Цена рения, встречаемость, добыча, применение

Рений — химический элемент с символом Re и атомным номером 75. В периодической таблице он находится в 7-й группе (также известной как группа марганца). Это очень редкий, серебристо-белый, блестящий, тяжелый переходный металл. Сплавы, содержащие рений, используются в авиационных двигателях, при производстве неэтилированного бензина и в термопарах.

Биологические функции рения неизвестны, в организме человека он обычно не встречается. Неизвестно также, что этот металл обладает токсическим действием, он считается безвредным с точки зрения гигиены труда.

история

Существование более позднего рения было впервые предсказано в 1871 году Дмитрием Ивановичем Менделеевым как Дви-Манган. Из принципов периодической таблицы, которую он разработал, он пришел к выводу, что два еще неизвестных элемента, более поздний технеций и рений, должны быть ниже марганца.

Рений был открыт лишь в 1925 году Вальтером Ноддаком, Идой Таке и Отто Бергом. Они исследовали колумбит в поисках искомых элементов — эка- и дви-марганца. Поскольку эти элементы присутствовали в образцах лишь в очень малых количествах, их пришлось концентрировать, отделяя от других компонентов. В конце концов, элемент, который позже стал известен как рений, был идентифицирован с помощью рентгеновской спектроскопии. Ноддак и Таке также утверждали, что обнаружили очень малые количества эка-марганца (позже технеция), но это не удалось подтвердить путем выделения элемента. Они назвали элементы в честь регионов их происхождения: рений (от латинского * rhenus *, Рейн) и *мазурий * (от Мазурии). Однако последнее название не получило широкого распространения после открытия технеция в 1937 году.

В 1928 году Ноддак и Тэке впервые смогли извлечь один грамм рения из 660 килограммов молибденовой руды. Из-за высокой стоимости производство значительных объемов не началось до 1950 года, когда возникла большая потребность в недавно разработанных вольфрам-рениевых и молибден-рениевых сплавах.

Вхождение

Рений, концентрация которого в континентальной коре составляет всего 0,7 ppb, встречается реже, чем родий, рутений и иридий. Он не встречается в самородном виде, а исключительно в связанном состоянии в некоторых рудах. Поскольку рений обладает свойствами, сходными с молибденом, он в основном встречается в молибденовых рудах, таких как молибденит (MoS₂ ₎ . Эти руды могут содержать до 0,2% рения. К другим ренийсодержащим минералам относятся колумбит (Fe, Mn)[NbO₃ _] , гадолинит ( _Y₂FeBe [O|SiO₄ _] ₂) _и альвит (ZrSiO₄ ₎ . Небольшие количества рения также присутствуют в меднорудных сланцах Мансфельда. Крупнейшие месторождения ренийсодержащих руд расположены в США, Канаде и Чили.

Пока только один минерал рения, рениит (сульфид рения (IV), ReS₂) обнаружен. Это место находилось в фумароле на вершине кратера вулкана Кудрявый на острове Итуруп, который принадлежит Курильским островам (Россия).

 

Извлечение и презентация

Сырьем для производства рения является молибденовая руда, в частности молибденит. При обжиге этой руды в процессе добычи молибдена рений накапливается в летучей золе в виде летучего оксида рения(VII). Он может реагировать с водой, содержащей аммиак, образуя перренат аммония ₍ NH₄ReO₄ ₎.

Затем перренат аммония восстанавливается до элементарного рения с использованием водорода при высоких температурах.

Основными производителями в 2006 году были Чили, Казахстан и США, общее количество произведенного рения составило около 45 тонн.

Характеристики

Физические свойства

Рений — блестящий, белый , твердый, тяжелый металл, внешне напоминающий палладий и платину. Он кристаллизуется в гексагональной плотноупакованной структуре в пространственной группе P63 / mmc с параметрами решетки a = 276,1 пм и c = 445,8 пм, и двумя формульными единицами на элементарную ячейку. Плотность рения, составляющая 21,03 г/см³, ^{превосходит только плотность трех металлов платиновой группы} _: осмия, иридия и платины.

