегическим: его используют в ракетостроении, в строительстве реактивных двигателей, носовых обтекателей сверхзвуковой авиации, камер сгорания, для производства военной техники. Стратегическую ценность этого драгоценного для высокотехнологичных отраслей экономики металла усиливает еще и тот факт, что рений является и одним из самых редких элементов на планете, его мировые запасы оцениваются всего в 13 тысяч тонн. Цена килограмма рения доходит до 1400 долларов.

До недавнего времени считалось, что месторождений этого металла в природе не существует. Но еще в 90-х годах российские ученые обнаружили месторождение рения в жерле бодрствующего итурупского вулкана Кудрявый. Изначально здесь были обнаружены залежи этого минерала в 10-15 тонн, но позже выяснилось, что ежегодно вулкан выбрасывает в атмосферу 20 тонн металла.

В 2015 году ВНИИ химической технологии (ВНИИХТ) совместно с Институтом вулканологии и геодинамики (ИВиГ) разработали укрупненную установку для получения Re-концентрата. Оборудование по улавливанию рения из вулканических газовых испарений может работать при температурах от 250 до 300 градусов по Цельсию. Это сооружение представляет собой комплекс специальных куполов - уловителей газа, из которого с помощью катализаторов будут извлекать драгоценный рений.

После его испытаний в жерле Кудрявого выяснилось, что извлеченный концентрат содержит также селен, теллур, индий и германий, цветные металлы. Как рассказали "РГ" в минвостокразвития, на Курильских островах имеются месторождения и проявления черных, цветных, благородных (включая разрабатываемые в настоящее время на острове Уруп месторождения золота) и редких металлов, самородной серы, поделочных камней, парогидротерм (гремучих ключей), а также многочисленные источники термальных и минеральных вод.

Разработка месторождения рения и его добыча предусмотрена федеральной целевой программой "Социально-экономическое развитие Курильских островов (Сахалинская область) на 2016-2025 годы". В итоге из вулкана Кудрявый будут добывать не только рений, но и германиевый (германий необходим для производства оптики и радиоэлектроники, а также в ядерной физике в качестве материала для детекторов гамма-излучения) и индиевый (индий используется в микроэлектронике) концентраты. Как рассказал "Российской газете" академик Генрих Штейнберг, чьей энергии проект обязан своей реализации, рений на Кудрявом был открыт в сложные времена для отечественного хозяйства, в 1992 году. "Тогда основная наша задача заключалась в том, чтобы прогнозировать извержения вулканов и вулканическую активность, - рассказал ученый. - Ведущий метод контроля при этом - анализ состава газа, испускаемого вулканом. Во время замера мы заметили, что в глубине рыхлой породы, в шлак-песке, есть что-то блестящее. Мы этот обломок вытащили, и через пару часов, когда он остыл и его можно было взять в руки, стало ясно, что этот кусок является рудным минералом, похожим на молибденит. Через несколько месяцев было определено, что этот минерал содержит в себе рений".

Весной 1993 года в РАН узнали о том, что в нашей стране существует единственный в мире рениевый минерал. Летом того же года правительство дало поручение председателю геологического комитета (аналог минприроды) и правительственному комитету по науке и технике разобраться в этом вопросе. В итоге до 1998 года ежегодно выделялось денег примерно по 10 процентов от того, что было необходимо для реализации проекта.

По словам Генриха Штейнберга, в 90-е годы "в основном на энтузиазме все делалось". Дефолт 1998 года нанес сильный удар по всем работам. "В 2000-е годы, наконец, нашелся инвестор, неизвестный широкой публике, но известный в нефтяных кругах, который дал денег, на них мы работали до 2007 года. В 2007 году вышли два поручения правительства о выделении бюджетных средств. Но живых денег наш проект и сотрудники так и не увидели", - сетует ученый.

Однако в 2014 году появился новый инвестор, чьи ресурсы позволили создать опытную установку для получения Re-концентрата. Полномасштабные успешные испытания этого оборудования состоялись в 2015 году. "В июле - сентябре нынешнего года промышленная установка по извлечению Re-концентрата будет готова и задействована. Для того, чтобы эта технология пошла в серию, установка должна проработать в опытно-промышленном режиме хотя бы год", - говорит Генрих Штейнберг.

