铼金属简介（提取方法和测试方法）铼是一种化学元素，符号为Re，原子序为75。

铼是种银白色的重金属，在元素周期表中属于第6周期过渡金属。

密度21.04克/厘米3，熔点3180℃，沸点5627℃。

晶格类型六角密集。

外表与铂同，纯铼质软，有良好的机械性能。

溶于稀硝酸或过氧化氢溶液。

不溶于盐酸和氢氟酸中。

在高温下，与硫的蒸气化合而形成硫化铼ReS2。

不与氢、氮作用，但可吸收H2。

化合价有3、4、6和7。

能被氧化成很安定的七氧化二铼Re2O7，这是铼的特殊性质。

它是地球地壳中最稀有的元素之一，平均含量估值为十亿分之一，同时也是熔点和沸点最高的元素之一。

1.元素性质①物理性质：铼为银白色金属或灰到黑色粉末；熔点3180℃，沸点5627℃，相对密度20.53.金属铼非常硬，耐磨，耐腐蚀。

②化学性质：铼的电子构型为[Xe]4f145d56s2，氧化态有0、-1、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7，主要氧化态为+3、+4、+5、+7。

铼的化学活泼性取决于他的聚集态，粉末状金属铼活泼。

铼不溶于盐酸，溶于硝酸，生成高铼酸：3Re+7HNO3→3HReO4+7NO+2H2O。

它也溶于含氨的过氧化氢溶液中，生成高铼酸铵：2Re+2NH3+4H2O2→2NH4ReO4+3H22.生产方法在硫化铜矿石的提炼过程中，铼可以从含有钼元素的焙烧烟气中提取出来的。

钼矿石含有0.001%至0.2%的铼元素。

[22][31]从烟气物质中可用水淋洗出七氧化二铼和高铼酸，再用氯化钾或氯化铵使其沉淀为高铼酸盐，最后以重结晶方法进行纯化。

要制成铼金属，需在高温下用氢气还原高铼酸铵：2 NH4ReO4 + 7 H2 → 2 Re + 8 H2O + 2 NH33.冶金铼的提取冶金过程主要包括含铼原料制取、铼钼分离、铼中间化合物制取、粗铼粉制取和铼的精炼致密化等步骤。

工业上生产铼锭或铼条的方法有高温烧结法和熔炼法两种。

①高温烧结法又称粉末冶金法。

先将铼粉在6MPa压力下制成坯条，坯条在真空或氨气中于1200℃下烧结，再将预烧条在垂熔炉中于2700--2850℃下进行高温烧结，最后269得到理论密度超过90%的铼条。

②熔炼法该法以烧结条作原料，用电弧熔炼、电子束熔炼和区域熔炼法对粗铼进行提纯精制。

电子束熔炼采用水冷铜增塌，真空度106Pa，所得铼锭为柱状结晶体，纯度99.99%；区域熔炼也采用电子束加热，以铼条作阳极，电子枪作阴极进行悬浮区域熔炼，产品为光谱纯度的铼单晶。

4.测试方法目前铼金属主要采用分光光度法、极谱法、ICP-MS等方法进行测定。

（1）分光光度法（硫氰酸盐分光光度法）分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。

在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到与不同波长相对应的吸收强度。

如以波长（λ）为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。

利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。

用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。

它们与比色法一样，都以Beer-Lambert定律为基础。

上述的紫外光区与可见光区是常用的。

但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区。

波长范围(1)200～400nm的紫外光区，(2)400～760nm的可见光区，(3)2.5～25μm(按波数计为4000cm<-1>～400cm<-1>)的红外光区。

次方法用到的检测仪器有：紫外分光光度计，可见分光光度计（或比色计）、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。

为保证测量的精密度和准确度，所有仪器应按照国家计量检定规程或本附录规定，定期进行校正检定。

（2）极谱法极谱法(polarography)通过测定电解过程中所得到的极化电极的电流-电位（或电位-时间）曲线来确定溶液中被测物质浓度的一类电化学分析方法。

于1922年由捷克化学家J.海洛夫斯基建立。

极谱法和伏安法的区别在于极化电极的不同。

极谱法是使用滴汞电极或其他表面能够周期性更新的液体电极为极化电极；伏安法是使用表面静止的液体或固体电极为极化电极。

极谱法的基本装置如上图。

极化电极（滴汞电极）通常和极化电压负端相连，参比电极（甘汞电极）和极化电压正端相连。

当施加于两电极上的外加直流电压达到足以使被测电活性物质在滴汞电极上还原的分解电压之前，通过电解池的电流一直很小（此微小电流称为残余电流），达到分解电压时，被测物质开始在滴汞电极上还原，产生极谱电流，此后极谱电流随外加电压增高而急剧增大，并逐渐达到极限值（极限电流），不再随外加电压增高而增大。

这样得到的电流-电压曲线，称为极谱波。

极谱波的半波电位E1/2是被测物质的特征值，可用来进行定性分析。

扩散电流依赖于被测物质从溶液本体向滴汞电极表面扩散的速度，其大小由溶液中被测物质的浓度决定，据此可进行定量分析。

（3）ICP-MS法（主要设备：质谱仪）ICP-MS (Inductively coupled plasma mass spectrometry)：电感耦合等离子体质谱。

ICP-MS所用电离源是感应耦合等离子体（ICP），它与原子发射光谱仪所用的ICP是一样的，其主体是一个由三层石英套管组成的炬管，炬管上端绕有负载线圈，三层管从里到外分别通载气，辅助气和冷却气，负载线圈由高频电源耦合供电，产生垂直于线圈平面的磁场。

