रेनियम: अनुप्रयोग और गुण

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 13:55

रेनियम, जिसके अनुप्रयोग पर नीचे चर्चा की जाएगी, परमाणु सूचकांक 75 (Re) के तहत रासायनिक आवर्त सारणी का एक तत्व है। पदार्थ का नाम जर्मनी में राइन नदी से आया है। इस धातु की खोज का वर्ष 1925 है। सामग्री का पहला महत्वपूर्ण बैच 1928 में प्राप्त किया गया था। यह तत्व एक स्थिर आइसोटोप के साथ अंतिम एनालॉग से संबंधित है। रेनियम अपने आप में एक सफेद रंग की धातु है, और इसका पाउडर द्रव्यमान काला है। गलनांक और क्वथनांक +3186 से +5596 डिग्री सेल्सियस के बीच होते हैं। इसमें अनुचुंबकीय विशेषताएं हैं।

विशेषताएं

रेनियम का उपयोग अपने असाधारण मापदंडों और उच्च लागत के कारण इतना व्यापक नहीं है। +300 डिग्री सेल्सियस पर, धातु सक्रिय रूप से ऑक्सीकरण से गुजरना शुरू कर देती है, जिसकी प्रक्रिया तापमान में और वृद्धि पर निर्भर करती है। यह तत्व टंगस्टन की तुलना में अधिक स्थिर है, व्यावहारिक रूप से हाइड्रोजन और नाइट्रोजन के साथ बातचीत नहीं करता है, केवल सोखना प्रदान करता है।

गर्म करने पर क्लोरीन, ब्रोमीन और फ्लोरीन के साथ अभिक्रिया नोट की जाती है। रेनियम केवल नाइट्रिक एसिड में नहीं घुलता है, और जब पारा के साथ बातचीत करता है, तो एक अमलगम बनता है। एक जलीय पेरोक्साइड संरचना के साथ प्रतिक्रियाहाइड्रोजन रेनियम अम्ल के निर्माण का कारण बनता है। यह तत्व केवल दुर्दम्य धातुओं में से एक है जो कार्बाइड नहीं बनाता है। रेनियम के उपयोग की जैव रसायन में कोई भागीदारी नहीं है। इसके सभी संभावित प्रभावों के बारे में बहुत कम जानकारी उपलब्ध है। विश्वसनीय तथ्यों में - जीवों के लिए विषाक्तता और विषाक्तता।

उत्पादन

रेनियम एक अत्यंत दुर्लभ धातु है। प्रकृति में, यह अक्सर टंगस्टन और मोलिब्डेनम के संयोजन में पाया जाता है। इसके अलावा, तालिका में इसके पड़ोसियों के खनिज जमा में अशुद्धियाँ मौजूद हैं। रेनियम मुख्य रूप से मोलिब्डेनम जमा से संबंधित निष्कर्षण के माध्यम से खनन किया जाता है।

इसके अलावा, विचाराधीन तत्व dzhezkazganite से निकाला जाता है, जो एक बहुत ही दुर्लभ प्राकृतिक खनिज है, जिसे जमा के पास कज़ाख बस्ती के नाम पर रखा गया है। रेनियम को पाइराइट, जिरकोनियम, कोलम्बाइट से भी पृथक किया जा सकता है।

धातु दुनिया भर में नगण्य सांद्रता में बिखरी हुई है। ज्ञात खनन स्थलों में, जहां यह महत्वपूर्ण मात्रा में पाया जाता है, रूस में इटुरुप का कुरील द्वीप है। जमा 1992 में खोजा गया था। यहाँ धातु को मोलिब्डेनम (ReS_{2) के समान संरचना के रूप में प्रस्तुत किया गया है।}

खनन एक सुप्त ज्वालामुखी के शीर्ष पर स्थित एक छोटे से मंच पर किया जाता है। थर्मल स्प्रिंग्स वहां सक्रिय हैं, जो जमा के विस्तार को इंगित करता है, जो प्रारंभिक अनुमानों के अनुसार, प्रति वर्ष लगभग 37 टन इस धातु का उत्सर्जन करता है।