В конце 20-х годов нашего века крупная зарубежная фирма обратилась к директору одного из заводов цветных металлов в Сибири с выгодным, казалось бы, предложением: продать ей за довольно солидную сумму отвалы пустой породы, скопившиеся около заводской территории.

«Неспроста, должно быть, иностранцы заинтересовались отходами производства», — подумали работники завода. О том, что фирма действовала, как говорится, не корысти ради, а лишь обуреваемая желанием улучшить финансовое положение советского предприятия, разумеется, не могло быть и речи. Значит, нужно было найти, гдв собака зарыта. И заводские химики принялись тщательно исследовать старые отвалы.

А уже вскоре все стало ясно: оказалось, что «пустая» порода содержала редчайший металл рений, открытый за несколько лет до описываемых событий. Поскольку мировое производство рения измерялось в то время буквально граммами, цена на него была поистине фантастической. И немудрено, что представители зарубежной фирмы готовы были раскошелиться, лишь бы заполучить драгоценные отвалы. Но к их великому огорчению сделка по вполне понятным причинам не состоялась.

Что же представляет собой рений и чем был вызван повышенный интерес к нему? Приоритет открытия этого металла принадлежит немецким ученым супругам Иде и Вальтеру Ноддак, однако у них было немало предшественников, стремившихся ускорить торжества по поводу нового элемента.

Дело в том, что еще в 1871 году Д. И. Менделеев предсказал, что в природе «обязаны» существовать два химических аналога марганца, которые в периодической системе должны располагаться под ним, занимая пустовавшие в то время клетки № 43 и 75. Менделеев условно назвал эти элементы эка-марганцем и дви-марганцем.

Претендентов на появившиеся вакансии оказалось более чем достаточно. История химии хранит множество сообщений об открытиях новых элементов, которые после тщательной проверки приходилось «закрывать». Так было и с аналогами марганца. В роли первооткрывателей этих загадочных незнакомцев непрочь были выступить многие химики разных стран, но «открытым» ими элементам (ильмению, дэвию, люцию, ниппонию) суждено было лишь попасть в историю науки, но не заполнить вакансии периодической таблицы.

Правда, один из них — дэвий, открытый в 1877 году русским ученым С. Керном и названный в честь знаменитого английского химика Г. Дэви, давал реакцию, которую в наше время используют в аналитической химии для определения рения. Может быть, Керну и в самом деле довелось держать в руках крупицы темно-серебристого металла, того, что спустя полвека официально появился на свет под названием рений? Но как бы то ни было в клетках № 43 и 75 продолжали торчать унылые вопросительные знаки.

Период неизвестности длился до тех пор, пока в поиски неуловимых элементов не включились немецкие химики Вальтер Ноддак и Ида Такке, которые вскоре, видимо, решили, что работа пойдет успешнее, если они скрепят свой научный союз еще и брачными узами.

Первым объектом их исследований, начатых в 1922 году, стала платиновая руда, однако экспериментировать с ней было довольно накладно, и ученым пришлось переключиться на материалы «попроще». К тому же теоретические работы, которые параллельно с экспериментами вели супруги, убеждали их в том, что, вероятнее всего, искомые элементы № 43 и 75 прячутся в природе в минералах типа колумбитов.

Кроме того, теория позволила ученым рассчитать и приблизительное содержание в земной коре этих не поддающихся открытию элементов: оказалось, что на каждый их атом приходятся миллиарды атомов других представителей химического мира. Стоило ли при этом удивляться, что так долго пустовали «квартиры» № 43 и 75, а их будущие обитатели тем временем водили за нос не одно поколение химиков?

1 Эксперименты супругов Ноддак поражали своим размахом: в течение года они, пользуясь разработанным незадолго до этого рентгеноспектральным методом, «прощупали» 1600 земных минералов и 60 пришельцев из космоса — метеоритов. Титанический труд увенчался успехом: в 1925 году ученые объявили о том, что нашли в колумбите два новых элемента- мазурий (№ 43) и рений (№ 75).

