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CAS号:7440-15-5
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英文名称:Rhenium
分子式
分子量
EINECS号
MDL
Smiles
InChIKey
乙二醇化学百科
基本信息
物化性质
安全信息
生产及用途
它是地球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。铼是钼和铜提炼过程的副产品。其化学性质与锰和锝相似,在化合物中的氧化态最低可达??3,最高可达+7。 元素符号Re,原子序数75,原子量186.31,在元素周期表中属ⅦA族,呈灰白色,是一种难熔金属材料,也是一种典型的稀散金属,在自然界中不形成自己独立的矿物,而以硫化物形式作为杂质成分分布于辉钼矿、辉铜矿等矿物中,在地壳中的含量约为10-7%。 ![]() 图2为铼的主要物理性质。 粉状铼在室温空气中稳定,加热易燃烧,在高于873K温度时会激烈氧化成Re2O7。块状铼在室温下也稳定,热至1273K温度时氧化生成挥发性的Re2O7。铼与氢、氮、碳不反应,但铼粉能吸收氢气。铼与硫蒸气反应生成ReS2,其反应速度随温度升高而加速。在无氧气氛中,加热的铼能与氟、氯、溴反应生成相应的卤化物ReF6、ReF7、ReCl3、ReCl5和ReBr3。 铼可形成含有金属-金属键的多核配合物。如双核金属簇化合物[Cl4-Re-Re-Cl4]2-和三核金属簇化合物 [Re3Cl9]3-。与提取冶金有关的铼的有机化合物列于表3。 ![]() 图3为主要的无机铼化合物。 1、铼的化合物(主要是铼酸铵和铼酸钾)主要用于石油和化学工业代铂催化剂,降低生产过程的工作压力和温度,改善过程参量,延长催化剂寿命(提高2~3倍)。铼用于钨、钼合金或其他合金添加剂。如钨铼合金以棒、板、管、片和丝状用作航空航天技术中的高温结构材料,电子管、显像管和灯泡热丝,电接触材料,高温热电偶材料等;钼铼合金,由于其性能超过纯钼和其他钼合金,可用作聚变堆的结构材料。 从含铼矿石中回收铼的回收率较低。在现有矿山中铼回收到钼精矿的回收率为20%~50%,而用一般冶金方法处理含铼钼精矿,回收成最终铼产品,冶金回收率平均60%左右。世界铼的可获量主要集中在美洲,其次是前苏联。中国的铼储量也较丰富,约占世界储量的1/10,主要分布在江西、陕西、湖南。独立的铼矿尚未发现,现用的铼主要采自以钼铜为主体的有色金属矿床所伴生的铼矿。其重要的伴生矿床类型有岩浆硫化铜镍型、矽卡岩型、高温热液石英脉型、斑岩型、层状型、脉状型、含铜砂岩型等。铼在自然界以ReS2和ReCuS4的形式存在,多寄生于辉钼矿和铜钼精矿,最高含量可达0.07%。在焙烧钼矿的同时回收铼可以降低钼铁的成本。多层焙烧炉中有30—60%的铼转入气相,在沸腾炉中铼的升华率可达 90%。焙烧过程中铼氧化成挥发的且可溶于水的Re2O7,经水吸收后用离子交 换法或萃取工艺制取铼酸铵或铼酸钾。由纯铼化合物生产金属铼粉末的冶金过程。生产铼粉常用的铼化合物有高铼酸铵、高铼酸钾、七氧化二铼和五氯化铼。生产方法有氢还原法、电解法和卤化物热离解法。工业上常用的是氢还原法中用氢气还原高铼酸铵的方法。 氢还原法 将高铼酸铵或高铼酸钾置于管状还原炉中通氢还原。还原按下列反应进行:KReO4+3/2H2=Re+KOH+3H2O 或 NH4RO4+3/2H2=Re+NH3+4H2O。 还原通常分两次进行。高铼酸铵第一次还原温度为573~623K,第二次还原温度为1073~1223K。高铼酸钾第一次还原温度为773~823K,第二次还原温度为1173~1273K。铼粉的纯度取决于原料的纯度,当高铼酸铵纯度达99.99%以上时,所得铼粉纯度可达99.99%,粒度可小于2.5μm。用高铼酸钾制取的铼粉含大量钾,即用水、稀盐酸洗涤后仍含有千分之几的钾,纯度仅达99%,这种铼粉不宜用作深度加工的原料。故用氢气还原高铼酸钾原料的方法已被淘汰。用氢气还原七氧化二铼原料也可获纯铼粉,但成本较高。 电解法 用水溶液电解法从高铼酸铵或高铼酸钾水溶液制取金属铼粉的过程。电解是在以铂片作阳极、钽片作阴极的电解槽中进行的。电解液一些成分的质量浓度(g/L)为:高铼酸铵100,硫酸铵60,硫酸100;或高铼酸钾50,硫酸铵40,硫酸75,采用1A/cm2的电流密度,343K的电解温度,使电解液保持循环和浓度保持稳定,定期从阴极钽片上剥取铼粉。制得的铼粉用酒精洗涤并干燥后,于1073K温度的氢气中处理。产品铼粉的粒度较粗,大多大于4μm,不适宜用作粉末冶金法生产致密铼的原料。采用旋转阴极(见悬浮电解)的电解法可得到较细铼粉。电解法一般用于金属表面镀铼。 卤化物热离解法 铼卤化物热离解(见碘化物热离解法) 可得到金属铼。以惰性气体为载体将沸点603K的ReCl5带入耐热玻璃室中,ReCl5在耐热玻璃室中遇到于真空下加热到1473~1573K的钨或钼丝即发生热离解反应,金属铼即沉积在钨或钼丝上。反应的气体产物可返回使用。此法主要用于在钨钼制品上镀铼。 用途 用作光谱纯试剂
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