铼(Ruthenium),是(shì)第(dì)六(liù)周期(qī)VII B族过(guò)渡金(jīn)屬,元素符号(hào)Re,它(tā)是(shì)地(dì)殼(ké)中(zhōng)最(zuì)稀有(yǒu)的(de)元素之(zhī)一(yī),平均含量(liàng)估值为(wèi)十(shí)亿(yì)分(fēn)之(zhī)一(yī),同(tóng)时(shí)也是(shì)熔點(diǎn)和(hé)沸點(diǎn)最(zuì)高的(de)元素之(zhī)一(yī)。金(jīn)屬铼堅硬(yìng)、耐磨、耐腐蝕,在(zài)空(kōng)气(qì)中(zhōng)穩定(dìng),在(zài)高温(wēn)下(xià)與(yǔ)硫蒸气(qì)合成(chéng)二(èr)硫化(huà)铼,與(yǔ)氟、氯、溴形成(chéng)鹵化(huà)物。铼不(bù)溶于(yú)盐(yán)酸(suān),但溶于(yú)热(rè)的(de)濃硫酸(suān)。
图(tú)1 铼金(jīn)屬
1871年(nián),俄國(guó)化(huà)學(xué)家德米(mǐ)特(tè)里(lǐ)•門(mén)捷列夫在(zài)發(fà)布(bù)元素周期(qī)表(biǎo)时(shí)就(jiù)曾預測,在(zài)自(zì)然界中(zhōng)存在(zài)一(yī)个(gè)尚未發(fà)現(xiàn)原子量(liàng)为(wèi)190的(de)“類(lèi)锰”元素。1914年(nián),英國(guó)物理(lǐ)學(xué)家亨利•莫塞莱推算了(le)有(yǒu)關(guān)該元素的(de)一(yī)些(xiē)數據(jù)。1925年(nián),德國(guó)化(huà)學(xué)家沃爾特(tè)•诺达(dá)克(kè)(Walter Noddack)、伊达(dá)•诺达(dá)克(kè)(Ida Noddack)、奥托•伯格(Otto Berg)用(yòng)X射線(xiàn)在(zài)鉑礦和(hé)铌铁(tiě)礦中(zhōng)探測到(dào)了(le)这種(zhǒng)元素,並(bìng)根(gēn)據(jù)莱茵河(hé)的(de)名(míng)字(zì)Rhein将該元素命名(míng)为(wèi)Rhenium。
1.物理(lǐ)性(xìng)質(zhì)
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Re |
所(suǒ)屬周期(qī) |
6 |
所(suǒ)屬族數 |
VIIB |
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密度 |
21.04g/cm³ |
熔點(diǎn) |
3186℃ |
沸點(diǎn) |
5596℃ |
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186.207 |
75 |
1.97 Â |
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2-8-18-32-13-2 |
外(wài)圍電(diàn)子层(céng)排布(bù) |
4f14 5d5 6s2 |
地(dì)殼(ké)中(zhōng)含量(liàng) |
0.0004ppm |
2.化(huà)學(xué)性(xìng)質(zhì)
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六(liù)方(fāng)晶胞 |
a =276.1pm b=276.1pm c=445.6pm α=90。 β=90。 γ=120。 |
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常見(jiàn)化(huà)合价 |
+7,+6,+4,+3 |
第(dì)一(yī)電(diàn)離能(néng) 760 kJ/mol 第(dì)二(èr)電(diàn)離能(néng) 1260 kJ/mol 第(dì)三(sān)電(diàn)離能(néng) 2510 kJ/mol 第(dì)四(sì)電(diàn)離能(néng) 3640kJ/mol |
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Main:Re+7; Other:Re-1, Re0, Re+1, Re+2, Re+3, Re+5, Re+6, Re+4 |
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3. 應(yìng)用(yòng)領域
铼主(zhǔ)要應(yìng)用(yòng)于(yú)航空(kōng)航天、電(diàn)子工业和(hé)石(dàn)油(yóu)化(huà)工等領域,具體(tǐ)應(yìng)用(yòng)如(rú)下(xià):
(1)航天、航空(kōng)、重型船舶、火(huǒ)電(diàn)、兵器等重工裝(zhuāng)备領域,高温(wēn)高壓作(zuò)业环(huán)境中(zhōng)的(de)發(fà)動(dòng)機(jī)、燃燒室(shì)、燃气(qì)輪機(jī)用(yòng)材。
(2)其(qí)它(tā)類(lèi)似高温(wēn)高壓工況用(yòng)抗蠕變(biàn)、耐燒蝕、高耐磨、高強(qiáng)度類(lèi)合金(jīn)材料。
(3)航天電(diàn)推進(jìn)系(xì)統特(tè)種(zhǒng)電(diàn)极(jí)、電(diàn)子管(guǎn),空(kōng)間(jiān)小型核反(fǎn)應(yìng)堆(duī)驅動(dòng)裝(zhuāng)置极(jí)限用(yòng)材。
(4)铼-鉑合金(jīn)是(shì)催化(huà)重整过(guò)程中(zhōng)的(de)一(yī)種(zhǒng)催化(huà)劑。
