Рениум: колдонуу жана касиеттери

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Рениум, анын колдонулушу төмөндө каралат, атомдук индекси 75 (Re) астында химиялык мезгилдик жадыбалдын элементи. Заттын аты Германиядагы Рейн дарыясынан келип чыккан. Бул металлдын ачылган жылы 1925. Материалдын биринчи олуттуу партиясы 1928-жылы алынган. Бул элемент туруктуу изотопу менен акыркы аналогуна кирет. Рений өзү эле ак түстөгү металл жана анын порошок массасы кара. Эрүү жана кайноо температурасы +3186дан +5596 градуска чейин. Анын парамагниттик мүнөздөмөлөрү бар.

Функциялар

Ренийди колдонуу өзгөчө параметрлерине жана кымбаттыгына байланыштуу анчалык кеңири таралган эмес. +300 °Cде металл активдүү кычкылданууга өтө баштайт, анын процесси температуранын андан ары жогорулашынан көз каранды. Бул элемент вольфрамга караганда туруктуу, иш жүзүндө суутек жана азот менен өз ара аракеттенбейт, адсорбцияны гана камсыз кылат.

Ысытканда хлор, бром жана фтор менен реакция байкалат. Рений азот кислотасында гана эрибейт, сымап менен аракеттенгенде амальгама пайда болот. Суулуу пероксид курамы менен реакциясуутек рений кислотасынын пайда болушун шарттайт. Бул элемент отко чыдамдуу металлдардын ичинен карбиддерди түзбөгөн жалгыз элемент. Ренийди колдонуу биохимияга катышпайт. Анын бардык мүмкүн болгон таасирлери жөнүндө маалымат аз. Ишенимдүү фактылардын арасында - уулуу жана тирүү организмдерге уулуулугу.

Өндүрүш

Рениум өтө сейрек кездешүүчү металл. Табиятта көбүнчө вольфрам жана молибден менен айкалышып кездешет. Мындан тышкары, кошулмалар таблицада анын кошуналарынын пайдалуу кендер бар. Рений негизинен молибден кендеринен тиешелүү казып алуу аркылуу казылып алынат.

Мындан тышкары, каралып жаткан элемент кенге жакын жердеги казак конушунун аты менен аталган өтө сейрек кездешүүчү табигый минерал жезказганиттен алынат. Ренийди пириттен, цирконийден, колумбиттен да бөлүп алууга болот.

Металл дүйнө жүзү боюнча азыраак концентрацияда таралган. Белгилүү тоо-кен казып алуу жерлеринин арасында Россиянын Курил аралы Итуруп болуп саналат. Кен 1992-жылы ачылган. Бул жерде металл молибденге окшош структура түрүндө берилген (ReS_2).

Тоо-кен иштери уктап жаткан жанар тоонун үстүндө жайгашкан кичинекей платформада жүргүзүлөт. Ал жерде термалдык булактар активдүү, бул кендин кеңейгендигин айгинелейт, алдын ала эсептөөлөр боюнча жылына бул металлдын 37 тоннага жакынын бөлүп чыгарат.

Экинчи ири кен үчүн ылайыктуу рений кени эсептелетөнөр жай элементтерин казып алуу. Ал Финляндияда жайгашкан жана Хитура деп аталат. Ал жерде металл башка минералдан – таркяниттен алынат.

Алуу

Рений алгачкы чийки затты кайра иштетүүдөн алынат, башында бул материалдын пайызы аз. Көбүнчө элемент жез жана молибден сульфиддеринен алынат. Рений эритмелери пирометаллургиялык тазалоодон өткөрүлөт, ал эритилген, конвертирленген жана куурулган рудалар менен иштөөдө колдонулат.

Ашыкча эрүү температуралары атайын кармагыч түзүлүштөр тарабынан кармалып турган жогорку оксиди Re-207 алууга мүмкүндүк берет. Бул элементтин бир бөлүгү күйгөндөн кийин көөгө орнойт. Бул заттан суутектин жардамы менен таза материалды алууга болот. Андан кийин пайда болгон порошок зат түз рений куймаларына эрийт. Каралып жаткан элементти бөлүп алуу үчүн руданы колдонуу штейндеги чөкмөлөрдүн пайда болушу менен коштолот. Бул курамдын андан ары конверсиясы ренийди айрым газдардын таасири аркылуу бөлүп алууга мүмкүндүк берет.

