铼

中文名称：铼

英文名称：Rhenium

中文别名：铼粉；铼条

分子式: Re

 

分子量: 186

CAS号： 7440-15-5

质检信息

质检项目    指标值

含量            ≥98%

PSA：         0.01000

LOGP：      0.00050

化学特性

铼是一种化学元素，化学符号Re，原子序数为75，为灰色粉末,密度21,04 g/cm3沸点5596 °C(lit.)熔点3180 °C(lit.)质软,1000℃以下在空气中稳定。有良好延展性，电阻大，可吸收氢。327℃时被氧化生成Re2O7，高温时能与氟，氯、溴、硫反应。不溶于水、盐酸、稀硫酸，溶于硝酸和过氧化氢溶液生成高铼酸HReO4。易燃。铼单质晶格类型为六角密集；熔点3440℃，属高熔点金属；铼的熔点仅次于碳和钨，密度、沸点居所有单质之首，电阻率比钨大3倍。铼的硬度大、机械强度高、具有良好的可塑性，在常温下易拉丝轧片，但不能经受热加工。密度几乎是铅的2倍；外表与铂相同，呈银灰色；纯铼质软，有良好的机械性能。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。

铼的化合物繁多，分为无机铼化合物、铼金属簇化合物和有机铼化合物。无机铼化合物有氧化物、高铼酸及其盐、硫化物、卤化物和碳基化合物。氧化物有ReO4、ReO7、ReO3、Re2O5、ReO2、Re2O3、ReO和Re2O等8种，其中较稳定的是Re2O7、ReO3和ReO2。高铼酸HReO4和它的主要盐为高铼酸钾、高铼酸钠、高铼酸钙和高铼酸铵。铼的硫化物有Re2S7、ReS3、ReS2、Re2S3和ReS，其中较稳定的只有Re2S7和ReS2。与提取冶金关系较大的主要无机铼化合物见图3。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。

产品用途

铼粉用作脱氢用催化剂,光谱分析,镀铼,可防止金属腐蚀。涂阴极灯的钨丝。与铂族合金制造热电偶。铼与钨、铁的合金硬度高、耐磨、抗腐蚀性能力强,用于制造精密仪器的零件。电子管和半导体材料。

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。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。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。

生产方法

从辉钼矿、铜矿的焙烧炉烟灰中提取。以氢还原高铼酸铵(NH4ReO4)或高铼酸钾(KReO4)可制得金属铼。 1.还原高铼酸钾制备金属铼。将工业品高铼酸钾磨细,在玛瑙研钵中研细至约60目,并在175℃下干燥1h。将它放在一只银制的舟中,然后一起放在一只瓷燃烧管或其他耐火材料的燃烧管中。在舟所在位置的上方及附近的区域上需用铁片保护起来。用氢气排出管中的空气,在通入管中之前,氢气须先通过碱性间苯二酚溶液和浓硫酸。当空气完全被排除后,用一个小电炉将燃烧管加热至约250℃。2h后慢慢地将温度升高到500℃。维持在此温度2h后,停止加热,使燃烧管和装盛物冷却。将银舟取出并将它迅速地放在一烧杯水中。用沸水将还原产物洗涤四或五次。最后将它移入一多孔瓷坩埚或玻璃砂芯漏斗中,并多次地用少量热水洗涤,随后用冷水、酒精和乙醚洗涤。在空气中干燥后的产品中往往会含有少量的碱,并总会含有铼的氧化物。将这个产物移入瓷制或石英制的舟中,放入一支石英燃烧管内,并在1000℃的温度下在氢气中加热2h,冷却至室温后,再用热水抽取可溶化合物,并再重复在1000℃的还原操作。2h后,用不含氧的氮气排除氢气,并令燃烧管及装盛物冷却至室温。在全部制备过程中,必需注意在燃烧管冷却后才取出金属。否则,产物与空气接触时可能被氧化。用这个方法制得的金属铼一般纯度为99.0%～99.8%。主要的杂质是钾,可能以氢氧化钾形式存在。产物是一种密度较大的灰黑色粉末。按所用的高铼酸钾计算,产率在85%至95%之间。 2.还原高铼酸铵制备金属铼。将工业品高铼酸钾研磨至60筛目并溶解在10%盐酸中(按重量计算),每克铼约用100cm3的酸。在溶液中快速通入硫化氢气体直到沉淀的硫化物凝聚起来。将沉淀物收集在一只布氏漏斗上的石棉层上,并用硫化氢溶液充分洗涤,最后用水洗涤。将硫化物和石棉一同移入到一只装有氨水(按重量计为10%溶液)的烧坏中,每克高铼酸钾需用25cm3的氨水。将悬浮液加热至40℃,并加入30%过氧化氢直到黑色的硫化物完全被氧化与溶液变为无色时为止。将石棉滤出,并在热水浴上将溶液蒸干。将残渣溶解在水中,加入几滴硝酸,并将溶液加热使少量的硅胶凝结,在这时往往会有硅胶出现。过滤后,将溶液调节成弱氨碱性并蒸发至干涸。产物中含有高铼酸铵和硝酸铵,将它在110℃进行干燥,移入石英燃烧舟中,并在石英管中用快速的干氢气流进行还原。温度应缓慢升高以避免因升华而损失产物。最后的还原过程在约1000℃下进行2h。在氮气中冷却后,可以将产物取出。按所用的KReO4计算,产率为80%至90%,这样制得的铼接近100%纯净。与由高铼酸钾直接还原而得的灰黑色粉末铼相比,它具有显著的金属外貌。

由纯铼化合物生产金属铼粉末的冶金过程。生产铼粉常用的铼化合物有高铼酸铵、高铼酸钾、七氧化二铼和五氯化铼。生产方法有氢还原法、电解法和卤化物热离解法。工业上常用的是氢还原法中用氢气还原高铼酸铵的方法。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Chemicalbook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。

 

产品信息
[重量]	5g
[颜色]	灰色