В конце 20-х годов нашего века крупная зарубежная фирма обратилась к директору одного из заводов цветных металлов в Сибири с выгодным, казалось бы, предложением: продать ей за довольно солидную сумму отвалы пустой породы, скопившиеся около заводской территории.

«Неспроста, должно быть, иностранцы заинтересовались отходами производства», — подумали работники завода. О том, что фирма действовала, как говорится, не корысти ради, а лишь обуреваемая желанием улучшить финансовое положение советского предприятия, разумеется, не могло быть и речи. Значит, нужно было найти, гдв собака зарыта. И заводские химики принялись тщательно исследовать старые отвалы.

А уже вскоре все стало ясно: оказалось, что «пустая» порода содержала редчайший металл рений, открытый за несколько лет до описываемых событий. Поскольку мировое производство рения измерялось в то время буквально граммами, цена на него была поистине фантастической. И немудрено, что представители зарубежной фирмы готовы были раскошелиться, лишь бы заполучить драгоценные отвалы. Но к их великому огорчению сделка по вполне понятным причинам не состоялась.

Что же представляет собой рений и чем был вызван повышенный интерес к нему? Приоритет открытия этого металла принадлежит немецким ученым супругам Иде и Вальтеру Ноддак, однако у них было немало предшественников, стремившихся ускорить торжества по поводу нового элемента.

Дело в том, что еще в 1871 году Д. И. Менделеев предсказал, что в природе «обязаны» существовать два химических аналога марганца, которые в периодической системе должны располагаться под ним, занимая пустовавшие в то время клетки № 43 и 75. Менделеев условно назвал эти элементы эка-марганцем и дви-марганцем.

Претендентов на появившиеся вакансии оказалось более чем достаточно. История химии хранит множество сообщений об открытиях новых элементов, которые после тщательной проверки приходилось «закрывать». Так было и с аналогами марганца. В роли первооткрывателей этих загадочных незнакомцев непрочь были выступить многие химики разных стран, но «открытым» ими элементам (ильмению, дэвию, люцию, ниппонию) суждено было лишь попасть в историю науки, но не заполнить вакансии периодической таблицы.

Правда, один из них — дэвий, открытый в 1877 году русским ученым С. Керном и названный в честь знаменитого английского химика Г. Дэви, давал реакцию, которую в наше время используют в аналитической химии для определения рения. Может быть, Керну и в самом деле довелось держать в руках крупицы темно-серебристого металла, того, что спустя полвека официально появился на свет под названием рений? Но как бы то ни было в клетках № 43 и 75 продолжали торчать унылые вопросительные знаки.

Период неизвестности длился до тех пор, пока в поиски неуловимых элементов не включились немецкие химики Вальтер Ноддак и Ида Такке, которые вскоре, видимо, решили, что работа пойдет успешнее, если они скрепят свой научный союз еще и брачными узами.

Первым объектом их исследований, начатых в 1922 году, стала платиновая руда, однако экспериментировать с ней было довольно накладно, и ученым пришлось переключиться на материалы «попроще». К тому же теоретические работы, которые параллельно с экспериментами вели супруги, убеждали их в том, что, вероятнее всего, искомые элементы № 43 и 75 прячутся в природе в минералах типа колумбитов.

Кроме того, теория позволила ученым рассчитать и приблизительное содержание в земной коре этих не поддающихся открытию элементов: оказалось, что на каждый их атом приходятся миллиарды атомов других представителей химического мира. Стоило ли при этом удивляться, что так долго пустовали «квартиры» № 43 и 75, а их будущие обитатели тем временем водили за нос не одно поколение химиков?

1 Эксперименты супругов Ноддак поражали своим размахом: в течение года они, пользуясь разработанным незадолго до этого рентгеноспектральным методом, «прощупали» 1600 земных минералов и 60 пришельцев из космоса — метеоритов. Титанический труд увенчался успехом: в 1925 году ученые объявили о том, что нашли в колумбите два новых элемента- мазурий (№ 43) и рений (№ 75).

Но объявить об открытии — еще не все. Нужно суметь доказать свою правоту тем, кто поставит под сомнение рождение новых элементов. Одним из таких ученых, усомнившихся в том, что пришла, наконец, пора на место знаков вопроса поставить в таблицу Д. И. Менделеева символы Ма и Re, был известный немецкий химик Вильгельм Прандтль. Крупный теоретик и блестящий экспериментатор, он вступил в ожесточенную дискуссию с супругами Ноддак.

Те, в свою очередь, готовы были любой ценой защищать свой престиж. В конце концов «схватка», за ходом которой с интересом следил научный мир, закончилась вничью: убедительных доказательств в отношении мазурия супруги Ноддак представить не смогли, зато рений к этому моменту существовал уже не только на рентгеноспектрограммах: в 1926 году было выделено 2 миллиграмма нового металла, а спустя год — 120 миллиграммов!

Да и работы других ученых — англичанина Ф. Лоринга, чехов И. Друце, Я. Гейровского и В. Долейжека (они независимо от супругов Ноддак, но лишь на несколько месяцев позже обнаружили элемент № 75 в марганцевых рудах) -свидетельствовали о том, что нашелся истинный владелец соответствующего «апартамента» периодической таблицы.

Рений оказался практически «последним из могикан» — элементов, обнаруженных в природных материалах.

В дальнейшем удалось заполнить еще несколько остававшихся пустыми клеток периодической системы элементов Д. И. Менделеева, но их обитатели были уже получены искусственным путем — с помощью ядерных реакций. Первым среди них суждено было стать бывшему мазурию — элементу № 43, который открывшие его в 1937 году итальянские ученые Э. Сегре и К. Перье назвали технецием (что по-гречески означает «искусственный»).

Но вернемся к рению. Своим именем металл обязан реке Рейн. Рейнская область — родина Иды Ноддак; здесь же и сам рений впервые увидел свет. (Заметим, что ни одной другой реке нашей планеты химики и физики не оказали столь высокой чести.) Промышленное производство нового металла развернулось в начале 30-х годов в Германии, где были найдены молибденовые руды с большим содержанием рения — 100 граммов на тонну.

Всего одна щепотка на гору руды, но для рения и такую концентрацию можно считать необычайно высокой: ведь его среднее содержание в земной коре в десятки тысяч раз ниже. Немного найдется элементов, которые встречаются в природе еще реже, чем рений.

Распространенность химических элементов часто для наглядности изображают в виде пирамиды. Ее широкое основание составляют кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, которыми богата Земля, а рений располагается в «поднебесье» — на самом острие вершины.

Как полагал академик А. Е. Ферсман, для рения характерно «тяготение» к тем зонам земного шара, которые прилегают к его ядру. Возможно, со временем геологи сумеют проникнуть в самые недра нашей планеты и газеты всего мира опубликуют сенсационное сообщение об открытии там богатейшего рениевого месторождения…

В 1930 году мировое производство рения составляло всего… 3 грамма (зато каждый из этих граммов стоил ни мало, ни много — 40 тысяч марок!). Но уже спустя 10 лет только в одной Германии было получено примерно 200 килограммов этого металла.

С тех пор интерес к рению растет как на дрожжах. Он оказался одним из самых тяжелых металлов — чуть ли не в три раза тяжелее железа. Только осмий, иридий и платина по плотности немного превосходят рений. Характерная его черта — необычайная тугоплавкость: по температуре плавления (3180°С) он уступает лишь вольфраму. А температура его кипения настолько высока, что до сих пор ее не удалось определить с большой степенью точности. Можно лишь сказать, что она близка к 6000°С (только вольфрам кипит примерно при такой же температуре).

Еще одно важное свойство этого металла — высокое электросопротивление. Не менее любопытны и химические свойства рения. Ни один другой элемент периодической системы не может похвастать тем, что, подобно рению, имеет восемь различных окислов. Кроме этого «октета» окислов, где валентность рения меняется от 8 до 1, он — единственный среди всех металлов- способен образовать ионы (так называемые «ренид-ионы»), в которых металл отрицательно одновалентен.

Рений весьма устойчив на воздухе: при комнатной температуре его поверхность остается блестящей десятки лет. В этом с ним могут конкурировать, пожалуй, лишь золото, платина и другие представители «благородного семейства». Если оценить все металлы с точки зрения их коррозионной стойкости, то в этой «табели о рангах» рению по праву должно быть предоставлено одно из самых почетных мест. Ведь самые «злые» кислоты — плавиковая, соляная, серная — не в силах с ним справиться, хотя перед азотной кислотой он пасует.

Как видите, свойства рения достаточно разнообразны. Многогранна и его деятельность в современной технике. Пожалуй, наиболее важную роль рений играет в создании различных кислотоупорных и жаропрочных сплавов. Техника XX века предъявляет к конструкционным материалам все более и более жесткие требования.

Возможно, старику Хоттабычу для получения сплава с любыми заданными свойствами понадобилось бы лишь вырвать два-три волоска из своей бороды. Ученым обладающим даром волшебства, приходится тратить на это долгие годы, да и «расход» волос при этом порой бывает значительно выше.

Можно с полным основанием сказать, что с тех пор, как создатели сплавов взяли на вооружение, рений, им удалось добиться немалых успехов. Во всяком случае жаропрочные сплавы этого металла с вольфрамом и танталом уже успели завоевать признание конструкторов. Еще бы: мало какому материалу по плечу сохранять при «адских» температурах — до 3000°С! — ценные механические свойства, а для рениевых сплавов — это не проблема.

Особый интерес металловедов вызывает «рениевый эффект»- благотворное влияние рения на свойства вольфрама и молибдена. Дело в том, что эти тугоплавкие металлы, которые не только не боятся высоких температур, но и стойко переносят при этом значительные нагрузки, в обычных условиях (не говоря даже о легком морозе) ведут себя весьма капризно: они хрупки и от удара могут разлететься на кусочки, как стекло. Но оказалось, что в сочетании с рением вольфрам и молибден образуют прочные сплавы, сохраняющие пластичность даже при низких температурах.

Природа «рениевого эффекта» еще недостаточно изучена. Как полагают ученые, суть его в следующем. В процессе производства в вольфрам и молибден иногда проникает «инфекция» — углерод. Поскольку в твердом состоянии эти металлы совершенно не растворяют углерод, ему ничего не остается, как расположиться в виде тончайших карбидных пленок по границам кристаллов. Именно эти пленки и делают металл хрупким.

У рения же с углеродом иные «взаимоотношения»: если его добавить к вольфраму или молибдену, то ему удается удалить углерод с пограничных участков и перевести в твердый раствор, где тот практически безвреден. Теперь уже для хрупкости у металла нет оснований и он становится вполне пластичным. Вот почему из сплавов вольфрама и молибдена с рением можно изготовить фольгу или проволоку в несколько раз тоньше человеческого волоса.

Для сверхточных навигационных приборов, которыми пользуются космонавты, летчики, моряки, необходимы так называемые торсионы — тончайшие (диаметром всего несколько десятков микрон!), но удивительно прочные металлические нити. Лучшим материалом для них считается молибденорени-евый сплав (50% рения). Оценить его прочность можно по такому факту: проволочка из него сечением в 1 квадратный миллиметр способна выдержать нагрузку в несколько сот килограммов!

Сегодня трудно найти на земле уголок, куда бы не проникло еще электричество. В промышленности и сельском хо-20 зяйстве, на транспорте и в быту постоянно трудится несчетное число электроприборов. Множество приборов — это множество выключателей, множество контактов. При работе выключателя в нем иногда проскакивает крохотная искорка, которую не следует считать безобидной: медленно, но верно она разрушает электрический контакт, а это приводит к непредусмотренной потере электроэнергии.

Какой бы мизерной ни была это потеря, но помноженная на миллиарды контактов, она становится огромной. Особенно важно обеспечить стойкость контактов в тех случаях, когда они работают в условиях повышенной температуры или влажности, где вероятность их разрушения возрастает. Вот почему ученые постоянно ищут все более стойкие — прочные и тугоплавкие — материалы для изготовления контактов.

Долгое время для этой цели не без успеха применяли вольфрам. Когда же стали известны характеристики рения, выяснилось, что рениевые контакты лучше вольфрамовых. Так, например, вольфрамовые контакты выдерживали совместное «наступление» тропической коррозии и вибрации лишь несколько суток, а затем полностью выходили из строя; рениевые же контакты успешно работают в таких условиях месяцы и даже годы.

