რენიუმი: გამოყენება და თვისებები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-02 13:57

რენიუმი, რომლის გამოყენებაც ქვემოთ იქნება განხილული, არის ქიმიური პერიოდული ცხრილის ელემენტი 75 ატომური ინდექსის ქვეშ (Re). ნივთიერების სახელწოდება მოდის გერმანიის მდინარე რაინიდან. ამ ლითონის აღმოჩენის წელია 1925. მასალის პირველი მნიშვნელოვანი პარტია მიიღეს 1928 წელს. ეს ელემენტი ეკუთვნის სტაბილური იზოტოპის უკანასკნელ ანალოგს. თავისთავად, რენიუმი არის ლითონი თეთრი ელფერით, ხოლო მისი ფხვნილის მასა შავია. დნობის და დუღილის წერტილები მერყეობს +3186-დან +5596 გრადუს ცელსიუსამდე. მას აქვს პარამაგნიტური მახასიათებლები.

ფუნქციები

რენიუმის გამოყენება არც თუ ისე გავრცელებულია მისი განსაკუთრებული პარამეტრების და მაღალი ღირებულების გამო. +300 °C-ზე ლითონი იწყებს აქტიურად დაჟანგვას, რომლის პროცესი დამოკიდებულია ტემპერატურის შემდგომ მატებაზე. ეს ელემენტი უფრო სტაბილურია ვიდრე ვოლფრამი, პრაქტიკულად არ ურთიერთქმედებს წყალბადთან და აზოტთან, უზრუნველყოფს მხოლოდ ადსორბციას.

გაცხელებისას აღინიშნება რეაქცია ქლორთან, ბრომთან და ფტორთან. რენიუმი არ იხსნება მხოლოდ აზოტის მჟავაში და ვერცხლისწყალთან ურთიერთობისას წარმოიქმნება ამალგამი. რეაქცია წყლის პეროქსიდის შემადგენლობითწყალბადი იწვევს რენიუმის მჟავას წარმოქმნას. ეს ელემენტი ერთადერთია ცეცხლგამძლე ლითონებს შორის, რომელიც არ ქმნის კარბიდებს. რენიუმის გამოყენებას არ აქვს მონაწილეობა ბიოქიმიაში. მცირე ინფორმაციაა ხელმისაწვდომი მისი ყველა შესაძლო ეფექტის შესახებ. სანდო ფაქტებს შორის - ტოქსიკურობა და ტოქსიკურობა ცოცხალი ორგანიზმებისთვის.

წარმოება

რენიუმი უკიდურესად იშვიათი მეტალია. ბუნებაში ის ყველაზე ხშირად გვხვდება ვოლფრამთან და მოლიბდენთან ერთად. გარდა ამისა, მინარევები წარმოდგენილია ცხრილში მისი მეზობლების მინერალურ საბადოებში. რენიუმი ძირითადად მოიპოვება მოლიბდენის საბადოებიდან ასოცირებული მოპოვების გზით.

გარდა ამისა, აღნიშნული ელემენტი მოპოვებულია ძეზკაზგანიტისგან, ძალზე იშვიათი ბუნებრივი მინერალიდან, რომელსაც ასე ეწოდა საბადოს მახლობლად ყაზახური დასახლების მიხედვით. რენიუმი ასევე შეიძლება იზოლირებული იყოს პირიტის, ცირკონიუმის, კოლუმბიტისგან.

ლითონი გაფანტულია მთელ მსოფლიოში უმნიშვნელო კონცენტრაციით. ცნობილ სამთო ადგილებს შორის, სადაც ის მნიშვნელოვანი რაოდენობითაა ნაპოვნი, არის კურილის კუნძული იტურუპი რუსეთში. საბადო აღმოაჩინეს 1992 წელს. აქ ლითონი წარმოდგენილია მოლიბდენის მსგავსი სტრუქტურის სახით (ReS_2).

მოპოვება ხორციელდება პატარა პლატფორმაზე, რომელიც მდებარეობს მიძინებული ვულკანის თავზე. იქ აქტიურია თერმული წყაროები, რაც მიუთითებს საბადოს გაფართოებაზე, რომელიც, წინასწარი შეფასებით, წელიწადში დაახლოებით 37 ტონა ლითონს გამოყოფს..