Технологиялык учурлар

Ренийдин касиеттеринен жана күкүрт кислотасын колдонуудан улам өндүрүш учурунда керектүү концентрацияга жетишүүгө болот. Атайын тазалоо ыкмаларынан өткөндөн кийин, рудадан таза элементти бөлүп алууга болот.

Бул ыкма анча өндүрүмдүү эмес, таза продуктунун түшүмү 65%тен ашпайт. Бул көрсөткүч рудадагы металлдын курамына жараша өзгөрүп турат. Мунун негизинде илимийөндүрүштүн прогрессивдүү жана альтернативалуу ыкмаларын аныктоо үчүн изилдөө.

Заманбап технологиялар жасалма жол менен алынган ренийдин касиеттерин оптималдаштырууга мүмкүндүк берет. Бул чечим кислотанын ордуна суулуу эритмени колдонууга мүмкүндүк берет. Бул тазалоо учурунда кыйла таза металлды алууга мүмкүндүк берет.

Колдонмо

Биринчиден, каралып жаткан элементтин өзгөчө бааланган негизги мүнөздөмөлөрүн карап көрүңүз:

• Отко чыдамдуу.
• Кророзияга аз дуушар болуу.
• Химиялык заттардын жана кислоталардын таасиринде деформация болбойт.

Бул металлдын баасы өтө жогору болгондуктан, ал негизинен сейрек учурларда колдонулат. Бул элементти колдонуунун негизги багыты ракеталарды курууда жана авиация тармагында колдонулган ар кандай металлдар менен ысыкка чыдамдуу эритмелерди өндүрүү болуп саналат. Эреже катары, рений үндүн ылдамдыгы үчүн запастык бөлүктөрүн өндүрүү үчүн колдонулат. Мындай кошулмалардын курамында кеминде 6% металл бар.

Мындай булак тез эле реактивдүү кубаттуулуктарды түзүүнүн негизги куралына айланган. Ошол эле учурда материал аскердик-стратегиялык резерв катары карала баштаган. Атайын берилген жылуулук жуптар чоң диапазондо температураны өлчөөгө мүмкүндүк берет. Каралып жаткан элемент көпчүлүк топтолгон металлдардын кызмат мөөнөтүн узартууга мүмкүндүк берет. Колдонуу жогоруда талкууланган ренийден пружиналар тактык жабдуулар, платина металлдары, спектрометрлер, манометрлер үчүн да жасалат.

Эгертагыраак айтканда, рений менен капталган вольфрамды колдонот. Химиялык чабуулга туруктуулугунан улам, бул металл кислоталуу жана щелочтуу чөйрөлөрдөн коргоочу каптамаларга киргизилген.

Кызыктуу фактылар

Рениум атайын байланыштарды түзүү үчүн да колдонулат. Алар кыска туташуу учурунда өзүн-өзү тазалоо касиетине ээ. Жөнөкөй металлдарда токтун өтүшүнө жол бербеген оксид калат. Ток рений эритмелеринен да өтөт, бирок ал өзүнөн эч кандай из калтырбайт. Ушуга байланыштуу, бул металлдан жасалган контакттардын кызмат мөөнөтү узак.

Рениди колдонуунун эң маанилүү аспектиси аны бензин отунунун айрым компоненттерин өндүрүүгө жардам берүүчү катализаторлорду түзүү үчүн колдонуу мүмкүнчүлүгү болгон. Нефть продуктыларын өндүрүүдө химиялык элементти колдонуу мүмкүнчүлүгү тиешелүү рынокто ага суроо-талаптын бир нече эсеге өсүшүнө алып келди. Дүйнө бул уникалдуу материалга кызыгып жатат.

