Ренийдің қорытпасын алу әдістері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И СӘТПАЕВ атындағы ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

МП және АТМ кафедрасы

ЕСЕП БЕРУ

Тақырыбы: Рений қорытпасы негізінде қаптамаларды электролиттік тұндыру

Оқытушы Байқоңырова А.Ө.

Студент Саркеев Н.Ж.

Мамандығы 240440

Тобы МЦИ-03-1к

Алматы 2007ж.

Мазмұны

Кіріспе
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1. Ренийді және қорытпасын алу әдістері
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2. Рений және оның негізгі қосылыстарының физика-химиялық

қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... -
3. Ерітіндінің электр өткізгіштігін кондуктометр әдісімен анықтау

және
нәтижелері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ...9
3.1 Ерітінділердің электр өткізгіштігі арқылы комплексті иондардың
тұрақсыздық константасын
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12

4. Рений қорытпаларын төрт камералы мембраналық электролизде алу

және тәжірибелік
жұмыстар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... .13
4.1 Алынған рений қаптамаларын Na және аммоний гидроксидінде
анодтық
еріту ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ..19
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
Пайдаланылған әдебиеттер
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...22

Кіріспе

Қазіргі техника саласында қолданылатын сирек металдардың рөлі
ерекше. Жоғарыда айтылған металдардың арасында кездесетін шашыранды
металл рений маңызды орын алады. Ренийдің табиғаттағы шикізаттары
мен өнеркәсіптегі өндіру технологиялары өте күрделі. Сондықтан ренийдің
әр түрлі шикізаттарын анықтаумен қатар, металды келешекте өндіру
процесінтерін болашақ жас мамандар жақсы меңгере білу керек.
Біздің ғасырымыздың 60-шы жылдарының соңында ренийдің дүние жүзілік
өндірісі жылына 1-2 тонна деңгейіне жетті. Барлық өндірілген ренийдің
80 %-ке жуығы әр түрлі қоспалы құймалар алуға, әсіресе молибден мен
вольфрамның құймаларында қолданылған. Содан кейінгі жылдары ренийді
мұнай –химия өнеркәсібінде өте сапалы бензин (жанармай) алу үшін
платина-ренийлі катализатор ретінде қолданды. Ренийді осы мақсатқа
қолдану, қондырғының 40-50 %-ке дейін өнімділігін арттырып,
катализатордың жұмыс істеу қабілеттілігін 3-6 ретке ұзартты және платина
шығынын кемітті.
Сирек кездесетін металл ренийдің 90-жылдардан бастап жаңа
салаларға қолдану басталды. Мысалы, кейінгі кезде ұшақтармен кеңістікте
қолданылатын аппараттардың турбиналарын, реактивті және турбо
реактивтік двигателдерін жасауға қолданылды. Осыған байланысты кейінгі
кезде ренийді өндіру үшін жаңа өндіріс орындарын ашып, комплекстік
техналогияларды қолдану арқылы мынадай шикізаттардан, мысалы молибденит
пен мысты байытылған концентраттарынан ренийді толық бөліп алу
негізделген.

