Biološki renij još nije dovoljno proučen. Topivi spojevi renija su malo toksični. Kalijevi i natrijevi perrenati te neki spojevi renijevog klorida podvrgnuti su eksperimentalnim toksikološkim ispitivanjima. Renij uveden u tijelo nakon 1-1,5 sati nalazi se u organima, nakupljajući se (poput elemenata VII skupine) u štitnjači. Međutim, renij se brzo izlučuje iz tijela: u danu - 9,2%, nakon 16 dana - 99%. Kalijev perhenat nije imao toksični učinak kada je intraperitonealno primijenjen miševima u količini od 0,05-0,3 mg. Smrt štakora uočena je tek nakon intraperitonealne primjene NaReO4 u količini od 900-1000 mg/kg. Renijevi kloridi su otrovniji.
Prašina metalnog renija ne uzrokuje intoksikaciju, a kada se primijeni kroz dišni sustav, dovodi do blage fibroze. Renijev septoksid Re2O7 je otrovniji. Pri koncentraciji u zraku od 20 mg/m3 jednokratno djelovanje izaziva akutni proces u plućima.
Primjena renija
Metalni renij i njegove legure imaju jedinstven fizičke i kemijske svojstva, što osigurava njihovu primjenu u najvažnijim područjima Moderna tehnologija. Visoko talište renija (31800C) i izvrsna mehanička svojstva pri visokim temperaturama osigurali su njegovu upotrebu u proizvodnji legura otpornih na toplinu. a nizak tlak pare na tim temperaturama i visoki otpor (2,1 10-5 ohm cm) omogućuje njegovu široku primjenu u elektroničkoj tehnologiji. legure renija s elementima platine i volframa koriste se za izradu termoparova koji rade na temperaturama iznad 20 000 C, zbog velike termoelektromotorne sile na tim temperaturama. Otpornost renija na koroziju u odnosu na agresivne medije (plinoviti klorovodik, njegove otopine itd.) omogućuje njegovu upotrebu kao premaza za zaštitu niza metala.
Posebno široku primjenu našle su legure renija s volframom i molibdenom. Tako je, na primjer, u SAD-u 1966. godine do 75-80% cjelokupnog renija korišteno za proizvodnju toplinski otpornih legura renija s molibdenom i volframom. Glavna područja primjene ovih legura su elektronika (dijelovi elektroničkih cijevi, dijelovi termoenergetskih pretvarača, filamenti itd.), elektrotehnika (termoparovi za mjerenje visokih temperatura, električni kontakti itd.), zrakoplovno inženjerstvo (dijelovi termoenergije motori, raketne mlaznice, dijelovi raketnih mlaznica, nuklearna tehnologija (termoparovi, sredstva za zaštitu od zračenja, konstrukcijski dijelovi reaktora itd.) Renij se također koristi u tehnici zavarivanja, u kemijskoj industriji kao katalizator.
Osim navedenih primjena, renij se može koristiti u analitičkoj kemiji (kao reagens za kalij, za frakcijsku kristalizaciju spojeva elemenata rijetkih zemalja.
Visoke cijene renija ograničavaju njegovu industrijsku upotrebu. Stoga je uporaba renija ograničena na proizvodnju proizvoda gdje male količine metala daju visoku učinkovitost.
Na planetu postoji veliki broj različitih metala koji se razlikuju po rijetkosti i težini ekstrakcije. Stručnjaci za ovo područje dijele ih u dvije skupine: prirodne i umjetno dobivene u laboratoriju. Trošak nekih predstavnika druge skupine uvelike se razlikuje od troška prirodnih metala prisutnih na svjetskom tržištu, zbog dugog i napornog procesa njihove proizvodnje.
Ova ljestvica predstavlja 13 najskupljih metala na svijetu.
13. mjesto: Indij- vrijedan metal srebrnobijele boje iz skupine lakih metala, jakog sjaja. Otkriven je 1863. godine u Njemačkoj u kemijskom laboratoriju znanstvenika Ferdinanda Reicha i Theodora Richtera, koji su proučavali minerale cinka iskopane u planinama Saske. Mekan je, topljiv i savitljiv, lako se reže običnim nožem. Indij ne stvara samostalne naslage i uključen je u sastav ruda cinka, olova, bakra i kositra. Godišnje se proizvede nekoliko stotina tona ovog metala. Zbog svojih jedinstvenih svojstava našao je široku primjenu u mikroelektronici, tehnologiji poluvodiča i strojogradnji. Koristi se za izradu ogledala, solarnih ćelija, zubnih cementa, kao brtvilo, pa čak i u svemirskoj tehnologiji. Cijena 1 grama metala indija je 0,5-0,7 dolara.
12. mjesto: Srebro- poznat od davnina i jedan od najpopularnijih plemenitih metala, koji se nalazi iu izvornom stanju iu obliku spojeva. Koristi se za prekrivanje ogledala, izradu nakita i kovanica. Aktivno se koristi u elektronici, stomatologiji, fotografiji, ima izvrsnu električnu i toplinsku vodljivost. Najveće rezerve ovog metala koncentrirane su u Poljskoj, Kini, Meksiku, Čileu, Australiji, SAD-u i Kanadi. Cijena grama srebra je 0,55-1 USD.
