Мазмұны

5.6.3 Ренийді ренийқұрамды қорытпалардан бөліп алу

рений бар ыстыққа төзімді қорытпа қалдықтарын ұсақ дисперсті күйге келтірмей қайта өңдеуге мүмкіндік беретін әдістер — бұл қорытпаларды ыдыратудың электрохимиялық және термохимиялық әдістері.
Құрамында рений бар қорытпа қалдықтарын қайта өңдеу технологияларын шартты түрде 3 топқа бөлуге болады:
 тотықтырып өңдеудің термиялық технологиялары (ренийді суда еритін қосылыстарға ауыстыру үшін пирометаллургиялық әдістермен тотықтырып, ары қарай гидрометаллургиялық әдістермен бөліп алу);
 электрохимиялық технологиялар;
 гидрохимиялық технологиялар.
Қорытпа қалдықтарынан ренийді бөліп алудың технологиялық және экономикалық қарапайым әдісі ренийді тотықтырып, оның жоғарғы оксидін 700-1000 ℃ газ фазасына бөліп алу. Мұндай технологиялар MoRe және WRe типті қорытпалардың қалдықтарын қайта өңдеу үшін кеңінен қолданылды, ренийді қайта бөліп алу дәрежесі шамамен 93% құрайды.
Вольфрам-рений және молибден-рений қорытпалары тотығу кезінде әртүрлі қасиет етеді, сондықтан процесті жүргізу кезінде реакторлардың әртүрлі конструкциялары қолданылады. Молибден қорытпаларын өңдеу үшін сұйық фазаны жинап алатын құрылғысы бар тік кварц реакторы ұсынылады. Молибден-рений қорытпаларының тотығуы кезінде бетінде сұйық оксид пленкасы пайда болады, тотығу процесін жылдамдату үшін оны реакция аймағынан алып тастау қажет. Сондай-ақ, процесте тотығу кезінде жүретін экзотермиялық реакцияларының арқасында температураның өздігінен жоғарылауы байқалады, бұл тотығу процесінің жылдамдығының жоғарылауына ықпал етеді. Мысалы, 800 ℃ температурада тек молибденнен тұратын қорытпа қалдықтарымен салыстырғанда МР-20 қорытпа қалдықтарының тотығу жылдамдығы бір жарым есе, ал МР-47 қалдықтарының тотығу жылдамдығы 3 есе жоғары болады. Сондықтан өндіріс жағдайында жоғары және төмен рений қорытпаларының тотығу процесін сәйкесінше 820-850 ℃ және 920-950 ℃ температурада тік реакторларда жүргізу ұсынылады. Сондай-ақ, оттегі ағынының жылдамдығы 300 л/сағ болғанда ренийді бөліп алу дәрежесі 87 % құрайды, ал ренийдің 3-4 % молибден оксидтерінде қалады, ал сублимацияланған өнімде молибденнің 1-3 % болады. Алынған Re2О7 -дін 362 ℃ температурада ректификациялап тазартылған, таза фракциялардың шығымы 92 %.
Вольфрам-рений қорытпаларын тотықтырып өңдеу көлденең де, тік реакторларда да жүргізуге болады. Мұндай қорытпалардың қалдықтарын тотықтырып өңдеудің көптеген нұсқалары ұсынылған. Әдетте тотықтыру процесін 900-950 ℃ температурада және оттегінің жоғары қарқындылығында жүргізеді. Мысалы, W-25Re қорытпасының қалдықтарын 950 ℃ температурада 8 сағат бойы, оттегіні 1.5 л/мин жылдамдықта бергенде ренийді жоғары оксиді түрінде бөліп алу дәрежесі 96 % - дан асқан. Конденсацияланған өнімді 350-400 ℃ температурада қайта сублимациялау арқылы тазартып алуға болады.
Құрамында 10 % рений бар вольфрамрений қалдықтарынан ренийді тиімдірек бөліп алу үшін екі сатылы күйдіру әдісі ұсынылған. Алдымен шикізатты 650-1100 ℃ температурада тотықтырып күйдіріп, ренийдің негізгі бөлігін оксиді түрінде газ фазасына ұшырып алады, вольфрамды толығымен оксидті формасына өтеді. Күйдірілген материал одан әрі беттік ауданын 7-14 м/г дейін ұлғайту мақсатында ұнтақталып, қайта күйдіріледі. Нәтижесінде 99.9% таза вольфрам оксиді алынады. Рений іс жүзінде газ фазасына шығарылады, ол жерден белгілі әдістермен ұсталады және бөлінеді.
Жеке топқа қорытпалар қалдығын тотықтырғыш реагенттер қосу арқылы өңдеу әдістерін көрсетуге болады. Тотықтырғыш ретінде натрий селитрасы көп қолданылады (2.10- сурет).

Қорытпа қалдықтарын пирометаллургиялық өңдеуді қолданатын технологиялардың жалпы кемшілігі – негізгі операцияларының айтарлықтай энергетикалық шығындары және көбінесе технологиялық процесте бөлінетін құнды және/немесе улы компоненттерді ұстау үшін күрделі герметикалық жабдықтың қажеттілігі. Дегенмен, ренийді оксид түрінде газ фазасына бөліп алу әдісі ұзақ уақыттар бойы өнеркәсіпте ыңғайлы технология болып саналып келеді.
Құрамында рений бар қорытпалар қалдықтарын қайта өңдеу технологиясын әзірлеуде ренийдің анодты тотығуы мен еруіне негізделген электрохимиялық әдістер соңғы жылдары үлкен қызығушылық тудырды. Бұл процестің салыстырмалы түрде жоғары жылдамдығына және аппараттық дизайнның қарапайымдылығына, сондай-ақ қалдықтарды алдын ала дайындаудың қарапайымдылығына байланысты, әсіресе материалды ұнтақтауды қажет етпейді.
Электроника өнеркәсібінің вольфрам-молибден-рений қорытпалары қалдықтарын қайта өңдеу үшін электрохимиялық процестерді пайдалану ыңғайлы, өйткені олардың түзілетін көлемі шамалы. Бүгінгі таңда мұндай қалдықтардың электрохимиялық технологиясының бірнеше нұсқалары әзірленді.
Дәстүр бойынша металдарды электрохимиялық еріту процестерінде тұрақты электр тогын қолданылады. Қорытпаларды электролиздеуді сілтілі ерітінділерде (NaOH немесе NH4OH) жүргізген жөн, өйткені рений, вольфрам, молибденнің жақсы еритін тұздары түзіледі.