Но где же напастись столько рения, чтобы удовлетворить им электротехническую промышленность? Опыты показали, что вовсе не обязательно делать контакт из чистого рения. Достаточно добавить к вольфраму немного этого металла, и эффект будет почти тот же. Зато расходы рения сократятся во много раз: одного килограмма его хватает на десятки тысяч контактов.

Один из вольфраморениевых сплавов, выпускаемый нашей промышленностью, уже нашел применение более чем в 50 электровакуумных приборах. Использование этого материала в катодном узле электроннолучевой трубки повысило его долговечность до 16 тысяч часов. Это значит, что если экран телевизора светится в наших домах в среднем по четыре часа в день, то его катодный узел сможет безупречно работать не менее 12 лет.

Замечательные свойства продемонстрировали и другие сплавы рения — с ниобием, никелем, хромом, палладием. Даже небольшие добавки рения повышают, например, температуру плавления хромоникелевого сплава примерно на 200-250 градусов.

Широким диапазоном свойств рениевых сплавов объясняется и многообразие сфер их применения: от высокочувствительных термопар, не боящихся жарких объятий расплавленной стали, до кончиков вечных перьев, опор компасных стрелок и других деталей, которые должны долгое время сохранять большую твердость, прочность, износостойкость.

Число сплавов рения с другими металлами постоянно растет, причем сегодня в подборе «партнеров» для него значительную помощь металловедам оказывает электронная вычислительная техника. С помощью1 ЭВМ уже предсказаны свойства многих двойных сплавов рения.

Для борьбы с коррозией — вечным врагом металла — ученые разработали немало способов. Хромирование, никелирование, цинкование взяты на вооружение много лет назад, а вот ренирование — процесс сравнительно новый. Тончайшие рениевые покрытия по стойкости не знают себе равных. Они надежно защищают детали от действия кислот, щелочей, морской воды, сернистых соединений и многих других опасных для металла веществ.

Цистерны и баки, изготовленные из ренированных стальных листов, применяют, например, для перевозки соляной кислоты.

Ренирование позволяет в несколько раз продлить срок службы вольфрамовых нитей в электролампах, электронных трубках, электровакуумных приборах. После откачки воздуха в баллоне электролампы неизбежно остаются следы кислорода и водяных паров; они же всегда присутствуют и в газонаполненных лампах.

На вольфрам эти непрошеные гости действуют разрушающе, но если покрыть нити рениевой «рубашкой», то водород и пары воды уже не в силах причинить вольфраму вред. При этом расход рения совсем невелик: из одного грамма можно получить сотни метров ренированной вольфрамовой нити.

Новая, но очень важная область применения рения — катализ. Металлический рений, а также многие его сплавы и соединения (окислы, сульфиды, перренаты) оказались отличными катализаторами различных процессов — окисления аммиака и метана, превращения этилена в этан, получения альдегидов и кетонов из спиртов, крекинга нефти.

Самый многообещающий катализатор — порошкообразный рений, способный поглощать большие количества водорода и других газов. По мнению специалистов, в ближайшие годы на катализацион-ные «нужды» будет расходоваться половина рения, добываемого во всем мире.

Как вы убедились, «безработица» рению не грозит. Однако шлагбаумами на пути широкого использования его в технике оказались редкость и рассеянность этого элемента в природе. В земной коре золота, например, содержится в пять раз больше, чем рения, серебра-в сто раз, вольфрама — в тысячу, марганца — почти в миллион, а железа — в 50 миллионов раз больше. О чрезвычайной рассеянности рения говорит тот факт, что этот элемент не имеет собственных месторождений.

Практически единственный минерал, который можно назвать рениевым, -джезказганит (он найден вблизи казахского города Джезказган). Обычно же рений встречается в качестве примеси, например, в молибдените (до 1,88%), колумбите, колчедане и других минералах. Рения в них очень мало — всего от миллиграммов до нескольких граммов на тонну.

Стоит ли удивляться, что супругам Ноддак, чтобы получить первый грамм сравнительно чистого металлического рения, пришлось переработать более 600 килограммов норвежского молибденита. По подсчетам специалистов, рениевые запасы всех месторождений капиталистических стран оцениваются всего в тысячу тонн.

Еще один крупный «недостаток» рения-его высокая стоимость: он значительно дороже золота. Тем не менее спрос на этот металл все время растет, особенно в последние годы, когда им заинтересовались творцы ракетной техники.

До недавнего времени рений в нашей стране получали только из медного и молибденового сырья. В конце 70-х годов ученые Института металлургии и обогащения АН Казахской ССР создали технологию извлечения этого ценнейшего металла из полупродуктов свинцового производства. В основе новой технологии лежат ионообменные процессы, позволяющие получать очень чистый металл, обладающий высокими физико-химическими свойствами.

…В 1960 году в Институт металлургии имени А. А. Бай-кова Академии наук СССР приехали иностранные гости. Казалось бы, для работников института, имеющего мировое значение, в этом факте не было ничего примечательного — здесь привыкли к визитам зарубежных коллег любого ранга. Однако гости, о которых идет речь, — убеленная сединами супружеская пара — вызывали особое уважение: это были приехавшие в Москву супруги Ноддак.

Долго ходили они по комнатам лаборатории редких и тугоплавких металлов и сплавов. Их интерес был понятен: ученые лаборатории под руководством члена-корреспондента Академии наук СССР Е. М. Савицкого уже несколько лет занимались исследованием рения и сумели получить весьма важные результаты. Замечательному металлу предстояло в стенах института раскрыть новые грани своего дарования, обрести новые профессии, и, конечно же, супругов Ноддак не могла не волновать дальнейшая судьба их детища.

Авторские разделы

Открываем историю

Экстремальный мир

Инфо-справка

Файловый архив

Дискуссии

Услуги

Инфофронт

Информация НФ ОКО

Экспорт RSS

Полезные ссылки

Важные темы

Война за редкоземельные металлы

Курильские острова в последние недели вновь оказались в центре внимания после резких заявлений японской стороны. Эта гряда островов важна для России не только с точки зрения военно-стратегической, так как она обеспечивает выход судов Тихоокеанского флота в океан, но и ресурсной. Речь не только о морских биоресурсах, но и о запасах редкоземельных металлов.

Вся высокотехнологичная продукция, выпускаемая в мире, а это iPad, Blackberry, мобильники, лазеры, гибридные автомобили и многое другое, строится на основе использования свойств редкоземельных металлов. Быть сырьевым экспортером в этой сфере куда престижнее, чем поставлять газ и нефть.
При этом добыча и доведение материалов до требований заказчиков уже является довольно высокотехнологичным занятием.

Реальная потребность экономик мира в редкоземельных элементах - РЗЭ растет. По данным химической энциклопедии, на 1980 год в мире производилось всего 26 тыс. т РЗЭ в год, в 2007-2008 годах в мире уже добывалось 124 тыс. тонн в год.
Лидерами по добыче являлись Китай 120 тыс. тонн, Индия 2,7 тыс. тонн, Бразилия 0,65 тыс. тонн.

Именно Китай обладает самыми большими разведанными запасами РЗЭ — 89 млн тонн. В странах СНГ предположительно сосредоточены 21 млн тонн РЗЭ, однако масштабы выработки значительно уступают странам-конкурентам.
В РФ согласно Постановлению Правительства Российской Федерации от 02.04.2002 № 210 "Об утверждении списка стратегических видов полезных ископаемых, сведения о о которых составляют государственную тайну", данные о запасах, объемах производства редкоземельных элементов представляют собой государственную тайну.

Китай, который является сырьевым монополистом в этой сфере, контролируя добычу и обработку более 90% всего объема 17 ключевых редкоземельных элементов, принял решение резко сократить экспорт стратегических ресурсов.
Добыча 17 РЗЭ снизится сразу на 72%, среди них лантан, самарий, тулий, тербий, лютеций. О значительном сокращении экспорта РЗЭ Китай объявил еще в конце 2009 года. Это вызвало нешуточную панику в развитых странах мира. Ведущие индустриальные страны Евросоюза в экстренном порядке приступили к созданию стратегических запасов РЗЭ.

Одним из важнейших элементов, используемых в высокотехнологичных отраслях, таких как электроника и электротехника, космическая и авиационная промышленность, а также в катализаторах при крекинге и риформинге нефти, является рений. Цена грамма высокочистого рения достигает $900.

За период 1925-1967 годов мировая промышленность израсходовала всего 4,5 тонны рения. К 2000 году потребность одних только Соединенных Штатов составляла около 30 тонн в год. Тогда на США приходилось более 50% мирового потребления рения, причем за последние пять лет спрос на этот редкий металл увеличился в 3,6 раза.

В 90-е годы российские ученые на вулканах Южнокурильской гряды и на вершине вулкана Кудрявый на острове Итуруп в местах выхода вулканического газа нашли новый минерал — рениит. Внешне он напоминал обычный молибденит, а оказался сульфидом рения. Содержание рения в нем достигает 80%. Это крайне редкое явление, так как рений присутствует преимущественно в рассеянном виде в виде примесей в молибдените.

Выяснилось, что рений, а также другие редкоземельные элементы, выбрасывает сам вулкан. В 1999 году российские ученые запатентовали технологию извлечения рения в местах выхода высокотемпературных вулканических газов, сообщал журнал "Наука и жизнь" в 2000 году.
Минприроды финансировало работы по созданию экспериментальной установки по улавливанию рения на кратере вулкана Кудрявый на острове Итуруп. Ученые Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов - ИМГРЭ Министерства природных ресурсов и РАН говорят о возможности организации добычи рения в достаточных для промышленности масштабах.

"Особый интерес представляет рениеносность современных терм, частью разведанных и эксплуатируемых как бальнеологические и геотермальные поля - Рейдовское, Океанское. Несмотря на низкие содержания рения в водах 0,06 мг/л, его попутное извлечение из растворов может оказаться рентабельным с помощью ионообменных технологий", — говорится в Генеральном плане МО "Курильский городской округ", разработанного Российским государственным научно-исследовательским и проектным институтом урбанистики в 2006 году.

Дефицит металла на рынке рения сейчас оценивается в 10 тонн в год. Крайне широко использует рений в своей электронной отрасли и Япония, которая раз за разом требует передачи российских Курильских островов.
Сокращение квот на экспорт из Китая не только повышает прибыли китайских компаний, добывающих редкоземельные элементы. Но и означает начало со стороны КНР войны против высокотехнологичных отраслей Японии.
Япония ринулась в Среднюю Азию, которая из бывшей советской превратилась в настоящий проходной двор, где уже Китай пытается установить свои шлагбаумы. С Узбекистаном были подписаны соглашения о поставках урана.
А власти Казахстана также подписали секретное по своему содержанию соглашение с бизнес-кругами Японии об организации на территории Казахстана крупномасштабного производства по выпуску высокотехнологичной продукции из редких и редкоземельных элементов. Судьба этого соглашения пока неизвестна.

Стоит отметить, что в СССР рений добывали именно в Казахстане и Узбекистане — на песчаниках Джезказганского месторождения в Казахстане и медно-молибденовых месторождениях в Узбекистане и Армении. Можно предполагать, что японцев интересуют не только и не столько урановые запасы этих стран.
В Казахстан также побежали и немцы с теми же конечными целями — получить или редкоземы, или их месторождения.

Правительство РФ также обратило внимание на необходимость восстановления и развития добычи и переработки редкоземельных элементов. Госкорпорация "Роснано" поддержала проект создания производства германия на базе разреза Спецуглеполосковского месторождения, госкорпорацией "Росатом" заявлен проект технологичной платформы "Редкоземельные металлы", в инициативном порядке начата разработка проекта федеральной целевой программы "Развитие производств редких и редкоземельных металлов на 2011- 2015 годы и перспективу до 2020 года".

По мнению заместителя председателя Госдумы Валерия Язева, все эти меры носят точечный характер, а отсутствие собственной перерабатывающей промышленности для редкоземельных элементов представляет угрозу безопасности России.

Рений на пути роста

Metal-Pages приводят выдержки из очередного информационного отчёта Roskill, одной из ведущих аналитических компаний, специализирующейся на рынках небиржевых, специальных и редкоземельных металлов. Данный отчёт посвящён перспективам рынка рения до 2015 года. За период с 2009 по 2015 гг. рост ежегодного потребления рения составит в среднем 5%, достигнув 71,5 тонны под влиянием спроса в производстве ренийсодержащих высококачественных сплавов для аэрокосмической отрасли (в западной литературе принято название суперсплавы). Учитывая циклическую природу развития этой отрасли, не следует рассчитывать на линейный рост, и потребуется долгое время, пока рынок выйдет на темпы роста в 2007-2008 гг. Более эффективное использование рения и рост использования вторичного материала несколько ограничат рост потребления первичного рения. По мере восстановления мировой экономики после рецессии ожидается значительное восстановление спроса в течение 2010-2012 гг. с последующим достаточно ровным спросом в течение 2012-2013 гг. и повторным энергичным ростом спроса в 2014-2015 гг.