Но объявить об открытии — еще не все. Нужно суметь доказать свою правоту тем, кто поставит под сомнение рождение новых элементов. Одним из таких ученых, усомнившихся в том, что пришла, наконец, пора на место знаков вопроса поставить в таблицу Д. И. Менделеева символы Ма и Re, был известный немецкий химик Вильгельм Прандтль. Крупный теоретик и блестящий экспериментатор, он вступил в ожесточенную дискуссию с супругами Ноддак.

Те, в свою очередь, готовы были любой ценой защищать свой престиж. В конце концов «схватка», за ходом которой с интересом следил научный мир, закончилась вничью: убедительных доказательств в отношении мазурия супруги Ноддак представить не смогли, зато рений к этому моменту существовал уже не только на рентгеноспектрограммах: в 1926 году было выделено 2 миллиграмма нового металла, а спустя год — 120 миллиграммов!

Да и работы других ученых — англичанина Ф. Лоринга, чехов И. Друце, Я. Гейровского и В. Долейжека (они независимо от супругов Ноддак, но лишь на несколько месяцев позже обнаружили элемент № 75 в марганцевых рудах) -свидетельствовали о том, что нашелся истинный владелец соответствующего «апартамента» периодической таблицы.

Рений оказался практически «последним из могикан» — элементов, обнаруженных в природных материалах.

В дальнейшем удалось заполнить еще несколько остававшихся пустыми клеток периодической системы элементов Д. И. Менделеева, но их обитатели были уже получены искусственным путем — с помощью ядерных реакций. Первым среди них суждено было стать бывшему мазурию — элементу № 43, который открывшие его в 1937 году итальянские ученые Э. Сегре и К. Перье назвали технецием (что по-гречески означает «искусственный»).

Но вернемся к рению. Своим именем металл обязан реке Рейн. Рейнская область — родина Иды Ноддак; здесь же и сам рений впервые увидел свет. (Заметим, что ни одной другой реке нашей планеты химики и физики не оказали столь высокой чести.) Промышленное производство нового металла развернулось в начале 30-х годов в Германии, где были найдены молибденовые руды с большим содержанием рения — 100 граммов на тонну.

Всего одна щепотка на гору руды, но для рения и такую концентрацию можно считать необычайно высокой: ведь его среднее содержание в земной коре в десятки тысяч раз ниже. Немного найдется элементов, которые встречаются в природе еще реже, чем рений.

Распространенность химических элементов часто для наглядности изображают в виде пирамиды. Ее широкое основание составляют кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, которыми богата Земля, а рений располагается в «поднебесье» — на самом острие вершины.

Как полагал академик А. Е. Ферсман, для рения характерно «тяготение» к тем зонам земного шара, которые прилегают к его ядру. Возможно, со временем геологи сумеют проникнуть в самые недра нашей планеты и газеты всего мира опубликуют сенсационное сообщение об открытии там богатейшего рениевого месторождения…

В 1930 году мировое производство рения составляло всего… 3 грамма (зато каждый из этих граммов стоил ни мало, ни много — 40 тысяч марок!). Но уже спустя 10 лет только в одной Германии было получено примерно 200 килограммов этого металла.

С тех пор интерес к рению растет как на дрожжах. Он оказался одним из самых тяжелых металлов — чуть ли не в три раза тяжелее железа. Только осмий, иридий и платина по плотности немного превосходят рений. Характерная его черта — необычайная тугоплавкость: по температуре плавления (3180°С) он уступает лишь вольфраму. А температура его кипения настолько высока, что до сих пор ее не удалось определить с большой степенью точности. Можно лишь сказать, что она близка к 6000°С (только вольфрам кипит примерно при такой же температуре).

Еще одно важное свойство этого металла — высокое электросопротивление. Не менее любопытны и химические свойства рения. Ни один другой элемент периодической системы не может похвастать тем, что, подобно рению, имеет восемь различных окислов. Кроме этого «октета» окислов, где валентность рения меняется от 8 до 1, он — единственный среди всех металлов- способен образовать ионы (так называемые «ренид-ионы»), в которых металл отрицательно одновалентен.