სიდიდით მეორე საბადო ითვლება რენიუმის შესაფერის საბადოდსამრეწველო ელემენტების მოპოვება. იგი მდებარეობს ფინეთში და ჰქვია ჰიტურა. იქ ლითონის მოპოვება ხდება სხვა მინერალიდან - ტარკიანიტიდან.

მიიღე

რენიუმი მიიღება პირველადი ნედლეულის გადამუშავებით, რომელსაც თავდაპირველად აქვს ამ მასალის დაბალი პროცენტი. ყველაზე ხშირად, ელემენტი მოპოვებულია სპილენძისა და მოლიბდენის სულფიდებისგან. რენიუმის შენადნობები ექვემდებარება პირომეტალურგიულ დამუშავებას, რომელიც გამოიყენება დნობის, გარდაქმნის და გამოწვის მადნებთან მუშაობისას.

დნობის გადაჭარბებული ტემპერატურა შესაძლებელს ხდის უფრო მაღალი ოქსიდის Re-207-ის მიღებას, რომელიც ინარჩუნებს სპეციალური დამჭერი მოწყობილობებით. ხდება ისე, რომ ელემენტის ნაწილი ჭვარტლში დნება გასროლის შემდეგ. ამ ნივთიერებისგან სუფთა მასალის მიღება წყალბადის დახმარებით შეიძლება. შემდეგ მიღებულ ფხვნილ ნივთიერებას დნება პირდაპირ რენიუმის ინგოტებში. მადნის გამოყენებას მოცემული ელემენტის მოპოვებისთვის თან ახლავს ნალექის გამოჩენა მქრქალი. ამ შემადგენლობის შემდგომი გარდაქმნა იძლევა რენიუმის იზოლაციას გარკვეული გაზების ზემოქმედებით.

ტექნოლოგიური მომენტები

წარმოებისას შესაძლებელია სასურველი კონცენტრაციის მიღწევა რენიუმის თვისებების და გოგირდმჟავას გამოყენების გამო. სპეციალური გამწმენდი მეთოდების გავლის შემდეგ შესაძლებელია მადნიდან სუფთა ელემენტის გამოყოფა.

ეს მეთოდი არ არის ძალიან პროდუქტიული, სუფთა პროდუქტის მოსავლიანობა არაუმეტეს 65%. ეს მაჩვენებელი განსხვავდება მადნის ლითონის შემცველობის მიხედვით. ამის საფუძველზე მეცნიერულიკვლევა წარმოების უფრო მოწინავე და ალტერნატიული მეთოდების გამოსავლენად.

თანამედროვე ტექნოლოგიები შესაძლებელს ხდის ხელოვნურად მიღებული რენიუმის თვისებების ოპტიმიზაციას. ეს ხსნარი საშუალებას იძლევა გამოიყენოს წყალხსნარი მჟავის ნაცვლად. ეს შესაძლებელს ხდის დასუფთავების დროს გაცილებით მეტი სუფთა ლითონის დაჭერას.

აპლიკაცია

პირველ რიგში, განიხილეთ მოცემული ელემენტის ძირითადი მახასიათებლები, რისთვისაც იგი განსაკუთრებით დაფასებულია:

• ცეცხლგამძლეობა.
• კოროზიის მინიმალური ზემოქმედება.
• არავითარი დეფორმაცია ქიმიკატების და მჟავების ზემოქმედებისას.

რადგან ამ ლითონის ფასი ძალიან მაღალია, მას ძირითადად იშვიათ შემთხვევებში იყენებენ. ამ ელემენტის გამოყენების ძირითადი სფეროა სითბოს მდგრადი შენადნობების წარმოება სხვადასხვა ლითონებით, რომლებიც გამოიყენება რაკეტების მშენებლობაში და საავიაციო ინდუსტრიაში. როგორც წესი, რენიუმი გამოიყენება ზებგერითი მებრძოლების სათადარიგო ნაწილების წარმოებისთვის. ასეთი ნაერთები შეიცავს მინიმუმ 6% მეტალს.

