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稀贵金属—“铼”

更新时间:2022年03月09日09:00:04 点击次数:509 关闭
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(Ruthenium),是第六周期VII B族过渡金属,元素符号Re,它是地壳中最稀有的元素之一,平均含量估值为十亿分之一,同时也是熔点和沸点最高的元素之一。金属铼坚硬、耐磨、耐腐蚀,在空气中稳定,在高温下与硫蒸气合成二硫化铼,与氟、氯、溴形成卤化物。铼不溶于盐酸,但溶于热的浓硫酸。

1 铼金属

1871年,俄国化学家德米特里门捷列夫在发布元素周期表时就曾预测,在自然界中存在一个尚未发现原子量为190元素。1914年,英国物理学家亨利莫塞莱推算了有关该元素的一些数据。1925年,德国化学家沃尔特诺达克(Walter Noddack)、伊达诺达克(Ida Noddack)、奥托伯格(Otto Berg)用X射线在铂矿和铁矿中探测到了这种元素,并根据莱茵河的名字Rhein将该元素命名为Rhenium

 

 

 

1.物理性质

元素符号

Re

所属周期

6

所属族数

VIIB

密度

21.04g/cm³

熔点

3186

沸点

5596

相对原子质量

186.207

原子序数

75

原子半径

1.97 Â

电子层排布

2-8-18-32-13-2

外围电子层排布

4f14 5d5 6s2

地壳中含量

0.0004ppm

2.化学性质

晶体结构

六方晶胞

晶胞参数

a =276.1pm

b=276.1pm

c=445.6pm

α=90

β=90

γ=120

常见化合价

+7,+6,+4,+3

电离能

第一电离能 760 kJ/mol

第二电离能 1260 kJ/mol

第三电离能 2510 kJ/mol

第四电离能 3640kJ/mol

氧化态

 

MainRe+7

OtherRe-1, Re0, Re+1, Re+2, Re+3, Re+5, Re+6, Re+4

 

3. 应用领域

铼主要应用于航空航天、电子工业和石油化工等领域,具体应用如下:

1)航天、航空、重型船舶、火电、兵器等重工装备领域,高温高压作业环境中的发动机、燃烧室、燃气轮机用材。

2)其它类似高温高压工况用抗蠕变、耐烧蚀、高耐磨、高强度类合金材料。

3)航天电推进系统特种电极、电子管,空间小型核反应堆驱动装置极限用材。

4)铼-铂合金是催化重整过程中的一种催化剂。

4. 铼资源及二次循环利用

铼的资源含量稀少且分散,仅高于镤和镭等元素。目前自然界没有发现可供工业开采的铼矿石,但由于铼钼2种元素具有相似的晶格常数,因而多以类质同象进入辉钼矿和铜钼矿中。根据美国地质调查局( U.S.Geological SurveyUSGS) 统计,世界铼储量约为2500 t,其中智利的铼资源最为丰富,储量约为1300 t,占世界铼储量的53%,其次是美国和俄罗斯。我国的铼资源储量较少,探明的储量为237t,但品味低,几乎全部伴生于钼矿中。铼的最大用途是用于制造航空发动机涡轮叶片,其次是应用于石油化工行业的铂-铼重整催化剂。

随着航空航天、石油化工领域的飞速发展,预计20152030年全球铼需求量约2800t,平均每年需求量约150t。目前中国铼消费量约占全球消费量的1/7,预计2030年,中国铼需求量约40t,占全球比例将接近1/5。以国内铼储量237t计算,按照预测的消费趋势,国内铼资源仅能保障到2025年前后,资源保障程度较低。含铼二次资源回收利用是弥补一次资源严重不足的重要途径。全世界有80%的铼来自开采的铼矿物,有20%的铼来自二次资源回收利用,而且回收再利用的铼占铼消耗量的比例也在逐年增加。

5. 相关主要产品

1高铼酸铵

高铼酸铵是化学物质,分子式是NH4ReO4,分子量268.24CAS13598-65-7。为白色片状结晶,微溶于冷水,溶于热水。用于石油化工行业制造铂铼双金属重整催化剂、制造纯铼金属粉末或制品,含铼合金铼元素添加,以及用作其它含铼化合物或复合材料的原材料。

2铼粉

铼粉在常温的空气中稳定,在空气中保存时会吸湿,铼与氟和氯在加热下反应。在冷的和热的盐酸和氢氟酸中,铼不受腐蚀,在硝酸、热浓硫酸和过氧化氢中能被溶解。用途:铼元素标样,各类铼部件的基料以及各类高温合金的铼元素添加剂。

3)高纯铼粒

高纯铼金属经高温高压加工后具有一定形状的小柱状颗粒,外观呈银色。作为合金元素添加使用的铼粒,其化学成分的纯度和致密状态是衡量其品质的主要参考指标。用途:中致密度铼锭可用作超高温合金中的铼元素添加剂,高致密锭可用作制造棒材、丝材或高温结构件。

2铼粉铼粒实物照片

 

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