दूसरी सबसे बड़ी जमा को रेनियम जमा माना जाता है जो के लिए उपयुक्त हैऔद्योगिक तत्व निष्कर्षण यह फिनलैंड में स्थित है और इसे हितुरा कहा जाता है। वहाँ, धातु को एक अन्य खनिज - टार्कनाइट से निकाला जाता है।

प्राप्त

रेनियम प्राथमिक कच्चे माल को संसाधित करके प्राप्त किया जाता है, जिसमें शुरू में इस सामग्री का प्रतिशत कम होता है। सबसे अधिक बार, तत्व तांबे और मोलिब्डेनम सल्फाइड से निकाला जाता है। रेनियम मिश्र धातुओं को पाइरोमेटेलर्जिकल उपचार के अधीन किया जाता है, जिसका उपयोग अयस्क के साथ काम करते समय किया जाता है जो गलाने, परिवर्तित और भुना हुआ होता है।

अत्यधिक पिघलने वाले तापमान से उच्च ऑक्साइड Re-207 प्राप्त करना संभव हो जाता है, जिसे विशेष ट्रैपिंग उपकरणों द्वारा बनाए रखा जाता है। ऐसा होता है कि फायरिंग के बाद तत्व का हिस्सा कालिख में बैठ जाता है। इस पदार्थ से हाइड्रोजन की सहायता से शुद्ध पदार्थ प्राप्त किया जा सकता है। फिर परिणामी पाउडर पदार्थ को सीधे रेनियम सिल्लियों में पिघलाया जाता है। प्रश्न में तत्व के निष्कर्षण के लिए अयस्क का उपयोग मैट में तलछट की उपस्थिति के साथ होता है। इस संरचना का आगे रूपांतरण कुछ गैसों के संपर्क में आने से रेनियम के अलगाव की अनुमति देता है।

तकनीकी क्षण

रेनियम के गुणों और सल्फ्यूरिक एसिड के उपयोग के कारण उत्पादन के दौरान वांछित एकाग्रता प्राप्त करना संभव है। विशेष शुद्धिकरण विधियों से गुजरने के बाद, अयस्क से शुद्ध तत्व को अलग करना संभव है।

यह विधि बहुत उत्पादक नहीं है, शुद्ध उत्पाद की उपज 65% से अधिक नहीं है। यह सूचक अयस्क में धातु की मात्रा के आधार पर भिन्न होता है। इस आधार पर वैज्ञानिकउत्पादन के अधिक उन्नत और वैकल्पिक तरीकों की पहचान करने के लिए अनुसंधान।

आधुनिक प्रौद्योगिकियां कृत्रिम रूप से प्राप्त रेनियम के गुणों को अनुकूलित करना संभव बनाती हैं। यह समाधान एक एसिड के बजाय एक जलीय घोल के उपयोग की अनुमति देता है। यह सफाई के दौरान काफी अधिक शुद्ध धातु को पकड़ना संभव बनाता है।

आवेदन

सबसे पहले, विचाराधीन तत्व की मुख्य विशेषताओं पर विचार करें, जिसके लिए इसकी विशेष रूप से सराहना की जाती है:

• अपवर्तकता।
• जंग के लिए न्यूनतम जोखिम।
• रसायनों और एसिड के संपर्क में आने पर कोई विकृति नहीं।

चूंकि इस धातु की कीमत बहुत अधिक है, इसलिए इसका उपयोग मुख्य रूप से दुर्लभ मामलों में किया जाता है। इस तत्व के आवेदन का मुख्य क्षेत्र विभिन्न धातुओं के साथ गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं का उत्पादन है, जिनका उपयोग रॉकेट और विमानन उद्योग के निर्माण में किया जाता है। एक नियम के रूप में, सुपरसोनिक लड़ाकू विमानों के लिए स्पेयर पार्ट्स के उत्पादन के लिए रेनियम का उपयोग किया जाता है। ऐसे यौगिकों में कम से कम 6% धातु शामिल है।

