Renij: uporaba in lastnosti

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-02 14:02

Renij, katerega uporaba bo obravnavana v nadaljevanju, je element kemične periodične tabele pod atomskim indeksom 75 (Re). Ime snovi izvira iz reke Ren v Nemčiji. Leto odkritja te kovine je 1925. Prva pomembna serija materiala je bila pridobljena leta 1928. Ta element spada med zadnji analog s stabilnim izotopom. Sam po sebi je renij kovina z belim odtenkom, njegova praškasta masa pa je črna. Temperature tališča in vrelišča se gibljejo od +3186 do +5596 stopinj Celzija. Ima paramagnetne lastnosti.

Funkcije

Uporaba renija zaradi njegovih izjemnih parametrov in visokih stroškov ni tako razširjena. Pri +300 °C se kovina začne aktivno oksidirati, katere proces je odvisen od nadaljnjega zvišanja temperature. Ta element je bolj stabilen od volframa, praktično ne sodeluje z vodikom in dušikom, zagotavlja samo adsorpcijo.

Pri segrevanju opazimo reakcijo s klorom, bromom in fluorom. Renij se ne raztopi samo v dušikovi kislini, pri interakciji z živim srebrom pa nastane amalgam. Reakcija z vodno peroksidno sestavovodik povzroči nastanek renijeve kisline. Ta element je edini med ognjevzdržnimi kovinami, ki ne tvori karbidov. Uporaba renija ne sodeluje v biokemiji. Na voljo je malo informacij o vseh možnih učinkih. Med zanesljivimi dejstvi - strupenost in strupenost za žive organizme.

Proizvodnja

Renij je izjemno redka kovina. V naravi ga najpogosteje najdemo v kombinaciji z volframom in molibdenom. Poleg tega so nečistoče prisotne v mineralnih nahajališčih njegovih sosedov v tabeli. Renij se pretežno pridobiva iz nahajališč molibdena s pripadajočim pridobivanjem.

Poleg tega je zadevni element pridobljen iz džezkazganita, zelo redkega naravnega minerala, ki je tako poimenovan po kazahstanskem naselju v bližini nahajališča. Renij lahko izoliramo tudi iz pirita, cirkonija, kolumbita.

Kovina je razpršena po vsem svetu v zanemarljivi koncentraciji. Med znanimi rudniki, kjer ga najdemo v velikih količinah, je Kurilski otok Iturup v Rusiji. Nahajališče je bilo odkrito leta 1992. Tu je kovina predstavljena v obliki strukture, podobne molibdenu (ReS_2).

rudarjenje poteka na majhni platformi, ki se nahaja na vrhu mirujočega vulkana. Tam so aktivni termalni vrelci, kar kaže na širitev nahajališča, ki po predhodnih ocenah izpusti okoli 37 ton te kovine na leto.

Drugi največji depozit se šteje za depozit renija, ki je primeren zapridobivanje industrijskih elementov. Nahaja se na Finskem in se imenuje Hitura. Tam se kovina pridobiva iz drugega minerala - tarkianita.

Prejmi

Renij se pridobiva s predelavo primarnih surovin, ki imajo na začetku nizek odstotek tega materiala. Najpogosteje se element ekstrahira iz bakrovih in molibdenovih sulfidov. Renijeve zlitine so podvržene pirometalurški obdelavi, ki se uporablja pri delu z rudami, ki se talijo, predelujejo in pražijo.

Previsoke temperature taljenja omogočajo pridobivanje višjega oksida Re-207, ki ga zadržijo posebne lovilne naprave. Zgodi se, da se del elementa po žganju usede v saje. Iz te snovi lahko s pomočjo vodika pridobimo čisti material. Nato se nastala praškasta snov stopi neposredno v renijeve ingote. Uporabo rude za pridobivanje obravnavanega elementa spremlja pojav usedline v matu. Nadaljnja pretvorba te sestave omogoča izolacijo renija z izpostavljenostjo določenim plinom.

Tehnološki trenutki

Zaradi lastnosti renija in uporabe žveplove kisline je med proizvodnjo mogoče doseči želeno koncentracijo. Po prehodu skozi posebne metode čiščenja je mogoče izolirati čisti element iz rude.

Ta metoda ni zelo produktivna, donos čistega produkta ni večji od 65%. Ta indikator se razlikuje glede na vsebnost kovine v rudi. Na tej podlagi znanstvenoraziskave za identifikacijo naprednejših in alternativnih metod proizvodnje.

Sodobne tehnologije omogočajo optimizacijo lastnosti umetno pridobljenega renija. Ta raztopina omogoča uporabo vodne raztopine namesto kisle. To omogoča, da med čiščenjem zajamete bistveno več čiste kovine.

Prijava

Najprej razmislite o glavnih značilnostih zadevnega elementa, za katere je še posebej cenjen:

• Refraktornost.
• Minimalna izpostavljenost koroziji.
• Brez deformacij pri izpostavljenosti kemikalijam in kislinam.

Ker je cena te kovine izjemno visoka, se uporablja predvsem v redkih primerih. Glavno področje uporabe tega elementa je proizvodnja toplotno odpornih zlitin z različnimi kovinami, ki se uporabljajo pri konstrukciji raket in letalski industriji. Praviloma se renij uporablja za proizvodnjo rezervnih delov za nadzvočne lovce. Takšne spojine vključujejo vsaj 6 % kovine.