11. mjesto: Rutenij- svijetli srebrnasti metal, karakteriziran istovremeno netopljivošću, tvrdoćom i lomljivošću, najrjeđi iz platinske skupine. Otkrio ga je 1844. godine profesor Karl Klaus, koji je istraživao na Sveučilištu u Kazanu. Svojstva rutenija čine ga traženim materijalom u industriji nakita, kemijskoj i elektroničkoj industriji. Koristi se za izradu laboratorijskog staklenog posuđa, kontakata, elektroda, žica. u Japanu i Zapadna Europa velika količina rutenija ide u proizvodnju tiskani krugovi i otpornika, kao i za proizvodnju klora i raznih lužina. Ovaj se metal često koristi kao katalizator za mnoge kemijske reakcije. Njegova proizvodnja u potpunosti je koncentrirana u Južnoj Africi. Cijena jednog grama rutenija je 1,5-2 dolara.
10. mjesto: Skandij- lagani metal visoke čvrstoće srebrne boje sa žutom nijansom. Element je prvi otkrio 1879. godine švedski kemičar Lars Nilsson, koji ga je nazvao po Skandinaviji. Skandij se aktivno koristi u svijetu visokih i inovativnih tehnologija. Koristi se u izradi robota, raketa, zrakoplova, satelita i laserske tehnologije. Također, legure ovog metala koriste se u sportskom polju - za proizvodnju vrhunske opreme, kao što su palice za golf i okviri visoke čvrstoće. Najveća nalazišta minerala bogatih skandijem nalaze se u Norveškoj i na Madagaskaru. Cijena jednog grama ovog metala je 3-4 dolara.
9. mjesto: Renij- srebrno-bijeli metal, jedan od najtraženijih, teško dostupnih i rijetkih elemenata na svijetu. Vrlo je gust i ima treću najvišu točku taljenja od svih srodnika. Otkriven 1925. godine, metal se koristi u elektronici i kemijskoj industriji. Njegova velika gustoća omogućuje izradu turbinskih lopatica, mlaznica za mlazne motore itd. Cijena po gramu renija kreće se od 2,4 do 5 konvencionalnih jedinica po gramu.
8. mjesto: Osmij- plavkasto-srebrni metal, karakteriziran visokom gustoćom i lomljivošću. U svom čistom obliku ne postoji u crijevima, nalazi se samo u snopovima s drugim metalom iz skupine platine - iridijem. Otkrili su ga 1803. godine dva britanska kemičara Smithson Tennant i William Wollaston. Metal je dobio ime po grčkoj riječi osme, što znači "miris". Osmij je doista svojstven prilično oštrom i loš miris podsjeća na mješavinu češnjaka i izbjeljivača. Minirano dati metal na Uralu, Sibiru, Južnoj Africi, Kanadi, SAD-u i Kolumbiji. Uglavnom se koristi u kemijskoj industriji kao katalizator i u farmakologiji. Cijena jednog grama osmija na svjetskom tržištu je 12-15 dolara.
7. mjesto: Iridij- težak, tvrd i istovremeno lomljiv metal srebrno-bijele boje. Svijet je za njega prvi put saznao 1803. godine zahvaljujući britanskom kemičaru S. Tennantu, koji je i otkrio spomenuti element. Iridij se praktički nikada ne koristi samostalno i najčešće se koristi za stvaranje legura. Ima visoko talište, gust je i djeluje kao metal koji je najotporniji na koroziju. Zlatari ga dodaju platini jer je čini tri puta tvrđom, a nakit izrađen od ove legure praktički se ne troši i izgleda vrlo lijepo. Također je tražen u proizvodnji kirurški instrumenti, elektrokontakti, egzaktne laboratorijske vage. Od njega rade vrhove za skupa nalivpera. Iridij se koristi u zrakoplovnom inženjerstvu, biomedicini, stomatologiji i kemijskoj industriji. Tijekom godine svjetska metalurgija potroši otprilike jednu tonu ovog metala. Glavno nalazište iridija nalazi se u Južnoj Africi. Cijena mu je 16-18 dolara po 1 gramu.
6. mjesto: paladij- lagani, fleksibilni srebrno-bijeli metal iz platinske skupine. Vrlo je duktilan, topljiv, dobro se polira, ne tamni i prilično je otporan na koroziju. Otkrio ju je 1803. godine britanski kemičar William Wollaston izdvojivši nepoznati metal iz rude platine koja je stigla iz Južne Amerike. Danas paladij postaje sve popularniji među draguljarima jer niska cijena, pristupačnost i lakoća omogućuju dizajnerima da od njega stvore najhrabrije kreacije nakita, koje se odnose na različite cjenovne kategorije i stilove. Platina se široko koristi u uređajima za čišćenje i za premaze protiv korozije. Najveći broj ovog elementa na svjetska tržišta dolazi iz Rusije, ali postoje i velika nalazišta u Južnoj Africi. Cijena paladija je 25-30 USD. za jedan gram.