ასეთი წყარო სწრაფად გადაიქცა რეაქტიული ელექტროსადგურების შექმნის მთავარ ინსტრუმენტად. ამავე დროს, მასალა დაიწყო სამხედრო-სტრატეგიულ რეზერვში. სპეციალურად უზრუნველყოფილი თერმული წყვილები საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ ტემპერატურა უზარმაზარ დიაპაზონში. მოცემული ელემენტი შესაძლებელს ხდის აგრეგირებული მეტალების უმეტესობის მომსახურების ვადის გახანგრძლივებას. რენიუმისგან, რომლის გამოყენებაც ზემოთ იყო განხილული, ასევე მზადდება ზამბარები ზუსტი აღჭურვილობისთვის, პლატინის ლითონებისთვის, სპექტრომეტრებისთვის, წნევის ლიანდაგებისთვის.

თუუფრო ზუსტად, ის იყენებს რენიუმით დაფარულ ვოლფრამს. ქიმიური შეტევისადმი მდგრადობის გამო, ეს ლითონი შედის დამცავ საფარებში მჟავე და ტუტე გარემოსგან.

საინტერესო ფაქტები

რენიუმი ასევე გამოიყენება სპეციალური კონტაქტების დასამყარებლად. მათ აქვთ თვითწმენდის თვისება მოკლე ჩართვის შემთხვევაში. ჩვეულებრივ ლითონებზე რჩება ოქსიდი, რომელიც არ იძლევა დენის გავლის საშუალებას. დენი ასევე გადის რენიუმის შენადნობებში, მაგრამ თავის უკან არანაირ კვალს არ ტოვებს. ამასთან დაკავშირებით, ამ ლითონისგან დამზადებულ კონტაქტებს აქვს ხანგრძლივი მომსახურების ვადა.

რენიუმის გამოყენების ყველაზე მნიშვნელოვანი ასპექტი იყო მისი გამოყენების შესაძლებლობა კატალიზატორების შესაქმნელად, რომლებიც ხელს უწყობენ ბენზინის საწვავის გარკვეული კომპონენტების წარმოებას. ნავთობპროდუქტების ინდუსტრიაში ქიმიური ელემენტის გამოყენების შესაძლებლობამ განაპირობა მისი მოთხოვნა შესაბამის ბაზარზე რამდენჯერმე გაიზარდა. მსოფლიო სერიოზულად არის დაინტერესებული ამ უნიკალური მასალით.

აქციები

აღსანიშნავია, რომ რენიუმის მსოფლიო მარაგი სულ მცირე 13 ათასი ტონაა მხოლოდ მოლიბდენისა და სპილენძის საბადოებში. ისინი წარმოადგენენ ამ კომპონენტის ძირითად წყაროებს მეტალურგიულ ინდუსტრიაში. პლანეტაზე არსებული რენიუმის 2/3-ზე მეტი გვხვდება ასეთ კონფიგურაციებში. დარჩენილი მესამე არის მეორადი ნარჩენები. თუ რეზერვების ყველა გამოთვლას ერთ მნიშვნელზე შევამცირებთ, ისინი საკმარისი უნდა იყოს მინიმუმ სამასი წლის განმავლობაში. მეცნიერთა გაანგარიშებისას გადამუშავება არ იყო გათვალისწინებული. Მსგავსიპროექტები დიდი ხანია შემუშავებული იყო, ზოგიერთმა მათგანმა დაამტკიცა თავისი ღირებულება.

ღირებულება

პროდუქტის ფასები უმეტეს კატეგორიებში ყალიბდება პროდუქტის ხელმისაწვდომობითა და მოთხოვნით. ისეთი კომპონენტი, როგორიც არის რენიუმი, მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე ძვირადღირებული ლითონია, ამიტომ ყველა მწარმოებელს არ შეუძლია ამის საშუალება, თუმცა მას აქვს უნიკალური თვისებები, რაც შესაძლებელს ხდის მისი ძვირადღირებული გამოყენების ხარჯების კომპენსირებას. ამავდროულად, რენიუმს აქვს ისეთი პარამეტრები, რომლებიც არცერთ სხვა მეტალს არ გააჩნია. კოსმოსური და საავიაციო სტრუქტურების შესაქმნელად, მისი მახასიათებლები იდეალურია. გასაკვირი არ არის, რომ რენიუმის ფასი მაღალია, თუმცა ის შეესაბამება ამ უნიკალური მასალისთვის დამახასიათებელ ყველა ინდიკატორს.