При температуре 3186 ° C рений имеет одну из самых высоких температур плавления среди всех элементов. Его превосходит только самый высокоплавкий металл - вольфрам (3422 ° C) и углерод. Однако температура кипения 5596 ° C является самой высокой из всех металлов и превышает температуру вольфрама (точка кипения 5555 ° C) на 41 К.

Ниже 1,7 К рений становится сверхпроводником.

Рений легко поддается ковке и сварке, так как он пластичный и, в отличие от вольфрама или молибдена, остается им даже после перекристаллизации. При сварке рения не происходит охрупчивания, которое привело бы к большей хрупкости и, следовательно, к ухудшению свойств материала.

Активность рения составляет 1,0 МБк / кг.

Химические свойства

Хотя рений с отрицательным стандартным потенциалом не является благородным металлом, он не реагирует при комнатной температуре и устойчив на воздухе. Только при нагревании он реагирует с кислородом выше 400 ° C с образованием оксида рения (VII). При нагревании он также вступает в реакцию с неметаллами фтором, хлором и серой.

Рений нерастворим в неокисляющих кислотах, таких как соляная или фтороводородная кислота. В отличие от этого, окисляющие серная и азотная кислоты легко растворяют рений. Окислительные расплавы легко образуют бесцветные перренаты(VII) вида ReO₄⁻ ^или _{зеленые} ренаты(VI) ^типа _ReO₄²⁻.

Изотоп

Всего известно 34 изотопа и еще 20 ядерных изомеров рения. Из них двое приходят, изотопы ¹⁸⁵Re и ¹⁸⁷Re, конечно, раньше. ¹⁸⁵Re, на долю которого приходится 37,40% распределения естественных изотопов, является единственным стабильным изотопом. Чаще с долей 62,60% ¹⁸⁷Re слабо радиоактивен. Он распадается с бета-распадом с периодом полураспада 4,12 · 10.¹⁰Лет тоже ¹⁸⁷Os, что дает удельную активность 1020 беккерелей / грамм. Наряду с индием рений является одним из немногих элементов, которые имеют стабильный изотоп, но наиболее часто встречаются в природе в радиоактивной форме. Оба изотопа можно обнаружить с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса. Из искусственных изотопов ¹⁸⁶Re и ¹⁸⁸Ре используется как трассировщик. Основной бета-излучатель ¹⁸⁶Ре используется в ядерной медицине для радиосиновиортезной терапии. ¹⁸⁸Ре используется как радиоактивный препарат при лечении опухолей.

Распад ^187Re до ^187Os известен как рений-осмийский метод и используется в геологии для определения изотопного возраста горных пород или минералов. Изохронный метод используется для коррекции с учетом ранее присутствовавшего осмия.

Использовать

Рений обычно не используется в качестве элемента, но используется в качестве добавки в большом количестве сплавов. Около 70% рения используется в качестве добавки к никелевым суперсплавам. Добавление 4–6% рения улучшает характеристики ползучести и усталости при высоких температурах. Эти сплавы используются в качестве турбинных лопаток для авиационных двигателей.

Еще 20% произведенного рения идет на платино-рениевые катализаторы. Они играют важную роль в повышении октанового числа неэтилированного бензина за счет риформинга («рениформинг»). Преимущество рения в том, что по сравнению с чистой платиной он не так быстро дезактивируется из-за отложений углерода на поверхности катализатора («коксования»). Это позволяет вести производство при более низких температурах и давлениях и, следовательно, производить более экономично. Другие углеводороды, такие как бензол, толуол и ксилол, также могут быть получены с помощью платино-рениевых катализаторов.

Термопары для измерения температуры при высоких температурах (до 2200 ° C) изготовлены из платино-рениевых сплавов. В качестве сплава с другими металлами, такими как железо, кобальт, вольфрам, молибден или драгоценные металлы, рений повышает устойчивость к нагреванию и химическим воздействиям. Однако его использование ограничено редкостью и высокой ценой рения.

Рений также используется в некоторых специальных приложениях, например, для горячих катодов в масс-спектрометрах или контактов в электрических переключателях.