5. mjesto: Rodij To je tvrdi plemeniti metal platinske skupine srebrnaste boje i jakih reflektirajućih svojstava. Vrlo je tvrd, otporan na visoke temperature i oksidaciju. Otkrio ga je 1803. u Engleskoj kemičar William Wollaston dok je radio s izvornom platinom. Rodij se smatra rijetkim elementom - godišnje se iskopa oko 30 tona ovog metala. Najveća nalazišta su u Rusiji, Južnoj Africi, Kolumbiji i Kanadi. Otprilike 80% rodija služi kao katalizator u automobilskoj i kemijskoj industriji. Od njega se izrađuju retrovizori i farovi za automobile, au nakitu se koristi u finalnoj obradi proizvoda. Glavna prednost rodija je sudjelovanje u proizvodnji nuklearnih reaktora. Cijena vrijednog metala platine kreće se od 30-45 dolara po 1 gramu.
4. mjesto: Zlato- glavni plemeniti metal, koji se u prirodi javlja isključivo u čistom obliku. Vrlo je čvrst, homogen, otporan na koroziju i smatra se najsavitljivijim. Zbog svoje izdržljivosti i rastegljivosti, zlato je već dugi niz godina najpopularniji plemeniti metal. Naširoko se koristi u nakitu, elektronici, stomatologiji. Najveće rudničke zemlje su SAD, Kina, Južna Afrika, Australija. Cijena jednog grama zlata na svjetskom tržištu je 35-45 USD.
3. mjesto: Platina- plemeniti metal srebrnobijele boje posebnog sjaja, koji se u prirodi nalazi samo kao prirodna slitina s drugim metalima: plemenitim i neplemenitim. Stekao je veliku popularnost zbog svoje inherentne plastičnosti, gustoće i izvrsnog izgleda. Proizvodnja ovog metala odvija se kao rezultat složenih kemijskih procesa. Osim proizvodnje nakit i kovanice, platina se široko koristi u medicinskoj i elektroničkoj industriji, u aeronautici iu proizvodnji oružja. Najveći proizvođači platine su Južna Afrika, Rusija, SAD, Zimbabve i Kanada. Cijena jednog grama ovog metala kreće se između 40-50 dolara.
2. mjesto: Osmij-187- rijedak izotop, čiji je proces ekstrakcije posebno težak i traje oko devet mjeseci. To je crni kristalni prah sa ljubičasta nijansa, koja nosi titulu najgušće tvari na planetu. Istodobno, izotop osmij-187 vrlo je krhak, može se usitniti u male čestice u običnom tarioniku. Ima važnu istraživačku vrijednost, koristi se kao katalizator za kemijske reakcije, za proizvodnju mjerni instrumenti visoke preciznosti i u medicinskoj industriji. Kazahstan je prva i jedina država koja prodaje osmij-187 na svjetskom tržištu. Tržišna vrijednost unikatnog metala je 10.000 dolara. po 1 gramu, au Guinnessovoj knjizi rekorda procjenjuje se na 200 tisuća američkih dolara.
1. mjesto: Kalifornija-252- jedan od izotopa Kalifornije, najskuplji metal na svijetu, čija cijena doseže 10 milijuna dolara po 1 gramu. Njegova basnoslovna cijena u potpunosti je opravdana - godišnje se proizvede samo 20-40 mikrograma ovog elementa, a ukupna svjetska zaliha nije veća od 8 grama. Oni stvaraju kalifornij-252 u laboratoriju koristeći dva nuklearna reaktora smještena u SAD-u i Rusiji. Ovaj je metal prvi put dobiven na Kalifornijskom sveučilištu u Berkeleyu 1950. godine. Jedinstvenost Kalifornije nije samo u cijeni, već iu posebnim svojstvima - energija koju stvara jedan gram izotopa jednaka je energiji prosječnog nuklearnog reaktora. Upotreba najskupljeg metala na svijetu proteže se i na područje medicine i znanstvenih istraživanja nuklearne fizike. Kalifornij-252 je snažan izvor neutrona, što mu omogućuje da se koristi za liječenje malignih tumora gdje je druga terapija zračenjem neučinkovita. Jedinstveni metal omogućuje prosvjetljavanje dijelova reaktora, dijelova zrakoplova i otkrivanje oštećenja koja se obično pažljivo skrivaju od rendgenskih zraka. Uz njegovu pomoć moguće je pronaći rezerve zlata, srebra i nalazišta nafte u utrobi zemlje.
Na fotografiji - kalifornija pored nokta
Renij je kemijski element s atomskim brojem 75 u periodnom sustavu elemenata kemijski elementi D. I. Mendeljejeva, označava se simbolom Re (lat. Rhenium).