Рений весьма устойчив на воздухе: при комнатной температуре его поверхность остается блестящей десятки лет. В этом с ним могут конкурировать, пожалуй, лишь золото, платина и другие представители «благородного семейства». Если оценить все металлы с точки зрения их коррозионной стойкости, то в этой «табели о рангах» рению по праву должно быть предоставлено одно из самых почетных мест. Ведь самые «злые» кислоты — плавиковая, соляная, серная — не в силах с ним справиться, хотя перед азотной кислотой он пасует.

Как видите, свойства рения достаточно разнообразны. Многогранна и его деятельность в современной технике. Пожалуй, наиболее важную роль рений играет в создании различных кислотоупорных и жаропрочных сплавов. Техника XX века предъявляет к конструкционным материалам все более и более жесткие требования.

Возможно, старику Хоттабычу для получения сплава с любыми заданными свойствами понадобилось бы лишь вырвать два-три волоска из своей бороды. Ученым обладающим даром волшебства, приходится тратить на это долгие годы, да и «расход» волос при этом порой бывает значительно выше.

Можно с полным основанием сказать, что с тех пор, как создатели сплавов взяли на вооружение, рений, им удалось добиться немалых успехов. Во всяком случае жаропрочные сплавы этого металла с вольфрамом и танталом уже успели завоевать признание конструкторов. Еще бы: мало какому материалу по плечу сохранять при «адских» температурах — до 3000°С! — ценные механические свойства, а для рениевых сплавов — это не проблема.

Особый интерес металловедов вызывает «рениевый эффект»- благотворное влияние рения на свойства вольфрама и молибдена. Дело в том, что эти тугоплавкие металлы, которые не только не боятся высоких температур, но и стойко переносят при этом значительные нагрузки, в обычных условиях (не говоря даже о легком морозе) ведут себя весьма капризно: они хрупки и от удара могут разлететься на кусочки, как стекло. Но оказалось, что в сочетании с рением вольфрам и молибден образуют прочные сплавы, сохраняющие пластичность даже при низких температурах.

Природа «рениевого эффекта» еще недостаточно изучена. Как полагают ученые, суть его в следующем. В процессе производства в вольфрам и молибден иногда проникает «инфекция» — углерод. Поскольку в твердом состоянии эти металлы совершенно не растворяют углерод, ему ничего не остается, как расположиться в виде тончайших карбидных пленок по границам кристаллов. Именно эти пленки и делают металл хрупким.

У рения же с углеродом иные «взаимоотношения»: если его добавить к вольфраму или молибдену, то ему удается удалить углерод с пограничных участков и перевести в твердый раствор, где тот практически безвреден. Теперь уже для хрупкости у металла нет оснований и он становится вполне пластичным. Вот почему из сплавов вольфрама и молибдена с рением можно изготовить фольгу или проволоку в несколько раз тоньше человеческого волоса.

Для сверхточных навигационных приборов, которыми пользуются космонавты, летчики, моряки, необходимы так называемые торсионы — тончайшие (диаметром всего несколько десятков микрон!), но удивительно прочные металлические нити. Лучшим материалом для них считается молибденорени-евый сплав (50% рения). Оценить его прочность можно по такому факту: проволочка из него сечением в 1 квадратный миллиметр способна выдержать нагрузку в несколько сот килограммов!

Сегодня трудно найти на земле уголок, куда бы не проникло еще электричество. В промышленности и сельском хо-20 зяйстве, на транспорте и в быту постоянно трудится несчетное число электроприборов. Множество приборов — это множество выключателей, множество контактов. При работе выключателя в нем иногда проскакивает крохотная искорка, которую не следует считать безобидной: медленно, но верно она разрушает электрический контакт, а это приводит к непредусмотренной потере электроэнергии.

Какой бы мизерной ни была это потеря, но помноженная на миллиарды контактов, она становится огромной. Особенно важно обеспечить стойкость контактов в тех случаях, когда они работают в условиях повышенной температуры или влажности, где вероятность их разрушения возрастает. Вот почему ученые постоянно ищут все более стойкие — прочные и тугоплавкие — материалы для изготовления контактов.

