Rhenium: aplikimi dhe vetitë

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 14:02

Rheniumi, aplikimi i të cilit do të diskutohet më poshtë, është një element i tabelës periodike kimike nën indeksin atomik 75 (Re). Emri i substancës vjen nga lumi Rhine në Gjermani. Viti i zbulimit të këtij metali është 1925. Grupi i parë i rëndësishëm i materialit është marrë në vitin 1928. Ky element i përket analogut të fundit me një izotop të qëndrueshëm. Në vetvete, renium është një metal me një nuancë të bardhë, dhe masa e tij pluhur është e zezë. Pikat e shkrirjes dhe vlimit variojnë nga +3186 në +5596 gradë Celsius. Ka karakteristika paramagnetike.

Karakteristikat

Përdorimi i reniumit nuk është aq i përhapur për shkak të parametrave të tij të jashtëzakonshëm dhe kostos së lartë. Në +300 °C, metali fillon në mënyrë aktive t'i nënshtrohet oksidimit, procesi i të cilit varet nga një rritje e mëtejshme e temperaturës. Ky element është më i qëndrueshëm se tungsteni, praktikisht nuk ndërvepron me hidrogjenin dhe azotin, duke siguruar vetëm adsorbim.

Kur nxehet, vërehet një reaksion me klor, brom dhe fluor. Reniumi nuk tretet vetëm në acid nitrik, dhe kur ndërvepron me merkurin, formohet një amalgamë. Reagimi me një përbërje ujore të peroksidithidrogjeni shkakton formimin e acidit renium. Ky element është i vetmi midis metaleve zjarrdurues që nuk formon karbide. Përdorimi i reniumit nuk ka pjesëmarrje në biokimi. Ka pak informacion në dispozicion për të gjitha efektet e tij të mundshme. Ndër faktet e besueshme - toksiciteti dhe toksiciteti ndaj organizmave të gjallë.

Produksion

Rhenium është një metal jashtëzakonisht i rrallë. Në natyrë, më së shpeshti gjendet në kombinim me tungsten dhe molibden. Përveç kësaj, papastërtitë janë të pranishme në depozitat minerale të fqinjëve të saj në tabelë. Reniumi është nxjerrë kryesisht nga depozitat e molibdenit nëpërmjet nxjerrjes së lidhur.

Përveç kësaj, elementi në fjalë është nxjerrë nga xhezkazganiti, një mineral shumë i rrallë natyror, i cili është quajtur kështu sipas vendbanimit kazak pranë vendburimit. Reniumi mund të izolohet edhe nga piriti, zirkoniumi, kolumbiti.

Metali është i shpërndarë në të gjithë botën në përqendrim të papërfillshëm. Ndër vendet e njohura të minierave, ku gjendet në sasi të konsiderueshme, është ishulli Kuril i Iturup në Rusi. Depozita u zbulua në vitin 1992. Këtu metali paraqitet në formën e një strukture të ngjashme me molibdenin (ReS_2).

Minierat kryhen në një platformë të vogël të vendosur në majë të një vullkani të fjetur. Aty janë aktive burimet termale, çka tregon për zgjerimin e vendburimit, i cili, sipas vlerësimeve paraprake, nxjerr rreth 37 tonë të këtij metali në vit.

Depozita e dytë më e madhe konsiderohet të jetë një depozitë renium e përshtatshme përnxjerrja e elementeve industriale. Ndodhet në Finlandë dhe quhet Hitura. Atje, metali nxirret nga një mineral tjetër - tarkianiti.

Merr

Reniumi përftohet nga përpunimi i lëndëve të para parësore, të cilat fillimisht kanë një përqindje të ulët të këtij materiali. Më shpesh, elementi nxirret nga sulfidet e bakrit dhe molibdenit. Lidhjet e reniumit i nënshtrohen trajtimit pirometalurgjik, i cili përdoret kur punohet me xehe që shkrihen, konvertohen dhe pjeken.