Atomski broj - 75
Atomska masa - 186,21
Gustoća, kg/m³ - 21000
Talište, ° S - 3180
Toplinski kapacitet, kJ / (kg ° S) - 0,138
Elektronegativnost - 1,9
Kovalentni polumjer, Å - 1,28
1. ionizacija potencijal, ev - 7,87
Povijest otkrića renijaPovijest elementa #75, kao i povijest mnogih drugih elemenata, počinje 1869. godine, godine otkrića periodičkog zakona.
Mendeljejev je nedostajuće elemente grupe VII nazvao "ekamargan" i "dvimargan" (od sanskrtskog "eka" - jedan i "dvi" - dva). Međutim, za razliku od ekaborona (skandij), ekaaluminija (galij) i ekasilicija (germanij), ovi elementi nisu detaljno opisani. Međutim, ubrzo se pojavilo dosta izvještaja čiji su autori tvrdili da su otkrili Dwimarganese. Tako je 1877. godine ruski znanstvenik S. Kern najavio otkriće elementa devia, koji bi mogao zauzeti mjesto dvimargana u periodnom sustavu. Kernova poruka nije shvaćena ozbiljno, jer nije bilo moguće ponoviti njegove eksperimente. Međutim, kvalitativna reakcija na ovaj element koju je otkrio Kern (preko kompleksa rodanida) ostaje temelj analitičke metode za određivanje renija...
Sustavnu potragu za neotkrivenim analozima mangana započeli su 1922. njemački kemičari Walter Noddack i Ida Takke, koja je kasnije postala Noddackova supruga. Bili su svjesni da element 75 neće biti lako pronaći: u prirodi su elementi s neparnim atomskim brojevima uvijek rjeđi od svojih susjeda s lijeve i desne strane. A ovdje su čak i susjedi - elementi br. 74 i 76, volfram i osmij - prilično rijetki. Udio osmija je oko 10–6%, stoga za element br. 75 treba očekivati još nižu vrijednost, otprilike 10–7%. Tako se, usput, pokazalo... U početku su za traženje novog elementa odabrane rude platine, kao i minerali rijetke zemlje - kolumbit, gadolinit. Od ruda platine uskoro se moralo odustati - bile su preskupe. Istraživači - Noddackovi i njihov pomoćnik Berg - svu su svoju pozornost usmjerili na pristupačnije minerale i morali su obaviti uistinu titanski posao. Izolacija pripravaka novog elementa u količini dostupnoj za rendgensko ispitivanje zahtijevala je opetovano ponavljanje monotonih i dugotrajnih operacija: otapanje, isparavanje, ispiranje, rekristalizacija. Ukupno je tijekom tri godine obrađeno više od 1600 uzoraka. Tek nakon toga otkriveno je pet novih linija koje pripadaju elementu br. 75 u rendgenskom spektru jedne od frakcija kolumbita. Novi element nazvan je renij - u čast pokrajine Rajne, rodnog mjesta Ide Noddack.
5. rujna 1925. na skupu njemačkih kemičara u Nürnbergu Ida Noddack obznanila je otkriće renija. Sljedeće je godine ista skupina znanstvenika izolirala prvih 2 mg renija iz molibdenitnog minerala MoS 2 .
Nekoliko mjeseci nakon ovog otkrića, češki kemičar Druce i Englez Loring objavili su da su otkrili element 75 u mineralu mangana piroluzitu MnO 2 . Tako se broj znanstvenika koji su otkrili renij povećao na pet. Kasnije je počasni član Čehoslovačke akademije znanosti I. Druce više puta napisao da su, osim njega i Loringa, supružnici Noddak i Berg, čast otkrića renija trebala podijeliti još dvojica znanstvenika - Geyrovsky. i Doleyzhek.
Sadržaj renija u zemljinoj koriRenij je jedan od najrjeđih elemenata u zemljinoj kori. Njegov Clarkeov broj je 10 −3 g/t. Po geokemijskim svojstvima sličan je svojim mnogo češćim susjedima u periodnom sustavu – molibdenu i volframu. Stoga, u obliku malih nečistoća, ulazi u minerale ovih elemenata. Glavni izvor renija su molibdenove rude nekih ležišta, gdje se ekstrahira kao prateća komponenta.
Renij se javlja kao rijedak mineral džezkazganit (CuReS 4) pronađen u blizini kazahstanskog grada Džezkazgana. Osim toga, kao nečistoća, renij je uključen u kolumbit, pirite, kao iu cirkon i minerale elemenata rijetke zemlje.
O ekstremnoj rasprostranjenosti renija svjedoči činjenica da je poznato samo jedno ekonomski isplativo nalazište renija, koje se nalazi u Rusiji: njegove rezerve iznose oko 10-15 tona. Ovo polje je otkriveno 1992. godine na vulkanu Kudryavy, otok Iturup, Južni Kurilski otoci. Polje je predstavljeno fumarolnim poljem sa stalnim izvorima visokotemperaturnih dubinskih fluida - fumarolama. To znači da se depozit aktivno formira do danas. Renij se ovdje nalazi u obliku minerala reniita ReS 2 , strukture slične molibdenitu.