Долгое время для этой цели не без успеха применяли вольфрам. Когда же стали известны характеристики рения, выяснилось, что рениевые контакты лучше вольфрамовых. Так, например, вольфрамовые контакты выдерживали совместное «наступление» тропической коррозии и вибрации лишь несколько суток, а затем полностью выходили из строя; рениевые же контакты успешно работают в таких условиях месяцы и даже годы.

Но где же напастись столько рения, чтобы удовлетворить им электротехническую промышленность? Опыты показали, что вовсе не обязательно делать контакт из чистого рения. Достаточно добавить к вольфраму немного этого металла, и эффект будет почти тот же. Зато расходы рения сократятся во много раз: одного килограмма его хватает на десятки тысяч контактов.

Один из вольфраморениевых сплавов, выпускаемый нашей промышленностью, уже нашел применение более чем в 50 электровакуумных приборах. Использование этого материала в катодном узле электроннолучевой трубки повысило его долговечность до 16 тысяч часов. Это значит, что если экран телевизора светится в наших домах в среднем по четыре часа в день, то его катодный узел сможет безупречно работать не менее 12 лет.

Замечательные свойства продемонстрировали и другие сплавы рения — с ниобием, никелем, хромом, палладием. Даже небольшие добавки рения повышают, например, температуру плавления хромоникелевого сплава примерно на 200-250 градусов.

Широким диапазоном свойств рениевых сплавов объясняется и многообразие сфер их применения: от высокочувствительных термопар, не боящихся жарких объятий расплавленной стали, до кончиков вечных перьев, опор компасных стрелок и других деталей, которые должны долгое время сохранять большую твердость, прочность, износостойкость.

Число сплавов рения с другими металлами постоянно растет, причем сегодня в подборе «партнеров» для него значительную помощь металловедам оказывает электронная вычислительная техника. С помощью1 ЭВМ уже предсказаны свойства многих двойных сплавов рения.

Для борьбы с коррозией — вечным врагом металла — ученые разработали немало способов. Хромирование, никелирование, цинкование взяты на вооружение много лет назад, а вот ренирование — процесс сравнительно новый. Тончайшие рениевые покрытия по стойкости не знают себе равных. Они надежно защищают детали от действия кислот, щелочей, морской воды, сернистых соединений и многих других опасных для металла веществ.

Цистерны и баки, изготовленные из ренированных стальных листов, применяют, например, для перевозки соляной кислоты.

Ренирование позволяет в несколько раз продлить срок службы вольфрамовых нитей в электролампах, электронных трубках, электровакуумных приборах. После откачки воздуха в баллоне электролампы неизбежно остаются следы кислорода и водяных паров; они же всегда присутствуют и в газонаполненных лампах.

На вольфрам эти непрошеные гости действуют разрушающе, но если покрыть нити рениевой «рубашкой», то водород и пары воды уже не в силах причинить вольфраму вред. При этом расход рения совсем невелик: из одного грамма можно получить сотни метров ренированной вольфрамовой нити.

Новая, но очень важная область применения рения — катализ. Металлический рений, а также многие его сплавы и соединения (окислы, сульфиды, перренаты) оказались отличными катализаторами различных процессов — окисления аммиака и метана, превращения этилена в этан, получения альдегидов и кетонов из спиртов, крекинга нефти.

Самый многообещающий катализатор — порошкообразный рений, способный поглощать большие количества водорода и других газов. По мнению специалистов, в ближайшие годы на катализацион-ные «нужды» будет расходоваться половина рения, добываемого во всем мире.

Как вы убедились, «безработица» рению не грозит. Однако шлагбаумами на пути широкого использования его в технике оказались редкость и рассеянность этого элемента в природе. В земной коре золота, например, содержится в пять раз больше, чем рения, серебра-в сто раз, вольфрама — в тысячу, марганца — почти в миллион, а железа — в 50 миллионов раз больше. О чрезвычайной рассеянности рения говорит тот факт, что этот элемент не имеет собственных месторождений.

Практически единственный минерал, который можно назвать рениевым, -джезказганит (он найден вблизи казахского города Джезказган). Обычно же рений встречается в качестве примеси, например, в молибдените (до 1,88%), колумбите, колчедане и других минералах. Рения в них очень мало — всего от миллиграммов до нескольких граммов на тонну.

