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Descripción general del renio metálico refractario


Descripción general del renio metálico refractario

Es el último elemento natural descubierto por la humanidad; es sólo una parte por mil millones en la corteza terrestre; su elemento metálico es una de las reservas estratégicas necesarias de varios países; su precio es muchas veces superior al del oro y el diamante ... ¿Qué es? La respuesta es el renio metálico refractario .

Renio metálico refractario

Descubrimiento del renio metálico refractario

Ya en 1872, el ruso Mendeleev predijo de acuerdo con la ley del ciclo elemental que hay un elemento "similar al manganeso" no descubierto en el mundo natural con un peso atómico de aproximadamente 190 , es decir, un elemento de manganeso desconocido similar al manganeso y al estroncio.

Desde entonces, los científicos han buscado este elemento en minerales con elementos similares de manganeso, como mineral de manganeso, mineral de platino y mineral de cerio (minerales de estroncio y bario), pero han sido infructuosos.

Hasta el 5 de septiembre de 1925, en la Federación Alemana de Químicos en Nuremberg, los geoquímicos alemanes Nordak y Taikai anunciaron en público que utilizaron el espectro X para descubrir este nuevo elemento de una gran concentración de minerales y concentrados de rocas. Esto finalmente revela el velo de este elemento misterioso:el renio.

Renio

Propiedades fisicoquímicas

Metal refractario r henium es un elemento metálico que tiene una densidad de 21,04 g / cm3, un punto de fusión de 3180 ° C y un punto de ebullición de 5627 ° C. Su tipo de celosía es una estructura hexagonal compacta. El esmalte puro tiene una textura suave y el mismo aspecto que el platino y tiene buenas propiedades mecánicas.

Renio es soluble en ácido nítrico diluido o solución de peróxido de hidrógeno, insoluble en ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico; la valencia de los elementos de renio es 3, 4, 6 y 7. A altas temperaturas, se combina con el vapor de azufre para formar sulfuro de rutenio ReS2, que no interactúa con hidrógeno o nitrógeno, pero absorbe H2; se puede oxidar a un heptaóxido muy estable (Re2O7).

Renio metálico refractario

Minería y extracción de Renio de metal refractario

Ha pasado un siglo desde que se descubrió el renio, pero sigue siendo un elemento extraño para la mayoría de la gente. Se ubica discretamente en el puesto 75 en la tabla periódica del elemento químico, que es casi el último elemento natural descubierto. Entonces, ¿por qué se descubrió tan tarde?

Resulta que renio es un elemento muy raro y disperso, que es solo una parte por mil millones en la corteza terrestre y menos que todos los elementos de tierras raras. En la actualidad, las reservas probadas de renio del mundo son solo de unas 2.500 toneladas. En contraste, las reservas globales probadas de recursos de titanio son alrededor de 2 mil millones de toneladas.

El contenido de cada elemento de la corteza terrestre

La mayor parte del renio solo está asociado con otros minerales metálicos como molibdeno, cobre, plomo, zinc, platino , niobio, etc. en un estado escasamente disperso. Hasta ahora, solo se ha encontrado una pequeña cantidad de mineral de bismuto (ReS2) y sulfuro de bismuto de cobre (CuReS4), y las reservas son muy pequeñas.

La escala del renio Los depósitos generalmente no son grandes y el costo de la minería independiente es extremadamente alto, lo que resulta en un valor económico extremadamente bajo. Por lo tanto, hay pocas minas de renio que se extraigan de forma independiente.

La producción industrializada de renio generalmente se separa y recupera en forma de subproductos cuando se extrae el principal mineral metálico. Se puede recuperar una pequeña cantidad de renio de la fundición de hollín y desechos en ciertos tipos de cobre, platino, antimonio o esfaleritas. La forma más importante es el desarrollo integral de molibdenita.

El contenido de renio en el concentrado de molibdeno es generalmente entre cien milésimas y trescientas milésimas, mientras que la cantidad de renio contenida en el concentrado de molibdeno se selecciona del pórfido de cobre el depósito puede llegar a 1,6 ‰ .

En proceso de producción de molibdeno , recoja cuidadosamente el polvo de la combustión y el líquido de desecho del molibdeno fundido, y seleccione H2O2 con alto potencial de electrodo y fuerte propiedad oxidante como oxidante para oxidar el óxido de renio de baja valencia a Re2O7. También oxida el sulfuro a HReO4.

Ambos compuestos de rutenio son fácilmente solubles en agua, de la cual se puede obtener una pequeña cantidad de Re2O7 y luego se agrega KCl para obtener un polvo de renio por reducción de hidrógeno o electrólisis en solución acuosa, y procesado en un material mediante pulvimetalurgia.