Fizikalna svojstva renijaRenij je četvrti element najveće gustoće u čvrstom stanju.
Renij kristalizira u heksagonalnoj zbijenoj rešetki (a = 2,760 Å, c = 4,458 Å). Atomski radijus 1,373 Å, ionski radijus Re7+ 0,56 Å. Renij je vatrostalni teški metal koji izgledom podsjeća na čelik. Gustoća 21,03 g/cm3; tt 3180°S, tbp 5900°S. Metalni prah - crn ili tamno siv, ovisno o raspršenosti. Po nizu fizikalnih svojstava renij se približava vatrostalnim metalima VI skupine (molibden, volfram), kao i metalima platinske skupine. Čisti metal je duktilan sobna temperatura, ali zbog visokog modula elastičnosti nakon obrade, tvrdoća renija jako se povećava zbog otvrdnjavanja radom. Da bi se povratila plastičnost, žari se u vodiku, inertnom plinu ili vakuumu. Što se tiče tališta, renij je na drugom mjestu među metalima, odmah iza volframa, a četvrti po gustoći (nakon osmija, iridija i platine). Specifični toplinski kapacitet 153 j/(kg K), odnosno 0,03653 cal/(g deg) (0-1200 °C). Toplinski koeficijent linearnog širenja 6,7 10-6 (20-500 °C). Specifični volumenski električni otpor 19,3 10-6 ohm cm (20 °C). Temperatura prijelaza u stanje supravodljivosti je 1,699 K; radni rad 4,80 eV, paramagnet.
Što se tiče vatrostalnosti, renij je drugi samo nakon volframa. Za razliku od volframa, renij je duktilan u lijevanom i rekristaliziranom stanju i deformira se na hladnoći. Modul elastičnosti renija je 470 Gn/m2, odnosno 47 000 kgf/mm2 (više nego kod drugih metala, osim Os i Ir). To rezultira visokom otpornošću na deformacije i brzim otvrdnjavanjem tijekom obrade tlakom. Renij karakterizira visoka dugotrajna čvrstoća na temperaturama od 1000-2000 °C.
Renij podnosi višekratno zagrijavanje i hlađenje bez gubitka čvrstoće. Njegova čvrstoća na temperaturama do 1200 °C veća je od čvrstoće volframa i znatno premašuje snagu molibdena. Električni otpor renija je četiri puta veći od volframa i molibdena.
Kemijska svojstva renijaKompaktni renij je stabilan na zraku pri uobičajenim temperaturama. Na temperaturama iznad 300 °C dolazi do oksidacije metala, a oksidacija se intenzivno odvija na temperaturama iznad 600 °C. Renij je otporniji na oksidaciju od volframa, ne reagira izravno s dušikom i vodikom; prah renija samo adsorbira vodik. Kada se zagrijava, renij stupa u interakciju s fluorom, klorom i bromom. Renij je gotovo netopljiv u klorovodičnoj i fluorovodičnoj kiselini i samo malo reagira sa sumpornom kiselinom čak i kada se zagrije, ali je lako topljiv u dušičnoj kiselini. Renij tvori amalgam sa živom.
Renij reagira s vodenim otopinama vodikovog peroksida pri čemu nastaje renijeva kiselina.
Atom Re ima sedam vanjskih elektrona; konfiguracija viših energetskih razina 5d56s2. Renij je stabilan na zraku pri uobičajenim temperaturama. Oksidacija metala uz stvaranje oksida (ReO3, Re2O7) uočava se počevši od 300 °C i intenzivno se odvija iznad 600 °C. Renij ne reagira s vodikom do točke taljenja. Uopće ne stupa u interakciju s dušikom. Renij, za razliku od drugih vatrostalnih metala, ne stvara karbide. Fluor i klor reagiraju s renijem kada se zagrijavaju da bi formirali ReF6 i ReCl5; metal ne stupa u izravnu interakciju s bromom i jodom. Sumporne pare pri 700-800 °C daju sulfid ReS2 s renijem.
Renij ne korodira u klorovodičnoj i fluorovodičnoj kiselini bilo koje koncentracije na hladnoći i pri zagrijavanju do 100 °C. U dušičnoj kiselini, vrućoj koncentriranoj sumpornoj kiselini, u vodikovom peroksidu, metal se otapa stvarajući renijevu kiselinu. U otopinama lužina, kada se zagrijava, renij polako korodira, rastaljene lužine ga brzo otapaju.
Za renij su poznata sva valentna stanja od +7 do -1, što određuje veliki broj i raznolikost njegovih spojeva. Najstabilniji su spojevi sedmerovalentnog renija. Renijev anhidrid ReO7 je svijetložuta tvar, vrlo topiva u vodi. Renijeva kiselina HReO4 - bezbojna, jaka; relativno slabo oksidacijsko sredstvo (za razliku od mangana HMnO4). Kada HReO4 međudjeluje s alkalijama, metalnim oksidima ili karbonatima, nastaju njegove soli, perrenati. Spojevi drugih oksidacijskih stanja renija - narančasto-crveni oksid (VI) ReO3, tamnosmeđi oksid (IV) ReO2, hlapljivi kloridi i oksikloridi ReCl5, ReOCl4, ReO3Cl i drugi.