ऐसा स्रोत जल्दी से जेट बिजली इकाइयाँ बनाने के मुख्य उपकरण में बदल गया। उसी समय, सामग्री को सैन्य-रणनीतिक रिजर्व माना जाने लगा। विशेष रूप से प्रदान किए गए थर्मल जोड़े विशाल रेंज में तापमान को मापने की अनुमति देते हैं। विचाराधीन तत्व अधिकांश एकत्रित धातुओं के सेवा जीवन का विस्तार करना संभव बनाता है। रेनियम से, जिसके उपयोग की ऊपर चर्चा की गई है, सटीक उपकरण, प्लेटिनम धातु, स्पेक्ट्रोमीटर, दबाव गेज के लिए भी स्प्रिंग बनाए जाते हैं।

अगरअधिक सटीक रूप से, यह रेनियम-लेपित टंगस्टन का उपयोग करता है। रासायनिक हमले के प्रतिरोध के कारण, यह धातु अम्लीय और क्षारीय वातावरण के खिलाफ सुरक्षात्मक कोटिंग्स में शामिल है।

दिलचस्प तथ्य

रेनियम का उपयोग विशेष संपर्क बनाने के लिए भी किया जाता है। शॉर्ट सर्किट की स्थिति में उनके पास स्वयं सफाई का गुण होता है। साधारण धातुओं पर ऑक्साइड बना रहता है, जो धारा प्रवाहित नहीं होने देता। करंट भी रेनियम मिश्र धातुओं से होकर गुजरता है, लेकिन यह अपने पीछे कोई निशान नहीं छोड़ता है। इस संबंध में, इस धातु से बने संपर्कों की लंबी सेवा जीवन है।

रेनियम के उपयोग का सबसे महत्वपूर्ण पहलू उत्प्रेरक बनाने के लिए इसका उपयोग करने की संभावना थी जो गैसोलीन ईंधन के कुछ घटकों का उत्पादन करने में मदद करता है। तेल उत्पाद उद्योग में एक रासायनिक तत्व के उपयोग की संभावना के कारण संबंधित बाजार में इसकी मांग में कई गुना वृद्धि हुई है। दुनिया इस अनूठी सामग्री में गंभीरता से दिलचस्पी ले रही है।

स्टॉक्स

यह ध्यान देने योग्य है कि रेनियम का विश्व भंडार कम से कम 13 हजार टन केवल मोलिब्डेनम और तांबे के भंडार में है। वे धातुकर्म उद्योग में इस घटक के मुख्य स्रोत हैं। ग्रह पर सभी रेनियम के 2/3 से अधिक ऐसे विन्यास में पाए जाते हैं। शेष तीसरा द्वितीयक अवशेष है। यदि हम भंडार की सभी गणनाओं को एक ही हर में घटा दें, तो वे कम से कम तीन सौ वर्षों के लिए पर्याप्त होनी चाहिए। वैज्ञानिकों की गणना में रीसाइक्लिंग को ध्यान में नहीं रखा गया था। एक जैसापरियोजनाओं को लंबे समय से विकसित किया गया है, उनमें से कुछ ने अपनी योग्यता साबित की है।

लागत

अधिकांश श्रेणियों में उत्पाद की कीमतें उत्पाद की उपलब्धता और मांग से बनती हैं। रेनियम जैसे घटक दुनिया की सबसे महंगी धातुओं में से एक है, इसलिए हर निर्माता इसे बर्दाश्त नहीं कर सकता है, हालांकि इसमें अद्वितीय गुण हैं जो इसके महंगे उपयोग की लागत को ऑफसेट करना संभव बनाते हैं। साथ ही, रेनियम में ऐसे पैरामीटर होते हैं जो किसी अन्य धातु के पास नहीं होते हैं। अंतरिक्ष और विमानन संरचनाओं के निर्माण के लिए, इसकी विशेषताएं आदर्श हैं। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि रेनियम की कीमत अधिक है, हालांकि यह इस अनूठी सामग्री की विशेषता वाले सभी संकेतकों से मेल खाती है।