უკვე 2011 წელს, რენიუმის საშუალო ღირებულება იყო დაახლოებით 4,5 აშშ დოლარი გრამზე. შემდგომში ფასების კლების ტენდენცია არ დაფიქსირებულა. ხშირად საბოლოო ღირებულება დამოკიდებულია ლითონის გაწმენდის ხარისხზე. მასალის ფასი შეიძლება მიაღწიოს ათასობით დოლარს ან მეტს.

აღმოჩენის ისტორია

ეს ელემენტი აღმოაჩინეს გერმანელმა ქიმიკოსებმა ედ და ვალტერ ნოდაკებმა 1925 წელს. მათ ჩაატარეს კვლევა კოლუმბისპექტრული ანალიზის გამოყენებით Siemens და Shake ჯგუფის ლაბორატორიაში. ამ მოვლენის შემდეგ შესაბამისი მოხსენება გაიმართა ნიურნბერგში გერმანელი ქიმიკოსების შეხვედრაზე. ერთი წლის შემდეგ, მეცნიერთა ჯგუფმა გამოყო მოლიბდენის პირველი ორი მილიგრამი რენიუმი.

შედარებით სუფთა სახით, ელემენტი მიიღეს მხოლოდ 1928 წელს. მისაღებადნივთიერების ერთ მილიგრამს 600 კილოგრამზე მეტი ნორვეგიული მოლიბდენის გადამუშავება მოუწია. ამ ლითონის სამრეწველო წარმოება დაიწყო გერმანიაშიც (1930 წ.). გადამამუშავებელი ქარხნების სიმძლავრემ შესაძლებელი გახადა ყოველწლიურად დაახლოებით 120 კგ ლითონის მიღება. იმ დროს ეს სრულად აკმაყოფილებდა რენიუმის საჭიროებას მთელ მსოფლიო ბაზარზე. ამერიკაში პირველი სამრეწველო 4,5 კგ უნიკალური ლითონი მიიღეს 1943 წელს კონცენტრირებული მოლიბდენის დამუშავებით. სწორედ ეს ელემენტი გახდა ბოლო აღმოჩენილი ლითონი სტაბილური იზოტოპით. ადრე აღმოჩენილ ყველა სხვა ანალოგს, მათ შორის ხელოვნურადაც, არ გააჩნდა ასეთი თვისებები.

ბუნებრივი ნაკრძალები

დღემდე, მოცემული ლითონის ბუნებრივი მარაგების მიხედვით, საბადოების სია შეიძლება დალაგდეს შემდეგი თანმიმდევრობით:

• ჩილეს მაღაროები.
• ამერიკის შეერთებული შტატები.
• იტურუპის კუნძული, სადაც საბადოები შეფასებულია 20 ტონამდე წელიწადში (ვულკანური აირის ამოფრქვევის სახით).

რუსეთის ფედერაციაში ნახევრად ელემენტის წყალბადის ტიპის საბადოები შეფასებულია, როგორც უბნები, რომლებსაც აქვთ პორფირის სპილენძისა და სპილენძ-მოლიბდენის საბადოების მაქსიმალური პოტენციალი. მთლიანობაში, ექსპერტების პროგნოზით, რუსეთში რენიუმის საბადოები შეადგენს 2900 ტონას (სახელმწიფოს რესურსის 76%). ამ საბადოების ლომის წილი მოსკოვის რეგიონის ქვანახშირის აუზშია (82%). რეზერვების მიხედვით შემდეგი ველი არის ბრიკეტნო-ჟელტუხინსკის აუზი რიაზანის რეგიონში..

შედეგი

რენიუმი არის ქიმიური ელემენტი, რომელიცმიეკუთვნება უნიკალური მახასიათებლების მქონე იშვიათი ლითონების ჯგუფს. მისი თვისებები, მოპოვების ადგილები, ფარგლები ზემოთ აღწერილია.