Стоит ли удивляться, что супругам Ноддак, чтобы получить первый грамм сравнительно чистого металлического рения, пришлось переработать более 600 килограммов норвежского молибденита. По подсчетам специалистов, рениевые запасы всех месторождений капиталистических стран оцениваются всего в тысячу тонн.

Еще один крупный «недостаток» рения-его высокая стоимость: он значительно дороже золота. Тем не менее спрос на этот металл все время растет, особенно в последние годы, когда им заинтересовались творцы ракетной техники.

До недавнего времени рений в нашей стране получали только из медного и молибденового сырья. В конце 70-х годов ученые Института металлургии и обогащения АН Казахской ССР создали технологию извлечения этого ценнейшего металла из полупродуктов свинцового производства. В основе новой технологии лежат ионообменные процессы, позволяющие получать очень чистый металл, обладающий высокими физико-химическими свойствами.

…В 1960 году в Институт металлургии имени А. А. Бай-кова Академии наук СССР приехали иностранные гости. Казалось бы, для работников института, имеющего мировое значение, в этом факте не было ничего примечательного — здесь привыкли к визитам зарубежных коллег любого ранга. Однако гости, о которых идет речь, — убеленная сединами супружеская пара — вызывали особое уважение: это были приехавшие в Москву супруги Ноддак.

Долго ходили они по комнатам лаборатории редких и тугоплавких металлов и сплавов. Их интерес был понятен: ученые лаборатории под руководством члена-корреспондента Академии наук СССР Е. М. Савицкого уже несколько лет занимались исследованием рения и сумели получить весьма важные результаты. Замечательному металлу предстояло в стенах института раскрыть новые грани своего дарования, обрести новые профессии, и, конечно же, супругов Ноддак не могла не волновать дальнейшая судьба их детища.

Атомный номер – 75, Re. Название берёт от Рейна – реки в Германии. Открыт металл в 1925 г. Получение первой партии рения произошло в 1928г. Последний из открытых элементов с известным стабильным изотопом.

Рений – металл с белым оттенком. Порошок рения имеет напротив чёрный окрас. Это очень твёрдый и плотный по структуре металл. Плавление — 3186º С, кипение — 5596º С. Имеет парамагнитные свойства.

Природный минерал рений фото ниже:

При температурном режиме свыше 300º С, металл начинает интенсивно окислятся, в зависимости от повышения температуры. Реакции рения более устойчивы к окислу, чем например, у вольфрама. Реакций с водородом и азотом почти не происходит, лишь адсорбция с водородом.

Во время нагревания начинает происходить взаимодействие с хлором, фтором и бромом. Не растворяется в кислотах, кроме азотной кислоты. При взаимодействии рения с образуется амальгама.

Взаимодействуя с пероксидом водорода (а точнее его водным раствором), образует рениевую кислоту. Единственный элемент, представляющий тугоплавкие металлы, не образующий карбидов.

Известно, что рений не задействован в биохимии. О его возможном воздействии имеется довольно малок количество фактов, но достоверна его токсичность, поэтому в любом случае он ядовит для живых существ.

Добыча и происхождение рения

Это крайне редкий металл. В природных залежах наиболее часто встречается сочетание вольфрам – рений – молибден. Примесь этого элемента также содержится в минералах его соседей. Основная добыча рения идёт из залежей, где он извлекается попутно.

Также рений извлекается из редчайшего природного минерала, именующимся джезказганит — по названию казахского города, вблизи которого он был найден. Также рений содержится в колумбите (ниобии), колчедане, цирконе и некоторых редкоземельных минералах.

Рений рассредоточен по всему миру, в ничтожных концентрациях. Достоверно известно лишь одно серьёзное месторождение этого метала – Итуруп, маленький остров на Курилах, Россия. Открыто в 1992 г. Рений там представлен минералом рениитом ReS2, имеющим строение схожее с молибденитом.

Месторождение представляет собой небольшую площадку на вершине спящего вулкана, где активно действуют термальные источники. Это говорит, что месторождение продолжает свой рост, и по предварительным оценкам оно ежегодно выкидывает в атмосферу около 37 тонн этого металла.