1. Ренийдің қорытпасын алу әдістері

Кәзіргі уақытта Қазақстан Республикасының ренийді алатын жерінің
негізгі көзі Жезқазған мыс рудаларының кен орны болып табылады. Мыс
кендерінің құрамында 90 рений кездеседі [1].
Мыс кендерін флатациялық байыту кезінде кендегі ренийдің біраз
бөлігі күрделі тотыққан байланыста отвальдық бөлімге,ал қалған бөлігі
флатациялық суда қалады. Мыс концентраттарын балқу процесі кезінде
ренийдің негізгі бөлігі газдық фазаға өтеді, содан кейін күкірт
қышқылында тазалайды. Күкірт қышқылымен жуу арқылы ренийді бөліп алады.
Ренийді толық мыс концентраттарынан бөліп алу үшін газдарды толық
ұстап, оның құрамынан көрсетілген процестер арқылы бөліп аламыз.
Көптеген процестер арқылы күкірт қышқылымен жуылған ерітіндіде ренийдің
мөлшері 150-130 гдм және күкірт қышқылында 600 г дм болады [2].
Күкірт қышқылымен жуылған ерітіндіден ренийді бөліп алудың екі
технологиясы бар-сорбциялық және экстракциялық [3].
Сорбциялық процесс ренийді ион алмастырғыш арқылы қарапайым бөліп
алу, сорбент ионның перренат ионға жеткілікті талғамдылығы және
агрессивті ортада иониттердің химиялық тұрақтылығы. Бірақ бұл әдістің
кемшілігі рений бойынша сорбенттің сыйымдылығының артығы және күкірт
қышқылы концентратциясының белгілі бір мөлшерде ғана болатындығы-150
гл [4].
Ренийді бөліп алуда экстракциялық әдіс күкірт қышқылды ерітіндідегі
концентратцияның жоғары интервалында және жоғары жылдамдықта процестің
жүруіне негізделген. Бірақ та ол ластанған сулы ортада органикалық
байланысқан болады. Сондықтан сулы ортадан тазартуды қажет етеді. Және де
экстракциялық әдісте органикалық экстрагенттер қауіпті болады [5].
Осы екі тенхологияның соңғы өнімі көптеген жағдайларда металдық
ренийді алуда болып аммоний перренаты табылады.
Металдық ренийді алуда практикада аммоний перренатын жоғары
температурада тотықтыру әдісі және қышқыл электролиттерді электролизде
қолдану әдісі болып табылады [6].

2. Ренийдің және оның негізгі қосылыстарының физика-
химиялық қасиеттері

Рений жоғары температурада 3180 0С балқитын металл, оның сыртқы
түрі болатқа ұқсайды. Сондықтан балқу температурасына байланысты, ол
вольфрамнан кейінгі екінші ауыр металл, оның қорытпалары болатқа
ұқсас келеді. Қалыпты жағдайда рений жұмсақ , ал ұнтақтары қара
немесе сұр түсті болады. Ренийдің кейбір физикалық қасиеттері
төменде көрсетілген.
Атомдық нөмірі 75
Атомдық салмағы
186,31
Тығыздығы,кгм
21,0
Балқу температурасы,0С 3180 ± 20
Қайнау температурасы0,С 5900

Жылу өткізгізгіштігі,Вт 712,3
Қаттылығы,МПА 1960
Модульды серпімділігі,ГПа 470

Қалыпты температурада рений ауада тұрақты, ал оны 300 0С-тан
жоғары қыздырғанда ренийдің ангидриді (Re2O7) пайда болады,
температураны одан жоғары көтерген сайын, тотығу процесі өте жылдам
жүреді.
Сутегімен металл оның балқу температурасына дейін әрекеттеспейді,
ол азотпен жалпы қосылыста болмайды, бірақ оның нитридтері, аммиак
пен ренийдің хлоридін әрекеттестіру арқылы алынады. Ренийдің басқа
баяу балқитын металдармен ерекшелігі, ол көміртегі, бром, йодпен
әрекеттеспейді. Хлормен, күкіртпен және фтормен тек қыздырғанда
әрекеттеседі. Тұз және сутек қышқылдарында рений ерімейді, ол азот
пен күкірт қышқылдарын қыздырғанда және сутегінінің қос тотығында
жақсы ериді.
Re + 7HNO3 = HReO4 + 3H2O + 7NO2
(1)
2Re+7H2O2 = 2HReO4+6H2O
(2)
Ренийдің ұнтағы сілтілермен ауада тұрақты немесе
тотықтандырғыштармен балқытқанда рений қышқылының тұздары түзіледі.
Ренийдің өзі балқытылған күміс, қалайы, мырыш және мыста төзімді, ол
никель мен темірде жақсы ериді. Ренийдің оң валентті 6,5,4,3,2,1 және
теріс 1 валентті қосылыстары белгілі, бірақ оның ішінде 7 валентті
қосылыстары тұрақты келеді.
Рений технологиясында ренийдің 7,6,4,3 валентті қосылыстары
үлкен рөл атқарады. Рений қосылыстарының ішіндегі ең негізгі
тотықтары: рений ангидриді
Re2O7, үш тотықты рений ReO3 және ренийдің қос тотығы ReO2.
Рений ангидриді немесе (VII) валентті рений тотығы металмен немесе
оның қосылыстарының ауада тотығуының нәтижесінде пайда болады.
Мысалы, ренийдің дисульфиді ReS2.
4Re + 7O2 = 2Re2O7 + Q
(3)
2ReS2 + 7,5O2 = Re2О7 + 4SO2
(4)
Рений оксидінің (VII) кристалы ақшыл-сары түсті келеді. Балқу
температурасы 297 0С, қайнау температурасы 363 0С.
Оның қаныққан буының қысымы мен әр түрлі температурадағы
тәуелділігі төменде келтірілген.