Как и для многих металлов, в прошлом году была отмечена резкая коррекция цен на рений - после совершенно пиковых уровней спот-рынка около 12000 долл. за кг в середине 2008 г. последовал ценовой спад до 4000-4500 долл. за кг с дальнейшей стабилизацией в этом году в диапазоне 4500-5000 долл. за кг. Снижение спроса на рений в 2009 г. составило 16%, спад производства первичного рения оказался не менее 10%, однако это не смогло предотвратить ценовой спад. По мнению директора Roskill г-на Марка Седдона можно ожидать определённого восстановления цен до конца текущего года с дальнейшим их усилением в 2011-2012 гг. и выходом рынка на ценовое плато в 2013 г.

В отчёте прогнозируется устойчивый рост цен с выходом в 2015 году на среднегодовой уровень 6500-7500 долл. за кг с возможной незначительной коррекцией в 2012 году в связи с ожидаемым спадом спроса на рений в секторе суперсплавов в этом году. Для контрактных цен тренд будет практически аналогичным.

В 2009 году глобальное производство первичного рения составило 41,2 тонн, что на 10% ниже 45,6 тонн в 2008 году. Почти две трети первичного рения было произведено в Чили, другими важными странами-производителями были США, Польша, Казахстан и Китай, достаточно небольшие, но не пренебрежимо малые объёмы рения были получены в Узбекистане и Армении.

Основной ведущей силой роста по-прежнему будет авиакосмическая отрасль. Рынок рения для использования в качестве катализатора не слишком велик, кроме того, в последнее время очень эффективно налажена переработка рения. Ещё существует рынок промышленных газовых турбин, где требуются материалы, способные работать при очень высоких температурах - Сименс применяет рений в таких установках - но поставщикам рения проникнуть на этот рынок гораздо трудней.

Спрос на рений в авикосмической отрасли обусловлен требованиями к работе авиационных двигателей со всё более высокой температурой для достижения максимальной эффективности и снижения загрязнения окружающей среды. Исходя из таких требований за последние годы вдвое возросло содержание рения в суперсплавах, используемых в лопатках авиационных двигателей, работающих в камере с самой высокой температурой. В итоге по оценкам Roskill только на авиакосмическую отрасль США приходится 75% общемирового потребления рения.

Производители реактивных двигателей, прежде всего General Electric, пытаются ограничить количество рения в конструкции двигателей, но руководитель Roskill не видит в этом большой угрозы спросу на рений. Он отметил, что скорее можно ожидать не уменьшения объёмов рения, а более эффективную его переработку. Г-н Седдон пояснил, что никель-содержаший лом из сектора суперсплавов слишком часто продаётся производителям нержавеющей стали, и вместо такого простого, но расточительного процесса можно было бы восстанавливать рений. Кроме того, не в полной мере используется переработка так называемого ревертивного лома, практически не содержашего загрязнений, который может быть переплавлен в тот же самый сплав.

Со стороны предложения не должно возникнуть особых проблем, так как возможен ввод в эксплуатацию нескольких объектов, связанных с производством рения, хотя в случае задержек возможна временная напряжённость на рынке. В целом Roskill ожидает, что рост спроса будет встречен “во всеоружии” благодаря как планам расширения существующих производств, таких, как Molymet в Чили, KGHM в Польше, так и планам производства рения на мощностях Codelco в Чили, Kennecott Utah Copper в США, и возможному производству на Xstrata Copper и новому австралийскому проекту Merlin компании Ivanhoe.

Башкирия займется извлечением редкоземельного элемента рения

В Башкирии началось освоение крупнейших в России месторождений - Юбилейного и Подольского - с общими запасами руд цветных металлов 200 млн тонн. Об этом заявил руководитель управления по недропользованию по республике (Башнедра) Расих Хамитов. Эти залежные руды содержат 14 элементов таблицы Менделеева, среди которых не только медь, сера, цинк, кадмий, серебро и золото, но и редкоземельные металлы - Германий, Индий. По словам г-на Хамитова, недавно был выявлен еще один новый элемент - рений, который используется как стратегическое сырье в авиационной и космической промышленности.

Мы будем искать способы выявлять и извлекать его, - отметил Расих Акзавович.

По его словам, в Башкирии сейчас добывается до 15% всей российской меди, более половины российского цинка, республика занимает первое место по добыче соли в рассолопромыслах. Кроме того, здесь сосредоточено 95% запасов подземной питьевой воды всего Приволжского округа.
Руководитель управления по недропользованию также заявил, что крупнейшее на южном Урале месторождение золота Муртыкты выставят на продажу в третьем квартале 2010 года, аукцион может быть объявлен в августе.

Участок, разведанные запасы которого составляют 30 тонн, привлекателен тем, что имеет и разведанные, и прогнозные ресурсы золота, причем неглубокого залегания. Немаловажно и то, что он находится рядом с железной дорогой и предприятием по выщелачиванию, - пояснил он.

Аукцион объявят Роснедра

- Стартовую цену пока считаем, по моим прогнозам, она может быть на уровне 50 млн рублей, - отметил руководитель Башнедр.

Он признал, что сам является сторонником конкурса, а не аукциона.

Для меня важно, чтобы остальные полезные компоненты не уходили в отходы, а извлекались. Важно, чтобы предприятие привлекало к работе местных жителей, чтобы компания была знакома с территорией и работала экологично, - сказал г-н Хамитов.

Среди других аукционов нынешнего года можно выделить Суранское месторождение флюорита и Южно-Семеновское базальтовое месторождение.
Кроме того, месторождения яшмы выставят на аукцион в 2011 году. Недавно завершились геологоразведочные работы, которые выявили яшмовый пояс, идущий от Миасса Челябинской области до границы с Казахстаном, основная часть сосредоточена на территории Башкирии. Прогнозные ресурсы яшмы неглубокого залегания составляют около 18 млн тонн.
Глава Башнедр не исключил, что в последующие годы могут быть выставлены на аукцион наиболее перспективные участки алмазов в Белорецком районе.

Ресурсы алмазов оцениваются в 50 млн карат, причем по свойствам они лучше якутских и залегают ближе к поверхности - на глубине до 100 метров,- заявил он.

Кроме того, Расих Хамитов выразил надежду, что несколько новых аукционов привлечет смешанные инвестиции. Так, по его данным, у австрийской фирмы Lasselsberger есть интерес к месторождениям огнеупорных глин и кварцеполевого шпата, которые будут выставлены на торги в нынешнем году. Кроме того, несколько европейских компаний выразили желание заниматься участком дисперсионного мела в Абзелиловском районе, применяемого в косметологии.
Правда, многих недропользователей отпугивает стартовый размер выставленных участков, который рассчитывается с учетом мировых цен на полезные ископаемые. Из-за высоких цен в нынешнем году уже не состоялись три аукциона, еще на один участок нет заявителей. -- Regions.ru

Рений вам, а не Курилы

Почему надо сказать “нет” Японии

Новый веский резон не отдавать Японии Курильские острова, похоже, появился у Кремля. “Зачем вам эти крошечные и не имеющие никакого значения куски суши?” — на протяжении многих десятилетий примерно так выглядел один из главных аргументов Токио в пользу нашего отказа от “северных территорий”. Дыр в такой логике и раньше было предостаточно. А сейчас появился еще один веский аргумент сказать Японии “нет”. На спорном острове Итуруп находится гигантское месторождение чуть ли не самого редкого, дорогого и стратегически важного химического элемента на земле — рения. Весь вопрос лишь в том, как его извлечь.

Тайна вулкана Кудрявый

В советскую эру Южные Курилы были важным центром стратегического военного строительства. На излете существования СССР в бухте Броутон на острове Симушир даже начали строить огромную базу атомных подводных лодок. Но крайне важное для обороны месторождение было открыто в момент, когда наука и ВПК страны находились чуть ли не на самом пике кризиса, — в 1992 году.

Впрочем, это лишь отчасти можно назвать счастливой случайностью. Руководителем экспедиции, совершившей открытие, был знаменитый вулканолог Генрих Штейнберг. А он известен не только благодаря своим научным достижениям, но и умению выходить из самых трудных жизненных ситуаций.

Биография этого ученого читается как авантюрный приключенческий роман. Штейнберг был другом знаменитого поэта, нобелевского лауреата Иосифа Бродского и главным героем повести Андрея Битова “Путешествие к другу детства”. В 1961 году он стал первым человеком, совершившим спуск в кратер действующего вулкана Авачинский на Камчатке. Когда в 1969 году в СССР было решено послать в космос ученого, Генрих Штейнберг вошел в финальный список претендентов. Если бы не отказ от идеи отправки ученых в космос после гибели экипажа корабля “Союз-11”, у Штейнберга были все шансы стать первым космическим вулканологом.

Впрочем, даже несмотря на эту неудачу, Генрих Семенович вполне может считаться одним из крестных отцов уникального космического аппарата. В том же 1969 году он стал начальником экспедиции, осуществлявшей на Камчатке ходовые испытания лунохода. Чтобы провести эти испытания в намеченные сроки, дерзкий вулканолог пошел на невиданную в советских условиях смелость: купил горючее за наличные. Как и следовало ожидать, санкционировавшее эту операцию начальство ушло в кусты. А Генриха Штейнберга взяло в оборот ОБХСС. Уже известному во всем мире вулканологу пришлось работать электриком в котельной.

Многие не оправились бы от подобного удара. Но Штейнберг сумел удержаться на ногах и шаг за шагом восстановить свою научную карьеру. К 80-м годам под его руководством была разработана методика прогноза извержений вулканов. В конце апреля 1989 года в сахалинской прессе была опубликована статья с пугающим названием “До извержения осталось…”. А через неделю на вулкане Грозный на острове Итуруп началось извержение.

Оживший вулкан находился на расстоянии всего 8 километров от военного центра Курил — поселка Горячие Ключи. Штейнберг мгновенно стал одним из авторитетных людей региона. Возможно, именно поэтому даже в голодном 1992 году администрация Сахалина нашла деньги на новую экспедицию по исследованию вулканов. А в 1999 году за три дня до извержения губернатор области и службы МЧС получили радиограмму с датой старта извержения Кудрявого и надежностью (95%) этого прогноза. Который оказался точным.

Контроль за состоянием любого вулкана — занятие, сопряженное с исключительным экстримом. Вулкан Кудрявый на острове Итуруп не стал исключением. “Чтобы брать пробы газа из одной и той же точки, нам надо было установить в кратере вулкана специальные керамические трубы, — вспоминает о моменте открытия сам Генрих Штейнберг. — Для этого мы копали яму на площадке. Температура на ее поверхности достигала 500°. И даже в резиновых сапогах или валенках на резине там можно было продержаться не более 2—3 минут. В одну из таких кратких смен мой коллега Сергей Ткаченко вытащил лопатой кусок породы с серебристым блеском. Я никогда не видел на вулканах ничего подобного и решил про себя: это материал для маленькой заметки в научном журнале”.

Но все вышло по-другому. Таинственный образец был увезен в Москву. И к концу 1992 года два ведущих научных института пришли к ошеломляющему выводу. Это вовсе не молибденит, за который его первоначально приняли ученые. Это минерал, содержащий один из самых редкий металлов в мире — рений.

Рений как он есть

Первооткрывателем рения можно смело считать Дмитрия Менделеева. Еще в 1870 году автор периодической системы элементов предсказал грядущее обнаружение соединения с атомным весом 180. В течение следующих 50 лет различные химики часто объявляли, что им удалось исполнить предсказание Менделеева. Но каждый раз эти победные реляции оказывались блефом. Только в 1925 году немецким ученым Вальтеру и Иде Ноддак удалось открыть этот самый редкий из устойчивых металлов в мире. В честь реки Рейн его окрестили рением.

Большинство обывателей о рении никогда не слышали. Но в узком мирке ученых и промышленников он ценится больше, чем платина. Без рения, например, невозможно создать современные самолеты. Этот металл используют для производства лопаток авиадвигателей. Еще две сферы применения — создание высокоточной техники вроде гироскопов и синтез высокооктановых марок бензина. В Америке и Германии запатентованы способы создания рениевых фильтров для очистки выхлопных автомобильных газов.