Renio en polvo

Efecto de renio mágico

El renio tiene un significado estratégico tan importante, además de su dificultad en la minería y extracción, la razón más esencial son sus excelentes características. Estas características del renio metálico o de los compuestos de renio pueden denominarse " Efecto de renio . ”. Echemos un vistazo al efecto mágico del renio .

1. Excelente función catalítica

Renio Tiene una función catalítica altamente selectiva para muchas reacciones químicas, por lo que se utiliza principalmente como catalizador en la industria del petróleo para sintetizar gasolina de alto octanaje. En el mundo, el consumo de este aspecto ha supuesto más del 60% del consumo total de renio. Estados Unidos y Alemania también han obtenido la tecnología patentada para fabricar filtros de renio para purificar los gases de escape de los automóviles.

2. Alta emisión de electrones

Renio tiene un alto rendimiento de emisión de electrones y se usa ampliamente en radio, televisión y tecnología de vacío. La vida útil del cátodo del tubo de aleación de tungsteno y renio es 100 veces más larga que la del tungsteno.

Renio También se utiliza en la fabricación de contratistas eléctricos, especialmente en la fabricación de contactores generadores de imán permanente para buques marinos, que son duraderos.

3. Excelente mejora de la aleación

Renio en sí mismo tiene buena plasticidad, no se vuelve quebradizo en condiciones de alta y baja temperatura, y la resistencia a la tracción y a la fluencia son superiores al tungsteno, molibdeno y niobio.

Agregar renio a metales refractarios como tungsteno, molibdeno y cromo puede mejorar la resistencia, plasticidad y soldabilidad del material, y reducir la temperatura de transición dúctil-frágil y la fragilidad de recristalización . Por ejemplo, las aleaciones W-Re y Mo-Re tienen buena resistencia y plasticidad a altas temperaturas.

Alambre de aleación W-Re

Renio tiene un efecto significativo sobre la microestructura, las propiedades mecánicas, la fase inestable y los defectos monocristalinos de la superaleación monocristalina, lo que puede mejorar la resistencia a la fluencia a alta temperatura de la aleación monocristalina. Esta ventaja por sí sola abre la puerta al renio a la aplicación de aviones.

Renio y Aero Engine

Como se mencionó anteriormente, la adición de renio mejora la fuerza y ​​la resistencia a altas temperaturas de la superaleación, y la microestructura de la aleación monocristalina también se mejora en gran medida.

En los últimos años, la gente ha comenzado gradualmente a utilizar superaleaciones monocristalinas de alto rendimiento para producir superaleaciones monocristalinas de alto rendimiento y aplicarlas a las palas de los motores de avión. , por lo que la aplicación en la industria de motores aeronáuticos ha alcanzado el 80% de la cantidad total de antimonio.

Motores a reacción con renio

Podemos ver los cambios en su aplicación a motores aeroespaciales a partir de la aplicación de renio en aleaciones monocristalinas.

La primera generación de aleación de cristal único no contiene renio; algunas de las aleaciones monocristalinas de segunda generación comenzaron a usar renio, como la rusa ЖС36, que usaba 2% de renio, y la estadounidense CMSX-4 usaba 3% de renio; la aleación monocristalina de tercera generación está representada por ReneN6 y CMSX-10 en los Estados Unidos, y el contenido de renio de los dos grados es de hasta 5,6% y 7% respectivamente; la aleación de cristal único de cuarta generación está representada por TMS-138 y MC-NG en Japón, que contienen 5% de renio y 4% de renio, respectivamente; la aleación de cristal único de quinta generación está representada por el TMS-162 de Japón y contiene un 6% de renio.

El mayor uso de renio implica dos avances importantes en la metalurgia de turbinas:mejorar el rendimiento de las superaleaciones a base de níquel y producir aleaciones más excelentes para álabes monocristalinos.

Ambas tecnologías permiten que las turbinas (especialmente las turbinas de alta presión) funcionen a temperaturas más altas. De esta manera, el diseñador puede aumentar la presión de la turbina para aumentar la eficiencia de la operación; o el motor puede acelerar la combustión del combustible, generando así un mayor empuje.

Conclusión

Gracias por leer nuestro artículo y esperamos que pueda ayudarlo a comprender mejor el renio . Si desea saber más sobre el renio y otros metales refractarios , puede visitar Metales refractarios avanzados ( BRAZO ) para obtener más información.

Con sede en Lake Forest, California, EE. UU., Advanced Refractory Metals (ARM) es un fabricante y proveedor líder de metales refractarios como tungsteno , Molibdeno , Tantalio , Renio , Titanio y circonio . Ofrecemos a nuestros clientes productos de metal refractario de alta calidad a un precio muy competitivo.


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