Температурасы, 0С 150 200 250
300 360
Қысымы Р, мм. сынап бағанасы: 5,6*10 -3 0,35 10,2 160
711

Рений оксидінің (VII) өте ылғал тартқыш, сондықтан, ауада ылғалды
сіңіріп рений қышқылын түзеді:
Re2O7 + H7O = 2HReO4
(5)
Көміртегі (II) мен күкірттің (IV) оксидтері рений ангидридін
(VII) төменгі тотықтарына тотықсыздандырады. Сутегі оны 3000 С-та
диоксид тотығына (ReO2),
500 0С-та металға дейін тотықсыздандырады.
Ренийдің үш тотығы ReO3-қатты зат, сары-қызыл түсті келеді. Ол рений
ұнтағының толық тотықталмаған кезінде түзіледі.
Таза үш тотықты ренийді ауаның қатынасынсыз 250 0С-та, рений
оксидін рений (VII) ұнтағымен қосып қыздырғанда түзіледі:
3Re2O7 + Re = 7ReO3
(6)
Ауада үш тотықты ренийді ReO3 100 0С-та дейін қыздырғанда тұрақты
күйінде болады, ал температураны жоғары көтерген сайын рений
ангидридіне дейін тотығады.
Вакуумде 400 0С-тан жоғары температурада диспрпорцияланады
(ыдырайды):
3 ReO 3 ↔ ReO2 + Re2O7
(7)
Суда үш тотықты рений ReO3 ерімейді. Тұз және күкірт
қышқылдарымен және сумен араласқан сілті ерітінділерімен
әрекеттеспейді. Натрий оксидімен қосып балқытқанда, натрий перренаты
және натрий рениті түзіледі:
3ReO3 + 2Na2O = 2 NaReO4 + Na2 ReO3
(8)
Ренийдің қос тотығы ReO3-қатты зат, түсі қоңыр-қара, оны Re2 O7
немесе ReO3 -ті сутегімен 300 0С-та тотықсыздандырғанда, аммонийдің
перренатын инертті ортада 400 0С-та ыдыратқанда немесе бес хлорлы
ренийді ReCI5 гидролитті процеспен бөлу арқылы алуға болады:
3ReCI5 + 8H2O → 2ReO2 + H2O + 15HCI
(9)
Вакуумде 7500 С-тан жоғары қыздырғанда, ренийдің қос тотығы
(ReO2 )ыдырап, рений және ренийдің оксиді (VII) түзіледі:
7ReO2→2Re2O7+3Re
(10)
Химиялық сипаттамасы бойынша ренийдің қос тотығы (ReO2) амфотерлі
оксид.
Суда және сумен сұйытылған қышқылдарда, сонымен қатар
концентрациясы жоғары тұз және фтор сутекті қышқылдарында ерімейді.
Азот қышқылымен және сутегі қос тотығымен немесе хлорлы сумен
өңдегенде, ренийдің қос тотығы рений қышқылына дейін тотығады.
Сілті мен ренийдің қос тотығын (ReO2) қосып балқытқанда құрамында
бір валентті металы бар Me2 ReO3 ренит түзіледі.
Рений қышқылы HReO4 - өте күшті бір негізді қышқыл. Рений
қышқылы рений ангидридін суда еріткенде немесе ерітіндіде ренийдің
төменгі тотығын тотықтырғышпен әсер еткенде түзіледі.
Re2O7+H2O=2HReO4
(11)
Рений қышқылының марганец қышқылынан айырмашылығы әлсіз тотықтан-
дырғыш. Бос күйінде қышқылды бөліп алу қиын, өйткені
концентрациялы рений қышқылының сулы ерітіндісін қыздырғанда
ерітінді ыдырап рений ангидриді түзіледі.
Рений қышқылы ерітіндіде түссіз, концентрациясы 60%-те жоғары
болса, ерітінді жасыл-сары түске айналады.
Рений қышқылы, карбонаттар, сілтілер және оксидтермен әрекеттескенде
перренаттар (MeReO4) түзіледі. Таллийдің, калийдің және рубидийдің
перренаттары суда өте аз ериді. Натрий, магний және кальций перренаттары
суда жақсы ериді, ал аммоний мен мыс перренаттары аздап ериді.