Но победное шествие рения удерживается одним обидным обстоятельством. “Широкий спектр применения рения никогда не рассматривался из-за острого дефицита этого металла на планете”, — объяснил мне ситуацию замглавы ГосНИИ цветных металлов Альберт Бессер. До 1992 года даже считалось, что месторождения собственно рения на Земле нет.

Металл попутно добывали (и по-прежнему добывают) из медных и молибденовых руд. В результате сложного технологического процесса при обжиге концентрата из газов кроме основных продуктов получают еще и рений. Чтобы добыть килограмм рения, надо перемолотить от тысячи до двух тысяч тонн руды. Неудивительно, что мировое производство рения редко превосходит 40 тонн в год. А цена одного килограмма металла колеблется в районе от 1 до 4 тысяч долларов.
При этом спрос на рений в мире постоянно растет. В 2002 году дефицит этого металла в США, например, составил 30%. В нынешнем году цена на рений на Лондонской бирже металлов достигла рекордной отметки за последние двадцать лет — 3800 долларов за килограмм.
До 1991 года обитатели Кремля могли смело себя считать рениевыми магнатами мирового уровня. Один из трех основных центров производства рения на планете — Джезказганский завод цветных металлов — находился именно на территории СССР. Но после распада Союза титул рениевой супердержавы перешел к Казахстану.

В начале 90-х годов наши казахские братья занялись было рениевым демпингом и умудрились обвалить мировую цену на этот металл. Но краткий миг рениевого изобилия вновь сменился дефицитом. Потребление рения в Америке начало расти невиданными темпами. По данным Горного бюро США, в 2003 году янки “перемололи” 20 тонн драгоценного металла. А в 2005 году — уже 35 тонн. При всем при этом попытки найти рению более дешевую и доступную альтернативу успехом не увенчались. А в рениевую гонку между тем вступил еще один мощный участник — Китай — с его как на дрожжах растущей экономикой.

В этих условиях мировая рениевая структура работает не в пользу нашей промышленности, которая только-только начала было подниматься с колен. “Беда в том, что мировые запасы рения в основном скуплены американцами. Нам приходится доскребать остатки”, — сказал мне замдиректора ГосНИИ редких металлов Евгений Выговский.

Основной производитель рения в мире — Чили — завязан на долгосрочные контакты с США. То же самое относится и к Мексике. Что касается Казахстана, то и здесь все непросто. Пока Россия корчилась в кризисе 90-х, ведущие позиции в сырьевом секторе республики завоевали янки. А сейчас в страну, к крайнему раздражению и испугу ее жителей, все более активно заходят и китайцы.

Зато капитаны российской промышленности могут сделать ход конем: вспомнить об открытии 1992 года. Другое дело, что для этого придется вступить на абсолютно неизвестную научную и технологическую территорию.

Как извлечь?

Вулкан Кудрявый не в первый раз становится ареной деятельности горнодобытчиков. Еще во времена японского владычества здесь добывали серу. Бывшие хозяева острова даже построили здесь 4 километра канатной дороги. Но добыча серы — это один уровень сложности, а рения — совсем другой.

Сначала о хорошем. На вулкане расположено первое в мире месторождение собственно рения. Причем, согласно экспертным данным Министерства природных ресурсов РФ, возобновляемые запасы рения в газах оцениваются в 36,7 тонны в год. Это означает, что мировая добыча металла может быть удвоена. Долго ли продлится такая лафа? Ас вулканологии Генрих Штейнберг уверяет, что весь период жизни вулкана. А эти природные объекты исключительно живучи. Тысяча лет для них — то же самое, что минута в человеческой жизни. Штейнберг убежден, что Кудрявому гарантировано еще как минимум 15 тысяч лет.

Но ложек дегтя в бочке меда тоже предостаточно. Вулканы имеют привычку иногда извергаться. За последние 250 лет с Кудрявым это случалось по крайней мере три раза: в 1778, 1883 и 1999 годах. Никто не даст гарантии, что это не случится вновь. Если это произойдет, то все установленное на возможном будущем рениевом руднике оборудование будет потеряно. Зато к человеческим жизням это не относится. Современная наука может точно прогнозировать извержение вулканов аж за несколько недель до их начала. Поэтому сегодня проснувшиеся вулканы губят людей только в странах третьего мира.

Главная закавыка — в другом. Покойный ученый из Института минералогии и геохимии редких элементов Феликс Шадерман разработал, запатентовал и успешно испытал на Кудрявом метод добычи рения из вулканического газа. “Чтобы добывать рений из газа на кратере придется построить купол размером до 800-900 кв. метров. Ничего подобного в мире до сих не делалось. Аналогов подобной технологии просто не существует”, — сказал мне руководитель сырьевого отдела ГосНИИ редких металлов Леонид Чистов.

Генрих Штейнберг, правда, уверен, что все технологические трудности преодолимы. А финансовый риск по нынешним масштабам боссов российской промышленности и вовсе несерьезен: “Весь проект потребует инвестиций в 20 миллионов долларов в течение 7 лет. Причем вложения с лихвой окупятся уже через два года после выхода проекта на заданную мощность”.

В любом случае все ученые, с которыми я консультировался, убеждены: игра на Кудрявом стоит свеч. “Вы спрашиваете, не обвалится ли мировой рынок рения, если рудник на Итурупе начнет работу? — не на шутку обиделся на мой вопрос Альберт Бессер. — Честно говоря, мне на это наплевать. Главное — это оборона страны. Если нам окончательно отрежут доступ к рению, наши военные самолеты просто не смогут летать!”

Другие эксперты и вовсе убеждены: новое месторождение рения способно не только дать нам гарантию против происков наших закордонных друзей. “Реальная потребность в рении в России превышает нынешний объем его мирового производства в 40 тонн. Расходуется его столько, сколько найдут. От безысходности приходится использовать либо низкорениевые сплавы, либо сплавы с более худшими характеристиками. А ведь если бы рения было вдоволь, то, например, ресурс авиадвигателей мог бы возрасти в разы!” — убежден, например, Евгений Выговский.

Леонид Чистов видит и вовсе сияющие перспективы: “Появится рений — откроются новые технологические горизонты, которых мы сейчас просто не можем представить”.

В последние годы жизни Сталина в СССР было принято утверждать: почти все самые важные научные открытия делались нашими соотечественниками. В последние десятилетия мы привыкли к другому. Все технологические прорывы происходят в Америке, Европе, той же Японии, но только не в России. Сам по себе рениевый рудник, конечно, не переломит эту грустную тенденцию. Более того, он даже подтвердит наш нынешний статус сырьевой страны. Но “атака на Кудрявый” покажет: наша промышленность способна на абсолютно новые и дерзкие ходы. Возможно, именно таких действий сейчас больше всего не хватает России.

Проблемы мирового рынка рения

Как отмечают эксперты "Lipmann Walton & Со Ltd.", рений в настоящее время остается одной из "тихих заводей" периодической таблицы. Его среднее содержание в земной коре очень мало - 4 части на миллиард. В сульфидных молибденовых концентратах, где он иногда встречается, его содержание достигает 250 частей на миллион.

По оценке, суммарный мировой выпуск данного металла составляет примерно 40 тонн, причем 90% первичного производства приходится на трех его продуцентов. Рений - один из немногих металлов, для которого КНР не является крупным продуцентом.

В настоящее время в относительно малых количествах рений используется для осуществления парового напыления, изготовления нитей накаливания для спектрографов и специальных галогенных ламп, а также анодов для рентгеновского оборудования. Доминирующей же сферой его потребления является энергетика. В нефтеперерабатывающей промышленности для риформинга нефти применяются биметаллические катализаторы, в состав которых входит рений, а в авиакосмическом секторе рений является ингредиентом сплавов на основе никеля (с содержанием 3 или 6%), используемых в производстве лопастей турбин.

Цены на рений в "Metal Bulletin" не приводятся. Сообщается, тем не менее, что в настоящее время при цене 3200 долл./кг (99,5 долл./тр. унц.) в ряду наиболее дорогостоящих металлов он располагается на восьмом месте. Своего исторического максимума в 3306 долл./кг цена на рений сорта APR достигла в 1980 г., поднявшись до этого уровня примерно за два года с 771 долл./кг. Затем наблюдалось резкое падение цен, и после ряда колебаний в 1995 г. они снизились до 300 долл./кг. Сейчас металл вновь резко дорожает.

Почему же в последние месяцы цены на рений так возросли? В действительности темпы роста в большей степени кажущиеся, чем реальные. В течение длительного времени они повышались медленно. На протяжении 30 лет база поставок этого металла не менялась и зависела от единственного продуцента - чилийской компании "Molymet", и сейчас еще обеспечивающей свыше 60% первичного мирового производства рения. Этот крупнейший в мире продуцент молибдена в 70-е годы извлек выгоду из первоначального перемещения из Северной Америки в Чили завода и оборудования для извлечения рения. До тех пор основное производство рения осуществлялось в Северной Америке, ФРГ и Казахстане.

В течение многих лет в Чили побочное извлечение сульфидных молибденовых концентратов при добыче меди проводилось с целью их отгрузки для осуществления обжига. Однако ранее добывающие компании не придавали значения содержанию в концентратах рения ввиду его невысокой концентрации. Но в условиях растущего спроса на этот металл продуценты концентратов уже задаются вопросом относительно его возвращения, подобно тому, как это происходит с золотом, серебром, палладием и платиной, содержащимися в таком сырье.

Тогда как компании, перерабатывающие сульфидные молибденовые руды на основе толлинговых контрактов, не может "обрадовать" такое развитие событий, мировая торговля должна считать его благоприятным для функционирования рынка. При отсутствии должного внимания к стоимости попутных металлов, что часто наблюдалось ранее, эта стоимость будет просто теряться. Даже теперь, когда имеется напряженность с поставками рения, многие компании, которым требуется этот металл (в частности, продуценты авиадви¬гателей), допускают его утечку в никелевый лом, используемый для выплавки нержавеющей стали и, в конечном счете, для изготовления ножей и вилок, вместо того, чтобы вернуть рений в производство авиадвигателей или катализаторов.

Печальным является то, что до тех пор, пока стоимость рения не достигнет уровня, заметного для заинтересованных в нем потребителей, значительное количество этого металла будет продолжать теряться в процессе переработки руд.
Для сравнения можно привести пример с палладием, который в 70-е годы, до введения европейского экологического законодательства в отношении состава выхлопных газов автомобилей, продавался по цене примерно 40 долл./тр. унц. (1286 долл./кг), а затем резко подорожал. Сейчас при цене в 350 долл./тр. унц. и выше никто не станет просто отдавать этот металл.

Эксперты задаются вопросом, за счет чего, в конечном счете, появится равновесие на рынке рения. Единственным регионом ми¬ра, где этот металл всегда экономили и никогда не теряли, являлся бывший СССР. Крупнейший продуцент меди "Джезказган", в настоящее время принадлежащий компании "Kazakhmys", расположен в центре Казахстанской степи. В октябре 2005 г. он был зарегистрирован на Лондонской фондовой бирже. На предприятии в год выпускается около 450 тыс. тонн меди и извлекается примерно 8,5 тонн рения (около 24% первичного про¬изводства данного металла), причем имеющиеся мощности позволяют выпускать рений в еще больших объемах.

Однако ситуацию здесь осложняет длящаяся уже 10 лет борьба между добывающей компанией и плавильным предприятием за право на рений. Еще одним претендентом является редкоземельный завод "Джезказганредмет" Министерства комплексной переработки. Возможно, прошлогодняя регистрация "Kazakhmys" на Лондонской фондовой бирже поможет этой компании занять положение второго в мире продуцента рения. В любом случае политические баталии не закончены и за год лишь небольшое количество материала было экспортировано.

Ситуация с рением аналогична той, которая время от времени возникает для каждого из попутно извлекаемых металлов, когда на них постепенно растет коммерческий спрос. В случае с рением темпы роста спроса не могут быть удовлетворены существующей системой поставок. Нигде, кроме Чили и Казахстана, рений не производится ради него самого. Перед рынком рения стоит задача нахождения мест, где этот металл сейчас теряется, и возвращения его в систему снабжения. Принимая во внимание низкое содержание рения в земной коре, маловероятно, что дополнительные источники этого металла будут связаны с горнодобывающим сектором.

