Мазмұны

5.8 Ұнтақты және тұтас металдық рений өндірісі

Аммоний перренатын тотықсыздандыру

Метал өндірісі үшін бастапқы материал ретінде қолданылатын аммоний перренатында келеcі қоспалардың рұқсат етілген мөлшері келесі көрсеткіштерден артық емес болуы керек, %: Al, Fe, Cu, Мo 5·10-4; Ca, Si, P, Na 1·10-3; Mg, Ni, S 2·10-3; K 5·10-3; Mn 1·10-4; Cu 5·10-5. Аммоний перренаты ұнтағының дисперстігі - Фишер бойынша 3,0-7,5 мкм, сусымалы массасы - 2,25 г / см3, түсі – ақ-сұр болуы тиіс.
Рений ұнтағын алу үшін аммоний перренаты сутегімен тотықсыздандырылады:

Тотықсыздандыру әдетте бір сатыда құбырлы пештерде 800-850 ℃ температурада жүзеге асырылады. Екі сатылы тотықсыздандыруда алдымен 300-500 ℃, ал екінші сатыда - 1000 ℃ тотықсыздандырады. Тотықсыздандыру алдында аммоний перренатын резеңкемен қапталған барабандарда ұнтақтайды және 300 ℃-де 1 сағат бойы оттегі ағымында ұстайды. Алынған металдық рений ұнтақтарының тазалығы негізінен бастапқы аммоний перренатының сапасына байланысты.
Егер металдық ренийді электродиализ әдісімен тазартылған аммоний перренатынан тотықсыздандырып алатын болса, онда алынған металдық рений ұнтағы құрамындағы рений мөлшері 99,9962-99,997 % -ға жетеді. Рений ұнтақтарын AP-0 маркалы стандартты аммоний перренатынан тікелей синтездеу кезінде 99,981% тазалықтағы метал алынады.
Рений оксидінің ұшқыш зат екенін ескере отырып, рений металының ұнтақтарын бу-газ фазасында Re2O7 сутегімен тотықсыздандыру арқылы алуға болады. Бұл жағдайда метал ренийінің сапасын ректификация арқылы бастапқы оксидті қосымша тазарту арқылы арттыруға болады. Бу - газ фазасында тотықсыздандырудың оңтайлы режимі: температура 920 ℃, сутегі шығыны - 100 л/сағ, Re2O7 шығыны - 70 л/сағ. Бу-газ фазасында алынған металдық рений ұнтағының дисперстілігі - 2,0-15 мкм (85% - ға), оттегінің мөлшері-0,15%.
Ректификациямен тазартылған оксидтің бу-газды тотықсыздану процесінде алынған металдық рений ұнтағының тазалығы жоғары. Қоспалар ретінде оның құрамында ( % ): темір - 0,0003; алюминий-0,0002; кремний - 0,00006; натрий - 0,0003; кальций - 0,00035; калий - 0,001, сондай - ақ никель, молибден, хром және висмут (< 3-10-5) болады.
Калий перренатын сутегімен тотықсыздандыру арқылы металдық рений ұнтақтарын алудың бұрын кеңінен қолданылған процесі қазіргі уақытта іс жүзінде қолданылмайды, өйткені онда калийдің мөлшері артық болады.
Перренаттарды сутегімен, соның ішінде калий перренатын тотықсыздандырудың ерекше әдістері – оларды тікелей сулы ерітіндіде жоғары қысымда, яғни автоклавтарда тотықсыздандыру. Алайда, бұл жағдайда металға дейін тотықсыздану тек рН < 4 кезінде қышқыл ортада жүреді. Бейтарап және сілтілі ерітінділерден ReO2 тұнбаға түседі. Су ортасынан сутегімен перренатты тікелей автоклавта тотықсыздандырудың оңтайлы режимі: ерітіндідегі ренийдің бастапқы концентрациясы - 100 г/л; ерітіндінің бастапқы қышқылдығы - 1 н.H2SO4; сутегі қысымы-60 атм.; температура - 200 °C. Нәтижесінде алынған металдық рений ұнтақтарында < 0,003% калий бар, бұл металдық рений үшін талап етілген техникалық шарттарға сәйкес. Автоклавтарда алынған металдық ренийде рений оксидтерінің концентрациясы жоғары. Сондықтан оларды 850-900 ℃-де сутегімен қосымша тотықсыздандыру қажет.
Металдық ренийді ReO2 диоксидті екі сатылы тотықсыздандыру арқылы да алуға болады. Алдымен 400-600 ℃ температурада, содан кейін 800 ℃ температурада.
Тұтас (компактты) металдық ренийді негізінен ұнтақты металлургия әдістерімен алады. Ол үшін бастапқы рений ұнтағын ~9,5 г/см3 тығыздыққа дейін 4-5 т/см2 қысыммен қалыптарда штабиктерге тығыздайды. Әрі қарай, престелген штабиктертар алдымен сутегі ағымында немесе вакуумда (0,01-0,001 Па) екі сағат ішінде 1100-1200 ℃-де күйдіріледі. Екінші кезең - жоғары температуралы күйдіру, немесе "дәнекерлеу" деп те аталады, ол сутегі ағымында 2400-2850 ℃ температурада жүзеге асырылады.
Күйдіру процесінде штабиктер сілтілі металдардар, мыстан және басқа қоспалардан тазартылады. Агломерацияланған (дәнекерленген) штабиктердің тығыздығы кемінде 18,9 г/см3 болуы керек, бұл металдық ренийдің теориялық тығыздығының 90 % құрайды. Содан кейін штабиктер аралық күйдіргіштермен суықта соғу немесе илектеу арқылы тығыздалады.
Тиісті техникалық шарттарға сәйкес өнеркәсіптік масштабта шығарылатын рений штабиктерінің типтік өлшемдері төменде келтірілген:

Штабиктердің қабырғаларының түзулігінен ауытқулар олардың ұзындығының 1% -нан аспауы тиіс. Мұндай штабиктер ренийден әртүрлі өнімдерді - сымдарды, фольгаларды,