Вторым более или менее пригодным для промышленной разработки источником рения, можно считать месторождение Хитура, находящееся в Финляндии. Там рений содержится в минерале таркианите.

Как получают рений? Производство этого метала происходит посредством обработки первичного сырья с довольно низким процентом металла. В основном используются обрабатываются медные и молибденовые сульфиды.

Этапы пирометаллургического процесса, применяющегося при работе с содержащими рений рудами, включают в себя процедуру плавления, конвертирования и окислительного обжига.

При огромных температурах плавления сначала получается высший оксид Re2O7, задерживающийся специальными улавливателями. Нередко часть рения остаётся в саже после обжига, из которой его можно получить с помощью водорода. Далее полученный порошок переплавляют в рения.

При плавлении из руды возгоняется большая часть рения, остаток оседает в штейне. В процессе конвертации штейна, содержащийся в нём рений выделяется посредством газа.

Концентрация рения производится с помощью серной кислоты, после чего получается рениевая кислота. Используя определённые методы очистки, рений выделяется из кислотного раствора.

Исходя из довольно низкой продуктивности данного метода – выход может составить не более 65% содержащегося в руде металла, постоянно проводятся научные изыскания на предмет выявления более продуктивных альтернативных методов производства металла.

Современные технологии уже подразумевают применение водного раствора, вместо кислотного. Это позволит улавливать гораздо больше металла при во время очистки.

Применение рения

К основным преимуществам рения, за что его так ценят во всём мире, считаются тугоплавкость, малая коррозия при воздействии различных химических веществ и т.д. В виду высоких на этот металл, его стараются использовать только в крайних и исключительных случаях.

Ещё не так давно, основной областью его применения были жаростойкие сплавы рения с различными металлами, используемые в ракетостроении и авиастроительной промышленности.

В частности, сплавы шли на производство запчастей для сверхзвуковых истребителей. Подобные сплавы включают в свой состав, по меньшей мере, 6% металла рения.

Этот аспект быстро сделал реактивные двигатели крупным источником потребления мировых запасов рения. К тому же за счёт этого он стал считаться военно-стратегическим запасом.

Специальные термопары, содержащие рений позволяют измерять огромные температуры. Рений позволяет платиновым металлам продлить их срок службы. Также из рения делаются пружины для точной аппаратуры и нити накаливания для спектрометров и манометров.

Если точнее, то там используется с рениевым покрытием. За счёт его устойчивости к химическим воздействиям, рений используется для создания защитных покрытий против кислотной и щелочной среды.

Рений нашёл применение при изготовлении специальных контактов, которые самоочищаются после кратковременного короткого замыкания. На обычных контактах остаётся окисел, который порой не пропускает ток. На рении он тоже остаётся, но вскоре улетучивается. Поэтому контакты из рения имеют очень долгий срок службы.

Но особо важным аспектом его применения стало использование рения в специальных катализаторах, с помощью которых производят определённые компоненты . Участие в процессе переработки нефтепродуктов, повысило спрос на рений в несколько раз. Мировой рынок уже не на шутку заинтересовался этим редкоземельным металлом.

Цена рения

Мировой запас этого металла составляет порядком 13 тысяч тонн по большей части в молибденовых и медных залежах. Они являются его основными источниками в металлургической промышленности.

В принципе это не удивительно, более 2/3 всего рения на планете содержится именно в них. А оставшаяся треть представляет собой вторичный материал.

По некоторым подсчётам этих запасов хватит ещё лет на триста не меньше. Причём в этом отчёте вторичное использование не учитывалось. А подобные проекты разрабатывались достаточно давно, и некоторые проекты на практике доказали свою состоятельность.

Цены на любой продукт устанавливаются основываясь на доступность товара. Как становиться ясным, рений, купить который по карману не каждому, отнюдь не доступный металл. К тому же имеется активный спрос на рений. Цена у него естественно соответствующая.

По данным на 2011 г. чтобы приобрести рений, цена за грамм составляла около 4,5 $. Значительных тенденций к понижению цен не наблюдалось. К тому цена зависит от степени очистки металла, поэтому рений может стоить как 1000 $ за целый килограмм, так и в десять раз дороже.