Стратегический металл
рений начали добывать из вулкана Кудрявый

Экспериментальные работы российских ученых по извлечению рения из дисульфида, который выбрасывается вулканом Кудрявый на острове Итуруп в виде газа и осаждается на его склонах, увенчались успехом. Как сообщили ИТАР-ТАСС в Институте вулканологии и геодинамики Российской академии естественных наук, ученым удалось извлечь первые 9 г рения.

Этот стратегически ценный металл используется в военно- промышленном комплексе и, в первую очередь, в аэрокосмической сфере. В Советском Союзе металл добывался в республиках Средней Азии. На территории России единственное месторождение рения находится на Итурупе (впрочем, принадлежность этого острова оспаривает Япония).

По данным ученых, ежегодно вулкан Кудрявый выбрасывает свыше 20 т рения. Потребность России - около 5 т. Всего в мире сейчас ежегодно добывается 25-30 т рения, который содержится в молибденовом концентрате и с трудом извлекается из его кристаллической решетки. 1 кг этого крайне редкого и чрезвычайно рассеянного в земной коре металла на мировом рынке стоит от 1,5 до 3,5 тыс долларов.

Рений. Создание производства по переработке техногенных отходов с целью получения нанопорошков рения и других металлов

В России будет создано первое промышленное производство высококачественных нанокристаллических порошков рения путем вторичной переработки техногенных отходов. Мощность производства рения к 2015 году составит 960 кг в год. Еще одним видом продукции станут нано- и ультрадисперсные порошки попутно извлекаемых металлов (вольфрама, молибдена, кобальта и никеля).

Цель проекта

Создание промышленного производства высококачественных нанокристаллических порошков рения путем вторичной переработки техногенных отходов.

В основе проекта — комплексная переработка тенхногенного сырья, которое подвергают воздушно-плазменному окислению.

Продуктами проекта станут высококачественные нанокристаллические порошки рения. Еще одним видом продукции станут нано- и ультрадисперсные порошки попутно извлекаемых металлов (вольфрама, молибдена, кобальта и никеля). Продукция проекта стратегически необходима для развития российского авиастроения, космической отрасли, катализаторной и радиоэлектронной промышленности, которые в настоящий момент находятся в жесткой зависимости от поставок рения из-за рубежа.

Участники проекта

• ГК «Роснанотех»
• ООО «Глобал Инвест» (заявитель)
• ООО «Адрон» (соинвестор)

Разработку исходных данных и проектирование процессов переработки, сопровождение опытно-конструкторских работ, организацию и сопровождения монтажа оборудования и пуско-наладочных работ осуществят специалисты ФГУП НПО «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина».

Специалисты Российского химико-технологического университета им. Менделеева будут привлечены к разработке исходных данных и проектированию процессов переработки.

Установку воздушно-плазменного окисления исходного сырья спроектируют специалисты СПбГПУ.

Финансирование проекта

Общий бюджет проекта — 194 млн рублей , из них:

ГК РОСНАНО 79 млн рублей ООО «Глобал Инвест» Вносит в уставный капитал исключительные права на результаты интеллектуальной деятельности, в том числе ноу-хау ООО «Адрон» 111 млн рублей

Этапы реализации

• Запуск первой очереди производства планируется в 2012 году.
• Выход на номинальный уровень производственной мощности проектной компании (960 кг рения в год) планируется к концу 2013 года.

Ход реализации проекта

сентябрь 2009 года Наблюдательный совет РОСНАНО одобрил участие корпорации в проекте...

Справка

Рений

Рений — крайне редкий элемент, извлекается при добыче меди и молибдена. Первичное производство рения в 2008 году, согласно данным U.S. Geological Survey составило 62,6 тонн, или около 86% мирового потребления. В дополнение к первичному производству регулярным источником рения является переработка отработавших катализаторов нефтепомышленности. В 2008 году мировое производство рения за счет переработки катализаторов составило 6 тонн. По данным U.S. Geological Survey, в 2008 году 78% рения было использовано в изготовлении жаропрочных сплавов (в том числе для военной и космической техники), 15% — для производства платинорениевых катализаторов при крекинге и риформинге нефти, около 5% рения используется в электронике и электротехнике.

Применение рения

Сплавы на основе рения и сплавы, легированные рением, применяются в качестве конструкционных материалов авиационных двигателей и космических аппаратов, в атомной отрасли. Одним из основных применений рения является его использование в конструкционном материале лопаток газотурбинных двигателей и энергетических установок. Молибден-рениевые сплавы применяются в конструкциях высокотемпературных ядерных-энергетических установок. Сопла ракетных двигателей и элементы конструкции авиадвигателей, к которым предъявляются высокие требования по жаростойкости, также выполняются из рениевых сплавов. Принимая во внимание возрастающие требования к авиадвигателям по экономичности, очевидно, что создание перспективных авиационных двигателей без использования рений-содержащих сплавов невозможно. Так, например, их применение при конструировании самолетов Boeing позволило сократить количество двигателей с 4-х до двух. При этом, несмотря на заметное снижение массы самолета, сохранилась его мощность.

Рений - элемент периодической системы, представляет собой серый металл

Рений - элемент периодической системы, представляет собой серый металл. Рений один из самых редких элементов в земной коре. Чаще всего встречается в виде примеси других металлов, обычно молибдена и вольфрама. В настоящее время экономически выгодно добывать рений только с 1 месторождения, оно находится на востоке нашей страны. Рений, цена на который стала расти только после того, как этот элемент научились применять в промышленности, внешне похож на сталь. По физическим свойствам рений больше всего напоминает вольфрам, по температуре плавления рений уступает только ему, а по плотности он 4-й из всех металлов. Рений, цена на который составляет примерно $10000 за килограмм, считается дорогим металлом. Еще больше стоимость высокочистого рения. Добыча рения в год не превышает 40 тонн во всем мире.

При невысоких температурах рений пластичен, однако после обработки его жесткость сильно возрастает. При необходимости восстановления пластичности, рений отжигают в вакууме или водороде. Этот металл не теряет прочности даже после многократных нагревов. Прочность этого металла при 1200 С выше чем у молибдена и вольфрама.

Чаще всего рений применяют в изготовлении катализаторов, нужных для синтеза высокооктанового бензина. Благодаря рению, удалось исключить наличие соединений свинца в бензине, что ранее негативным образом сказывалось на окружающей среде. Термопары с использованием рения и вольфрама способны измерять температуру до 2200 С. Рений применяют как присадку к другим металлам и сплавам, он одновременно повышает прочность и пластичность сплавов. Благодаря свойствам этого металла, из рения производят контакты, способные самостоятельно очищаться. Оксид рения, полученный в результате замыкания цепи, испаряется, не ухудшая характеристик контактов.

Компания «Вольфрамофф» изготовляет чистый рений. Принимаем заказы. Контроль качества обеспечивает соответствие продукции всем необходимым стандартам ГОСТ и ТУ. Доля примесей в нашем рении не превышает допустимых значений, а цены полностью конкурентоспособны.

Бруски ренивые	Прутки ренивые	Пластины ренивые
Листы ренивые	Тигли ренивые	Трубы ренивые
Блины ренивые	Лодочка ренивая	Рифленая пластина ренивая
Кольцо ренивое	Пластина ренивая	Деталь ренивая
Электрод ренивый	Обруч ренивый	Вставки электрода ренивые
Диски ренивые	Массивная пластина ренивая	Тугли ренивые
Болты ренивые	Провод ренивый	Сетка ренивая

Краткая характеристика мирового рынка рения

5 сентября 1925 г. на собрании немецких химиков в Нюрнберге было сообщено об открытии рения. В следующем году группа ученых выделила из минерала молибденит (MoS2) первые 2 мг рения. Первый грамм сравнительно чистого рения был получен в 1928 г.
Для того, чтобы получить 1 грамм рения, пришлось переработать более 600 кг норвежского молибденита.

Первое промышленное производство рения было организовано в Германии в 30-ых годах. Скромное по масштабам - мощность установки составляла лишь 120 кг в год, оно полностью удовлетворяло мировую потребность в этом металле.
После начала второй мировой войны в США начали извлекать рений из молибденовых концентратов и в 1943 г. получили 4,5 кг своего рения.
С тех пор число стран - производителей рения значительно возросло. Помимо США, этот металл из минерального сырья извлекают в Чили, Казахстане, Перу, Норвегии, Германии, Бельгии и Швеции.

Рений встречается как изоморфная примесь более чем в 50 минералах- носителях молибдените, халькопирите и др., в виде собственного минерала джезказганита, а также в углях. Его повышенные концентрации наблюдаются в сульфидах меди и молибденитах (MoS2), где рений изоморфно замещает молибден. В порфировых молибденит-халькопиритных рудах его концентрации могут достигать 400-800 г/т.

Единственное в мире месторождение рения обнаружено в 1992 г. на вулкане Кудрявый, остров Итуруп Южно-Курильские острова. Месторождение представлено фумарольным полем с постоянно действующими источниками высокотемпературных глубинных флюидов - фумаролами. Рений находится в форме минерала рениит (курилит) ReS2, со структурой, аналогичной молибдениту.

В практическом отношении важнейшими сырьевыми источниками получения первичного рения в промышленном масштабе являются молибденовые и медные сульфидные руды. В общем балансе производства на получение первичного рения в промышленном масштабе в мире приходится порядка 80%. Остальное приходится на вторичное сырье.

Мировая практика производства рения базируется на попутном его извлечении из молибденовых или медных концентратов. При флотационном обогащении молибденовых, медно-молибденовых и медных руд от 40 до 80% бывшего в руде рения переходит во флотационные концентраты.
Самые большие потери рения происходят при обжиге концентратов и в процессе плавки. По существующим технологиям молибденовые концентраты обязательно подвергаются окислительному обжигу при 550…6500С.
Окисляется и рений до оксида Re2O7. А этот оксид летуч (температура кипения всего 362,40С). В итоге много рения уходит в трубу с отходящими газами. Степень возгонки рения зависит от условий обжига и конструкции печи: в многоподовых печах она составляет 50-60%, в печах кипящего слоя - до 96%. Для улавливания рения из газов на заводах устанавливают сложные системы циклонов, скрубберов, электрофильтров.

Рений может быть извлечен и из другого полупродукта молибденового производства - из растворов, получаемых при выщелачивании молибденового огарка.
Из медных концентратов рений также извлекается при электроплавке (или любой другой плавке) и при конвертировании штейнов в виде возгонов оксидов и концентрируется в пылях электрофильтров и растворах мокрой газоочистки сернокислотного производства.

При всем многообразии применяемых технологических схем переработки ренийсодержащих полупродуктов на металлургических заводах можно выделить две основные стадии получения рения: перевод его соединений в растворы и выделение из них металла.
В зависимости от состава эти полупродукты (чаще всего пылевидные) выщелачивают растворами щелочей, кислот или солей, а иногда и просто горячей водой. Из полученных при этом растворов рений извлекают методами адсорбции, ионного обмена, экстракции, электролиза или же осаждают малорастворимые соединения рения, например перренат аммония (NH4ReO4).
Для получения рениевого порошка перренат аммония восстанавливают водородом в трубчатых печах при 8000С. Этот порошок превращают потом в компактный металл - в основном методами порошковой металлургии, реже зонной плавкой и плавкой в электронно-лучевых печах. В последние десятилетия разработаны новые способы гидрометаллургической переработки ренийсодержащих концентратов. Эти способы более перспективны, прежде всего потому, что нет тех огромных потерь рения, которые неизбежны в пирометаллургии.

Непрерывно возрастает доля рения, полученного при переработке вторичного ренийсодержащего сырья (отработанных катализаторов риформинга нефти и жаропрочных сплавов).
В настоящее время мировое производство рения стабильно растет, в 2008 г. оно составило 57 т.

Канадская компания MetalCORP Ltd. объявила об увеличении ресурсов своего рений-молибденового проекта Плейтер (Playter)

Канадская компания MetalCORP Ltd. объявила об увеличении ресурсов своего рений-молибденового проекта Плейтер (Playter), расположенного на севере провинции Онтарио (Канада) в пределах принадлежащей компании медно-цинково-золотой перспективной площади Биг-Лейк (Big Lake).

К концу мая MetalCORP закончила бурение десяти скважин, и их общее число достигло шестнадцати; программа бурения на 2008 календарный год предполагает проходку 60-100 скважин общей протяженностью 20 тыс.т. Как сообщила компания 28 мая, новые данные позволили ей увеличить оценку размеров рудного тела на 50% - до 7,5 млн т.

