Rhénium : application et propriétés

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-02 13:54

Le rhénium, dont l'application sera discutée ci-dessous, est un élément du tableau périodique chimique sous l'indice atomique 75 (Re). Le nom de la substance vient du Rhin en Allemagne. L'année de découverte de ce métal est 1925. Le premier lot significatif de matériel a été obtenu en 1928. Cet élément appartient au dernier analogue avec un isotope stable. En soi, le rhénium est un métal de teinte blanche et sa masse de poudre est noire. Les points de fusion et d'ébullition vont de +3186 à +5596 degrés Celsius. Il a des caractéristiques paramagnétiques.

Caractéristiques

L'utilisation du rhénium n'est pas si répandue en raison de ses paramètres exceptionnels et de son coût élevé. À +300 °C, le métal commence à subir activement une oxydation, dont le processus dépend d'une nouvelle augmentation de la température. Cet élément est plus stable que le tungstène, n'interagit pratiquement pas avec l'hydrogène et l'azote, ne fournissant qu'une adsorption.

Lorsqu'il est chauffé, une réaction avec le chlore, le brome et le fluor est notée. Le rhénium ne se dissout pas uniquement dans l'acide nitrique, et lors de l'interaction avec le mercure, un amalgame se forme. Réaction avec une composition aqueuse de peroxydel'hydrogène provoque la formation d'acide rhénium. Cet élément est le seul parmi les métaux réfractaires qui ne forme pas de carbures. L'utilisation du rhénium n'a aucune participation en biochimie. Il y a peu d'informations disponibles sur tous ses effets possibles. Parmi les faits fiables - la toxicité et la toxicité pour les organismes vivants.

Production

Le rhénium est un métal extrêmement rare. Dans la nature, on le trouve le plus souvent en combinaison avec du tungstène et du molybdène. De plus, des impuretés sont présentes dans les gisements minéraux de ses voisins du tableau. Le rhénium est principalement extrait des gisements de molybdène par extraction associée.

En outre, l'élément en question est extrait de la dzhezkazganite, un minéral naturel très rare, ainsi nommé d'après la colonie kazakhe située à proximité du gisement. Le rhénium peut également être isolé de la pyrite, du zirconium, de la columbite.

Le métal est dispersé à travers le monde en concentration négligeable. Parmi les sites miniers connus, où on le trouve en quantités importantes, se trouve l'île Kourile d'Iturup en Russie. Le gisement a été découvert en 1992. Ici, le métal se présente sous la forme d'une structure similaire au molybdène (ReS_2).

L'exploitation minière est effectuée sur une petite plate-forme située au sommet d'un volcan endormi. Des sources thermales y sont actives, ce qui indique l'expansion du gisement qui, selon les premières estimations, émet environ 37 tonnes de ce métal par an.

Le deuxième gisement le plus important est considéré comme un gisement de rhénium adapté àextraction d'éléments industriels. Il est situé en Finlande et s'appelle Hitura. Là, le métal est extrait d'un autre minéral - la tarkyanite.

Recevoir

Le rhénium est obtenu en transformant des matières premières primaires, qui contiennent initialement un faible pourcentage de ce matériau. Le plus souvent, l'élément est extrait des sulfures de cuivre et de molybdène. Les alliages de rhénium sont soumis à un traitement pyrométallurgique, qui est utilisé lorsque l'on travaille avec des minerais qui sont fondus, transformés et torréfiés.

Des températures de fusion excessives permettent d'obtenir un oxyde plus élevé Re-207, qui est retenu par des dispositifs de piégeage spéciaux. Il arrive qu'une partie de l'élément se dépose dans la suie après le tir. Un matériau pur peut être obtenu à partir de cette substance à l'aide d'hydrogène. Ensuite, la substance en poudre résultante est fondue directement dans des lingots de rhénium. L'utilisation du minerai pour l'extraction de l'élément en question s'accompagne de l'apparition de sédiments dans la matte. Une conversion supplémentaire de cette composition permet d'isoler le rhénium par exposition à certains gaz.

Moments technologiques

Il est possible d'atteindre la concentration souhaitée pendant la production grâce aux propriétés du rhénium et à l'utilisation d'acide sulfurique. Après avoir traversé des méthodes de purification spéciales, il est possible d'isoler un élément pur du minerai.

Cette méthode n'est pas très productive, le rendement d'un produit pur n'est pas supérieur à 65%. Cet indicateur varie en fonction de la teneur en métal du minerai. Sur cette base, scientifiquerecherche pour identifier des méthodes de production plus avancées et alternatives.

Les technologies modernes permettent d'optimiser les propriétés du rhénium obtenu artificiellement. Cette solution permet l'utilisation d'une solution aqueuse au lieu d'une solution acide. Cela permet de capturer beaucoup plus de métal pur lors du nettoyage.

Demande

Premièrement, considérons les principales caractéristiques de l'élément en question, pour lesquelles il est particulièrement apprécié:

• Réfractaire.
• Exposition minimale à la corrosion.
• Pas de déformation lorsqu'il est exposé à des produits chimiques et acides.

Parce que le prix de ce métal est extrêmement élevé, il est utilisé principalement dans de rares cas. Le principal domaine d'application de cet élément est la production d'alliages résistants à la chaleur avec divers métaux, qui sont utilisés dans la construction de fusées et l'industrie aéronautique. En règle générale, le rhénium est utilisé pour la production de pièces de rechange pour les chasseurs supersoniques. Ces composés comprennent au moins 6 % de métal.

