희소성과 추출의 어려움이 다른 많은 다양한 금속이 지구상에 있습니다. 이 분야의 전문가들은 실험실에서 자연적으로 얻은 것과 인공적으로 얻은 두 그룹으로 나눕니다. 두 번째 그룹의 일부 대표자의 비용은 길고 힘든 제조 과정으로 인해 세계 시장에 존재하는 천연 금속 비용과 매우 다릅니다.
이 순위는 세계에서 가장 비싼 13개의 금속을 나타냅니다.
13위: 인듐- 강한 광택을 지닌 경금속 그룹의 귀중한 은백색 금속. 1863년 독일 작센 산맥에서 채굴된 아연 광물을 연구한 과학자 페르디난트 라이히(Ferdinand Reich)와 테오도르 리히터(Theodor Richter)의 화학 실험실에서 발견되었습니다. 그것은 부드럽고 가용성이며 가단성이 있으며 일반 칼로 쉽게자를 수 있습니다. 인듐은 독립적인 퇴적물을 형성하지 않으며 아연, 납, 구리 및 주석의 광석 구성에 포함됩니다. 이 금속의 수백 톤이 매년 생산됩니다. 고유한 특성으로 인해 마이크로일렉트로닉스, 반도체 기술 및 기계 공학에서 폭넓게 응용되고 있습니다. 거울, 태양 전지, 치과용 시멘트, 밀봉재, 우주 기술에도 사용됩니다. 금속 인듐 1g의 가격은 0.5~0.7달러입니다.
12위: 은- 고대부터 알려져 있으며 가장 인기 있는 귀금속 중 하나이며 천연 상태와 화합물 형태 모두에서 발견됩니다. 거울을 덮고 보석과 동전을 만드는 데 사용됩니다. 그것은 전자, 치과, 사진 분야에서 활발히 사용되며 전기 및 열 전도성이 우수합니다. 이 금속의 가장 큰 매장량은 폴란드, 중국, 멕시코, 칠레, 호주, 미국 및 캐나다에 집중되어 있습니다. 은 1g의 비용은 0.55-1 USD입니다.
11위: 루테늄- 백금족 중 가장 희귀한 불용성, 경도 및 취성을 동시에 특징으로 하는 밝은 은빛 금속. 그것은 1844년 카잔 대학에서 연구를 하던 칼 클라우스 교수에 의해 발견되었습니다. 루테늄의 특성으로 인해 보석, 화학 및 전자 산업에서 인기 있는 소재가 되었습니다. 실험실 유리 제품, 접점, 전극, 전선의 제조에 사용됩니다. 일본과 서유럽에서는 많은 양의 루테늄이 인쇄 회로 및 저항기의 생산뿐만 아니라 염소 및 다양한 알칼리의 생산에 사용됩니다. 이 금속은 종종 많은 화학 반응의 촉매로 사용됩니다. 그 생산은 전적으로 남아프리카에 집중되어 있습니다. 루테늄 1g의 비용은 1.5-2 달러입니다.
10위: 스칸듐- 빛과 고강도 금속노란색 색조가있는 은색. 이 원소는 1879년 스웨덴 화학자 Lars Nilsson에 의해 처음 발견되었으며 스칸디나비아의 이름을 따서 명명했습니다. 스칸듐은 높은 세계에서 활발히 사용됩니다. 혁신적인 기술. 로봇, 로켓, 항공기, 위성 및 레이저 기술의 건설에 사용됩니다. 또한이 금속의 합금은 스포츠 분야에서 사용됩니다 - 골프 클럽 및 고강도 프레임과 같은 고급 장비 제조용. 스칸듐이 풍부한 광물의 가장 큰 매장지는 노르웨이와 마다가스카르에서 발견됩니다. 이 금속 1g의 비용은 3-4 미국 달러입니다.
9위: 레늄- 은백색 금속, 세계에서 가장 수요가 많고 접근하기 어렵고 희귀한 원소 중 하나입니다. 그것은 매우 조밀하고 모든 친척 중에서 세 번째로 높은 융점을 가지고 있습니다. 1925년에 발견된 금속은 전자 제품 및 화학 산업. 고밀도로 터빈 블레이드, 제트 엔진용 노즐 등을 제조할 수 있습니다. 레늄 그램당 가격은 그램당 2.4~5개의 기존 단위입니다.
8위: 오스뮴- 고밀도 및 취성을 특징으로 하는 푸르스름한 은색 금속. 순수한 형태로 장에 존재하지 않으며 백금 그룹의 다른 금속인 이리듐과의 번들에서만 발견됩니다. 그것은 1803년 두 명의 영국 화학자 Smithson Tennant와 William Wollaston에 의해 발견되었습니다. 금속은 "냄새"를 의미하는 그리스어 osme에서 이름을 얻었습니다. Osmium은 실제로 마늘과 표백제의 혼합물을 연상시키는 다소 날카 롭고 불쾌한 냄새가 있습니다. 이 금속은 우랄, 시베리아, 남아프리카, 캐나다, 미국 및 콜롬비아에서 채굴됩니다. 그것은 주로 화학 산업에서 촉매로 사용되며 약리학에서 사용됩니다. 세계 시장에서 오스뮴 1g의 가격은 12-15달러입니다.
