PL215404B1 - Sposób wytwarzania metalicznego proszku renu - Google Patents
Sposób wytwarzania metalicznego proszku renuInfo
- Publication number
- PL215404B1 PL215404B1 PL382882A PL38288207A PL215404B1 PL 215404 B1 PL215404 B1 PL 215404B1 PL 382882 A PL382882 A PL 382882A PL 38288207 A PL38288207 A PL 38288207A PL 215404 B1 PL215404 B1 PL 215404B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- rhenium
- atmosphere
- ammonium
- powder
- ammonia
- Prior art date
Links
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 19
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- ULSAYCVVCOFSKH-UHFFFAOYSA-N N.[Re+4] Chemical compound N.[Re+4] ULSAYCVVCOFSKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 11
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 150000003282 rhenium compounds Chemical class 0.000 description 2
- -1 rhenium halides Chemical class 0.000 description 2
- HRLYFPKUYKFYJE-UHFFFAOYSA-N tetraoxorhenate(2-) Chemical compound [O-][Re]([O-])(=O)=O HRLYFPKUYKFYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKOSHBGJOHQYGM-UHFFFAOYSA-N [Re].[K] Chemical compound [Re].[K] DKOSHBGJOHQYGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania metalicznego proszku renu z renianu VII amonu (NH4ReO4).
Znane sposoby otrzymywania renu polegają na redukcji związków renu wodorem, elektrolitycznym wydzieleniu renu z roztworów lub na dysocjacji termicznej halogenków renu. Pierwsza grupa metod wytwórczych umożliwia otrzymanie metalu w postaci proszku. Metody elektrolityczne prowadzą do otrzymania kruchych i gąbczastych osadów, natomiast przez dysocjację termiczną otrzymuje się lite powłoki renu.
Związkami wyjściowymi do otrzymywania renu w postaci proszku metodą redukcyjną są głównie renian VII potasu (KReO4) i renian VII amonu (NH4ReO4). Obydwa związki podlegają redukcji w atmosferze wodoru, w czasie wyżarzania w temperaturze powyżej 600°C, według następującej reakcji:
KReO4 + 3 i H2 = Re + KOH + 3H2O (1)
2NH4ReO4 + 7H2 = 2NH3 + 2Re + 8H2O (2)
Bardzo czysty proszek renu uzyskuje się zazwyczaj wskutek redukcji renianu VII amonu wodorem. Powyższe sposoby otrzymywania renu znane są z literatury przedmiotu, np.: J.LEŻAŃSKI, Proszki metali i wysokotopliwych faz. Metody wytwarzania, AGH, Kraków, 1994; Z.S. ABISHEVA, A.N.ZAGORODNIAJA, Hydrometallurgy in rate metal production technology in Kazachstan, Hydroelektrometalurgy 63 (2002) p. 55-63.
Istotą niniejszego wynalazku jest zastąpienie w procesach wyżarzania redukcyjnego atmosfery czystego wodoru atmosferą zdysocjowanego amoniaku, czyli mieszaniną wodoru i azotu, w proporcji 75% H2 + 25% N2.
Redukcja renianu VII amonu w atmosferze zdysocjowanego amoniaku przebiega także według wymienionych reakcji (2). Amoniak, który jest jednym z produktów redukcji i azot, jako składnik atmosfery, ulatniają się z pieca przy ciągłym przepływie atmosfery redukującej i nie powodują naazotowania cząstek proszku renu. Niebezpieczeństwo powstania azotku renu ReN0,43 może wystąpić tylko w przypadku kontaktu amoniaku ze związkami renu w temperaturze 300-350°C. W przypadku stosowania zdysocjowanego amoniaku takie zjawisko nie wystąpi. Para wodna, jako następny produkt reakcji redukcji, również jest usuwana przez przepływającą atmosferę redukcyjną. Intensywność redukcji renianu VII amonu do renu metalicznego, zarówno w czystym wodorze jak i w zdysocjowanym amoniaku, jest tym większa im mniejsza jest wilgotność obydwóch atmosfer. W atmosferach o bardzo małym stopniu wilgotności tzw. „suchych”, współczynnik dyfuzji wodoru ma dużą wartość i redukcja przebiega intensywnie. Na skuteczność i szybkość redukcji w wodorze i w zdysocjowanym amoniaku również istotny wpływ ma wielkość ich przepływu przez piec. Odpowiednio dobrana wielkość ich przepływu, najlepiej w kierunku przeciwnym do kierunku przesuwania pojemników w komorze pieca, zapewni sprawne usuwanie wytwarzającej się pary wodnej z przestrzeni redukowanego renianu VII amonu.
Użycie podczas redukcji, w miejsce czystego wodoru, atmosfery zdysocjowanego amoniaku, poprawia warunki bezpieczeństwa pracy z czystym wodorem. Ilustracją tego są przedmiotowe dane charakterystyczne dla obu atmosfer, zamieszczone w tabeli 1.