Temperaturat e tepërta të shkrirjes bëjnë të mundur marrjen e një oksidi më të lartë Re-207, i cili mbahet nga pajisjet speciale të kapjes. Ndodh që një pjesë e elementit vendoset në blozë pas shkrepjes. Materiali i pastër mund të merret nga kjo substancë me ndihmën e hidrogjenit. Pastaj substanca pluhur që rezulton shkrihet drejtpërdrejt në shufrat e reniumit. Përdorimi i mineralit për nxjerrjen e elementit në fjalë shoqërohet me shfaqjen e sedimentit në mat. Shndërrimi i mëtejshëm i kësaj përbërje lejon izolimin e reniumit nëpërmjet ekspozimit ndaj gazeve të caktuara.

Momente teknologjike

Është e mundur të arrihet përqendrimi i dëshiruar gjatë prodhimit për shkak të vetive të reniumit dhe përdorimit të acidit sulfurik. Pas kalimit të metodave speciale të pastrimit, është e mundur të izolohet një element i pastër nga minerali.

Kjo metodë nuk është shumë produktive, rendimenti i një produkti të pastër nuk është më shumë se 65%. Ky tregues ndryshon në varësi të përmbajtjes së metalit në mineral. Mbi këtë bazë, shkencorekërkime për të identifikuar metoda më të avancuara dhe alternative të prodhimit.

Teknologjitë moderne bëjnë të mundur optimizimin e vetive të reniumit të përftuar artificialisht. Kjo tretësirë lejon përdorimin e një tretësire ujore në vend të një zgjidhjeje acide. Kjo bën të mundur kapjen e metaleve shumë më të pastër gjatë pastrimit.

Aplikacion

Së pari, merrni parasysh karakteristikat kryesore të elementit në fjalë, për të cilin vlerësohet veçanërisht:

• Refraktori.
• Ekspozimi minimal ndaj korrozionit.
• Nuk ka deformim kur ekspozohet ndaj kimikateve dhe acideve.

Për shkak se çmimi i këtij metali është jashtëzakonisht i lartë, ai përdoret kryesisht në raste të rralla. Fusha kryesore e aplikimit të këtij elementi është prodhimi i lidhjeve rezistente ndaj nxehtësisë me metale të ndryshme, të cilat përdoren në ndërtimin e raketave dhe në industrinë e aviacionit. Si rregull, reniumi përdoret për prodhimin e pjesëve rezervë për luftëtarët supersonikë. Komponime të tilla përfshijnë të paktën 6% metal.

Një burim i tillë u shndërrua shpejt në mjetin kryesor për krijimin e njësive të fuqisë së avionëve. Në të njëjtën kohë, materiali filloi të konsiderohej një rezervë ushtarako-strategjike. Çiftet termike të siguruara posaçërisht lejojnë matjen e temperaturave në intervale të mëdha. Elementi në fjalë bën të mundur zgjatjen e jetëgjatësisë së shumicës së metaleve të grumbulluara. Nga reniumi, përdorimi i të cilit u diskutua më lart, sustat bëhen edhe për pajisje precize, metale platini, spektrometra, matës presioni.

Nësemë saktë, ai përdor tungsten të veshur me renium. Për shkak të rezistencës ndaj sulmeve kimike, ky metal përfshihet në veshjet mbrojtëse ndaj mjediseve acidike dhe alkaline.

Fakte interesante

Rhenium përdoret gjithashtu për të krijuar kontakte të veçanta. Ata kanë vetinë e vetë-pastrimit në rast të një qarku të shkurtër. Në metalet e zakonshme, mbetet oksid, i cili nuk lejon kalimin e rrymës. Rryma kalon edhe përmes lidhjeve të reniumit, por nuk lë asnjë gjurmë pas vetes. Në këtë drejtim, kontaktet e bëra nga ky metal kanë një jetë të gjatë shërbimi.

Aspekti më i rëndësishëm i përdorimit të reniumit ishte mundësia e përdorimit të tij për të krijuar katalizatorë që ndihmojnë në prodhimin e përbërësve të caktuar të karburantit të benzinës. Mundësia e përdorimit të një elementi kimik në industrinë e produkteve të naftës çoi në një rritje të kërkesës së tij në tregun përkatës me disa herë. Bota është seriozisht e interesuar për këtë material unik.