7위: 이리듐- 무겁고 단단하며 동시에 은백색의 취성 금속. 앞서 언급한 원소를 발견한 영국의 화학자 S. 테넌트 덕분에 세계가 1803년에 처음으로 이에 대해 알게 되었습니다. 이리듐은 실제로 단독으로 사용되지 않으며 합금을 만드는 데 가장 자주 사용됩니다. 녹는점이 높고 밀도가 높으며 부식에 가장 강한 금속으로 작용합니다. 보석상들은 백금을 3배 더 단단하게 만들고 이 합금으로 만든 보석은 실제로 마모되지 않고 매우 아름답게 보이기 때문에 백금에 추가합니다. 또한 수술 기구, 전기 접점, 정밀 실험실 저울. 고가의 만년필 팁을 만듭니다. 이리듐은 항공 우주 공학, 생물 의학, 치과 및 화학 산업에서 사용됩니다. 한 해 동안 세계 야금은 이 금속의 약 1톤을 소비합니다. 이리듐의 주요 매장지는 남아프리카에 있습니다. 비용은 1g당 16-18달러입니다.
6위: 보장- 플래티넘 그룹의 가볍고 유연한 은백색 금속. 그것은 매우 연성, 가용성, 잘 광택, 변색되지 않으며 부식에 매우 강합니다. 1803년 영국의 화학자 William Wollaston이 생소한 금속을 백금광석에서 분리하여 발견했습니다. 남아메리카. 오늘날 팔라듐은 저렴한 가격, 가용성 및 가벼움으로 디자이너가 다양한 가격대와 스타일에 속하는 가장 대담한 보석 작품을 만들 수 있기 때문에 보석상들 사이에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 백금 금속은 세척 장치 및 부식 방지 코팅에 널리 사용됩니다. 세계 시장에서 이 요소의 가장 많은 양은 러시아에서 왔지만 남아프리카에도 많은 매장량이 있습니다. 팔라듐의 비용은 25-30 USD입니다. 1그램.
5위: 로듐은빛 색상과 강한 반사 특성을 가진 백금족의 단단한 귀금속입니다. 그것은 매우 단단하고 고온 및 산화에 강합니다. 1803년 영국의 화학자 William Wollaston이 천연 백금으로 작업하던 중 발견했습니다. 로듐은 희귀 원소로 간주됩니다. 매년 약 30톤의 이 금속이 채굴됩니다. 가장 큰 매장량은 러시아, 남아프리카, 콜롬비아 및 캐나다에 있습니다. 로듐의 약 80%는 자동차 및 화학 산업에서 촉매 역할을 합니다. 자동차의 거울과 헤드라이트를 만드는 데 사용되며, 보석류에서는 제품의 최종 가공에 사용됩니다. 로듐의 주요 장점은 생산에 참여한다는 것입니다. 원자로. 귀중한 백금 금속의 비용은 1g당 30-45달러입니다.
4위: 금- 자연에서 순수한 형태로 독점적으로 발생하는 주요 귀금속. 매우 강하고 균질하며 부식에 강하며 가장 가단성 있는 것으로 간주됩니다. 내구성과 연성으로 인해 금은 수년 동안 가장 인기 있는 귀금속이었습니다. 보석, 전자, 치과에 널리 사용됩니다. 가장 큰 금 채굴 국가는 미국, 중국, 남아프리카, 호주입니다. 세계 시장에서 금 1g의 가격은 미화 35~45달러입니다.
3위: 백금- 특별한 광택을 지닌 은백색의 귀금속으로 다른 금속(귀금속 및 염기)과의 천연 합금으로만 자연에서 발견됩니다. 고유의 가소성, 밀도 및 우수한 외관으로 인해 큰 인기를 얻었습니다. 이 금속의 생산은 복잡한 화학 공정의 결과로 수행됩니다. 보석 및 동전 생산 외에도 백금은 의료 및 전자 산업, 항공 및 무기 생산에 널리 사용됩니다. 가장 큰 백금 생산 국가는 남아프리카, 러시아, 미국, 짐바브웨 및 캐나다입니다. 이 금속 1g의 가격은 40~50달러 사이에서 변동합니다.
2위: 오스뮴-187- 희귀 동위원소로 추출과정이 특히 까다롭고 9개월 정도 소요됨. 지구상에서 가장 밀도가 높은 물질이라는 제목을 가진 보라색 색조의 검은색 미세 결정성 분말입니다. 동시에, 동위원소 Osmium-187은 매우 약해서 일반 박격포에서 작은 입자로 부숴질 수 있습니다. 그것은 중요한 연구 가치를 가지고 있으며, 화학 반응의 촉매, 고정밀 측정 기기의 제조 및 의료 산업에서 사용됩니다. 카자흐스탄은 세계 시장에서 오스뮴-187을 판매하는 최초이자 유일한 국가입니다. 독특한 금속의 시장 가치는 $10,000입니다. 1g 당이며 기네스 북에 20 만 달러로 추산됩니다.
1위: 캘리포니아-252- 세계에서 가장 비싼 금속인 캘리포니아의 동위 원소 중 하나. 그 비용은 1g당 천만 달러에 달합니다. 그 엄청난 가격은 완전히 정당화됩니다.이 요소는 연간 20-40 마이크로 그램 만 생산되며 총 세계 공급량은 8 그램을 넘지 않습니다. 그들은 미국과 러시아에 위치한 두 개의 원자로를 사용하여 실험실에서 californium-252를 생성합니다. 이 금속은 1950년 버클리의 캘리포니아 대학에서 처음으로 얻어졌습니다. 캘리포니아의 독창성은 비용뿐만 아니라 특별한 특성에도 있습니다. 동위 원소 1g에서 생성되는 에너지는 평균 원자로의 에너지와 같습니다. 세계에서 가장 비싼 금속의 사용은 의학 및 핵물리학의 과학 연구 분야로 확장됩니다. Californium-252는 강력한 중성자 공급원으로 다른 방사선 요법이 효과가 없는 악성 종양을 치료하는 데 사용할 수 있습니다. 독특한 금속은 원자로의 일부, 항공기의 일부를 통해 빛을 발하고 일반적으로 X-레이에서 조심스럽게 숨겨져 있는 손상을 감지할 수 있습니다. 그것의 도움으로 지구의 창자에서 금,은 및 석유 매장량을 찾는 것이 가능합니다.