Первоначально данный проект был молибденовым, однако проведенные исследования в дополнение к существенным содержаниям серебра установили необычно высокие содержания рения. Согласно отчету компании, средняя по шестнадцати скважинам мощность зоны минерализации составляет 5,8 м, среднее содержание молибдена 0,13%, рения - 1,05 г/т, серебра - 3,78 г/т.

Ранее представитель MetalCORP сообщал, что к концу текущего года компания надеется начать работы по составлению ТЭО проекта. Как только финансирование будет обеспечено, строительство рудника может быть быстро осуществлено, поскольку месторождение залегает на сравнительно малой глубине, протягиваясь от поверхности до глубины около 550 м. -- Минерал

Ivanhoe увеличит запасы месторождения Mount Dore как минимум на 58 тыс т молибдена и 97 т рения

Ivanhoe увеличит запасы месторождения Mount Dore как минимум на 58 тыс т молибдена и 97 т рения.
Канадская горнодобывающая Ivanhoe Mines опубликовала результаты геологоразведочного бурения на месторождении молибдена и рения Merlin в Австралии /входит в полиметаллическое месторождение Mount Dore/, говорится в сообщении компании.

При бортовом содержании молибдена в 0,3 проц предполагаемые запасы Merlin составят 5,2 млн т руды со средним содержанием молибдена 1 проц и рения 16 гр/т - всего 52 тыс т молибдена и 83 т рения.
Ресурсы месторождения оцениваются в 3,5 млн т руды с содержанием молибдена 0,8 проц, рения - 14 гр/т, всего - 28 тыс т молибдена и 49 т рения.
При бортовом содержании молибдена в 0,1 проц ожидается, что запасы месторождения составят 10 тыс т руды со средним содержанием молибдена 0,6 проц, рения - 10 гр/т, всего - 58 тыс т молибдена, 97 т рения.
Ресурсы ожидаются на уровне 5,8 млн т руды, содержание молибдена в руде составит 0,5 проц, рения - 10 гр/т, всего - 29 тыс т молибдена и 58 т рения.

Кроме рения и молибдена месторождение Mount Dore содержит медь, цинк, серебро, золото, свинец и кобальт.
Как ранее сообщал ПРАЙМ-ТАСС, Ivanhoe со своим стратегическим партнером Rio Tinto также занимается освоением золотомедного месторождения Ою Толгой в Монголии. Промышленное производство планируется начать в 2013 г.
Ivanhoe Mines развивает месторождения цветных и драгоценных металлов в Монголии, Казахстане и Австралии. -- Прайм-ТАСС

С 2012 г. компания Kennecott Molybdenum, США будет самостоятельно производить рений

Компания Kennecott Molybdenum Co (подразделение Rio Tinto) ожидает, что после того, как в 2012 г. на руднике Бингем-Каньон (Bingham Canyon) в шт.Юта начнет действовать установка, использующая так называемый Molybdenum Autoclave Process (MAP), компания будет получать 3-5 т рения в год. Стоимость данного проекта составляет 275 млн дол.

Как заявил представитель Kennecott Molybdenum на организованной Minor Metals Trade Association Международной конференции по малым металлам (The International Minor Metals Conference), проходившей в Стамбуле, проект MAP будет завершен в четвертом квартале 2011 г. и выйдет на полную мощность в 2012 г. Ожидается, что извлечение рения из перерабатываемых руд составит около 90%, что позволит ежегодно производить 3-5 т металла. В настоящее время рений для Kennecott на толлинговой основе извлекается на предприятиях, оборудование которых обеспечивает извлекаемость на уровне 60%. Использование высокоэффективной технологии MAP обеспечит получение дополнительных 1,5-2 т рения. Компания полагает, что, благодаря спросу со стороны аэрокосмической отрасли и производителей катализаторов для нефтехимической промышленности, в среднесрочной перспективе рынок рения возвратится к дефициту; в этих условиях дополнительный материал будет востребован.

Kennecott Molybdenum планирует производить высококачественный перренат аммония, применяемый как в производстве катализаторов, так и в производстве металлического рения.
Технология MAP также позволит компании Kennecott перерабатывать низкокачественные концентраты с содержанием молибдена до 20% и меди - до 5%, что обеспечит более гибкое планирование горных работ и значительно повысит экологичность производства. Ожидается, что к третьему кварталу 2012 г. производительность предприятия по переработке низкокачественных концентратов достигнет 13,6 тыс.т (30 млн фунтов) молибдена в год, в за следующие 10 лет она возрастет до 27,2 тыс.т (60 млн фунтов).

Содержание статьи

РЕНИЙ –(Rhenium) – элемент 7-й (VIIb) группы периодической системы, атомный номер 75, атомная масса 186,21. Известно 34 изотопа рения от 160 Re до 193 Re. Природный рений состоит из двух изотопов – 185 Re (37,40%) и 187 Re (62,60%). Единственный устойчивый изотоп – 185 Re, изотоп 187 Re радиоактивен, но период полураспада огромен – 43,5 миллиарда лет. Рений в своих соединениях склонен проявлять высшую степень окисления +7.

Рений был открыт последним из элементов периодической системы со стабильными изотопами. Д.И.Менделеев на основании Периодического закона предсказал два аналога элемента № 25 (Mn) – экамарганца и двимарганца, которые должны были быть открыты занять пустые места, которые он оставил при составлении таблицы элементов. Его предсказания существования скандия (Нильсон, 1875), галлия (Лекок де Буабодран, 1879) и германия (Винклер, 1886) послужили толчком для новых и новых исследований. В отличие от экабора (Sc), экаалюминия (Ga) и экасилиция (Ge), физико-химические свойства которых были довольно точно описаны Менделеевым, предсказаний, характеризующих поведение экамарганца и двимарганца не было.

В 1877 русский химик С.Керн сообщил об открытии нового элемента в отходах платиновой руды. Он назвал его дэвием (Da) в честь выдающегося английского химика сэра Гемфри Дэви . Сообщалось и об открытии новой качественной реакции – образования роданистого комплекса дэвия. Керн предположил, что дэвий должен занять место двимарганца, так как определенная им атомная масса оказалась равной 154. Открытие Керна не получило признания, поскольку не удалось повторить его опыты и сегодня остается только верить, что открытая им качественная реакция действительно идентична ныне широко известной сегодня реакции образования роданистого комплекса рения.

Впоследствии было много сообщений, претендующих на открытие эка- и двимарганца. Из них элементу № 75 могли соответствовать, вероятно, следующие: уралий (Гияр, 1869) и плюраний (Осанн, 1928). Они не получили подтверждения в дальнейшем и остались лишь частью истории науки.

Со времени открытия гафния (1923) в периодической системе (последним в ней был элемент под номером 86 – радон) оставалось четыре «пробела» на местах элементов с порядковыми номерами 43 (Tc), 61 (Pm), 75 (Re) и 85 (At). Наибольший интерес у исследователей вызывали эка- и двимарганец, поскольку из этой подгруппы был известен только один представитель – марганец. Поиски недостающих элементов возобновились с новой силой после открытия Мозли , который показал, что для каждого элемента можно установить атомный номер, исходя из частоты главной линии его рентгеновского спектра. Теперь появился мощный инструмент идентификации химических элементов – рентгеноспектральный анализ, который позволял определять малые количества (порядка 0,1%) вещества в образце.

В июне 1925 на заседании Прусской академии наук профессор Вальтер Ноддак (Noddack) (1893–1960) с сотрудниками Идой Такке (Tacke) (1896–1978) и Отто Бергом сделали первое сообщение о том, что ими открыты элементы 43 и 75, из которых первый назван мазурием в честь Мазурской области – родины Ноддака, а второй рением в честь Рейнской области – родины Такке.

Физические свойства элементов № 43 и № 75 были определены интерполяцией свойств элементов, между которыми они расположены в периодической системе, т.е. для № 43 – молибдена и рутения, а для 75 – вольфрама и осмия. Расчеты Ноддаков для двимарганца:

Труднее было предсказать химические свойства. Можно было предположить, что оба элемента имеют определенное сходство с марганцем, что гептаоксид экамарганца устойчивее, чем Mn 2 O 7 , и что гептаоксид двимарганца стабильнее такового для элемента № 43 в соответствии с общей закономерностью, наблюдающейся в периодической системе.

Неудачи предшественников, связанные с поиском элементов № 43 и № 75, навели Ноддаков на мысль о том, что эти элементы чрезвычайно редки и не могут быть непосредственно обнаружены в образцах по характеристическим рентгеновским спектрам. Требовалось предварительное обогащение, по меньшей мере до 0,1%. Они предположили, что эка- и двимарганец не образуют собственных минералов. Уже давно было подмечено, что химически аналогичные вещества способны к совместной кристаллизации. Как показал Гольдшмидт, только такие вещества способны взаимно заменять друг друга в кристаллах в заметных количествах, которые помимо химической аналогии, одновременно обладают также близко совпадающими ионными радиусами. В соответствии с законом распределения элементов в земной коре, в качестве подходящих минералов были взяты платиновая руда и колумбит.

Как первый объект была исследована уральская платиновая руда, 80 грамм которой Ноддак получил из России. После длительного отделения платиноидов, в результате возгонки было обнаружено небольшое количество желтоватых игольчатых кристалликов, обративших на себя особое внимание. Химические свойства этого вещества, собранного в количестве 1 мг, не были идентичны со свойствами ни одного из соединений известных элементов.

Вторым объектом исследования был колумбит, так как от платиновой руды пришлось отказаться вследствие ее дороговизны. В результате переработки около тысячи трехсот образцов после обогащения было получено около 1 г сульфидов металлов, где, по предварительным подсчетам, должно было содержаться 1 мг эка- и двимарганца. Из-за преобладания в образце оксидов ниобия и тантала, не удалось выделить соединения рения в чистом виде. Новый элемент можно было идентифицировать лишь при помощи рентгеноспектрального анализа. По результатам этих исследований Ноддак заявил об открытии элементов № 43 и № 75.

Опубликованное сообщение об открытии новых элементов вызвало оживленную дискуссию. Сотрудники Платинового института Академии наук СССР из многих килограммов платиновой руды по методике, описанной Ноддаком, получили тринадцать образцов, ни в одном из которых не было обнаружено новых элементов ни химическими, ни спектроскопическими, ни рентгенографическими методами.

Через несколько месяцев после сообщения Ноддака чешский химик И.Друце и англичанин Ф.Лоринг заявили об открытии элемента № 75 в пиролюзите. Кроме того Друце считал, что честь открытия рения вместе с ним должны разделить Я.Гейровский и В.Долейжек, заявившие о полярографическом обнаружении рения в коммерческих препаратах хлорида и сульфата марганца.

Дискуссия, однако, прекратилась, когда Ноддаку с сотрудниками в 1927 удалось получить 120 мг рения. Вопрос о приоритете в открытии рения до сих пор не снят, но факт получения Ноддаком первого образца редчайшего металла, да и само название элемента №75, свидетельствуют о признании мировым научным сообществом решающих заслуг группы Ноддака.

Рений в природе, его промышленное получение и рынок.

Рений – редчайший и сильно рассеянный элемент, по современным оценкам его кларк (среднее содержание в природе) в земной коре равен 7·10 –8 вес.%, что меньше кларка любого металла из группы платиноидов или лантаноидов. Если не принимать во внимание кларки инертных газов в земной коре (которых, однако, значительно больше в атмосфере), то можно назвать рений самым редким из элементов со стабильными изотопами.

Рений (за редкими исключениями) не образует собственных минералов, а лишь сопутствует минералам молибдена, вольфрама, свинца , платины, тантала, ниобия и др. Минералы рения (к примеру, джезказганит, Pb 4 Re 3 Mo 3 S 16) настолько редки, что представляют не промышленный, а скорее научный интерес.

Наиболее характерное свойство рения – его ярко выраженное геохимическое сходство с молибденом. Оба элемента проявляют одинаково высокое сродство к сере. Высшие галогениды молибдена и рения обладают повышенной летучестью и близкой реакционной способностью. Ионные радиусы четырехзарядных ионов Re 4+ и Mo 4+ практически одинаковы. Ноддаки установили, что дисульфиды рения и молибдена могут образовывать непрерывный ряд твердых растворов – они получили несколько образцов искусственного молибденита с содержанием рения от 0,5 до 10%. Поэтому неудивительно, что значительная часть рения в земной коре встречается в виде примеси в молибдените. Крупные месторождения молибденита есть в США, Армении, Узбекистане, Китае, Норвегии, Чили, Германии. Известно, что наиболее благоприятными условиями для создания повышенной концентрации рения в молибдените являются низкая температура кристаллизации минерала и небольшая глубина формирования месторождения.

