7440-15-5
![7440-15-5 结构式](/CAS/GIF/7440-15-5.gif)
物理化学性质
OSHA: TWA 15 mg/m3; TWA 5 mg/m3
安全数据
应用领域
常见问题列表
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1为金属铼粉末。
![铼的主要物理性质](/NewsImg/2015-07-18/20157189582836017.jpg)
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。
铼的特性与同一副族元素的特性相似,特别类似于锰。铼的化合价可由+1变化到+7,常见的价态为+7和+4。因此,铼及其化合物具有优异的催化活性。
铼不溶于水、盐酸、氢氟酸或稀硫酸,但易溶于硝酸、热浓硫酸或双氧水中,生成高铼酸。铼与过氧化钠或氢氧化钾和硝酸钾混合物共熔生成高铼酸盐。铼的氧化物,特别是Re2O7,可溶于水和酒精中,其水溶液呈酸性反应,电动势为+0.6V,介于铜和铊之间。所以,铼和铜一样很容易被金属铁从其盐溶液中置换出来。在高温高压下,铼粉与一氧化碳反应生成羰基化合物Re2(CO)10。
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。
![主要的无机铼化合物](/NewsImg/2015-07-17/201571716382114386.jpg)
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。
2、铼是一种活性大的催化剂,选择性好、抗毒能力强(受其他物质沾污后仍保持其催化能力),广泛用于石化工业。全世界铼总需求量的70%用于制备石化工业中的铂铼重整催化剂。这种催化剂用于生产无铅高辛烷值汽油,优于纯铂催化剂。它较稳定,使用周期较长,能用于加工劣质石油,还能在低压下操作。1969年中国开始用铂铼催化剂于石油炼制,现还在逐步发展。铼的硫化物、氯化物和氧化物亦可用作催化剂。
3、金属铼在再结晶后有较大塑性,退火后延性好,在高温加热过程中晶粒增长很慢,在氧化气氛中有良好的化学稳定性,对某些绝缘材料不起反应,其他金属向铼的扩散性差,因此铼是制造电子管的良好材料。铼及铼合金(特别是铼钨合金)在电子管中用作加热灯丝、阳极、阴极、栅极、管封皮及结构材料。与钨、钼相比,使用效果好、寿命长。据报道,用铼代替钨制造的电子管阴极,使用寿命提高100倍。
4、铼在冶金工业中用作合金的添加剂。如铂中加入铼能提高耐磨性而不降低抗蚀性,这种合金用于制造电极、人造丝工业用的过滤器和钢笔尖等。铼添加到镍的超耐热合金中得耐热性特别强的合金,可用作军用飞机涡轮叶片的涂层,其高温性能与整体合金部件相同,这样可节省价格昂贵的铼。含铼的钨、钼、铂等热电偶可用于超高温测量。铼还可用于制造火箭燃烧室。
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。
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。
知名试剂公司产品信息
Rhenium on carbon, 5% Re(7440-15-5)
Rhenium slug, 9mm (0.4in) dia, 99.99% (metals basis)(7440-15-5)