사진에서 - 손톱 옆의 캘리포니아
2013년 초까지 레늄 시장은 2006년 후반부터 2009년까지 상당한 변동성 이후 3년 동안 상대적으로 안정을 찾았습니다. 당시에는 우주 초합금 소비가 급증하면서 현물 가격이 거의 $12,000/kg까지 치솟았습니다. 2009년 말 이후 레늄 현물 가격은 $5,000/kg 미만을 유지하다가 2013년 1월 $3,500-$3,700/kg까지 떨어졌습니다.
업계의 몇 가지 문제에도 불구하고 Roskill은 현재 1차 및 2차 자원이 생산자와 잠재적 생산자가 수요를 따라갈 수 있도록 하기에 충분하다고 믿습니다. 이것은 레늄 시장의 안정 기간이 지속되고 소비자에게 저렴한 가격으로 공급될 수 있음을 의미해야 합니다.
레늄은 리플로에 저항력이 있으며 극도로 높은 온도에서 사용되는 항공 엔진 및 산업용 가스터빈용 가스터빈 블레이드용 초합금에 사용됩니다. 공급 안정성에 대한 두려움으로 인해 레늄 가격은 큰 변동성을 보였고, 이에 따라 합금 생산자가 금속에 의존하지 않으려고 했습니다.
2000년대 초반 레늄 시장은 2002년에서 2005년 사이에 항공기 엔진 생산량이 감소했음에도 불구하고 생산량이 계속 증가하면서 흑자였을 가능성이 큽니다. 2007년부터 2009년까지 레늄 생산량은 감소한 반면 항공우주 산업의 금속 수요는 증가하기 시작했습니다. 그 결과 2000년대 초반에 늘어난 잉여금은 순식간에 소진됐다.
2009년과 2012년 사이에 레늄 공급은 소비와 거의 균형을 이룰 것으로 보입니다. Roskill은 향후 몇 년 동안 생산자가 시장을 더 잘 이해하고 수요에 따라 금속 생산량을 조정할 수 있어야 한다고 예측합니다.
레늄은 초합금의 안정성과 에어로제트 엔진의 안전성에 대한 귀중한 기여 외에도 고옥탄가 석유 제품 생산에서 전환 촉매로 사용됩니다.
그것은 또한 기체-액체 작동에서 촉매의 촉진제로 사용되며, 지금까지는 이것이 작은 구체미국 등의 셰일가스 생산이 급속히 확대되고 있다는 점에서 장기적으로는 훨씬 더 중요해질 수 있습니다.
레늄의 주요 용도
레늄을 함유한 니켈 기반 초합금은 터빈 블레이드 및 제트 엔진 배기 노즐의 연소실에 사용됩니다. 이러한 합금은 일반적으로 3% 및 심지어 6%의 레늄을 함유하여 고성능 군용 제트 엔진 및 로켓 엔진에 사용하기 위한 전략적 군사적 중요성을 지닌 요소의 가장 큰 용도로 제트 엔진 구조를 만듭니다.
레늄 소비의 다음으로 가장 중요한 영역은 무연 가솔린 생산에 사용되는 고옥탄가 탄화수소를 생산하기 위해 정유에 사용되는 화학 산업을 위한 백금 및 레늄 바이메탈 촉매입니다. 기타 응용 분야에는 도가니 구조의 합금, 전기 접점, 전자석, 진공관, 발열체, 이온화 센서, 질량 분석기, 금속 코팅, 반도체, 온도 제어 센서, 열전대 및 진공관이 있습니다.
레늄 가격
수요에 비해 가용성이 낮기 때문에 레늄은 가장 비싼 금속 중 하나입니다. Metalprices.com에 게시된 과거 데이터에 따르면 2010년 12월부터 2012년 8월까지 레늄의 월 평균 현물 가격은 $4,318/kg이었습니다. 이 기간 동안의 가격 범위는 최소 약 $4050/kg에서 최대 약 $4550/kg이었습니다. 그러나 같은 기간 미 국세조사국 관세가격 자료에 따르면 레늄메탈의 평균 가격은 kg당 2,000달러 내외로 2층 시장이 존재함을 시사했다. 현물 가격과 수입 통계가 이렇게 차이가 나는 이유는 세계 최대 레늄 몰리메트 수출국(칠레)과 제트 엔진 제조업체인 세계 최대 금속 소비국인 GE, Pratt & Whitney 및 Rolls Royce와 합금 생산을 위한 계약 파트너.
LTAS 시스템은 수년 전에 만들어졌으며 2008년 8월 레늄 가격이 kg당 $12,000에 도달한 현물 시장의 급격한 변동에도 불구하고 엄격하게 준수되고 있습니다. LTAS 및 이에 기반한 고정 가격 계약(지난 몇 년 동안 제트 엔진 제조업체에 분명한 이점)은 2013년에 만료됩니다. 업계의 많은 사람들은 Molymet이 현재의 저가 장기 계약 방식을 유지하는 대신 시장 가격에 기반한 가격 책정 방식을 채택할 것이라고 의심하고 있습니다.
세계 레늄 시장 전망
몰리브덴 정광에 함유된 레늄 화합물은 반암 구리 광상에서 얻어지며 레늄은 이러한 몰리브덴 정광의 배소 과정에서 부산물로 회수됩니다.