Молибденит – не единственный минерал, содержащий рений, довольно велико содержание рения в минералах гранитных пегматитов (альвите, гадолините, цирконе, колумбите, танталите и др.). В них рений находится в виде тонко рассеянных сульфидов. Рений обнаружен и в минералах платины и вольфрама. Относительно велико содержание рения в метеоритном железе – 0,01 г/т, что значительно превышает кларк рения в земной коре. Причиной отсутствия рения в минералах марганца является, скорее всего, заметное различие и радиусах ионов Mn 2+ , Mn 3+ и Re 4+ . Большие количества элемента № 75 сосредоточены в медистых песчаниках, примером которых является группа месторождений Джезказганского региона в Казахстане. Отмечается накопление рения, наряду с другими тяжелыми металлами, в битуминозных остатках. Например, Мансфельдское месторождение (Германия) медистых сланцев служило основным источником производства рения до Второй мировой войны.

С распадом СССР проблема добычи рения встала перед Россией, поскольку его сырьевая база осталась, в основном, в Казахстане, Узбекистане и Армении. В 1990-х в высокотемпературных возгонах вулкана Кудрявый на острове Итуруп Курильской гряды была сделана уникальная геологическая находка: обнаружен собственный минерал рения – ReS 2 , предварительно названный ренитом. До этого момента в мире не было такого месторождения, промышленную ценность которого определял бы только рений. Уникальность Кудрявого заключается в том, что вулканические газы в местах выхода (в так называемых фумарольных, вулканических, полях) имеют необычайно высокую температуру (500–940° С). Только в таких условиях возможно образование минерала рения. Газы, выходящие на поверхность из других вулканов, намного холоднее. На протяжении столетий в местах выхода вулканических газов в рудных корках происходило концентрирование рения (в 10 9 раз). Содержание рения в этих корках, по разным оценкам, от четырех до нескольких десятков тонн. Ежегодно вулканом выбрасывается несколько тонн рения в виде газо-пылевой смеси. Кудрявый – вулкан гавайского типа, он не извергает потоки раскаленной лавы, а лишь «тлеет», что значительно упрощает извлечение ренита. Подсчитано, что за 100 лет в атмосферу вылетело и рассеялось по планете около 2000 тонн рения. Сейчас разрабатываются и внедряются промышленные установки по улавливанию дисульфида рения из вулканических выбросов. Годовая потребность России в рении составляет около 5 тонн, поэтому с внедрением эффективной технологии его извлечения можно не только полностью удовлетворить внутренние потребности страны, но и экспортировать металл.

Первый грамм довольно чистого рения был получен в 1929 Ноддаками в результате сложной химической переработки 660 кг норвежского молибденита. В 1930 мировое производство рения составило три грамма. В начале 1930-х было организовано первое промышленное производство рения. В 1940 было произведено 200 кг рения – более чем скромная цифра, если сравнить ее хотя бы с мировым производством золота (около 1000 тонн). В 1943 производство рения в США составило 4,5 кг.

Основными промышленными источниками получения рения являются медно-молибденовые, медные, свинцовые и полиметаллические руды, а также горючие сланцы. Мировая практика дешевого производства рения базируется на попутном извлечении элемента № 75 из молибденовых концентратов. Поскольку рений не является главной целью переработки таких концентратов, естественно, что технология его извлечения «привязана» к получению молибденового сырья. Все это выливается в громадные потери редчайшего металла. По данным американских ученых в 1965 было извлечено только 6% от всего содержащегося в молибдените рения. Молибденовые концентраты перерабатываются по традиционным схемам. Первая стадия – окислительный обжиг в печах с псевдоожиженным слоем при 550–650° С. Практически весь рений переходит в летучий при таких температурах гептаоксид, значительную часть которого уловить не удается, и он вылетает в трубу вместе с отходящими газами. Вторая стадия – перевод соединений рения после газопылеулавливания в раствор. Третья стадия – адсорбционное или экстракционное извлечение рения и перевод его в товарную соль – перренат аммония. Все стадии осуществляются параллельно с извлечением молибдена. Далее перренат аммония восстанавливают в трубчатых печах водородом при 800° С и получают рениевый порошок.

Помимо получения рения из пыли от обжига молибденитовых концентратов, есть еще несколько промышленных способов извлечения элемента № 75, связанных с использованием другого сырья. Рений извлекают из пыли медеплавильных заводов, из медных концентратов до их плавки, из налетов сажи, образующихся при шахтной плавке медистых сланцев, из свинцово-цинковой пыли шахтной плавки медистых сланцев.

Первое место по запасам рения занимают США (4,5 тысячи тонн, 62% мировых запасов), второе – Казахстан. Сейчас мировым лидером в производстве металлического рения является чилийская фирма Molybdenos Y Metales SA (Molyment). Рений выделяют как побочный продукт при обжиге молибденита. Чилийский экспорт рения составляет примерно 58% от первичных мировых поставок, объем которых составляет 35 т в год. Производство рения в США составляет около 11% от первичных мировых поставок. Второе место по объемам производства рения занимает Казахстан (Джезказганский медный рудник и Балхаш). В стране ежегодно производится 8,5 тонн рения (24% от мирового производства) в виде перрената аммония; при этом ресурсы Джезказганского рудника задействованы не на полную мощность. Производство рения в России в настоящее время, вследствие отсутствия сырьевой базы, находится на низком уровне и составляет несколько сот килограммов в год.

Главным импортером рения являются США. Цены на рений в основном диктуются экспортерами и официально не публикуются. Можно сказать лишь, что цена на чистый рений довольно высока и за последние двадцать лет колеблется в пределах 1000–2000 долларов за килограмм. В 2002 в США средняя цена на рений составляла 1060 долл/кг. Высокочистый рений, применяемый в электронике, значительно дороже; цены на него доходят до 900 долл/г.

Характеристика простого вещества.

Компактный рений – серебристый тяжелый металл, похожий на платину. В порошкообразном состоянии он имеет темно-серый (почти черный) цвет. Плотность его (при 20° С) равна 2102 кг/м 3 . Температура плавления 3170° С, температура кипения 5600° С. Реакционная способность металлического рения зависит от степени его измельченности и чистоты. Порошкообразный металлический рений может быть превращен в компактный металл путем спекания (металлокерамический процесс), плавления в электрической дуге или сфокусированном пучке электронов. Порошковая металлургия позволяет получить рений в виде слитков. При этом порошкообразный металлический рений прессуют в стальных матрицах на гидравлическом прессе. Спрессованные слитки затем спекают в два этапа. В компактном состоянии рений обладает относительной химической инертностью: не окисляется кислородом воздуха до 350° С, не взаимодействует с водой, галогеноводородными кислотами и разбавленной серной кислотой. Порошкообразный рений окисляется во влажном воздухе до рениевой кислоты:

4Re + 7O 2 + 2H 2 O = 4HReO 4 .

При нагревании металлический рений взаимодействует с фтором, хлором, бромом, серой, селеном:

Re + 3F 2 = ReF 6 ; 2Re + 5Cl 2 = 2ReCl 5 ;

Re + 2S = ReS 2 .

Даже при повышенной температуре рений не реагирует с оксидом углерода(II), метаном и углеродом.

Металлический рений легко растворяется в концентрированной и разбавленной азотной кислоте, концентрированной серной кислоте, пергидроле. Во всех случаях образуется рениевая кислота:

3Re + 7HNO 3 = 3HReO 4 + 7NO + 2H 2 O

2Re + 7H 2 SO 4 = 2HReO 4 + 7SO 2 + 6H 2 O

2Re + 7H 2 O 2 = 2HReO 4 + 6H 2 O.

В присутствии кислорода рений растворяется в расплавленных щелочах с образованием метаперренатов.

Металлический рений получают:

1) при восстановлении водородом перренатов щелочных металлов и аммония (промышленный способ). Перренат аммония предпочтительнее, поскольку из него получается чистый металл:

2NH 4 ReO 4 + 7H 2 = 2Re + 2NH 3 + 8H 2 O ;

2) при восстановлении водородом оксидов, оксигалогенидов и сульфидов рения:

Re 2 O 7 + 7H 2 = 2Re + 7H 2 O

ReS 2 + 2H 2 = Re + 2H 2 S ;

3) электролизом раствора перрената калия в присутствии серной кислоты:

4KReO 4 + 2H 2 SO 4 = 4ReЇ + 2K 2 SO 4 + 7O 2 +2H 2 O.

Важнейшие соединения рения.

Известно относительно небольшое число соединений одно, двух, трех, пяти и шестивалентного рения, все они малоустойчивы. Наиболее устойчивы соединения четырех- и семивалентного рения.

Диоксид рения, ReO 2, нелетучий коричнево-черный кристаллический порошок с металлическим типом проводимости, устойчивый на воздухе при комнатной температуре. При нагревании в кислороде, переходит в гептаоксид. Растворяется в концентрированной соляной кислоте с образованием комплексного соединения – гексахлорорениевой кислоты, H 2 зелено-коричневого цвета. Диоксид рения может быть получен частичным восстановлением Re 2 O 7 водородом при 300° С, восстановительным пиролизом перрената аммония в присутствии водорода или металлического рения. Является промежуточным продуктом при получении рения.

Дисульфид рения, ReS 2, черные мягкие кристаллы. Получают нагреванием порошкообразного металлического рения с избытком серы в атмосфере сероводорода. Является компонентом катализаторов в нефтехимических производствах.

Триоксид рения, ReO 3, кристаллы темно-красного цвета с металлическим блеском. Наиболее простой способ получения – разложение комплекса Re 2 O 7 с диоксаном, Re 2 O 7 ·2C 4 H 8 O 2 ·2H 2 O.

Оксид рения (VII ), Re 2O 7, рениевый ангидрид, светло-желтые, сильно гигроскопичные кристаллы. Может быть получен из элементов или окислением низших оксидов рения. Промежуточный продукт в производстве рения. Хорошо растворяется в воде, спирте, ацетоне. При растворении в воде дает бесцветный раствор рениевой кислоты. HReO 4 – сильная кислота, в свободном виде не выделена.

Перренат аммония, NH 4 ReO 4 , бесцветные кристаллы, растворимые в воде. Промежуточный продукт в производстве рения.

Применение металлического рения.

В учебнике неорганической химии Г.Реми 1961 можно найти следующие строки: «Рений оказался весьма подходящим при изготовлении наконечников перьев для авторучек; небольшие количества его придают высокую прочность и коррозионную устойчивость по отношению к подсыхающим чернилам…». Понятно, что это не самое удачное применение такого редкого металла. Действительно, за период с 1925 по 1967 мировая промышленность израсходовала всего 4,5 тонны рения. В начале 1930-х грамм рения стоил целое состояние – 40 000 немецких марок. В 1960-х он стоил намного больше платины и золота. Высокие цены объяснялись низкой эффективностью производства, улучшение которого, в свою очередь, лимитировалось маленьким спросом. В начале 1980-х мировое потребление рения составляло не более тонны в год. В 1990 в Советском Союзе было использовано 10 т рения. Сейчас потребность одних только США составляет 30 тонн ежегодно, и эта цифра будет продолжать расти.

Сейчас наиболее масштабными областями потребления рения являются производства тугоплавких специальных сплавов (50%) и катализаторов для нефтеперерабатывающей промышленности (40%). Рений – металл стратегического значения. Сплавы на основе рения применяются в авиационной, атомной и космической промышленности. В частности, из них изготавливаются лопатки для газотурбинных двигателей, сопла ракет и самолетов. Без рения невозможно создание авиационных двигателей ближайшего будущего. В некоторых моделях дорогих машин (например, Rolls-Royce Trent 500) все чаще используются рениевые сплавы. Сплавы вольфрама с рением в атомной энергетике служат оболочками тепловыделяющих элементов, работающих при температурах от 1650–3000° С. Из сплава Ta-W-Re изготавливают теплозащитные экраны аппаратов, возвращающихся из космоса на Землю.