Tehnologija dobivanja renijaRenij se dobiva preradom sirovina s vrlo niskim sadržajem ciljne komponente (uglavnom bakrene i molibden sulfidne sirovine).
Prerada bakrenih i molibdenovih sirovina koje sadrže sulfidni renij temelji se na pirometalurškim procesima (taljenje, pretvaranje, oksidativno prženje). U uvjetima visokih temperatura renij sublimira u obliku višeg oksida Re 2 O 7 , koji se zatim zadržava u sustavima za sakupljanje prašine i plina.
U slučaju nepotpune sublimacije renija tijekom prženja molibdenitnih koncentrata, dio ostaje u pepelu, a zatim prelazi u otopine amonijaka ili sode za ispiranje pepela. Dakle, otopine sumporne kiseline mokrih sustava za sakupljanje prašine i matične tekućine nakon hidrometalurške obrade pepela mogu poslužiti kao izvori za dobivanje renija tijekom prerade molibdenitnih koncentrata.
Pri taljenju bakrenih koncentrata 56-60% renija se odnosi s plinovima. Nereducirani renij potpuno prelazi u mat. Prilikom pretvaranja potonjeg, renij koji se nalazi u njemu uklanja se plinovima. Ako se za proizvodnju sumporne kiseline koriste plinovi iz peći i konvertera, tada se renij koncentrira u cirkulirajućoj sumpornoj kiselini za pranje elektrostatskih taložnika u obliku renijeve kiseline. Stoga je sumporna kiselina za pranje glavni izvor dobivanja renija u preradi bakrenih koncentrata.
Glavne metode izolacije iz otopina i pročišćavanja renija su ekstrakcija i sorpcija.
Svjetsko rudarenje renijaSvjetska proizvodnja renija u 2006. godini iznosila je oko 40 tona.
Renij je skup metal: kilogram renija košta oko 1000 dolara. Renij visoke čistoće još je skuplji.
Izvori sirovina i rezerve renijaPo rezervama renija SAD su na prvom mjestu u svijetu, a Kazahstan na drugom.
Ukupne svjetske rezerve renija iznose oko 13 000 tona, uključujući 3 500 tona u molibdenskim sirovinama i 9 500 tona u bakru. Uz očekivanu razinu potrošnje renija u iznosu od 40-50 tona godišnje, ovaj metal može biti dovoljan za čovječanstvo još 250-300 godina. Ova brojka je procjena bez uzimanja u obzir stupnja ponovne upotrebe metala. Godine 2002. izvoz renija iz Čilea iznosio je 20,57 tona ili 58% svjetske proizvodnje renija. Renij proizvodi Molybdenos y Metales SA u Čileu. Renij se dobiva u obliku briketa, granula ili praha. Drugi u svijetu po proizvodnji renija je rudarsko-talionica Zhezkazgan u Kazahstanu: proizvodi 8,5 tona renija godišnje. U Uzbekistanu, u rudniku urana u regiji Navoi, 500-1000 kg
renij. NA
Sjedinjene Države proizvode renij od strane Phelps Dodgea kao nusproizvod obogaćivanja bakreno-molibdenove rude na nalazištu Sierrita. Ovdje se godišnje proizvede oko 4 tone renija.
Rezerve renija u obliku renita na otoku Iturup procjenjuju se na 10-15 tona, u obliku vulkanskih plinova - do 20 tona godišnje.
U praktičnom smislu, najvažnije sirovine za proizvodnju primarnog renija u industrijskim razmjerima su koncentrati molibdena i bakrenog sulfida. NA opća bilanca oni čine više od 80% proizvodnje renija u svijetu. Ostatak se uglavnom odnosi na sekundarne sirovine.
Kopanje renija u RusijiGodine 1992. geolozi su imali sreće - pronašli su renij na području Rusije i to ne u obliku nečistoća u drugim mineralima, već jedinu jedinstvenu akumulaciju minerala renija poznatog u svijetu!
Renij u obliku minerala naši su znanstvenici otkrili gotovo slučajno. Na Sahalinu, u gradu Južno-Sahalinsk, nalazi se Institut za vulkanologiju i geodinamiku Ruske akademije prirodnih znanosti. Njegov direktor, Genrikh Semenovich Steinberg, već dugi niz godina organizira znanstvene geološke ekspedicije u kojima sudjeluju znanstvenici iz Novosibirska, Moskve, Irkutska i drugih gradova. I tako, tijekom takve ekspedicije 1992., djelatnici Instituta za eksperimentalnu mineralogiju (on se nalazi u gradu Černogolovka, u blizini Moskve) i Instituta za geologiju rudnih ležišta (Moskva) proveli su režimska promatranja na vulkanima Južnog Kurilski greben i na vrhu vulkana Kudryavy na otoku Iturup na mjestima gdje je vulkanski plin pronašao novi mineral - renij. Izvana je podsjećao na obični molibdenit, ali pokazalo se da je renijev sulfid. Sadržaj renija u njemu doseže 80%. Bilo je to gotovo čudo - prijava mogućnosti industrijske uporabe renita za dobivanje renija.