레늄 함유 제품에는 과레늄산암모늄(APR), 금속 분말 및 레늄산이 포함됩니다. 구리가 추출되는 1,500만 톤에 비해 1차 레늄의 공급은 연간 약 46톤이고 금속에 대한 수요는 약 54톤입니다. 그러나 이 작은 시장은 니켈 초합금에 3% 추가, 석유 제품 생산을 위한 바이메탈 촉매에 백금을 0.3% 추가하는 것과 같이 큰 응용 분야를 가지고 있습니다.
대부분의 레늄은 99.9% 순수 금속 과립으로 수출되며 90% 이상은 미국으로 수출됩니다. 전 세계 레늄의 80% 이상이 가스 터빈 제트 항공기 엔진 생산용 합금에 주로 사용되는 초합금 생산에 소비됩니다. 항공 우주 산업의 미래 레늄 수요에 대한 현재 예측은 향후 20년 동안 전 세계 항공기 항공기가 두 배로 증가할 것으로 예상되기 때문에 낙관적입니다. 보잉의 최신 예측에 따르면 항공 여행은 향후 20년 동안 매년 평균 5%씩 성장할 것입니다. 화물 운송연간 평균 5.2%가 될 것입니다. 민간 항공기에 대한 이러한 강력한 예측 외에도 첨단 항공기에 대한 군사 투자는 제트 엔진 생산의 추가 증가로 이어질 것입니다. 예를 들어, 2012년 8월 초 러시아는 2020년까지 공군을 현대화하고 600대의 새로운 항공기, 1,000대의 새로운 헬리콥터 및 분해 검사이 기간 동안 기존 항공기.
2013년 12월에 발표된 7차 연례 항공기 시장 리뷰에서 보잉은 투자자들이 가장 큰 시장항공기는 세계에서 라이너 생산을 위한 또 다른 기록적인 해를 위한 자금을 제공할 것입니다. 총 비용상업용 항공기 공급 계약은 2014년에 1,120억 달러에 달할 수 있으며 Boeing과 유럽 경쟁자인 Airbus의 합산 점유율은 이 시장의 95%가 될 것입니다.
기간 05.12.16 - 24.07..6%. 지난 3개월 동안의 레늄 가격 역학이 차트에 표시됩니다:
| 1100.00 | |||||||||||||||||
| 890.00 | |||||||||||||||||
| 05.12.16 | 19.12.16 | 26.01.17 | 11.03.17 | 27.03.17 | 26.04.17 | 30.05.17 | 24.07.17 |
레늄: 세계 시장의 가격 변화의 역학 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
레늄은 희토류 경은 금속입니다. 레늄은 내화 금속에 속하며 초고온(1000~2000C)에서 장기간 강도를 나타냅니다. 금속은 100C를 초과하지 않는 온도에서 불산 및 염산 용액에 내성이 있으며 레늄은 질소와 상호 작용하지 않습니다.
레늄은 몰리브덴과 일부 구리 정광에서 채굴됩니다. 몰리브덴 용액의 금속 비율은 0.01 ~ 0.04%, 구리 정광의 범위는 0.002 ~ 0.003%입니다. 레늄은 산화제인 피로루사이트를 첨가한 약한 황산 용액으로 침출하여 슬러지 및 먼지로부터 추출됩니다. 레늄 생산의 다음 단계에서 추출 또는 수착 방법이 사용됩니다. 이 처리의 결과로 과레늄산암모늄이 얻어지고, 수소로 환원되면 레늄 분말이 얻어진다. 레늄 분말의 추가 가공은 분말 야금법 또는 구역 용융을 사용하여 발생합니다.
가장 큰 러시아 제조업체레늄은 다음과 같습니다.
CJSC "Promelectronics";
- JSC "GIREDMET";
- OAO 포빗.
레늄은 진공 반도체 및 전자 장치에 사용됩니다. 금속은 탈수소화 및 수소화 공정에서 고품질 촉매로 사용될 수 있습니다.
의학에서 레늄은 전문 의료 기기의 제조 및 수행에 사용됩니다. 과학적 연구많은 질병의 치료에서. 금속은 열전대, 음극 및 전기 접점의 생산에 사용되는 합금뿐만 아니라 진공 조건에서 작동할 수 있는 합금을 얻기 위한 첨가제로 사용됩니다.
레늄은 보석에 사용되며 금속은 보석의 코팅으로 사용됩니다.
무선 전자 장치는 레늄 합금을 사용하여 마이크로칩을 생산합니다. 레늄 기반 합금은 금속 부품 및 표면의 보호 코팅으로 사용됩니다. 레늄 보호 코팅은 보호 아연 및 크롬 코팅보다 훨씬 우수합니다. 레늄 보호 코팅은 내마모성, 내식성 및 강도에 대한 요구 사항이 증가하는 금속 부품 및 표면에 적용됩니다.
텅스텐 및 몰리브덴에 레늄을 추가하면 추가 데이터 처리가 용이합니다. 내화 금속.
레늄은 D.I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표에서 원자 번호 75인 화학 원소로 기호 Re(위도 레늄)로 표시됩니다.
원자 번호 - 75
원자 질량 - 186.21
밀도, kg/m³ - 21000
융점, ° С - 3180
열용량, kJ / (kg ° С) - 0.138
전기 음성도 - 1.9
공유 반경, Å - 1.28
1차 이온화 잠재력, ev - 7.87
레늄 발견의 역사75번 원소의 역사는 다른 많은 원소들의 역사와 마찬가지로 주기율표가 발견된 1869년부터 시작됩니다.
