Rhenium: ứng dụng và thuộc tính

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-02 14:05

Rhenium, ứng dụng của nó sẽ được thảo luận bên dưới, là một nguyên tố của bảng tuần hoàn hóa học với chỉ số nguyên tử 75 (Re). Tên của chất bắt nguồn từ sông Rhine ở Đức. Năm phát hiện ra kim loại này là 1925. Lô vật liệu quan trọng đầu tiên thu được vào năm 1928. Nguyên tố này thuộc về chất tương tự cuối cùng với đồng vị ổn định. Tự bản thân nó là một kim loại có màu trắng, và khối lượng bột của nó có màu đen. Điểm nóng chảy và sôi từ +3186 đến +5596 độ C. Nó có đặc điểm thuận từ.

Tính năng

Việc sử dụng biến tần không quá phổ biến do các thông số đặc biệt và giá thành cao của nó. Ở +300 ° C, kim loại bắt đầu tích cực trải qua quá trình oxy hóa, quá trình này phụ thuộc vào sự gia tăng nhiệt độ hơn nữa. Nguyên tố này ổn định hơn vonfram, thực tế không tương tác với hydro và nitơ, chỉ cung cấp khả năng hấp phụ.

Khi đun nóng có phản ứng với clo, brom và flo. Rhenium chỉ không tan trong axit nitric, khi tương tác với thủy ngân sẽ tạo thành hỗn hống. Phản ứng với chế phẩm nước peroxithiđro gây ra sự hình thành axit hexylic. Nguyên tố này là nguyên tố duy nhất trong số các kim loại chịu lửa không tạo cacbit. Việc sử dụng khí biến không tham gia vào hóa sinh. Có rất ít thông tin có sẵn về tất cả các tác dụng có thể có của nó. Trong số các sự kiện đáng tin cậy - độc tính và độc tính đối với sinh vật sống.

Sản xuất

Rhenium là một kim loại cực kỳ hiếm. Trong tự nhiên, nó thường được tìm thấy dưới dạng kết hợp với vonfram và molypden. Ngoài ra, các tạp chất có trong các mỏ khoáng sản của các nước láng giềng trong bảng. Rhenium chủ yếu được khai thác từ mỏ molypden thông qua quá trình khai thác liên kết.

Ngoài ra, nguyên tố được đề cập được chiết xuất từ dzhezkazganite, một khoáng chất tự nhiên rất hiếm, được đặt theo tên của khu định cư Kazakhstan gần mỏ. Rhenium cũng có thể được phân lập từ pyrit, zirconium, columbite.

Kim loại được phân tán khắp thế giới với nồng độ không đáng kể. Trong số các địa điểm khai thác đã biết, nơi nó được tìm thấy với số lượng đáng kể, là đảo Iturup Kuril ở Nga. Khoản tiền gửi được phát hiện vào năm 1992. Ở đây, kim loại được trình bày dưới dạng cấu trúc tương tự như molypden (ReS_2).

Khai thác được thực hiện trên một nền tảng nhỏ nằm trên đỉnh của một ngọn núi lửa không hoạt động. Các lò xo nhiệt đang hoạt động ở đó, điều này cho thấy sự mở rộng của mỏ, theo ước tính sơ bộ, thải ra khoảng 37 tấn kim loại này mỗi năm.

Khoản tiền gửi lớn thứ hai được coi là khoản tiền gửi lưu biến thích hợp chochiết xuất yếu tố công nghiệp. Nó nằm ở Phần Lan và được gọi là Hitura. Ở đó, kim loại được chiết xuất từ một khoáng chất khác - tarkyanite.

Nhận

Rhenium thu được bằng cách xử lý các nguyên liệu thô sơ cấp, ban đầu có tỷ lệ nguyên liệu này thấp. Thông thường, nguyên tố được chiết xuất từ đồng và molypden sulfua. Hợp kim Rhenium được xử lý luyện kim, được sử dụng khi làm việc với quặng được nấu chảy, chuyển đổi và rang.

Nhiệt độ nóng chảy quá cao có thể tạo ra Re-207 oxit cao hơn, được giữ lại bằng các thiết bị bẫy đặc biệt. Điều đó xảy ra rằng một phần của nguyên tố lắng xuống trong muội than sau khi nung. Vật liệu tinh khiết có thể thu được từ chất này với sự trợ giúp của hydro. Sau đó, chất dạng bột thu được được nấu chảy trực tiếp thành các thỏi nguyên liệu. Việc sử dụng quặng để khai thác nguyên tố được đề cập đi kèm với sự xuất hiện của trầm tích trong mờ. Việc chuyển đổi thêm thành phần này cho phép cô lập khí lưu thông qua việc tiếp xúc với một số loại khí nhất định.