पहले से ही 2011 में, रेनियम की औसत लागत लगभग 4.5 अमेरिकी डॉलर प्रति ग्राम थी। इसके बाद, कीमतों में कोई गिरावट नहीं देखी गई। अक्सर अंतिम लागत धातु के शुद्धिकरण की डिग्री पर निर्भर करती है। सामग्री की कीमत हजारों डॉलर या उससे अधिक तक पहुंच सकती है।

खोज इतिहास

इस तत्व की खोज 1925 में जर्मन रसायनज्ञ ईड और वाल्टर नोडैक ने की थी। उन्होंने सीमेंस और शेक समूह की प्रयोगशाला में कोलंबिस्पेक्ट्रल विश्लेषण का उपयोग करके शोध किया। इस घटना के बाद, नूर्नबर्ग में जर्मन रसायनज्ञों की एक बैठक में इसी रिपोर्ट का आयोजन किया गया था। एक साल बाद, वैज्ञानिकों की एक टीम ने पहले दो मिलीग्राम रेनियम को मोलिब्डेनम से अलग किया।

अपेक्षाकृत शुद्ध रूप में तत्व की प्राप्ति 1928 में ही हुई थी। पाने के लिएपदार्थ के एक मिलीग्राम को 600 किलोग्राम से अधिक नॉर्वेजियन मोलिब्डेनम को संसाधित करना पड़ा। इस धातु का औद्योगिक उत्पादन भी जर्मनी (1930) में शुरू हुआ। प्रसंस्करण संयंत्रों की क्षमता ने सालाना लगभग 120 किलोग्राम धातु प्राप्त करना संभव बना दिया। उस समय, इसने पूरे विश्व बाजार में रेनियम की आवश्यकता को पूरी तरह से संतुष्ट किया। अमेरिका में, पहली औद्योगिक 4.5 किलोग्राम अनूठी धातु 1943 में केंद्रित मोलिब्डेनम को संसाधित करके प्राप्त की गई थी। यह वह तत्व था जो स्थिर आइसोटोप के साथ अंतिम खोजी गई धातु बन गया। कृत्रिम रूप से पहले खोजे गए अन्य सभी एनालॉग्स में ऐसे गुण नहीं थे।

प्राकृतिक भंडार

आज तक, विचाराधीन धातु के प्राकृतिक भंडार के अनुसार, जमा की सूची निम्नलिखित क्रम में व्यवस्थित की जा सकती है:

• चिली की खदानें।
• संयुक्त राज्य अमेरिका।
• इटुरुप द्वीप, जहां प्रति वर्ष 20 टन तक जमा होने का अनुमान है (ज्वालामुखी गैस विस्फोट के रूप में)।

रूसी संघ में, अर्ध-तत्व हाइड्रोजन-प्रकार के जमा का मूल्यांकन उन साइटों के रूप में किया जाता है जिनमें पोर्फिरी कॉपर और कॉपर-मोलिब्डेनम अयस्कों की अधिकतम क्षमता होती है। कुल मिलाकर, विशेषज्ञों के पूर्वानुमान के अनुसार, रूस में रेनियम जमा राशि 2900 टन (राज्य के संसाधन का 76%) है। इन जमाओं का शेर का हिस्सा मास्को क्षेत्र के कोयला बेसिन (82%) में स्थित है। भंडार के मामले में अगला क्षेत्र रियाज़ान क्षेत्र में ब्रिकेटनो-ज़ेल्तुखिंस्की बेसिन है।

परिणाम

रेनियम एक रासायनिक तत्व है जोअद्वितीय विशेषताओं के साथ दुर्लभ धातुओं के समूह के अंतर्गत आता है। इसके गुण, निष्कर्षण के स्थान, कार्यक्षेत्र ऊपर वर्णित हैं।