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“铼”之不易——铼的开发

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“铼”之不易——铼的开发

发布日期:2018-10-29 作者: 点击:

        “铼”之不易——铼的开发

        原来,铼是一个非常稀少而且分散分布的元素,在地壳中的含量仅十亿分之一,比所有的稀土元素含量都要少。目前,全球已探明储量也只有约2500吨。相比之下,钛资源的全球探明储量大约是20亿吨。因此,科学家虽然知道它的存在,却费了53年的力气,才终于找到了铼这个“稀客”,填补了在元素周期表里,这个原子量186的锰族元素空白。可是,兵器迷又要抬杠了——其实,铼并不是像人们说的那么少。科普的东西本来枯燥,事情又比较复杂,下面的阐述将更加专业晦涩,因此稍微控制下节奏,见谅见谅。

铼之所以很少见,主要是因为,铼的化学性质特殊

      化学手册上讲:铼,铼通常与其他金属伴生,特别是在铁一镍金属构成中高度富集。但铼是相容至中等程度的不相容元素,在热液的矿物结晶过程中,趋向于在液相特别是热液中富集,但因受其离子半径、电荷和化合键所限,固——液相分配系数近于零,因此很难进入造岩矿物晶体结构中,难以形成独立矿物相。在铁一镍金属构成中,铼相对含量是比较多的。而地球的地核就是这样的结构。因此地球上的铼主要在地核中。但铼的化学性质,导致它很难形成大规模的矿物。因此在地幔和地壳运动形成的矿石中,铼极其贫化(就是非常少的意思,唉,稍不留神,说话又拽了)。而人类目前的主要地质勘探和矿物开采活动,都是在地壳中进行的,因此也就很少发现铼了。一句话:地核中的铼多,地壳中的铼少。少兵器迷说铼只是少见,并非少有,就是这个意思。由于上述原因,迄今只发现及少量的辉铼矿(ReS2)和铜铼硫化矿(CuReS4)两种独立的铼矿物,而且储量些微。铼绝大多数只以稀少分散状态伴生在钼、铜、铅、锌、铂、铌等其他金属矿物之中,而且矿床的规模一般也不大,独立开采的费用极高造成经济价值极低,因此鲜有独立开采的铼矿。

  怎么办呢?

      工业化的铼生产,一般只在开采主金属矿物时,以副产品的形式捎带着对铼加以分离回收。这其中最主要的方式,就是对辉钼矿的综合开发。辉钼精矿中铼的含量一般在十万分之一到十万分之三之间,从斑岩铜矿选出的钼精矿含铼可达千分之一点六——别觉得少,这已经是经济价值最高的伴生铼矿了。在生产钼的过程中,小心的收集冶炼钼的烟道份尘和废液,并选电极电位高、氧化性强的H2O2作氧化剂,将铼的低价氧化物氧化成Re2O7,而且还能把铼的硫化物氧化成HReO4。这两种铼的化合物均易溶于水。从中获得少量Re2O7,然后加入KCl,最后用氢还原法或水溶液电解法制得铼粉,并用粉末冶金方法加工成材。又如,采用氧压氧化法回收钼精矿中铼。即在衬钛的高压釜中加少量硝酸钠(钾)氧化剂,充氧氧化,并于3.0~3.5 MPa、220~230℃环境中,将钼转化为MoO3, 将铼成为Re2O7。将氧化产物过滤,氨浸滤饼,沉硅后的含铼溶液经萃取和氨水反萃,蒸发结晶,获取纯度达99.9%的高铼酸铵。

       铼的储量稀少,开采不易,因此产量极低。1978年和1979年世界铼的总产量分别只有7.21吨和7.26吨。目前的全球年产量也只有大约50吨左右(相比之下,2012年,世界海绵钛产量达到20万吨)。智利和美国是铼的主要生产国,占了产量的70%左右

     

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