доказательство

Есть несколько способов обнаружения рения. Спектроскопические методы - одна из возможностей. Рений имеет бледно-зеленый цвет пламени с характерными спектральными линиями при 346 и 488,9 нм. Рений может быть обнаружен гравиметрически с помощью характерно кристаллизующейся перреновой кислоты или различных солей перрената, таких как перренат тетрафениларсония. Современные аналитические методы, такие как масс-спектрометрия или спектроскопия ядерного магнитного резонанса, также подходят для обнаружения элемента.

безопасности

Как и многие металлы, рений в виде порошка легко воспламеняется и горючий. Запрещается использовать воду для тушения, поскольку образуется водород. Вместо этого следует использовать средства пожаротушения или металлические огнетушители. С другой стороны, компактный рений негорюч и безвреден. Рений не имеет известного биологического значения для человеческого организма. Хотя нет более точной информации о токсичности рения и не существует значений токсичности, рений считается безопасным с точки зрения профессиональной гигиены.

Связи

Рений образует большое количество соединений; Как и в случае с марганцем и технецием, известны соединения в степенях окисления от -III до + VII. Однако в отличие от марганца соединения в высоких степенях окисления более стабильны, чем в более низких.

Оксид

Известно пять оксидов рения: желтый Re₂O₇ _, красный ReO₃ _, Re₂O₅ _, коричневато-черный ReO₂ _и Re₂O₃. Оксид рения(VII), Re₂O₇ _, является наиболее _{стабильным оксидом} рения _{. Он} является промежуточным продуктом в производстве рения и может использоваться в качестве исходного материала для _{синтеза} других соединений рения, таких как метилтриоксорений. Он растворяется в воде, образуя стабильную перреновую кислоту, HReO₄ _. Оксид рения(VI), ReO₃ _, имеет характерную кристаллическую структуру, которая служит в качестве типа кристаллической структуры (типа триоксида рения).

галогениды

Известно в общей сложности 13 соединений рения с галогенами фтором, хлором, бромом и йодом. Рений преимущественно реагирует с образованием гексагалогенидов типа ReX₆ _. Например, бледно-желтый фторид рения(VI) (ReF₆) и зеленый хлорид рения(VI) (ReCl₆) образуются _{непосредственно} из _{элементов} при 125 °C и 600 °C соответственно. Реакция рения с фтором при небольшом давлении при 400 °C приводит к образованию светло-желтого фторида рения(VII), который, наряду с фторидом осмия(VII) и фторидом йода(VII), является единственным известным галогенидом в степени окисления +VII. Красновато-коричневый хлорид рения(V) (ReCl₅ ₎ ₂ _имеет димерную октаэдрическую структуру. Хлорирование ReO₂ _{тионилхлоридом} приводит к образованию черного полимерного хлорида Re₂Cl₃ _{, состоящего} из цепочек димерных кластеров Re-Cl, соединенных атомами хлора. Термическое разложение высших хлоридов рения при температуре выше 550 °C приводит к образованию темно-красного тримерного хлорида рения(III) Re₃Cl₃ _{. Его молекулы структурно} состоят из треугольных металлических кластеров с расстояниями Re-Re 248 пм, что указывает на двойной характер связей металл-металл. Галогениды чувствительны к воде и реагируют с водой, образуя галогеноксиды.

Другие соединения рения

Сульфид черного рения (VII) Re₂S₇ возникает из растворов перрената путем введения сероводорода. Термическое разложение также дает черный сульфид рения (IV) ReS₂который также доступен непосредственно из элементов.

Рений образует множество различных комплексов. Известны как классические комплексы с одним металлическим центром, так и металлические кластеры. В них рений-ренийные кратные связи иногда существуют в виде тройных или четверных связей. Четверная связь существует, например, в комплексном ^{ионе Re₂X₈²⁻} _{( где} X — атом галогена или метильная группа).

Известны также металлоорганические соединения рения. Важным органическим соединением рения является триоксид метилрения (МТО), который можно использовать в качестве катализатора реакций метатезиса, эпоксидирования олефинов и олефинирования альдегидов. МТО и другие рениевые катализаторы метатезиса особенно устойчивы к каталитическим ядам.

Цены в реальном времени - регистрация

Текущие цены на редкие земли

Текущие цены на вторичные металлы

Текущие цены на стратегические металлы

Текущие цены на специальные металлы