Rhenium: applicazione e proprietà

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-02 13:57

Renio, la cui applicazione sarà discussa di seguito, è un elemento della tavola periodica chimica sotto l'indice atomico 75 (Re). Il nome della sostanza deriva dal fiume Reno in Germania. L'anno della scoperta di questo metallo è il 1925. Il primo lotto significativo di materiale è stato ottenuto nel 1928. Questo elemento appartiene all'ultimo analogo con un isotopo stabile. Di per sé, il renio è un metallo con una sfumatura bianca e la sua massa di polvere è nera. I punti di fusione e di ebollizione vanno da +3186 a +5596 gradi Celsius. Ha caratteristiche paramagnetiche.

Caratteristiche

L'uso del renio non è così diffuso a causa dei suoi parametri eccezionali e dell' alto costo. A +300 °C, il metallo inizia a subire attivamente l'ossidazione, il cui processo dipende da un ulteriore aumento della temperatura. Questo elemento è più stabile del tungsteno, praticamente non interagisce con idrogeno e azoto, fornendo solo adsorbimento.

Quando riscaldato, si nota una reazione con cloro, bromo e fluoro. Il renio non si dissolve solo nell'acido nitrico e quando si interagisce con il mercurio si forma un'amalgama. Reazione con una composizione di perossido acquosol'idrogeno provoca la formazione di acido renio. Questo elemento è l'unico tra i metalli refrattari che non forma carburi. L'uso del renio non ha alcuna partecipazione alla biochimica. Ci sono poche informazioni disponibili su tutti i suoi possibili effetti. Tra i fatti attendibili - tossicità e tossicità per gli organismi viventi.

Produzione

Il renio è un metallo estremamente raro. In natura, si trova più spesso in combinazione con tungsteno e molibdeno. Inoltre, le impurità sono presenti nei giacimenti minerari dei suoi vicini nella tabella. Il renio viene estratto principalmente dai depositi di molibdeno attraverso l'estrazione associata.

Inoltre, l'elemento in questione viene estratto dalla dzhezkazganite, un minerale naturale molto raro, che prende il nome dall'insediamento kazako vicino al giacimento. Il renio può anche essere isolato da pirite, zirconio, columbite.

Il metallo è disperso nel mondo in una concentrazione trascurabile. Tra i siti minerari conosciuti, dove si trova in quantità significative, c'è l'isola Kuril di Iturup in Russia. Il deposito è stato scoperto nel 1992. Qui il metallo si presenta sotto forma di una struttura simile al molibdeno (ReS_2).

L'estrazione mineraria viene effettuata su una piccola piattaforma situata sulla cima di un vulcano dormiente. Lì sono attive sorgenti termali, il che indica l'espansione del giacimento, che, secondo stime preliminari, emette circa 37 tonnellate di questo metallo all'anno.

Il secondo deposito più grande è considerato un deposito di renio adatto aestrazione di elementi industriali. Si trova in Finlandia e si chiama Hitura. Lì, il metallo viene estratto da un altro minerale: la tarkyanite.

Ricevi

Il renio si ottiene dalla lavorazione di materie prime primarie, che inizialmente ne contengono una bassa percentuale. Molto spesso, l'elemento viene estratto dai solfuri di rame e molibdeno. Le leghe di renio sono sottoposte a trattamento pirometallurgico, che viene utilizzato quando si lavora con minerali che vengono fusi, convertiti e arrostiti.

Le temperature di fusione eccessive consentono di ottenere un ossido Re-207 superiore, che viene trattenuto da speciali dispositivi di cattura. Succede che parte dell'elemento si deposita nella fuliggine dopo lo sparo. Il materiale puro può essere ottenuto da questa sostanza con l'aiuto dell'idrogeno. Quindi la sostanza in polvere risultante viene fusa direttamente in lingotti di renio. L'uso del minerale per l'estrazione dell'elemento in questione è accompagnato dalla comparsa di sedimenti nel mascherino. Un'ulteriore conversione di questa composizione consente l'isolamento del renio attraverso l'esposizione a determinati gas.

Momenti tecnologici

È possibile raggiungere la concentrazione desiderata durante la produzione grazie alle proprietà del renio e all'uso dell'acido solforico. Dopo essere passati attraverso speciali metodi di purificazione, è possibile isolare un elemento puro dal minerale.

Questo metodo non è molto produttivo, la resa di un prodotto puro non supera il 65%. Questo indicatore varia a seconda del contenuto di metallo nel minerale. Su questa base, scientificaricerca per identificare metodi di produzione più avanzati e alternativi.

Le moderne tecnologie consentono di ottimizzare le proprietà del renio ottenuto artificialmente. Questa soluzione permette di utilizzare una soluzione acquosa invece di una acida. Ciò consente di catturare una quantità significativamente maggiore di metallo puro durante la pulizia.

Applicazione

Prima considera le caratteristiche principali dell'elemento in questione, per il quale è particolarmente apprezzato:

• Refrattarietà.
• Esposizione minima alla corrosione.
• Nessuna deformazione se esposto a sostanze chimiche e acidi.

Poiché il prezzo di questo metallo è estremamente alto, viene utilizzato principalmente in rari casi. Il principale campo di applicazione di questo elemento è la produzione di leghe resistenti al calore con vari metalli, che vengono utilizzate nella costruzione di razzi e nell'industria aeronautica. Di norma, il renio viene utilizzato per la produzione di pezzi di ricambio per combattenti supersonici. Tali composti includono almeno il 6% di metallo.