Khoảnh khắc công nghệ

Có thể đạt được nồng độ mong muốn trong quá trình sản xuất do đặc tính của khí lưu và sử dụng axit sunfuric. Sau khi trải qua các phương pháp tinh chế đặc biệt, có thể tách một nguyên tố tinh khiết ra khỏi quặng.

Phương pháp này hiệu quả không cao, sản phẩm nguyên chất không quá 65%. Chỉ tiêu này thay đổi tùy thuộc vào hàm lượng kim loại trong quặng. Trên cơ sở này, khoa họcnghiên cứu để xác định các phương pháp sản xuất tiên tiến hơn và thay thế.

Công nghệ hiện đại giúp tối ưu hóa các đặc tính của khí nhân tạo thu được. Giải pháp này cho phép sử dụng dung dịch nước thay vì dung dịch axit. Điều này làm cho nó có thể giữ được kim loại tinh khiết hơn đáng kể trong quá trình làm sạch.

Đơn

Đầu tiên, hãy xem xét các đặc điểm chính của thành phần được đề cập, mà nó được đặc biệt đánh giá cao:

• Độ khúc xạ.
• Tiếp xúc với ăn mòn tối thiểu.
• Không bị biến dạng khi tiếp xúc với hóa chất và axit.

Bởi vì giá của kim loại này rất cao, nó được sử dụng chủ yếu trong những trường hợp hiếm hoi. Lĩnh vực ứng dụng chính của nguyên tố này là sản xuất các hợp kim chịu nhiệt với các kim loại khác nhau, được sử dụng trong chế tạo tên lửa và công nghiệp hàng không. Theo nguyên tắc, khí biến tử được sử dụng để sản xuất phụ tùng thay thế cho máy bay chiến đấu siêu thanh. Các hợp chất như vậy bao gồm ít nhất 6% kim loại.

Nguồn như vậy nhanh chóng trở thành công cụ chính để tạo ra các đơn vị phản lực. Đồng thời, vật liệu bắt đầu được coi là nguồn dự trữ chiến lược-quân sự. Các cặp nhiệt được cung cấp đặc biệt cho phép đo nhiệt độ trong phạm vi rất lớn. Yếu tố được đề cập có thể kéo dài tuổi thọ của hầu hết các kim loại tổng hợp. Từ chất lưu biến, việc sử dụng chúng được thảo luận ở trên, lò xo cũng được chế tạo cho các thiết bị chính xác, kim loại bạch kim, máy đo phổ, máy đo áp suất.

Nếuchính xác hơn, nó sử dụng vonfram phủ khí nén. Do khả năng chống lại sự tấn công của hóa chất, kim loại này được bao gồm trong các lớp phủ bảo vệ chống lại môi trường axit và kiềm.

Sự thật thú vị

Rhenium cũng được sử dụng để tạo các liên lạc đặc biệt. Chúng có đặc tính tự làm sạch trong trường hợp đoản mạch. Trên kim loại thường, oxit vẫn còn, không cho phép dòng điện chạy qua. Dòng điện cũng đi qua các hợp kim của heronium, nhưng nó không để lại bất kỳ dấu vết nào. Về vấn đề này, các tiếp điểm làm bằng kim loại này có tuổi thọ lâu dài.

Khía cạnh quan trọng nhất của việc sử dụng khí nén là khả năng sử dụng nó để tạo ra các chất xúc tác giúp sản xuất một số thành phần nhất định của nhiên liệu xăng. Khả năng sử dụng một nguyên tố hóa học trong ngành sản xuất các sản phẩm dầu đã làm tăng nhu cầu của nó trên thị trường tương ứng lên nhiều lần. Thế giới rất quan tâm đến chất liệu độc đáo này.

