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錸(Ruthenium)，是第六周期VII B族過(guò)渡金屬，元素符號(hào)Re，它是地殼中最稀有的元素之一，平均含量估值為十億分之一，同時(shí)也是熔點(diǎn)和沸點(diǎn)最高的元素之一。金屬錸堅(jiān)硬、耐磨、耐腐蝕，在空氣中穩(wěn)定，在高溫下與硫蒸氣合成二硫化錸，與氟、氯、溴形成鹵化物。錸不溶于鹽酸，但溶于熱的濃硫酸。
圖1 錸金屬
1871年，俄國(guó)化學(xué)家德米特里?門捷列夫在發(fā)布元素周期表時(shí)就曾預(yù)測(cè)，在自然界中存在一個(gè)尚未發(fā)現(xiàn)原子量為190的“類錳”元素。1914年，英國(guó)物理學(xué)家亨利?莫塞萊推算了有關(guān)該元素的一些數(shù)據(jù)。1925年，德國(guó)化學(xué)家沃爾特?諾達(dá)克(Walter Noddack)、伊達(dá)?諾達(dá)克(Ida Noddack)、奧托?伯格(Otto Berg)用Ｘ射線在鉑礦和鈮鐵礦中探測(cè)到了這種元素，并根據(jù)萊茵河的名字Rhein將該元素命名為Rhenium。
1.物理性質(zhì)
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Re |
所屬周期 |
6 |
所屬族數(shù) |
VIIB |
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密度 |
21.04g/cm3 |
熔點(diǎn) |
3186℃ |
沸點(diǎn) |
5596℃ |
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186.207 |
75 |
1.97 ? |
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2-8-18-32-13-2 |
外圍電子層排布 |
4f14 5d5 6s2 |
地殼中含量 |
0.0004ppm |
2.化學(xué)性質(zhì)
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六方晶胞 |
a =276.1pm b=276.1pm c=445.6pm α=90。 β=90。 γ=120。 |
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常見化合價(jià) |
+7,+6,+4,+3 |
第一電離能 760 kJ/mol 第二電離能 1260 kJ/mol 第三電離能 2510 kJ/mol 第四電離能 3640kJ/mol |
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Main：Re+7； Other：Re-1, Re0, Re+1, Re+2, Re+3, Re+5, Re+6, Re+4 |
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3. 應(yīng)用領(lǐng)域
錸主要應(yīng)用于航空航天、電子工業(yè)和石油化工等領(lǐng)域，具體應(yīng)用如下：
（1）航天、航空、重型船舶、火電、兵器等重工裝備領(lǐng)域，高溫高壓作業(yè)環(huán)境中的發(fā)動(dòng)機(jī)、燃燒室、燃?xì)廨啓C(jī)用材。
（2）其它類似高溫高壓工況用抗蠕變、耐燒蝕、高耐磨、高強(qiáng)度類合金材料。
（3）航天電推進(jìn)系統(tǒng)特種電極、電子管，空間小型核反應(yīng)堆驅(qū)動(dòng)裝置極限用材。
（4）錸-鉑合金是催化重整過(guò)程中的一種催化劑。
4. 錸資源及二次循環(huán)利用
錸的資源含量稀少且分散，僅高于鏷和鐳等元素。目前自然界沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可供工業(yè)開采的錸礦石，但由于錸鉬2種元素具有相似的晶格常數(shù)，因而多以類質(zhì)同象進(jìn)入輝鉬礦和銅鉬礦中。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局( U.S.Geological Survey，USGS) 統(tǒng)計(jì)，世界錸儲(chǔ)量約為2500 t，其中智利的錸資源最為豐富，儲(chǔ)量約為1300 t，占世界錸儲(chǔ)量的53%，其次是美國(guó)和俄羅斯。我國(guó)的錸資源儲(chǔ)量較少，探明的儲(chǔ)量為237t，但品味低，幾乎全部伴生于鉬礦中。錸的最大用途是用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片，其次是應(yīng)用于石油化工行業(yè)的鉑-錸重整催化劑。
隨著航空航天、石油化工領(lǐng)域的飛速發(fā)展，預(yù)計(jì)2015～2030年全球錸需求量約2800t，平均每年需求量約150t。目前中國(guó)錸消費(fèi)量約占全球消費(fèi)量的1/7，預(yù)計(jì)2030年，中國(guó)錸需求量約40t，占全球比例將接近1/5。以國(guó)內(nèi)錸儲(chǔ)量237t計(jì)算，按照預(yù)測(cè)的消費(fèi)趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)錸資源僅能保障到2025年前后，資源保障程度較低。含錸二次資源回收利用是彌補(bǔ)一次資源嚴(yán)重不足的重要途徑。全世界有80％的錸來(lái)自開采的錸礦物，有20％的錸來(lái)自二次資源回收利用，而且回收再利用的錸占錸消耗量的比例也在逐年增加。
5. 相關(guān)主要產(chǎn)品
（1）高錸酸銨
高錸酸銨是化學(xué)物質(zhì)，分子式是NH4ReO4，分子量268.24，CAS號(hào)13598-65-7。為白色片狀結(jié)晶，微溶于冷水，溶于熱水。用于石油化工行業(yè)制造鉑錸雙金屬重整催化劑、制造純錸金屬粉末或制品，含錸合金錸元素添加，以及用作其它含錸化合物或復(fù)合材料的原材料。
（2）錸粉
錸粉在常溫的空氣中穩(wěn)定，在空氣中保存時(shí)會(huì)吸濕，錸與氟和氯在加熱下反應(yīng)。在冷的和熱的鹽酸和氫氟酸中，錸不受腐蝕，在硝酸、熱濃硫酸和過(guò)氧化氫中能被溶解。用途：錸元素標(biāo)樣，各類錸部件的基料以及各類高溫合金的錸元素添加劑。
（3）高純錸粒
高純錸金屬經(jīng)高溫高壓加工后具有一定形狀的小柱狀顆粒，外觀呈銀色。作為合金元素添加使用的錸粒，其化學(xué)成分的純度和致密狀態(tài)是衡量其品質(zhì)的主要參考指標(biāo)。用途：中致密度錸錠可用作超高溫合金中的錸元素添加劑，高致密錠可用作制造棒材、絲材或高溫結(jié)構(gòu)件。
圖2錸粉和錸粒實(shí)物照片