如果通过高频装置使氩气电离，则氩离子和电子在电磁场作用下又会与其它氩原子碰撞产生更多的离子和电子，形成涡流。

强大的电流产生高温，瞬间使氩气形成温度可达10000k的等离子焰炬。

样品由载气带入等离子体焰炬会发生蒸发、分解、激发和电离，辅助气用来维持等离子体，需要量大约为1 L/min。

冷却气以切线方向引入外管，产生螺旋形气流，使负载线圈处外管的内壁得到冷却，冷却气流量为10-15 L/min。

最常用的进样方式是利用同心型或直角型气动雾化器产生气溶胶，在载气载带下喷入焰炬，样品进样量大约为1 mL/min，是靠蠕动泵送入雾化器的。

5.金属铼的提取技术铼为稀有分散性元素，其在地壳中的丰度小于10 -7 %。

铼主要以类质同相形态存在于辉钼矿中，其含量与矿床性质有关，矽卡岩钼矿床、石英脉钨钼矿中的辉钼矿含铼较少，而斑岩铜钼矿床中的辉钼矿含铼较高。

在矿石选矿过程中铼主要进入辉钼矿精矿，同时在铜精矿中亦有铼。

因此，火法处理上述两种精矿的烟尘为提取铼的主要原料，同时，辉钼矿湿法分解的溶液亦为提取铼的原料。

我国生产铼品的工艺技术经过不断改进与完善，已进入全球同行业先进行列中。

目前世界上工业化生产中常用的工艺主要有以下几种。

5.1 烟道灰水吸收直接沉铼法铼的硫化物易被氧化成易挥发且易溶于水的Re 2 O 7 ，经水吸收与多次循环后，形成HReO 4 溶液；抽出部分此液，浓缩后在空气搅拌下加KCl沉铼，经热水溶解（有时要加H 2 O 2 ）后冷却至-5～-7℃重结晶得到纯KReO 4 ,1000℃下H 2 还原可得铼粉。

相关化学反应方程式为:2 Re 2 S 7 + 21 O 2 = 2 Re 2 O 7 ↑+ 14 SO 24 ReS 2 + 15 O 2 = 2 Re 2 O 7 + 8 SO 2Re 2 O 7 + H 2 O = 2HReO 4HReO 4 + KCl = KReO 4 ↓+ HCl2KReO 4 + 7H 2 = 2Re + 2KOH + 6H 2 O该法为传统的工业化提铼工艺，在此基础上研制了钼精矿焙烧尾气收尘和铼淋洗一体化装置，有结构简单、操作方便、造价低廉、运行稳定可靠的优点，且能耗低，可节省约一半的能源；回收效率高，收尘率达95%以上，铼的回收率达90%以上。

5.2 碱浸置换法通过对辉钼矿焙烧后的烟道灰性质进行分析，提出了碱浸置换工艺。

对烟道灰中的氧化物碱浸出，能得到以下反应：Re 2 O 7 + 2NaOH = NaReO 4 + H 2 OMoO 3 + 2NaOH = Na 2 MoO 4 + H 2 OSiO 2 + 2NaOH = NaSiO 3 + H 2 O碱浸出液用锌片置换,得到水合二氧化铼沉淀：Zn + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 ↑3Zn + 2NaReO 4 + 4NaOH = 2ReO 2 ·2H 2 O↓+ 3Na 2 ZnO 2而ReO 2 · 2H 2 O 易与氧化剂作用生成HReO 4 ，由此可制得KReO 4 或NH4 ReO 4 ：4ReO2 ·2H 2 O + 3O 2 = 4HReO 4 + 6H 2 OHReO4 + NH 4 Cl = NH 4 ReO 4 ↓+ HClHReO4 + KCl = KReO 4 ↓+ HCl该工艺流程简单，回收率高，铼的整体回收率为92%，投资少，运行成本低，且工艺中的碱浸出渣（含90%以上MoS 2 ）回窑氧化焙烧，可进一步回收其中的钼及富集铼。

5.3 萃取法在硫酸或盐酸介质中可用CHN、N 503 、TBP、IAmA、TOA或季胺盐等萃取铼，反萃可用NH 4 OH、HClO 4 + (NH 4 ) 2 SO 4 或HNO 3 与NH 4 SCN等。

当原液含铼0.3g/L左右，可采用20%～100%IAmA、10%～64%TOA、10%～30%胺萃铼，反萃用10%NH 4 OH；如用5%以上的季胺萃铼，则用1mol HClO 4 +(NH 4 ) 2 SO 4 反萃；如原液含铼高而为了提纯，宜采用50%～100%TBP萃铼，用7%～10 %NH 4 OH反萃。

均可达定量萃取。

而对于水浸或碱浸的钼烟灰浸出液，采用10 %N 1923 + 50%TBP + 煤油于17℃以下用5∶1的相比萃取40 min，3%NaOH在40℃下反萃40min，反萃液采用KReO 4 结晶法进一步制得铼产品。

该法铼的回收率可达90%。

5.4 离子交换法料液含Re 0.05～0.5 g/L或更低，宜采用离子交换法，如用Amberite IR －4B吸附铼，可调至pH4.8用HBr + NaOH先解析Mo，然后调至pH 8.35用5%NaOH 解析Re；或用AB－17 ×8Г吸附铼，经10 %NaCl + 3 %NaOH解析Mo后，用1mol /LNH 4 OH + 3%NH 4 SCN解析铼。

我国在pH8.5～9.0采用强碱性阴离子树脂吸附铼，用pH9离子水洗脱钼，后用9%NH 4 SCN解析铼。

一般达到铼吸附率90%～99%，解析率≥97 %，流出液含Re≤0. 005 g/ L。