Mendeleev는 그룹 VII의 누락된 요소를 "ekamarganese" 및 "dvimarganese"(산스크리트어 "eka"-1 및 "dvi"-2)라고 불렀습니다. 그러나 에카보론(스칸듐), 에카알루미늄(갈륨), 에카실리콘(게르마늄)과 달리 이들 원소는 자세히 기술되지 않았다. 그러나 곧 많은 보고서가 나타났으며, 그 보고서의 저자는 Dwimarganese를 발견했다고 주장했습니다. 그래서 1877년에 러시아 과학자 S. Kern은 주기율표에서 드비마르간을 대신할 수 있는 devia 원소의 발견을 발표했습니다. Kern의 메시지는 그의 실험을 반복할 수 없었기 때문에 심각하게 받아들여지지 않았습니다. 그러나 Kern이 (로다나이드 착물을 통해) 발견한 이 원소에 대한 정성적 반응은 레늄 측정을 위한 분석 방법의 기초로 남아 있습니다...
망간의 발견되지 않은 유사체에 대한 체계적인 검색은 1922년 독일 화학자 Walter Noddack과 Ida Takke에 의해 시작되었으며, 이들은 나중에 Noddack의 아내가 되었습니다. 그들은 원소 75가 찾기 쉽지 않을 것이라는 것을 잘 알고 있었습니다. 자연에서 홀수 원자 번호를 가진 원소는 항상 왼쪽과 오른쪽에 있는 이웃보다 덜 일반적입니다. 그리고 여기에 이웃 요소 74번과 76번, 텅스텐과 오스뮴도 아주 드뭅니다. 오스뮴의 존재비는 약 10-6%이므로 원소 번호 75의 경우 약 10-7%의 훨씬 더 낮은 값이 예상되어야 합니다. 그건 그렇고, 그건 밝혀졌습니다 ... 처음에는 백금 광석과 희토류 광물 인 콜럼바이트, 가돌리나이트가 새로운 요소를 찾기 위해 선택되었습니다. 백금 광석은 곧 버려야 했습니다. 너무 비쌌습니다. 연구원들(Noddacks와 그들의 조수 Berg)은 더 접근하기 쉬운 광물에 모든 관심을 집중했고 그들은 진정으로 거대한 일을 해야 했습니다. X선 검사에 사용할 수 있는 양으로 새로운 원소의 준비를 분리하려면 용해, 증발, 침출, 재결정과 같은 단조롭고 긴 작업을 반복적으로 반복해야 했습니다. 총 1,600개 이상의 샘플이 3년 동안 처리되었습니다. 그 후에야 콜럼바이트 분획 중 하나의 X선 스펙트럼에서 75번 원소에 속하는 5개의 새로운 선이 발견되었습니다. 새로운 원소는 Ida Noddack의 발상지인 라인(Rhine) 지방을 기리기 위해 레늄(rhenium)으로 명명되었습니다.
1925년 9월 5일 뉘른베르크에서 열린 독일 화학자 모임에서 Ida Noddack은 레늄의 발견을 발표했습니다. 다음 해에 같은 과학자 그룹이 몰리브덴 광물인 MoS 2 에서 처음 2mg의 레늄을 분리했습니다.
이 발견이 있은 지 몇 달 후, 체코의 화학자 Druce와 영국인 Loring은 망간 광물인 pyrolusite MnO 2 에서 원소 75를 발견했다고 보고했습니다. 따라서 레늄을 발견한 과학자의 수는 5명으로 늘어났습니다. 나중에 체코슬로바키아 과학 아카데미의 명예 회원인 I. Druce는 그와 Loring 외에 배우자인 Noddak과 Berg, 두 명의 과학자인 Heyrovsky와 Doleizhek가 레늄을 발견하는 영광을 공유해야 한다고 한 번 이상 썼습니다. .
지각의 레늄 함량레늄은 지각에서 가장 희귀한 원소 중 하나입니다. Clarke 수는 10 -3 g/t입니다. 지구화학적 특성에서, 그것은 훨씬 더 일반적인 이웃과 유사합니다. 주기율표- 몰리브덴 및 텅스텐. 따라서 작은 불순물의 형태로 이러한 원소의 미네랄에 들어갑니다. 레늄의 주요 공급원은 관련 성분으로 추출되는 일부 매장지의 몰리브덴 광석입니다.
레늄은 카자흐 도시 Dzhezkazgan 근처에서 발견되는 희귀 광물 dzhezkazganite(CuReS 4)로 발생합니다. 또한 레늄은 불순물로서 콜럼바이트, 황철석, 지르콘 및 희토류 원소의 광물에 포함됩니다.
레늄의 극단적인 분산은 경제적으로 수익성 있는 레늄 매장이 러시아에 하나만 알려져 있다는 사실에 의해 입증됩니다. 매장량은 약 10-15톤입니다. 이 필드는 1992년 남쿠릴 열도 이투룹 섬의 쿠드리야비 화산에서 발견되었습니다. 이 분야는 고온 심층 유체의 영구 소스인 분기공이 있는 분기공 필드로 표시됩니다. 이는 현재까지 예금이 활발하게 형성되고 있음을 의미합니다. 레늄은 몰리브데나이트와 유사한 구조를 가진 광물 레니라이트 ReS 2 의 형태로 여기에서 발견됩니다.
레늄의 물리적 특성레늄은 고체 상태에서 네 번째로 밀도가 높은 원소입니다.