4. 铼資源及(jí)二(èr)次(cì)循环(huán)利用(yòng)
铼的(de)資源含量(liàng)稀少(shǎo)且(qiě)分(fēn)散(sàn),僅高于(yú)镤和(hé)镭等元素。目前(qián)自(zì)然界沒(méi)有(yǒu)發(fà)現(xiàn)可(kě)供工业開(kāi)采的(de)铼礦石(dàn),但由(yóu)于(yú)铼钼2種(zhǒng)元素具有(yǒu)相似的(de)晶格常數,因(yīn)而(ér)多(duō)以(yǐ)類(lèi)質(zhì)同(tóng)象進(jìn)入(rù)輝钼礦和(hé)铜钼礦中(zhōng)。根(gēn)據(jù)美(měi)國(guó)地(dì)質(zhì)调查局(jú)( U.S.Geological Survey,USGS) 統计,世界铼儲量(liàng)約为(wèi)2500 t,其(qí)中(zhōng)智利的(de)铼資源最(zuì)为(wèi)豐富,儲量(liàng)約为(wèi)1300 t,占世界铼儲量(liàng)的(de)53%,其(qí)次(cì)是(shì)美(měi)國(guó)和(hé)俄羅斯。我(wǒ)國(guó)的(de)铼資源儲量(liàng)較少(shǎo),探明(míng)的(de)儲量(liàng)为(wèi)237t,但品味低(dī),幾(jǐ)乎全部(bù)伴生(shēng)于(yú)钼礦中(zhōng)。铼的(de)最(zuì)大(dà)用(yòng)途是(shì)用(yòng)于(yú)制造航空(kōng)發(fà)動(dòng)機(jī)渦輪葉(yè)片(piàn),其(qí)次(cì)是(shì)應(yìng)用(yòng)于(yú)石(dàn)油(yóu)化(huà)工行业的(de)鉑-铼重整催化(huà)劑。
随着航空(kōng)航天、石(dàn)油(yóu)化(huà)工領域的(de)飛速發(fà)展(zhǎn),預计2015~2030年(nián)全球铼需求量(liàng)約2800t,平均每年(nián)需求量(liàng)約150t。目前(qián)中(zhōng)國(guó)铼消費量(liàng)約占全球消費量(liàng)的(de)1/7,預计2030年(nián),中(zhōng)國(guó)铼需求量(liàng)約40t,占全球比例将接近1/5。以(yǐ)國(guó)內(nèi)铼儲量(liàng)237t计算,按照預測的(de)消費趨势,國(guó)內(nèi)铼資源僅能(néng)保障到(dào)2025年(nián)前(qián)後(hòu),資源保障程度較低(dī)。含铼二(èr)次(cì)資源回(huí)收(shōu)利用(yòng)是(shì)彌補一(yī)次(cì)資源嚴重不(bù)足的(de)重要途徑。全世界有(yǒu)80%的(de)铼来(lái)自(zì)開(kāi)采的(de)铼礦物,有(yǒu)20%的(de)铼来(lái)自(zì)二(èr)次(cì)資源回(huí)收(shōu)利用(yòng),而(ér)且(qiě)回(huí)收(shōu)再利用(yòng)的(de)铼占铼消耗量(liàng)的(de)比例也在(zài)逐年(nián)增加。
5. 相關(guān)主(zhǔ)要产品
(1)高铼酸(suān)铵
高铼酸(suān)铵是(shì)化(huà)學(xué)物質(zhì),分(fēn)子式是(shì)NH4ReO4,分(fēn)子量(liàng)268.24,CAS号(hào)13598-65-7。为(wèi)白(bái)色(sè)片(piàn)狀結晶,微溶于(yú)冷(lěng)水(shuǐ),溶于(yú)热(rè)水(shuǐ)。用(yòng)于(yú)石(dàn)油(yóu)化(huà)工行业制造鉑铼双(shuāng)金(jīn)屬重整催化(huà)劑、制造純铼金(jīn)屬粉末(mò)或制品,含铼合金(jīn)铼元素添加,以(yǐ)及(jí)用(yòng)作(zuò)其(qí)它(tā)含铼化(huà)合物或複合材料的(de)原材料。
(2)铼粉
铼粉在(zài)常温(wēn)的(de)空(kōng)气(qì)中(zhōng)穩定(dìng),在(zài)空(kōng)气(qì)中(zhōng)保存时(shí)会(huì)吸湿(shī),铼與(yǔ)氟和(hé)氯在(zài)加热(rè)下(xià)反(fǎn)應(yìng)。在(zài)冷(lěng)的(de)和(hé)热(rè)的(de)盐(yán)酸(suān)和(hé)氫氟酸(suān)中(zhōng),铼不(bù)受腐蝕,在(zài)硝酸(suān)、热(rè)濃硫酸(suān)和(hé)过(guò)氧化(huà)氫中(zhōng)能(néng)被溶解(jiě)。用(yòng)途:铼元素标(biāo)样,各(gè)類(lèi)铼部(bù)件(jiàn)的(de)基料以(yǐ)及(jí)各(gè)類(lèi)高温(wēn)合金(jīn)的(de)铼元素添加劑。
(3)高純铼粒(lì)
高純铼金(jīn)屬經(jīng)高温(wēn)高壓加工後(hòu)具有(yǒu)一(yī)定(dìng)形狀的(de)小柱(zhù)狀颗(kē)粒(lì),外(wài)觀呈银(yín)色(sè)。作(zuò)为(wèi)合金(jīn)元素添加使用(yòng)的(de)铼粒(lì),其(qí)化(huà)學(xué)成(chéng)分(fēn)的(de)純度和(hé)致(zhì)密狀态是(shì)衡量(liàng)其(qí)品質(zhì)的(de)主(zhǔ)要參考指标(biāo)。用(yòng)途:中(zhōng)致(zhì)密度铼錠可(kě)用(yòng)作(zuò)超高温(wēn)合金(jīn)中(zhōng)的(de)铼元素添加劑,高致(zhì)密錠可(kě)用(yòng)作(zuò)制造棒材、丝(sī)材或高温(wēn)結構件(jiàn)。

图(tú)2铼粉和(hé)铼粒(lì)实物照片(piàn)