Vulkan Kudryavy, visok 986 metara, vulkan je takozvanog havajskog tipa. Za razliku od eksplozivnih plinskih vulkana, tiho tinja. A u tamnoj noći, gledajući u krater, možete vidjeti usijanu lavu u dubinama. Ponekad lava izbija na površinu i širi se duž padina. Istina, Curly se ponaša mirno zadnjih stotinu godina - očito je dobro pročišćen plinovima, tako da lava ne prska. Površina kratera vulkana Kudryavy ima dimenzije 200x400 metara. Na krateru Kudryavoy postoji šest polja fumarola - područja veličine 30x40 metara s velikim brojem izlaza plina. Iznad njih se uvijek dimi žućkasti dim.
Znanstvenici su se pitali otkud renij sulfid na vrhu vulkana, te su došli do zaključka da kristalizira u obliku iglica izravno iz vulkanskog plina. Od šest dostupnih polja fumarola, četiri su visokotemperaturna. Vulkanski plinovi u njima imaju temperaturu od 500 do 940 Celzijevih stupnjeva. I samo u takvim "vrućim" poljima nastaje novi mineral renija. Tamo gdje je hladnije, renita ima puno manje, a na temperaturama ispod 200 stupnjeva praktički ga nema. To je jedinstvenost vulkana Kudryavy: na kraju krajeva, vulkanski plinovi koji izlaze na površinu u fumarolskim poljima drugih vulkana mnogo su manje vrući.
Izuzetak je jedini vulkan Kilauea, koji se nalazi na Havajima. Njegovi plinovi također imaju visoku temperaturu, ali je sadržaj renija u njima dva puta manji nego u plinskim emisijama vulkana Kudryavy. I gotovo je nemoguće uhvatiti plinove na Kilauei - havajski vulkan neprestano izbacuje potoke užarene lave.
Steinberg i njegovi suradnici izračunali su koliko se renijevog sulfida nakupilo na vulkanu tijekom sto godina "rada" u stacionarnom režimu. Ispostavilo se da nije toliko - 10-15 tona. To bi Rusiji bilo dovoljno za godinu i pol.
Ruski znanstvenici odlučili su provjeriti sadržaj ovog metala u vulkanskim plinovima. Uz pomoć posebno dizajniranih instrumenata, utvrđeno je da renij sadrži oko jedan gram po toni. A samo u jednom danu vulkan u atmosferu ispusti oko 50 tisuća tona plinova. To je 20 tona renija godišnje. I tijekom stotinu godina više od 2000 tona renija uletjelo je u cijev, koja se raspršila po cijelom planetu.
Znanstvenici su također otkrili da vulkanski plinovi ne sadrže samo renij, već i najmanje desetak drugih rijetkih popratnih elemenata: germanij, bizmut, indij, molibden, zlato, srebro i druge metale.
Primjena renijaNajvažnija svojstva renija, koja određuju njegovu upotrebu, su: vrlo visoko talište, otpornost na kemijske reagense, katalitička aktivnost (u tome je blizak platinoidima).
Početkom 1970-ih napravljen je katalizator na bazi renija koji je pridonio proizvodnji aromatskih ugljikovodika. Danas se legura nikla i renija, koja se naziva "monokristal", koristi za izradu dijelova plinske turbine jer ima veliku otpornost na visoke temperature i ekstremne temperature. Legura podnosi temperature do 1200 C, tako da turbina može održavati konstantno visoku temperaturu, potpuno izgarajući gorivo, tako da se s ispušnim plinovima ispušta manje otrovnih tvari.
Otprilike 75% cjelokupnog potrošenog renija potrošeno je 80-ih godina u naftnoj industriji za proizvodnju renij-platinastog katalizatora. Procjenjuje se da se u tu svrhu trenutno koristi oko 5 tisuća tona platine (koja sadrži 15 tona renija). Budući da su platina i renij vrlo skupi, ovi se katalizatori redovito, nakon 3-5 godina, podvrgavaju oporabi radi recikliranja. U ovom slučaju gubici metala ne prelaze 10%. Glavni dobavljač katalizatora je W.C. Heraeus GmbH & Co. K.G." Trenutno se niti jedna plinska turbina ne proizvodi bez upotrebe legure otporne na toplinu koja sadrži renij. U tu svrhu trenutno se troši 66% ukupne proizvodnje renija, odnosno 27 tona godišnje.
Koristi se u elektronici i elektrotehnici (termoparovi, antikatode, poluvodiči, elektronske cijevi itd.). Japan osobito široko koristi renij u ovoj grani industrije (65-75% svoje potrošnje).