레늄은 육각형 밀집 격자에서 결정화됩니다(a = 2.760 Å, c = 4.458 Å). 원자 반경 1.373 Å, 이온 반경 Re7+ 0.56 Å. 레늄은 외관상 강철과 유사한 내화성 중금속입니다. 밀도 21.03g/cm3; mp 3180°С, tbp 5900°С. 금속 분말 - 분산에 따라 흑색 또는 짙은 회색. 여러 물리적 특성에 따라 레늄은 VI 족 (몰리브덴, 텅스텐)의 내화 금속과 백금 족 금속에 접근합니다. 순수한 금속은 상온에서 연성이지만 가공 후 높은 탄성계수로 인해 가공경화로 인해 레늄의 경도가 크게 증가합니다. 가소성을 복원하기 위해 수소, 불활성 가스 또는 진공에서 열처리됩니다. 융점 측면에서 레늄은 금속 중에서 2위, 텅스텐에 이어 2위, 밀도에서는 4위(오스뮴, 이리듐 및 백금 다음)입니다. 비열 용량 153j/(kg·K) 또는 0.03653cal/(g·deg)(0-1200°C). 선형 팽창의 열 계수 6.7 10-6 (20-500 °C). 비체적 전기 저항 19.3 10-6ohm cm(20°C). 초전도 상태로의 전이 온도는 1.699K입니다. 일 함수 4.80 eV, 상자성.
내화성 측면에서 레늄은 텅스텐에 이어 두 번째입니다. 텅스텐과 달리 레늄은 주조 및 재결정 상태에서 연성이 있으며 추위에 변형됩니다. 레늄의 탄성계수는 470 Gn/m2 또는 47,000 kgf/mm2(Os, Ir을 제외한 다른 금속보다 높음)입니다. 그 결과 압력 처리 중에 변형에 대한 높은 저항과 빠른 가공 경화가 나타납니다. 레늄은 1000-2000 °C의 온도에서 높은 장기 강도를 특징으로 합니다.
레늄은 강도 손실 없이 반복되는 가열 및 냉각을 견딥니다. 최대 1200 °C의 온도에서 강도는 텅스텐보다 높으며 몰리브덴보다 훨씬 높습니다. 레늄의 전기 저항은 텅스텐과 몰리브덴의 4배입니다.
레늄의 화학적 성질컴팩트 레늄은 상온의 공기 중에서 안정적입니다. 300°C 이상의 온도에서 금속의 산화가 관찰되고 600°C 이상의 온도에서 산화가 집중적으로 진행됩니다. 레늄은 텅스텐보다 산화에 강하고 질소 및 수소와 직접 반응하지 않습니다. 레늄 분말은 수소만 흡착합니다. 가열되면 레늄은 불소, 염소 및 브롬과 상호 작용합니다. 레늄은 염산 및 불산에 거의 녹지 않으며 가열해도 황산과 약간만 반응하지만 질산에는 쉽게 용해됩니다. 레늄은 수은과 아말감을 형성합니다.
레늄은 과산화수소 수용액과 반응하여 레늄산을 형성합니다.
Re 원자에는 7개의 외부 전자가 있습니다. 더 높은 에너지 준위의 구성 5d56s2. 레늄은 상온의 공기 중에서 안정합니다. 산화물(ReO3, Re2O7)의 형성과 함께 금속의 산화는 300°C에서 시작하여 600°C 이상에서 집중적으로 진행됩니다. 레늄은 융점까지 수소와 반응하지 않습니다. 그것은 질소와 전혀 상호 작용하지 않습니다. 레늄은 다른 내화 금속과 달리 탄화물을 형성하지 않습니다. 불소 및 염소는 가열될 때 레늄과 반응하여 ReF6 및 ReCl5를 형성하며 금속은 브롬 및 요오드와 직접 상호작용하지 않습니다. 700-800 ° C의 유황 증기는 레늄과 함께 황화물 ReS2를 제공합니다.
레늄은 추위와 100 °C로 가열될 때 어떤 농도의 염산 및 불화수소산에서도 부식되지 않습니다. 질산, 뜨거운 농축 황산, 과산화수소에서는 금속이 용해되어 레늄산을 형성합니다. 알칼리 용액에서 가열하면 레늄이 천천히 부식되고 용융 알칼리는 빠르게 용해됩니다.
레늄의 경우 +7에서 -1까지의 모든 원자가 상태가 알려져 있으며 이는 화합물의 수와 다양성을 결정합니다. 7가 레늄 화합물이 가장 안정적입니다. 레늄 무수물 ReO7은 물에 잘 녹는 밝은 노란색 물질입니다. 레늄산 HReO4 - 무색, 강함; 상대적으로 약한 산화제(망간 HMnO4와 다름). HReO4가 알칼리, 금속 산화물 또는 탄산염과 상호 작용하면 염, 과레네이트가 형성됩니다. 레늄의 다른 산화 상태의 화합물 - 주황색-적색 산화물(VI) ReO3, 암갈색 산화물(IV) ReO2, 휘발성 염화물 및 옥시염화물 ReCl5, ReOCl4, ReO3Cl 및 기타.
레늄을 얻기 위한 기술레늄은 대상 성분(주로 구리 및 황화몰리브덴 원료)의 함량이 매우 낮은 원료를 가공하여 얻습니다.
황화물 레늄 함유 구리 및 몰리브덴 원료의 가공은 건식 야금 공정(제련, 전환, 산화 로스팅)을 기반으로 합니다. 고온 조건에서 레늄은 더 높은 산화물 Re 2 O 7 의 형태로 승화하여 먼지 및 가스 수집 시스템에 유지됩니다.
몰리브덴 정광을 배소하는 동안 레늄이 불완전하게 승화되는 경우, 그 일부가 재에 남아 있다가 재를 침출하기 위해 암모니아 또는 소다 용액으로 전달됩니다. 따라서 재의 습식 제련 처리 후 습식 집진 시스템 및 모액의 황산 용액은 몰리브덴 정광 처리 중에 레늄을 얻기 위한 소스로 사용될 수 있습니다.