Aksione

Vlen të përmendet se stoku botëror i reniumit është të paktën 13 mijë tonë vetëm në depozitat e molibdenit dhe bakrit. Ato janë burimet kryesore të këtij komponenti në industrinë metalurgjike. Më shumë se 2/3 e të gjithë reniumit në planet gjendet në konfigurime të tilla. Pjesa e tretë e mbetur është mbetje dytësore. Nëse i reduktojmë të gjitha llogaritjet e rezervave në një emërues të vetëm, ato duhet të jenë të mjaftueshme për të paktën treqind vjet. Në përllogaritjen e shkencëtarëve, riciklimi nuk është marrë parasysh. I ngjashëmprojektet janë zhvilluar për një kohë të gjatë, disa prej tyre kanë dëshmuar vlerën e tyre.

Kosto

Çmimet e produkteve në shumicën e kategorive formohen nga disponueshmëria dhe kërkesa e produktit. Një përbërës i tillë si reniumi është një nga metalet më të shtrenjta në botë, kështu që jo çdo prodhues mund ta përballojë atë, megjithëse ka veti unike që bëjnë të mundur kompensimin e kostove të përdorimit të shtrenjtë të tij. Në të njëjtën kohë, reniumi ka parametra që asnjë metal tjetër nuk i ka. Për krijimin e strukturave hapësinore dhe të aviacionit, karakteristikat e tij janë ideale. Nuk është për t'u habitur që çmimi i reniumit është i lartë, megjithëse korrespondon me të gjithë treguesit karakteristikë të këtij materiali unik.

Tashmë në vitin 2011, kostoja mesatare e reniumit ishte rreth 4,5 dollarë amerikanë për gram. Më pas, nuk është vërejtur tendencë rënëse e çmimeve. Shpesh kostoja përfundimtare varet nga shkalla e pastrimit të metalit. Çmimi i materialit mund të arrijë mijëra dollarë ose më shumë.

Historia e zbulimit

Ky element u zbulua nga kimistët gjermanë Ead dhe W alter Noddack në vitin 1925. Ata kryen kërkime duke përdorur analiza kolumbispektrale në laboratorin e grupit Siemens dhe Shake. Pas kësaj ngjarjeje, një raport përkatës u mbajt në një takim të kimistëve gjermanë në Nuremberg. Një vit më vonë, një ekip shkencëtarësh izoloi dy miligramët e parë të reniumit nga molibden.

Në një formë relativisht të pastër, elementi u mor vetëm në vitin 1928. Për marrjennjë miligram i substancës duhej të përpunonte mbi 600 kilogramë molibden norvegjez. Prodhimi industrial i këtij metali filloi edhe në Gjermani (1930). Kapaciteti i impianteve të përpunimit bëri të mundur marrjen e rreth 120 kg metal në vit. Në atë kohë, kjo plotësonte plotësisht nevojën për renium në të gjithë tregun botëror. Në Amerikë, 4.5 kg e parë industriale e një metali unik u morën në vitin 1943 nga përpunimi i molibdenit të koncentruar. Ishte ky element që u bë metali i fundit i zbuluar me një izotop të qëndrueshëm. Të gjithë analogët e tjerë të zbuluar më parë, duke përfshirë artificialisht, nuk kishin veti të tilla.

Rezervat natyrore

Deri më sot, sipas rezervave natyrore të metalit në fjalë, lista e depozitave mund të renditet në rendin e mëposhtëm:

• Minierat e Kilit.
• Shtetet e Bashkuara të Amerikës.
• Ishulli Iturup, ku depozitat vlerësohen deri në 20 tonë në vit (në formën e shpërthimeve të gazit vullkanik).

Në Federatën Ruse, depozitat e tipit hidrogjen me gjysmë element vlerësohen si vende që kanë potencialin maksimal për xeheroret e bakrit porfir dhe bakër-molibden. Në total, sipas parashikimeve të ekspertëve, depozitat e reniumit në Rusi arrijnë në 2900 tonë (76% e burimit të shtetit). Pjesa më e madhe e këtyre depozitave ndodhet në pellgun e qymyrit të rajonit të Moskës (82%). Fusha tjetër për sa i përket rezervave është pellgu Briketno-Zheltukhinsky në rajonin e Ryazanit.

Rezultati

Reniumi është një element kimik qëbën pjesë në grupin e metaleve të rralla me karakteristika unike. Vetitë e tij, vendet e nxjerrjes, qëllimet janë përshkruar më sipër.