Акциялар

Белгилей кетсек, ренийдин дүйнөлүк запасы молибден жана жез кендеринде гана 13 миң тоннадан кем эмес. Алар металлургия енер жайындагы бул компоненттин негизги булактары болуп саналат. Планетадагы бардык ренийдин 2/3 бөлүгүнөн көбү ушундай конфигурацияларда кездешет. Калган үчтөн экинчилик калдыктар. Эгерде биз запастардын бардык эсеп-теелерун бир эле белгиге чейин кыскарта турган болсок, алар кеминде уч жуз жылга жетет. Окумуштуулардын эсебинде кайра иштетүү эске алынган эмес. Окшошдолбоорлор узак убакыт бою иштелип чыккан, алардын айрымдары өз баалуулугун далилдеген.

Баасы

Көпчүлүк категориялардагы өнүмдөрдүн баалары буюмдун болушу жана суроо-талабы менен түзүлөт. Рений сыяктуу компонент дүйнөдөгү эң кымбат металлдардын бири болуп саналат, ошондуктан аны ар бир өндүрүүчү сатып ала албайт, бирок анын кымбат баалуу пайдалануудагы чыгымдардын ордун толтурууга мүмкүндүк берген уникалдуу касиеттери бар. Ошол эле учурда рений эч бир металлда болбогон параметрлерге ээ. Космостук жана авиациялык түзүлүштөрдү түзүү үчүн анын мүнөздөмөлөрү идеалдуу. Ренийдин баасы жогору болгону таң калыштуу эмес, бирок ал бул уникалдуу материалга мүнөздүү бардык көрсөткүчтөргө туура келет.

2011-жылы ренийдин орточо баасы граммы 4,5 АКШ долларын түзгөн. Андан кийин баанын төмөндөө тенденциясы байкалган эмес. Көп учурда акыркы наркы металлды тазалоо даражасына жараша болот. Материалдын баасы миңдеген долларга же андан жогору болушу мүмкүн.

Ачылуулар таржымалы

Бул элемент 1925-жылы немис химиктери Эад жана Вальтер Ноддак тарабынан ачылган. Алар Сименс жана Шейк тобунун лабораториясында колумбиспектралдык анализдин жардамы менен изилдөө жүргүзүшкөн. Бул окуядан кийин немецтик химиктердин Нюрнбергдеги кецешмесинде тийиштуу доклад болду. Бир жылдан кийин окумуштуулар тобу молибденден алгачкы эки миллиграмм ренийди бөлүп алышкан.

Салыштырмалуу таза формада элемент 1928-жылы гана алынган. алуу үчүнбир миллиграмм зат 600 килограммдан ашык норвегиялык молибденди иштетүүгө туура келди. Бул металлдын өнөр жай өндүрүшү Германияда да башталган (1930). Кайра иштетуучу цехтердин кубаттуулугу жыл сайын 120 килограммга жакын металл алууга мумкундук берди. Ошол кезде бул буткул дуйнелук рынокто ренийге болгон муктаждыкты толук канааттандырган. Америкада биринчи өнөр жайлык 4,5 кг уникалдуу металл 1943-жылы концентрацияланган молибденди иштетүү жолу менен алынган. Дал ушул элемент туруктуу изотопу бар акыркы ачылган металл болуп калды. Буга чейин табылган бардык башка аналогдор, анын ичинде жасалма жол менен, мындай касиеттерге ээ болгон эмес.

Табигый коруктар

Бүгүнкү күндө каралып жаткан металлдын табигый запастарына ылайык кендердин тизмеси төмөнкүдөй тартипте жайгаштырылышы мүмкүн:

• Чили шахталары.
• Америка Кошмо Штаттары.
• Итуруп аралы, анда кендер жылына 20 тоннага чейин бааланат (вулкандык газдын атылышы түрүндө).

Россия Федерациясында водород тибиндеги жарым элементтин кендери порфирдик жез жана жез-молибден рудалары үчүн максималдуу потенциалы бар участоктор катары бааланат. Бардыгы болуп, эксперттердин болжолдоолору боюнча, Россияда рений кендери 2900 тоннаны түзөт (мамлекеттик ресурстун 76%). Бул кендердин негизги үлүшү Москва районунун көмүр бассейнинде (82%). Запастары боюнча кийинки кен - Рязань областындагы Брикетно-Желтухинский бассейни.

Натыйжа

Рениум – бул химиялык элементуникалдуу мүнөздөмөлөрү бар сейрек металлдардын тобуна кирет. Анын касиеттери, алынуучу жерлери, масштабдары жогоруда сүрөттөлгөн.