구리 정광을 녹일 때 레늄의 56-60%가 가스와 함께 제거됩니다. 환원되지 않은 레늄은 매트에 완전히 전달됩니다. 후자를 변환 할 때 그 안에 포함 된 레늄은 가스로 제거됩니다. 용광로 및 전로 가스가 황산 생산에 사용되는 경우 레늄은 레늄 산 형태로 전기 집진기의 세척 순환 황산에 농축됩니다. 따라서 황산 세척은 구리 정광 처리에서 레늄을 얻는 주요 원천입니다.
용액에서 분리하고 레늄을 정제하는 주요 방법은 추출 및 수착입니다.
레늄의 세계 채굴2006년 세계 레늄 생산량은 약 40톤에 달했습니다.
레늄은 값비싼 금속입니다. 레늄 1kg은 약 $1,000입니다. 고순도 레늄은 훨씬 더 비쌉니다.
레늄의 원료 및 매장량레늄 매장량은 미국이 세계 1위, 카자흐스탄이 2위입니다.
레늄의 세계 매장량은 몰리브덴 원료 3,500톤, 구리 9,500톤을 포함하여 약 13,000톤입니다. 연간 40-50톤의 레늄 소비량으로 이 금속은 인류가 250-300년 동안 충분히 사용할 수 있습니다. 이 수치는 학위를 고려하지 않은 추정치입니다. 재사용금속. 2002년 칠레의 레늄 수출량은 20.57톤으로 세계 레늄 생산량의 58%를 차지했습니다. 레늄은 Molybdenos y Metales SA에 의해 칠레에서 생산됩니다. 레늄은 연탄, 과립 또는 분말 형태로 얻습니다. 레늄 생산 측면에서 세계 두 번째는 카자흐스탄의 Zhezkazgan 광산 및 제련 공장으로 연간 8.5톤의 레늄을 생산합니다. 우즈베키스탄 나보이 지역 우라늄 광산에서 500~1000kg
레늄. 에
미국은 Sierrita 광상에서 구리-몰리브덴 광석 농축의 부산물로 Phelps Dodge에 의해 레늄을 생산합니다. 연간 약 4톤의 레늄이 이곳에서 생산됩니다.
Iturup 섬의 레나이트 형태의 레늄 매장량은 화산 가스 형태로 10-15톤으로 추정되며 연간 최대 20톤입니다.
실용적인 측면에서 산업적 규모의 1차 레늄 생산을 위한 가장 중요한 원료는 몰리브덴과 황화구리 정광입니다. 전 세계 레늄 생산량의 총수지에서 80% 이상을 차지합니다. 나머지는 주로 2차 원료가 차지한다.
러시아의 레늄 채굴1992 년 지질 학자들은 운이 좋았습니다. 그들은 러시아 영토에서 레늄을 발견했으며 다른 광물의 불순물 형태가 아니라 세계에서 알려진 유일한 레늄 광물 축적을 발견했습니다!
광물 형태의 레늄은 우리 과학자들이 거의 우연히 발견했습니다. Yuzhno-Sakhalinsk시의 사할린에는 러시아 자연 과학 아카데미의 화산 및 지구 역학 연구소가 있습니다. 그 책임자인 하인리히 세메노비치 슈타인버그(Heinrich Semenovich Steinberg)는 노보시비르스크, 모스크바, 이르쿠츠크 및 기타 도시의 과학자들이 참여하여 수년 동안 과학 지질 탐사를 조직해 왔습니다. 그래서 1992 년 그러한 탐험 중에 실험 광물학 연구소 (모스크바 근처의 체르노 골로프카시에 있음)와 지질학 연구소 (모스크바)의 직원은 남쪽의 화산에 대한 정권 관찰을 수행했습니다. 쿠릴 능선과 화산 가스가 새로운 광물인 레늄을 발견한 Iturup 섬의 Kudryavy 화산 꼭대기. 겉보기에는 일반 몰리브데나이트와 비슷했지만 황화레늄으로 밝혀졌습니다. 레늄 함량은 80%에 이릅니다. 그것은 거의 기적이었습니다. 레늄을 얻기 위해 레나이트를 산업적으로 사용할 가능성에 대한 적용이었습니다.
Kudryavy 화산은 높이 986m로 이른바 하와이식 화산입니다. 폭발하는 가스 화산과 달리 조용히 타오르고 있습니다. 그리고 어두운 밤에 분화구를 들여다보면 깊은 곳에서 뜨겁게 달아오른 용암을 볼 수 있습니다. 때로는 용암이 표면으로 부서져 경사면을 따라 퍼집니다. 사실, Curly는 지난 백년 동안 침착하게 행동해 왔습니다. 분명히 가스로 잘 퍼지므로 용암이 튀지 않습니다. Kudryavy 화산 분화구의 표면은 200x400 미터 크기입니다. Kudryavoy 분화구에는 6개의 분기공이 있습니다. 크기는 30x40m이며 많은 수의 가스 배출구가 있습니다. 노란 연기가 항상 그 위에 피어 있습니다.
과학자들은 화산 꼭대기에서 황화레늄이 어디에서 올 수 있는지 궁금해했고 화산 가스에서 직접 바늘 형태로 결정화된다는 결론에 도달했습니다. 6개의 사용 가능한 분기공 필드 중 4개는 고온입니다. 그 안에 있는 화산 가스의 온도는 섭씨 500~940도입니다. 그리고 그러한 "뜨거운"필드에서만 새로운 레늄 광물이 형성됩니다. 더 추운 곳에서는 rhenite가 훨씬 적고 200도 미만의 온도에서는 실제로 존재하지 않습니다. 이것이 Kudryavy 화산의 독창성입니다. 결국 다른 화산의 분기공 분야에서 표면으로 오는 화산 가스는 훨씬 덜 뜨겁습니다.