Kho

Điều đáng chú ý là trữ lượng lưu biến trên thế giới ít nhất là 13 nghìn tấn chỉ ở dạng mỏ molypden và đồng. Chúng là nguồn chính của thành phần này trong ngành công nghiệp luyện kim. Hơn 2/3 của tất cả các nguồn khí trên hành tinh được tìm thấy trong các cấu hình như vậy. Phần ba còn lại là các chất cặn bã thứ cấp. Nếu chúng ta giảm tất cả các phép tính về trữ lượng xuống một mẫu số duy nhất, chúng sẽ đủ cho ít nhất ba trăm năm. Trong tính toán của các nhà khoa học, việc tái chế đã không được tính đến. Tương tựcác dự án đã được phát triển trong một thời gian dài, một số dự án đã chứng minh được giá trị của mình.

Chi phí

Giá sản phẩm trong hầu hết các loại được hình thành bởi tính sẵn có và nhu cầu của sản phẩm. Một thành phần chẳng hạn như là một trong những kim loại đắt nhất trên thế giới, vì vậy không phải nhà sản xuất nào cũng có thể mua được, mặc dù nó có những đặc tính độc đáo để có thể bù đắp chi phí sử dụng đắt đỏ. Đồng thời, hemix có những thông số mà không một kim loại nào khác có được. Đối với việc tạo ra các cấu trúc không gian và hàng không, các đặc điểm của nó là lý tưởng. Không có gì đáng ngạc nhiên khi giá của khí biến áp cao, mặc dù nó tương ứng với tất cả các chỉ số đặc trưng của vật liệu độc đáo này.

Vào năm 2011, chi phí trung bình của khí biến vào khoảng 4,5 đô la Mỹ cho mỗi gam. Sau đó, không có xu hướng giảm giá nào được quan sát thấy. Thường thì chi phí cuối cùng phụ thuộc vào mức độ tinh chế của kim loại. Giá của vật liệu có thể lên tới hàng nghìn đô la trở lên.

Lịch sử khám phá

Nguyên tố này được phát hiện bởi các nhà hóa học người Đức Ead và W alter Noddack vào năm 1925. Họ đã tiến hành nghiên cứu bằng cách sử dụng phương pháp phân tích columbispectral trong phòng thí nghiệm của nhóm Siemens và Shake. Sau sự kiện này, một báo cáo tương ứng đã được tổ chức tại cuộc họp của các nhà hóa học Đức ở Nuremberg. Một năm sau, một nhóm các nhà khoa học đã phân lập được hai miligam nguyên tử đầu tiên từ molypden.

Ở dạng tương đối tinh khiết, nguyên tố này chỉ thu được vào năm 1928. Để nhận đượcmột miligam chất này phải xử lý hơn 600 kilôgam molypden của Na Uy. Việc sản xuất công nghiệp kim loại này cũng bắt đầu ở Đức (năm 1930). Công suất của các nhà máy chế biến giúp sản xuất được khoảng 120 kg kim loại hàng năm. Vào thời điểm đó, điều này hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu về nguồn cung cấp khí nén trên toàn bộ thị trường thế giới. Ở Mỹ, người ta thu được 4,5 kg kim loại độc nhất trong công nghiệp đầu tiên vào năm 1943 bằng cách xử lý molypden đậm đặc. Chính nguyên tố này đã trở thành kim loại được phát hiện cuối cùng có đồng vị bền. Tất cả các chất tương tự khác được phát hiện trước đó, kể cả giả tạo, đều không có các đặc tính như vậy.

Khu bảo tồn thiên nhiên

Cho đến nay, theo trữ lượng tự nhiên của kim loại được đề cập, danh sách các mỏ có thể được sắp xếp theo thứ tự sau:

• mỏ Chile.
• Hợp chủng quốc Hoa Kỳ.
• Đảo Iturup, nơi có trữ lượng ước tính lên đến 20 tấn mỗi năm (dưới dạng phun trào khí núi lửa).

Ở Liên bang Nga, các mỏ nửa nguyên tố hydro được đánh giá là các địa điểm có tiềm năng tối đa cho quặng đồng porphyr và đồng-molypden. Tổng cộng, theo dự báo của các chuyên gia, trữ lượng khí lưu huỳnh ở Nga lên tới 2900 tấn (76% tài nguyên của nhà nước). Phần lớn các mỏ này nằm trong bể than khu vực Mátxcơva (82%). Lĩnh vực tiếp theo về trữ lượng là lưu vực Briketno-Zheltukhinsky ở vùng Ryazan.

Kết quả

Rhenium là một nguyên tố hóa họcthuộc nhóm kim loại hiếm có đặc điểm riêng biệt. Các thuộc tính, nơi khai thác, phạm vi của nó được mô tả ở trên.