Рений – незаменимый материал при изготовлении высокотемпературных электродов и термопар. Вольфрамовые нити накаливания электроламп под действием примеси кислорода и паров воды быстро разрушаются. Однако если их покрыть тонким слоем рения, срок службы лампочек значительно увеличивается. Тончайшие рениевые покрытия – один из наиболее эффективных методов защиты металлов от коррозии.

В конце 1960-х – начале 1970-х мировая нефтехимическая промышленность начала освоение платино-рениевых катализаторов риформинга нефтяных фракций, что позволило значительно улучшить качество автомобильных бензинов. Использование таких катализаторов увеличило пропускную способность установок риформинга на 40%, кроме того срок их службы увеличивается почти в 4 раза.

Все это позволяет назвать рений металлом высоких технологий.

Юрий Крутяков

Общие сведения и методы получения

Рений (Re) в периодической системе располагается в VII А группе 6-го длинного периода.

В компактном состоянии имеет серовато-белый цвет, в диспергиро­ванном - черный.

Рений был открыт в 1925 г. немецкими химиками супругами Валь­тером и Идой Ноддак. Существование этого элемента предсказал в 1872 г. Д. И. Менделеев, который назвал его двимарганцем. Это вы­дающееся предсказание явилось основой для открытия, сделанного Ноддаками. В. и И. Ноддак впервые обнаружили рений в русской пла­тиновой руде и выделили его в виде легколетучего оксида, предполо­жительно Re 2 0 7 . Открытый металл был назван рением в честь Рейн­ской области в Германии.

Промышленное получение рения относится к 50-60 гг. нашего сто­летия. Этот период характеризуется также интенсивным развитием ра­бот по исследованию особенностей физико-химического взаимодействия рения с элементами периодической системы и разработке на этой ос­нове сплавов с рением для различных отраслей техники.

Реиий относится к группе рассеянных элементов. Он, как правило, сопутствует минералам молибдена, меди, свинца, цинка, платины, нио­бия и др. Рений характеризуется наименьшим кларком, который равен

примерно ЫО -7 %. Как в нашей стране, так и за рубежом ведется по­иск новых источников этого металла. Имеются сообщения об обнару­жении рения в урановых рудах и угольных месторождениях. Найден минерал рения - джезказганит, представляющий собой сложный суль­фид рения Cu (ReMo) S 4. Установлено присутствие реиия в органических соединениях нефтяного ряда, в нефти, нефтяных битумах и горючих сланцах.

Основными источниками получения рения, имеющими промышлен­ное значение, являются молибденовые концентраты, отходы переработки медистых сланцев, промышленные воды. Рений в виде различных со­единений извлекается из пылей обжига молибденовых концентратов, при шахтной плавке медистых сланцев, из сбросных раствором при гидрометаллургической переработке обожженных молибденовых концен­тратов. В существующих схемах извлечения рения различают две ста­дии: перевод соединений рения в раствор и их выделение из него. Пе­ревод в раствор соединений рения из ренийсодержащих продуктов осу­ществляется путем водного выщелачивания с добавлением окислителей, спекания с известью и последующего водного выщелачивания, кислот­ного или солевого выщелачивания. Из растворов соединения рения из­влекаются следующими способами: осаждением малорастворимых со­единений (перрената калия KRe 04, сульфида рения Re 2 S 7); сорбцией на ионообменных смолах и угле; экстракцией органическими растворите­лями.

Способы получения металлического рения: восстановление перреиата калия (аммония) водородом; восстановление двуокиси рения водоро­дом; электролитическое выделение реиия из водных растворов; терми­ческая диссоциация галогенидов и карбонидов рения. Последние два метода используют для получения рениевых покрытий. Чистота полу­чаемых металлических порошков рения достигает 99,99 %.

Для получения рения в компактном виде применяют методы порош­ковой металлургии, вакуумнодуговую и электроннолучевую плавки. Методами электроннолучевой зонной и плазменнодуговой плавок могут быть выращены монокристаллы реиия.

Физические свойства

Атомные характеристики. Атомный номер 75, атомная масса 186,31 а. е. м., атомный объем 8,85*10~ 6 м 3 /моль, атомный радиус 0,137 нм, ионный радиус Re 6 + 0,052 им.

Электронная конфигурация внешних электронных оболочек нейт­рального атома рения 5 s 2 p 6 rf 5 6 s 2 ; потенциалы ионизации атома / (эВ): 7,87; 16 ,6; 79; электроотрицательность Re 5+ - 1,8; Re 6 +--2,1 и Re "+ - 2,2.

Кристаллическая решетка-гексагональная плотиоупакованная. Энергия кристаллической решетки 793 мкДж/кмоль. Координационное число - 6; 6.

Химические свойства

Нормальный электродный потенциал реакции Re "- t ?4 * Re < po =-0,4 В. В соединениих проявляет степень окисления от +7 до -1.

Известны следующие оксиды рения: Re 04(Re 2 0 8), Re 20?, Re 0 3 , Re 2 0 5 , Re 0 2 , Re 2 0 3 , ReO (Re 2 0 2) и ИегО. Высшие оксиды имеют кислый характер, низшие - основной. Существование ReCU и RejOj окончатель­но не установлено. Re 2 07 - высший н наиболее устойчивый оксид ре­ния, полученный нагреванием рения или его оксидов иа воздухе нли в кислороде при температуре выше 200 "С.

Рений не образует карбидов. Существуют лишь комплексные соеди­нения рения с участием углерода, например, карбонил реиий [ Re (CO) 5 ]2, который образуется при взаимодействии окиси углерода и соединений рения (оксид (VII) рения, перренат калия, перреиат аммония) прн 250-270 °С под давлением 34-50 МПа. Бесцветные кристаллы карбо-нила рения растворимы в органических растворителях н могут возго­няться.

Существуют следующие фториды реиия: ReF ?, ReFe , ReFs и ReF «. ReF? получен пропусканием фтора под давлением 3,3-10" Па через ре­ний, нагретый до 300-400 °С, и представляет собой летучий продукт. При 105 °С получается ReFe с температурой плавления 188 °С; при 180 "С представляет собой яркожелтые кристаллы, выше 0°С - лимон-но-желтые, после плавления - желто-бурая жидкость; пары ReFe прак­тически бесцветны. Пяти- и четырехфтористый реиий получают соответ­ственно путем взаимодействия шестнфтористого рения с карбонилом вольфрама и водородом или триоксидом серы.

Хлориды рення: ReCb, ReCl e , ReCl 5 , ReCU, ReCl 3 .

ReCl 5 - коричнево-чериое твердое вещество, очень летучее, с красно-коричневыми парами. При нагревании ReCle диссоциирует на хлор н треххлористый реиий.

Бориды рення: ReBr 3 н ReBr«. Пары ReBr 8 зелено-черного цвета, ReBr« - темиозеленые.

Иодиды рения: Rel 4 , Rel 3 н Rel.

Рений взаимодействует с фосфором при температурах выше 750- 800 °С с образованием следующих фосфидов. ReP 3 , ReP 2 . ReP и Re 2 P. Соединения с серой Re 2 S T , ReS 2 , ReS 3 .

При пропускании аммиака над солями рения NH«ReO« и ReCl 3 при 300-350 °С образуется ReNo,«. Сообщается также о получении соеди­нения КгИе0 3 Ы.

Характерной особенностью взаимодействия рения с металлами IVA - VIA групп является образование в соответствующих двойных системах о-их-фаз (структурный тип a-Mn). В системах с металлами IVA груп­пы (цирконий, гафний) образуются также фазы Лавеса со структурой типа MgZn2. Все эти соединении плавятся инкоигруэитио.

Интересной особенностью гексагонального реиия является его высо­кая растворимость в металлах VA и VIA групп с о.ц.к. решеткой; на­пример, растворимость рения в ванадии составляет 65 % (ат.), в вольф­раме при 1100°С - 32 % (ат.). Растворимость рения в изоморфных а-модификациях титана, цирконии, гафния мала , в то время как в высокотемпературных модификациях этих металлов с о. ц. к. решеткой она достигает 50 % (ат.) (например, в системе с ти­таном).

С платиновыми металлами (VIII группа) реиий взаимодействует с образованием или непрерывного ряда твердых растворов, или твердых растворов с ограниченной растворимостью. Промежуточных фаз в этих системах не образуется.

Энергичное окисление рения с образованием Re 2 0 r начинается при нагреве его выше 600 "С. При этом строго выполняется линейный закон окисления, что свидетельствует о полном отсутствии защитного действия со стороны образующихся легкоплавких н летучих Re 0 3 и Re 20 7 .

Наиболее устойчивым в агрессивных средах является литой реиий, менее устойчив - металлокерамический; наибольшую активность прояв­ляет рений в порошкообразной форме.

Рений в компактной форме мало растворим в концентрированной соляной, серной и плавиковой кислотах, а также в органических кисло­тах (щавелевая, уксусная, лимонная). Иитенснвио растворяется рений в азотной кислоте.

При длительной выдержке вступает во взаимодействие со щелоча­ми, особенно в присутствии красной кровяной соли, активно взаимодей­ствует с расплавами щелочей.

Технологические свойства

Реиий, полученный методами порошковой металлургии и вакуумной плавки, характеризуется высокой пластичностью, поэтому его можно обрабатывать вхолодную. Однако даже при малых степенях деформа­ции, не превышающих нескольких процентов, резко возрастают степень наклепа и сопротивление пластической деформации рения; одновременно падает пластичность. В зависимости от степени чистоты максимально допустимая суммарная степень обжатия составляет 30-60%. Поэто­му при получении из рения изделий различного профиля методами пла­стической деформации необходимы частые промежуточные отжиги.

Горячую деформацию рения проводят в вакууме или среде инертных газов, так как на воздухе возникает красноломкость, связанная с вы­сокой окисляемостью реиия и образованием легкоплавкой эвтектики Re - Re 2 0 r (/ В л = 297 °С). Горячая прокатка в вакууме проводится при 1350±50°С. Наряду с прокаткой рения в вакууме его можно прокаты­вать в защитных оболочках из стали, никеля илн молибдена.

Температура начала рекристаллизации литого рения понижается с увеличением степени деформации с 1750 °С при 5 %-иой деформации до 1200°С для 40-60 %-ной деформации, металлокерамического рении со­ответственно от 1850 °С при 5%-ной деформации до 1550Х при 30- 50 % деформации.

Области применения

Одна из наиболее перспективных областей применения рения - элек­тронная промышленность. Показана возможность использования реиия в качестве автоэлектронных эмиттеров, обеспечивающих высокие плот­ности токов эмиссии. Реиневые острия в автокатодах характеризуются значительно большей стабильностью токов эмиссии, меньшим катодным распылением по сравнению с вольфрамовыми остриями.

Сплавы на основе рения с присадками оксидов лентаиа, иттрия, са­мария, тория и гексаборида лантана являются перспективными мате­риалами для электродов импульсных газоразрядных ламп.

Сплавы рения с вольфрамом, молибденом, никелем (ВАР-5, BP -27ВП, HP -10ВП и др.) иашли применение в качестве подогрева­телей катодов, кернов оксидных катодов, вводов высокочастотной энергии.

Тоикопленочные резисторы иа основе пленок рения характеризуются высокой стабильностью сопротивления.

Рений и его сплавы с вольфрамом и молибденом широко применяют в качестве термоэлектродов высокотемпературных термопар, предназ­наченных для измерения температур до 2873 К (термопары ВР5/20, ВР10/20). Рекомендованы также термопары 1г/(1г+60 % Re) и Ir /(Ir + ,"+70% Re). Для работы в углеродсодержагдих средах рекомендуются термопары (Мо+20 % Re)/(Mo +50 % Re) и (Мо+20 % Re)/(Mo + +40 % Re).

Разработаны и применяются в приборостроении упругие элементы в виде проволоки и ленты микронных толщин (торсионы и растяжки) из сплава МР-47ВП [Мо-47 % (по массе) Re ].

Реиий и его сплавы используют в качестне антифрикционных мате­риалов. В частности, реиий и сплавы рения с кобальтом - перспектив­ный материал для подвижных сопряжений, работающих при высоких температурах в вакууме н инертных средах.

Сплавы реиия с вольфрамом и молибденом BP -27ВП [ W -27 %" (по массе) Re ] и МР-47ВП [Мо-47 % (по массе) Re ] могут использо­ваться и в теизодатчнках, так как характеризуются высокими значения-ми коэффициента тензочувствительности 5,6-5,8 н 4,5-5,2 соответст­венно, что в 2-3 раза превосходит аналогичные характеристики дру­гих материалов, применяемых в тензометрии.