Ta vir se je hitro spremenil v glavno orodje za ustvarjanje reaktivnih pogonskih enot. Hkrati je material začel veljati za vojaško-strateško rezervo. Posebno zagotovljeni termični pari omogočajo merjenje temperatur v velikih razponih. Zadevni element omogoča podaljšanje življenjske dobe večine agregiranih kovin. Iz renija, katerega uporaba je obravnavana zgoraj, se izdelujejo tudi vzmeti za natančno opremo, kovine platine, spektrometre, merilnike tlaka.

Čenatančneje uporablja volfram, prevlečen z renijem. Zaradi svoje odpornosti na kemične napade je ta kovina vključena v zaščitne premaze pred kislim in alkalnim okoljem.

Zanimiva dejstva

Renij se uporablja tudi za posebne stike. Imajo lastnost samočiščenja v primeru kratkega stika. Na navadnih kovinah ostane oksid, ki ne omogoča prehoda toka. Tok prehaja tudi skozi renijeve zlitine, vendar za seboj ne pušča sledi. V zvezi s tem imajo kontakti iz te kovine dolgo življenjsko dobo.

Najpomembnejši vidik uporabe renija je bila možnost njegove uporabe za ustvarjanje katalizatorjev, ki pomagajo proizvajati določene sestavine bencinskega goriva. Možnost uporabe kemičnega elementa v industriji naftnih derivatov je privedla do večkratnega povečanja njegovega povpraševanja na ustreznem trgu. Svet se resno zanima za ta edinstven material.

Zaloge

Omeniti velja, da je svetovna zaloga renija vsaj 13 tisoč ton samo v nahajališčih molibdena in bakra. So glavni viri te komponente v metalurški industriji. Več kot 2/3 vsega renija na planetu je v takih konfiguracijah. Preostala tretjina so sekundarni ostanki. Če vse izračune rezerv zmanjšamo na en imenovalec, bi morale zadoščati vsaj za tristo let. Pri izračunu znanstvenikov recikliranje ni bilo upoštevano. Podobnoprojekti so bili razviti že dolgo, nekateri so se izkazali za svojo vrednost.

Cena

Cene izdelkov v večini kategorij so oblikovane glede na razpoložljivost in povpraševanje po izdelku. Komponenta, kot je renij, je ena najdražjih kovin na svetu, zato si je ne more privoščiti vsak proizvajalec, čeprav ima edinstvene lastnosti, ki omogočajo izravnavo stroškov njegove drage uporabe. Hkrati ima renij parametre, ki jih nima nobena druga kovina. Za ustvarjanje vesoljskih in letalskih struktur so njegove značilnosti idealne. Ni presenetljivo, da je cena renija visoka, čeprav ustreza vsem kazalnikom, značilnim za ta edinstven material.

Že leta 2011 je bil povprečni strošek renija približno 4,5 ameriškega dolarja na gram. Nato ni bilo opaziti trenda padanja cen. Pogosto so končni stroški odvisni od stopnje čiščenja kovine. Cena materiala lahko doseže na tisoče dolarjev ali več.

zgodovina odkritij

Ta element sta leta 1925 odkrila nemška kemika Ead in W alter Noddack. Izvedli so raziskavo s pomočjo kolumbispektralne analize v laboratoriju skupine Siemens in Shake. Po tem dogodku je bilo ustrezno poročilo na srečanju nemških kemikov v Nürnbergu. Leto pozneje je skupina znanstvenikov izolirala prva dva miligrama renija iz molibdena.

V relativno čisti obliki je bil element pridobljen šele leta 1928. Za pridobiteven miligram snovi je moral predelati več kot 600 kilogramov norveškega molibdena. Industrijska proizvodnja te kovine se je začela tudi v Nemčiji (1930). Zmogljivost predelovalnih obratov je omogočala letno pridobivanje približno 120 kg kovine. Takrat je to v celoti zadovoljilo potrebe po reniju na celotnem svetovnem trgu. V Ameriki so leta 1943 s predelavo koncentriranega molibdena pridobili prve industrijske 4,5 kg edinstvene kovine. Prav ta element je postal zadnja odkrita kovina s stabilnim izotopom. Vsi drugi analogi, odkriti prej, vključno z umetno, niso imeli takšnih lastnosti.

Naravne rezerve

Do danes je glede na naravne zaloge zadevne kovine lahko seznam nahajališč razporejen v naslednjem vrstnem redu:

• čilski rudniki.
• Združene države Amerike.
• Otok Iturup, kjer se nahajališča ocenjujejo na do 20 ton na leto (v obliki izbruhov vulkanskega plina).

V Ruski federaciji so nahajališča pol-elementnega vodika ocenjena kot nahajališča, ki imajo največji potencial za bakrovo porfirno in bakrovo-molibdenovo rudo. Skupno po napovedih strokovnjakov nahajališča renija v Rusiji znašajo 2900 ton (76% državnih virov). Levji delež teh nahajališč se nahaja v moskovskem premogovnem bazenu (82%). Naslednje polje po rezervah je Briketno-Želtuhinski bazen v regiji Ryazan.

rezultat

Renij je kemični element, kispada v skupino redkih kovin z edinstvenimi lastnostmi. Njegove lastnosti, kraji pridobivanja, obsegi so opisani zgoraj.