Globalna potražnja za rijetkim metalima obično se vrtoglavo mijenja. Zanimanje za njih nije stalno, već pulsira. Ovisi o uvođenju novih visokotehnoloških legura s raznim dodacima u proizvodnju. Danas je u takve legure potrebno dodati neki rijedak metal, a sutra će se možda naći zamjena za to, pa će potreba za njim gotovo potpuno nestati. Što se tiče renija, prije desetak godina rijetko se koristio. U razdoblju 1925.-1967. svjetska je industrija potrošila samo 4,5 tona renija. A danas su samo potrebe Sjedinjenih Država oko 30 tona godišnje. Sjedinjene Države čine više od 50% svjetske potrošnje renija, au posljednjih pet godina potražnja za ovim rijetkim metalom porasla je 3,6 puta.
Renij se koristi u proizvodnji:
- platina-renij katalizatori koji se koriste za sintezu komponente visokooktanskog benzina koja se koristi za proizvodnju komercijalnog benzina koji ne zahtijeva dodatak tetraetil olova.
- volfram-renij termoparovi za mjerenje temperatura do 2200 °C
- legure s volframom i molibdenom. Dodatak renija istovremeno povećava čvrstoću i rastegljivost ovih metala.
- filamenti u masenim spektrometrima i ionskim manometrima.
- avionski motori. Konkretno, monokristalne legure koje sadrže nikal-renij s visokom otpornošću na toplinu koriste se za proizvodnju lopatica motora plinske turbine.
Osim toga, samočisteći električni kontakti izrađeni su od renija. Kada je strujni krug zatvoren i prekinut, uvijek dolazi do električnog pražnjenja, uslijed čega dolazi do oksidacije kontaktnog metala. Renij oksidira na potpuno isti način, ali njegov oksid Re 2 O 7 je hlapljiv na relativno niskim temperaturama (vrelište je samo 362,4 ° C) i stoga, tijekom pražnjenja, isparava s kontaktne površine. Stoga renijevi kontakti služe jako dugo.
Biološka uloga renijaMalo je vjerojatno da je renij uključen u biokemijske procese. Općenito, vrlo se malo zna o djelovanju renija na žive organizme, njegova toksičnost nije proučavana, stoga treba biti oprezan pri radu s njegovim spojevima.
Renij je našao široku primjenu u industriji i metalurgiji. Poznato je da je 1968. godine gotovo 2/3 iskopanog elementa iskorišteno za proizvodnju visokokvalitetnih legura. Najpopularnije su legure s dodatkom molibdena i volframa.
Danas se potrošnja renija povećala nekoliko puta. U osnovi se aktivno koriste legure volfram-renija, gdje potonji može biti od 5 do 27%. Legure s molibdenom također se koriste i zasebno s renijem iu kombinaciji s volframom. I oni i drugi imaju izvrsnu zavarljivost, čvrstoću i duktilnost.
Prijave Re:
- u konstrukciji zrakoplova, brodova i zrakoplova;
- za potrebe elektro i radio industrije;
- kao materijal za izradu metalnih konstrukcija.
Renij je također našao primjenu u proizvodnji žarnih niti, katodnih grijača, rešetki, rezervnih dijelova za katodnu cijev, generatorsku lampu i prijemnik.
Ostale aplikacije
Element je posebno popularan u industriji izrade instrumenata. Renijeve legure koriste se za izradu jezgri (nosača s rotirajućim okvirom). U ovom slučaju, element pomaže jezgri da stekne svojstva nemagnetnosti, tvrdoće i otpornosti na koroziju.
Optimalna legura za ovu namjenu je legura na bazi kobalta i 7% Re. Istodobno je pogodan čak i za izradu elastičnog elementa žiroskopskog uređaja i torzijske vage.
Metal se također koristi za izradu ovjesa u geodetskim instrumentima. Upravo legura renija omogućuje proizvodnju tanke žice ili vrpce kao suspenzije.
Ako trebate izmjeriti temperaturu u termoelementu, renij je također nezamjenjiv. Pomaže u mjerenju temperatura do 2600 °C. Stoga se element počeo koristiti u nuklearnoj tehnologiji. Ovdje je zauzeo počasno mjesto među strukturnim materijalima. Na primjer, od njega se izrađuje bešavna cijev za gorivne elemente. Takvi elementi mogu raditi čak iu uvjetima hipervisoke temperature do 3000 °C.
Element je također bio uspješan u industriji rafiniranja nafte. Uz njegovu pomoć postalo je moguće uspostaviti proizvodnju novih katalizatora. Na primjer, tako se pojavio katalizator renij-platina. Njegova zasluga je povećanje količine proizvedenog benzina koji sadrži visok oktanski broj. Takav katalizator je mnogo jeftiniji od platine. Štoviše, povećava propusnost postrojenja do 45% i traje do 2 puta dulje.
U "SpetsMetallMaster" naći ćete jeftin renij i valjani renij!
Za vas izrađujemo sve proizvode s dodatkom elementa po želji kupca!
Pouzdana kvaliteta i isporuka provode se prema GOST-ovima i TU! Naručite!