Перренаттардың кейбір қасиеттері 1-ші кестеде келтірілген.

1 кесте - Перренаттардың кейбір қасиеттері

ПерренаттардыңӘртүрлі температурадағы Балқу Тығыздығы,
Түрлері пенренаттардың 100 г температура-сы
судағы ерігіштігі, 0С , 0С гсм3
0 30 50
TlReO4 0,115 0,289 0,555 525 6,89
KReO4 0,36 1,47 3,2 555 4,38
RbReO4 0,39 1,56 3,42 598 4,73
CsReО4 0,33 1,09 2,44 616 4,76
NHReO4 2,76 8,7 16,01 200 С-тан 3,55
жоғары
ыдырайды

NaReO4 103 145 173 414 5,24
Ca(ReO4)2 - 187 - 934 4,94
Cu(ReO4)2 - 210 - ыдырайды 3,72
Fe(ReO4)2 - 233 - - -
Fe(ReO4)2 - 270 - - -

Ренийдің хлоридтері. Рений хлоридтерінің арасындағы зерттелгені
бес және үш хлорлы рений. Бес хлорлы рений ReCI5, ренийді 400 0С-
тан жоғарғы температурада хлормен әрекеттестіргенде түзіледі. ReCI5 –
қара-қоңыр түсті қатты зат. Оның балқу температурасы 260 0С және
қайнау температурасы 330 0C-ға тең. Ылғалды ауада түтінденіп,
гидролизденудің нәтижесінде тұз қышқылының буы түзіледі. Суда
ренийдің пентахлориды төмендегі реакция бойынша ыдырайды:
3ReCI5 + (8+х) H2O = 2ReO2 ∙ XH2O + HReO4 +15HCI
(12)
Пентахлорид тұз қышқылында еріп, HReO4 пен HReCI5 түзіледі де
ерітінді жасыл түске айналады. Пентахлоридінің ұшуы 150 0С-тан
басталады, 180 0С-тан жоғары температурада диссоцияланып үш хлорлы
рений ReCI3 түзіледі.
Оттегі атмосферасында пентахлоридті қыздырғанда ренийдің
оксихлоридтері түзіледі.
8ReCI5+4O2=5ReOCI4+3ReOCI2 +7CI2 ↑
(13)
Үш хлорлы рений- қызыл-қара түсті зат, 730 0С-та қысыммен қысқанда
балқиды. 550 0С-та үш хлорлы рений ReCI3 ұшады, ауада ReCI3 дигидратқа
ReCI3 ∙2H2O айналады.
Суда және тұз қышқылында еріп, HReCI4 түзіледі. Сутегі 250 0 -300 0С-
та үш хлорлы ренийді металға дейін тотықсыздандырады.
Үш хлорлы ренийді ауада қыздырғанда ренийдің ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.