Une telle source s'est rapidement transformée en outil principal pour créer des unités de puissance à réaction. Dans le même temps, le matériel a commencé à être considéré comme une réserve militaro-stratégique. Des couples thermiques spécialement fournis permettent de mesurer des températures dans de vastes plages. L'élément en question permet de prolonger la durée de vie de la plupart des métaux agrégés. A partir du rhénium, dont l'utilisation est évoquée ci-dessus, on fabrique aussi des ressorts pour les équipements de précision, les platines métalliques, les spectromètres, les manomètres.

Siplus précisément, il utilise du tungstène recouvert de rhénium. En raison de sa résistance aux attaques chimiques, ce métal est inclus dans les revêtements de protection contre les environnements acides et alcalins.

Faits intéressants

Rhénium est également utilisé pour établir des contacts privilégiés. Ils ont la propriété de s'auto-nettoyer en cas de court-circuit. Sur les métaux ordinaires, il reste de l'oxyde, ce qui ne permet pas le passage du courant. Le courant traverse également les alliages de rhénium, mais il ne laisse aucune trace derrière lui. À cet égard, les contacts constitués de ce métal ont une longue durée de vie.

L'aspect le plus important de l'utilisation du rhénium était la possibilité de l'utiliser pour créer des catalyseurs qui aident à produire certains composants de l'essence. La possibilité d'utiliser un élément chimique dans l'industrie des produits pétroliers a multiplié par plusieurs sa demande sur le marché correspondant. Le monde s'intéresse sérieusement à ce matériau unique.

Actions

Il convient de noter que le stock mondial de rhénium est d'au moins 13 000 tonnes uniquement dans les gisements de molybdène et de cuivre. Ils sont les principales sources de ce composant dans l'industrie métallurgique. Plus des 2/3 de tout le rhénium de la planète se trouve dans de telles configurations. Le tiers restant est constitué de résidus secondaires. Si nous réduisons tous les calculs de réserves à un seul dénominateur, elles devraient suffire pour au moins trois cents ans. Dans le calcul des scientifiques, le recyclage n'a pas été pris en compte. Similairedes projets sont développés depuis longtemps, certains d'entre eux ont fait leurs preuves.

Coût

Les prix des produits dans la plupart des catégories sont déterminés par la disponibilité et la demande du produit. Un composant tel que le rhénium est l'un des métaux les plus chers au monde, donc tous les fabricants ne peuvent pas se le permettre, bien qu'il possède des propriétés uniques qui permettent de compenser les coûts de son utilisation coûteuse. En même temps, le rhénium a des paramètres qu'aucun autre métal n'a. Pour la création de structures spatiales et aéronautiques, ses caractéristiques sont idéales. Il n'est pas surprenant que le prix du rhénium soit élevé, bien qu'il corresponde à tous les indicateurs caractéristiques de ce matériau unique.

Déjà en 2011, le coût moyen du rhénium était d'environ 4,5 dollars américains par gramme. Par la suite, aucune tendance à la baisse des prix n'a été observée. Souvent, le coût final dépend du degré de purification du métal. Le prix du matériel peut atteindre des milliers de dollars ou plus.

Historique de la découverte

Cet élément a été découvert par les chimistes allemands Ead et W alter Noddack en 1925. Ils ont mené des recherches en utilisant l'analyse columbispectrale dans le laboratoire du groupe Siemens et Shake. Après cet événement, un rapport correspondant a été tenu lors d'une réunion de chimistes allemands à Nuremberg. Un an plus tard, une équipe de scientifiques a isolé les deux premiers milligrammes de rhénium du molybdène.

Sous une forme relativement pure, l'élément n'a été obtenu qu'en 1928. Pour obtenirun milligramme de la substance devait traiter plus de 600 kilogrammes de molybdène norvégien. La production industrielle de ce métal a également commencé en Allemagne (1930). La capacité des usines de transformation permettait d'obtenir environ 120 kg de métal annuellement. A cette époque, cela satisfaisait pleinement le besoin de rhénium sur l'ensemble du marché mondial. En Amérique, les premiers 4,5 kg industriels d'un métal unique ont été obtenus en 1943 en traitant du molybdène concentré. C'est cet élément qui est devenu le dernier métal découvert avec un isotope stable. Tous les autres analogues découverts plus tôt, y compris artificiellement, n'avaient pas de telles propriétés.

Réserves naturelles

À ce jour, selon les réserves naturelles du métal en question, la liste des gisements peut être classée dans l'ordre suivant:

• Mines chiliennes.
• États-Unis d'Amérique.
• Iturup Island, où les dépôts sont estimés jusqu'à 20 tonnes par an (sous la forme d'éruptions de gaz volcaniques).

En Fédération de Russie, les gisements de type hydrogène à demi-élément sont évalués comme des sites présentant le potentiel maximal pour les minerais de cuivre porphyrique et de cuivre-molybdène. Au total, selon les prévisions des experts, les gisements de rhénium en Russie s'élèvent à 2900 tonnes (76% des ressources de l'État). La part du lion de ces gisements est située dans le bassin houiller de la région de Moscou (82%). Le champ suivant en termes de réserves est le bassin de Briketno-Zheltukhinsky dans la région de Riazan.

Résultat

Le rhénium est un élément chimique quiappartient au groupe des métaux rares aux caractéristiques uniques. Ses propriétés, lieux d'extraction, portées sont décrites ci-dessus.