예외는 하와이에 위치한 유일한 킬라우에아 화산입니다. 가스의 온도도 높지만 레늄 함량은 Kudryavy 화산의 가스 배출량보다 2배 낮습니다. 그리고 Kilauea에서 가스를 잡는 것은 거의 불가능합니다. 하와이 화산은 끊임없이 뜨거운 용암을 분출합니다.
Steinberg와 그의 동료들은 정지된 체제에서 백년 동안의 "작업" 동안 화산에 얼마나 많은 레늄 황화물이 축적되었는지 계산했습니다. 10-15 톤이 그렇게 많지 않은 것으로 나타났습니다. 이것은 1년 반 동안 러시아에 충분할 것입니다.
러시아 과학자들은 화산 가스에서 이 금속의 함량을 확인하기로 결정했습니다. 특별히 설계된 도구의 도움으로 레늄에는 톤당 약 1g이 포함되어 있음이 밝혀졌습니다. 그리고 단 하루 만에 화산은 약 5만 톤의 가스를 대기 중으로 방출합니다. 이것은 연간 20톤의 레늄입니다. 그리고 100년이 넘는 기간 동안 2,000톤 이상의 레늄이 파이프로 흘러들어갔고 행성 전체에 흩어졌습니다.
과학자들은 또한 화산 가스가 레늄뿐만 아니라 게르마늄, 비스무트, 인듐, 몰리브덴, 금, 은 및 기타 금속과 같은 기타 희귀 동반 원소를 적어도 12개 포함하고 있음을 발견했습니다.
레늄의 적용용도를 결정하는 레늄의 가장 중요한 특성은 매우 높은 융점, 화학 시약에 대한 내성, 촉매 활성(이 점에서 백금에 가깝습니다)입니다.
1970년대 초에는 방향족 탄화수소 생산에 기여한 레늄 기반 촉매가 만들어졌습니다. 오늘날 "단결정"이라고 하는 니켈과 레늄 합금은 고온 및 극한 온도에 대한 저항성이 높기 때문에 가스 터빈 부품 제조에 사용됩니다. 합금은 최대 1200C의 온도를 견딜 수 있으므로 터빈은 지속적으로 높은 온도를 유지하여 연료를 완전히 연소할 수 있으므로 배기 가스와 함께 독성 물질이 덜 배출됩니다.
소비된 모든 레늄의 약 75%가 80년대에 석유 산업에서 레늄-백금 촉매 생산을 위해 소비되었습니다. 이를 위해 현재 약 5천 톤의 백금(15톤의 레늄 함유)이 사용되는 것으로 추정됩니다. 백금과 레늄은 매우 비싸기 때문에 이러한 촉매는 정기적으로 3-5년 후에 재활용을 위해 회수됩니다. 이 경우 금속 손실은 10%를 초과하지 않습니다. 주요 촉매 공급업체는 W.C. Heraeus GmbH & Co. 킬로그램." 현재 레늄을 함유한 내열합금을 사용하지 않고는 가스터빈이 만들어지지 않는다. 이를 위해 현재 레늄 전체 생산량의 66%인 27톤/년이 소비되고 있다.
전자 및 전기 공학(열전대, 양극 음극, 반도체, 전자관 등)에 사용됩니다. 일본은 특히 이 산업 분야에서 레늄을 널리 사용합니다(소비의 65-75%).
희소 금속에 대한 전 세계 수요는 일반적으로 비약적으로 변합니다. 그들에 대한 관심은 일정하지 않고 맥동합니다. 그것은 생산에 다양한 첨가제가 포함된 새로운 하이테크 합금의 도입에 달려 있습니다. 오늘날에는 그러한 합금에 일부 희소 금속을 추가해야 하며, 내일이면 대체품이 발견될 것이며 그 필요성은 거의 완전히 사라질 것입니다. 레늄의 경우 10년 전에는 거의 사용되지 않았습니다. 1925-1967년 기간 동안 세계 산업은 4.5톤의 레늄만 소비했습니다. 그리고 오늘날 미국의 요구 사항은 연간 약 30톤입니다. 미국은 세계 레늄 소비량의 50% 이상을 차지하며 지난 5년 동안 이 희귀 금속에 대한 수요가 3.6배 증가했습니다.
레늄은 다음의 제조에 사용됩니다.
- 테트라에틸 납을 첨가할 필요가 없는 상업용 가솔린을 생산하는 데 사용되는 고옥탄가 가솔린 성분의 합성에 사용되는 백금-레늄 촉매.
- 최대 2200°C의 온도 측정을 위한 텅스텐-레늄 열전대
- 텅스텐 및 몰리브덴 합금. 레늄을 첨가하면 이러한 금속의 강도와 연성이 동시에 증가합니다.
- 질량 분석기 및 이온 압력계의 필라멘트.
- 제트 엔진. 특히, 가스터빈 엔진 블레이드의 제조에는 내열성이 향상된 단결정 니켈-레늄 함유 합금이 사용됩니다.
또한 자가 청소 전기 접점은 레늄으로 만들어집니다. 회로가 닫히고 끊어지면 항상 방전이 발생하여 접촉 금속이 산화됩니다. 레늄은 정확히 같은 방식으로 산화되지만 산화물 Re 2 O 7은 비교적 낮은 온도(비등점은 362.4°C에 불과)에서 휘발성이므로 방전 중에 접촉면에서 증발합니다. 따라서 레늄 접점은 매우 오랫동안 사용됩니다.
레늄의 생물학적 역할레늄이 생화학적 과정에 관여할 가능성은 거의 없습니다. 일반적으로 레늄이 살아있는 유기체에 미치는 영향에 대해서는 알려진 바가 거의 없으며 독성이 연구되지 않았으므로 레늄 화합물로 작업할 때 주의해야 합니다.