Una tale fonte si è rapidamente trasformata nello strumento principale per la creazione di unità di propulsione a reazione. Allo stesso tempo, il materiale iniziò a essere considerato una riserva strategica militare. Le coppie termiche appositamente fornite consentono di misurare le temperature in ampi intervalli. L'elemento in questione consente di prolungare la vita utile della maggior parte dei metalli aggregati. Dal renio, il cui uso è stato discusso sopra, le molle sono realizzate anche per apparecchiature di precisione, metalli platino, spettrometri, manometri.

Sepiù precisamente, utilizza tungsteno rivestito di renio. Grazie alla sua resistenza all'attacco chimico, questo metallo è incluso nei rivestimenti protettivi contro gli ambienti acidi e alcalini.

Fatti interessanti

Rhenium è anche usato per creare contatti speciali. Hanno la proprietà di autopulirsi in caso di corto circuito. Sui metalli ordinari rimane ossido, che non consente il passaggio della corrente. La corrente passa anche attraverso leghe di renio, ma non lascia tracce dietro di sé. A questo proposito, i contatti realizzati con questo metallo hanno una lunga durata.

L'aspetto più importante dell'uso del renio era la possibilità di usarlo per creare catalizzatori che aiutano a produrre alcuni componenti della benzina. La possibilità di utilizzare un elemento chimico nell'industria dei prodotti petroliferi ha portato ad un aumento della sua domanda nel mercato corrispondente di diverse volte. Il mondo è seriamente interessato a questo materiale unico.

Azioni

Vale la pena notare che lo stock mondiale di renio è di almeno 13mila tonnellate solo in depositi di molibdeno e rame. Sono le principali fonti di questo componente nell'industria metallurgica. Più di 2/3 di tutto il renio sul pianeta si trova in tali configurazioni. Il restante terzo sono residui secondari. Se riduciamo tutti i calcoli delle riserve a un unico denominatore, dovrebbero essere sufficienti per almeno trecento anni. Nel calcolo degli scienziati, il riciclaggio non è stato preso in considerazione. Simileprogetti sono stati sviluppati per molto tempo, alcuni di loro hanno dimostrato il loro valore.

Costo

I prezzi dei prodotti nella maggior parte delle categorie sono formati dalla disponibilità e dalla domanda del prodotto. Un componente come il renio è uno dei metalli più costosi al mondo, quindi non tutti i produttori possono permetterselo, sebbene abbia proprietà uniche che consentono di compensare i costi del suo costoso utilizzo. Allo stesso tempo, il renio ha parametri che nessun altro metallo ha. Per la creazione di strutture spaziali e aeronautiche, le sue caratteristiche sono ideali. Non sorprende che il prezzo del renio sia alto, sebbene corrisponda a tutti gli indicatori caratteristici di questo materiale unico.

Già nel 2011, il costo medio del renio era di circa 4,5 dollari USA al grammo. Successivamente non si è osservata alcuna tendenza al ribasso dei prezzi. Spesso il costo finale dipende dal grado di purificazione del metallo. Il prezzo del materiale può raggiungere migliaia di dollari o più.

Cronologia delle scoperte

Questo elemento fu scoperto dai chimici tedeschi Ead e W alter Noddack nel 1925. Hanno condotto ricerche utilizzando l'analisi columbispettrale nel laboratorio del gruppo Siemens e Shake. Dopo questo evento, un rapporto corrispondente si è tenuto a una riunione di chimici tedeschi a Norimberga. Un anno dopo, un team di scienziati ha isolato i primi due milligrammi di renio dal molibdeno.

In una forma relativamente pura, l'elemento fu ottenuto solo nel 1928. Per ottenereun milligrammo della sostanza ha dovuto processare oltre 600 chilogrammi di molibdeno norvegese. La produzione industriale di questo metallo iniziò anche in Germania (1930). La capacità degli impianti di lavorazione permetteva di ottenere circa 120 kg di metallo all'anno. A quel tempo, questo soddisfaceva pienamente il bisogno di renio nell'intero mercato mondiale. In America, i primi 4,5 kg industriali di un metallo unico sono stati ottenuti nel 1943 dalla lavorazione del molibdeno concentrato. Fu questo elemento a diventare l'ultimo metallo scoperto con un isotopo stabile. Tutti gli altri analoghi scoperti in precedenza, anche artificialmente, non avevano tali proprietà.

Riserve naturali

Ad oggi, in base alle riserve naturali del metallo in questione, l'elenco dei depositi può essere disposto nel seguente ordine:

• Miniere cilene.
• Stati Uniti d'America.
• Isola di Iturup, dove si stimano depositi fino a 20 tonnellate all'anno (sotto forma di eruzioni di gas vulcanico).

Nella Federazione Russa, i depositi di tipo idrogeno a mezzo elemento sono valutati come siti che hanno il massimo potenziale di rame porfido e minerali di rame-molibdeno. In totale, secondo le previsioni degli esperti, i depositi di renio in Russia ammontano a 2900 tonnellate (76% della risorsa statale). La parte del leone di questi depositi si trova nel bacino carbonifero della regione di Mosca (82%). Il prossimo campo in termini di riserve è il bacino di Briketno-Zheltukhinsky nella regione di Ryazan.

Risultato

Il renio è un elemento chimico cheappartiene al gruppo dei metalli rari con caratteristiche uniche. Le sue proprietà, i luoghi di estrazione, gli ambiti sono descritti sopra.