Мазмұны

5.7 Ренийді ерітінділерден бөліп алу технологиясы және аммоний перренатын алу

HReO4-HNO3-H2O қоспасын ректификациялау кезінде азот қышқылы мен су дистиллятқа өтеді, ал рений текше қалдықта концентрленеді. Нәтижесінде HReO4-H2O жүйесінен тұратын рениймен байытылған ерітінділерді алуға болады. Азот қышқылды ерітінділерден рениймен концентрленген ерітінділер алу процесі алдымен суды буландырудан, содан кейін түзілген HNO3-H2O азеотропты қоспаны бу-газ фазасына өткізу арқылы жүреді. Ренийқұрамды азот қышқылды ерітінділерді ректификациялау процесі атмосфералық қысымда, 360-370 ℃ температурада жүзеге асырылады.
Ренийдің бу-газ фазасына өтуі 0,1 % маңайында. Соңғы ерітіндідегі металдың шығымы-97-98 %.
Қышқыл ерітінділерді буландыру процестерінің аппараттық жабдықталуы және технологиясы өте күрделі, сондықтан бұл әдістер өнеркәсіпте қолданыс таппаған. Өндірістік ерітінділерде сульфат иондары болуы мүмкін, осыған байланысты гидрометаллургиялық өңдеу кезінде қышқыл ерітінділердің булануын болдырмауға тырысады, өйткенң газ фазасымен ренийдің айтарлықтай жоғалымы болуы мүмкін.
Ренийді цементациялау және электрохимиялық әдістермен бөліп алу.
Ренийді цементациялап бөліп алуды қышқыл ерітінділерден де, сілтілі ерітінділерден де жасауға болады. Бұл ренийдің басқа қиын балқитын металдардан (вольфрам, молибден) айырмашылығы. Цементтеу арқылы ерітінділерден ренийдің сандық бөлінуі қасиеті асыл металдарға (алтын, платина) жақын. Цементаторлар ретінде темір губка немесе мырыш (түйіршіктер, шаң түрінде) қолданылады. Темірге тұндырылған цементацияланған тұнбасында негізінен рений (60-75%) металдық формада және төменгі оксидтері (25-40%) түрінде, ал мырышта цементтелген тұнбада ReO2×2H2O типті гидратталған оксидтер түрінде болады.
Ерітіндіде молибден болған жағдайда, цементті тұнбаға алдымен молибден өтеді. Молибден:рений қатынасы ерітіндіде 1-ге дейін төмендегенде, металдардың бірлесе цементтелуі басталады. Ренийдің цементтеу жылдамдығына ерітіндіде натрий хлоридінің едәуір (>5-10 г/л) мөлшерінің болуы теріс әсер етеді.
Басқа цементтеу әдістері сияқты, ренийдің ерітінділерден бөлінуіне бастапқы ерітіндінің қышқылдығы (сілтілігі), араластыру жылдамдығы, метал концентрациясы, қоспалар және басқа да бірқатар факторлар әсер етеді. Оңтайлы режимде ренийді цементацияланған өнімі бөліп алу әдетте >90 % құрайды. Бастапқы қышқыл ерітіндідегі рений концентрациясы 10-25 мг/л дейін төмендегенде оның өнімділігі 60% дейін төмендейді.
Сілтілі ерітінділерде цементтеудің толық өтуіне ренийдің бастапқы концентрациясы соншалықты күшті әсер етпейді, процесс негізінен ортаның сілтілігіне байланысты. Сонымен, каустикалық натрийдің 20 % ерітіндісінде, 80 ℃ температурада 1 сағ үшін 15 мг/л рений бар ерітіндіден мырышқа ренийді цементтеу кезінде тұнбаға металдың 85% бөлініп алынған. Ұқсас жағдайларда каустикалық натрийдің 50% ерітіндісінде ренийдің тұнбаға бөлінуі 95 %-ды құрайды.
Іс жүзінде ренийді цементтеу әдісін 1960 жылдары аммоний молибдатын, кальций молибдатын тұндырған ерітінділерінен ренийді бөліп алу үшін қолданған. Ол үшін бастапқы ерітінділер цементтеу ыдыстарында 85 ℃ дейін қыздырылды, күкірт қышқылымен 0,1 н артық қышқылдыққа дейін қышқылдандырып және темір губкасын қосады. Ренийқұрамды 1 м3 ерітіндіге кететін реагенттердің шығыны: күкірт қышқылы - 26,4 кг, темір губкасы -17 кг. 30 минуттық қарқынды араластырудан кейін пульпа 10-12 сағат бойы тұндырылуға қалдырады. Алынған цемент тұнбасының құрамы (%): рений - 0,51; молибден - 19,8; кремний оксиді - 27,1; темір - 11,2; алюминий оксиді – 18; кальций оксиді - 1,4; магний оксиді - 0,39; күкірт - 1,8. Бұл тұнба рений мен молибденді алу үшін өңдеуге жіберілді. Цемент өніміне ренийдің жалпы бөлінуі - 90%, молибденнің бөлінуі 99%.
Ренийді ерітінділерден метал түрінде бөліп алудың тағы бір әдісі – электрохимиялық әдіс. Су ортасынан ренийдің электролиттік тұндыру процесін келесі реакциямен сипаттауға болады:

Металдарға рений жабындарын қолданудан айырмашылығы, рений ұнтағын алу үшін электролиттік тұндыру салыстырмалы түрде жоғары ток тығыздығында-100-200 А / дм2 жүзеге асырылады. Электролиттер ретінде құрамында аммоний немесе калий перренаты бар сульфат ерітінділері қолданылады. Металдық рений ұнтақтарын алу үшін электролиттердің оңтайлы құрамы мен электролиз режимдері 2.10-кестеде келтірілген.

2.10-кесте. Металдық рений ұнтақтарын электрохимиялық әдіспен алу