3. Металлургия рассеянных редких металлов

К рассеянным металлам относят: индий In, галлий Ga, таллий Tl, германий Ge, селен Se, теллур Te, рений Re.

Класс чистоты	Содержание, %
А Б В	99,9 – 99,99 99,999 – 99,999999 99,9999999 – 99,999999999

3.1 Металлургия рения

3.1.1. Краткая историческая справка

Открыт в 1822 г. немецкими химиками Вальтером и Идой Ноддаки при поисках аналога марганца в различных минералах. Производство рения и его соединений в небольших количествах впервые возникло в Германии в 1930 г. на Мансфельдском заводе, в нашей стране производство рения возникло в 1948 г.

3.1.2. Свойства рения

Физические свойства. В периодической системе Менделеева находится в 7 группе 6 периода. Атомный номер – 75, атомная масса – 186,3. Рений – тугоплавкий тяжелый металл, по внешнему виду похож на сталь.

Температура плавления – 3180 ±20 ^оС,

Температура кипения – 5900 ^оС,

Плотность – 21 г/см3.

Химические свойства. Рений устойчив на воздухе при обычной температуре, заметное окисление начинается при температуре 300 ^оС и интенсивно протекает выше 600 ^оС с образованием высшего оксида Re₂O₇.

С водородом, углеродом, бромом, йодом и азотом рений не взаимодействует до температуры плавления.

С фтором и хлором взаимодействует при нагревании.

В соляной, плавиковой кислотах не растворяется, растворяется в азотной, горячей концентрированной серной кислотах и перекиси водорода.

3.1.3. Свойства важнейших соединений рения

В химических соединениях проявляет степень окисления от 1 до 7. Наиболее устойчивая степень окисления +7.

Оксиды. Рений образует три устойчивых оксида: рениевый ангидрид, триоксид и диоксид.

Рениевый ангидрид Re₂O₇ – светло-желтого цвета, температура плавления 297 ^оС, температура кипения 363 ^оС. Растворяется в воде с образование рениевой кислоты HReO₄. Образуется при окислении рения кислородом.

Триоксид рения ReO₃ – оранжево-красного цвета, при температуре выше 400 ^оС обладает заметной летучестью. Малорастворим в воде и разбавленных соляной и серной кислотах. Образуется при неполном окислении порошка рения.

Диоксид рения ReO₂ – темно-бурого цвета, не растворим в воде, разбавленных соляной и серной кислотах, при нагревании в вакууме выше 750 ^оС диспропорционирует с образованием Re₂O₇ и рения.

Рениевая кислота и ее соли – перренаты. Рениевая кислота HReO₄ при взаимодействии с оксидами, карбонатами, щелочами образует перренаты. К малорастворимым в воде относятся перренаты калия, таллия и рубидия, умереннорастворимые – перренаты аммония и меди, хорошорастворимые – перренаты натрия, магния и кальция.

Хлориды рения. Известны хлориды ReCl₅ и ReCl₃. Пентахлорид рения ReCl₅ образуется при действии хлора на металлический рений при температуре выше 400 ^оС. Вещество темно-коричневого цвета. Температура плавления 260 ^оС, температура кипения – 330 ^оС. В воде разлагается с образованием HReO₄ и ReO₂·xH₂O. Трихлорид рения ReCl₃ – красно-черное вещество, температура плавления 730 ^оС, кипения – 500 - 550 ^оС. Образуется при термической диссоциации ReCl₅ при температуре выше 200 ^оС. Известны два оксихлорида ReOCl₄ (температура плавления 30 ^оС, кипения – 228 ^оС) и ReO₃Cl (жидкость, кипит при 130 ^оС).

Сульфиды рения. Известны два сульфида – Re₂S₇ и ReS₂. Высший сульфид Re₂S₇ – темно-бурого цвета, осаждается сероводородом из кислых и щелочных растворов. Дисульфид рения ReS₂ – получается термическим разложением Re₂S₇ выше 300 ^оС или при непосредственном взаимодействии рения с серой при 850 - 1000 ^оС. На воздухе при температуре выше 300 ^оС окисляется с образованием рениевого ангидрида.