T a b e l a 1
Niektóre dane charakteryzujące atmosfery czystego wodoru (H2) i dysocjowanego amoniaku (75%H2 +25%N2)
| Gaz | Gęstość [kG/m3] | Stosunek gazu do gęstości powietrza | Temperatura zapłonu [°C] | Max. szybkość spalania [m/s] | Granice palności | |
| Dolna [% obj] | Górna [% obj.] | |||||
| H2 | 0,0899 | 0,070 | 550-590 | 4,85 | 4,1 | 75,0 |
| 75%H2+25%N2 | 0,380 | 0,259 | 550-590 | 3,64 | 4,0 | 74,2 |
Znane są japońskie opisy patentowe (JP 62146227 i JP 62287006), które opisują metodę redukcji nadrenianu amonu przy zastosowaniu gazów technicznych: początkowo azotu (N2), a następnie wodoru (H2), które są wprowadzane osobno do pieca. Natomiast istotą wynalazku jest zastosowanie do redukcji nadrenianu amonu atmosfery ochronnej (redukującej typ H2 - N2) wytwarzanej w trakcie
PL 215 404 B1 dysocjacji ciekłego amoniaku w specjalistycznych urządzeniach - dysocjatorach amoniaku. Dysocjatory te stanowią integralną część pieca redukującego nadrenian.
Atmosfera zdysocjowanego amoniaku jakkolwiek jest dużo cięższa od czystego wodoru, to charakteryzuje się taką samą temperaturą zapłonu, z uwagi na zawartość w niej wodoru. Maksymalna szybkość spalania zdysocjowanego amoniaku jest wyraźnie mniejsza od takiej samej szybkości spalania wodoru. Granice palności obu atmosfer są zbliżone.
Generalnie, obie zastosowane atmosfery w redukcji renianu VII amonu do wytwarzania metalicznego proszku renu są porównywalne. Różnice na korzyść zdysocjowanego amoniaku można dostrzec w bardziej bezpiecznej eksploatacji urządzeń do rozprężania ciekłego amoniaku i dysocjatorów amoniaku w porównaniu do eksploatacji instalacji wodoru doprowadzanego do pieców, gdzie przebiegają procesy wytwarzania redukującego. Ponadto atmosfera zdysocjowanego amoniaku jest szeroko rozpowszechniona w wielu gałęziach przemysłu nie stwarzając problemów technicznych. Przy pracy z atmosferą czystego wodoru można natomiast niekiedy zauważyć opory psychologiczne wśród obsługi.
Niezaprzeczalną zaletą zdysocjowanego amoniaku są koszty wytwarzania i eksploatacji tej at3 mosfery. Według uśrednionych danych krajowych i amerykańskich, koszty te dla 1 m3 zdysocjowanego amoniaku są niższe o 60 do 80% od kosztów 1 m czystego wodoru. Niżej przedstawiono przykład wyjaśniający istotę wynalazku.
Przykład wykonania
Do wytwarzania proszku metalicznego renu metodą redukcji, w atmosferze zdysocjowanego amoniaku, zastosowano renian VII amonu wyprodukowany przez Zakład Hydroelektrometalurgii Instytutu Metali Nieżelaznych w Gliwicach.
Pojemniki ze szkła kwarcowego z określonymi każdorazowo ilościami renianu VII amonu umieszczono w piecu przepychowym rurowym, do którego doprowadzana była atmosfera zdysocjowanego amoniaku (75% obj. H2 + 25% obj.N2). Wlot i przepływ atmosfery przez piec odbywał się w kierunku przeciwnym do ruchu pojemników z renianem VII amonu przez poszczególne strefy grzejne pieca. Atmosfera zdysocjowanego amoniaku charakteryzowała się niskim stopniem wilgotności (temperaturą punktu rosy równą co najmniej -20°C). Przepływ przez piec równy był 15 wymianom objętości komory pieca na godzinę.
Pierwszą strefą wygrzewania pojemników z renianem VII amonu była strefa, w której temperatura wynosiła 350°C. W tej temperaturze wygrzewano pojemniki z renianem VII amonu w czasie 1 godziny. Następnie pojemniki nagrzewano do temperatury 900°C z prędkością 10°C/min. Właściwe wyżarzanie redukujące przeprowadzano w temperaturze 900°C i w czasie 1 godz. Po tym okresie wygrzewania redukującego pojemniki z zawartością proszku metalicznego renu przesuwano do chłodnicy pieca. Okres chłodzenia pojemników z proszkiem od temperatury 900°C do temperatury otoczenia wynosił 35 do 40 minut. Ostatnią czynnością było rozdrabnianie aglomeratów proszkowych w młynku planetarnym kulowym w czasie do 10 minut.
Otrzymany proszek metaliczny renu poddawany był pomiarom jego składu chemicznego (z określeniem wielkości zanieczyszczeń) i ustalenia średniej wielkości cząstek. Wyniki pomiarów składu chemicznego renianu VII amonu i wyniki pomiarów wytworzonego proszku metalicznego renu przedstawiono w tabeli 2.
T a b e l a 2
Wyniki pomiarów renianu VII amonu (IMN Gliwice) i wytworzonego proszku renu
| Rodzaj materiału | Sklad chemiczny | Średnia Wielkość cząstek [ąm] | |||||||||||
| Re [%] | H7O [%] | K | Cu | Fe | Mg | Mo | Na | Ni | Pb | Ca | Zn | ||
| PPm | |||||||||||||
| Renian VlI amonu (IMN Gliwice) | 69,52 | 0,17 | <10 | <3 | <3 | <3 | <5 | <3 | <5 | <5 | <3 | <5 | |
| Proszek renu | 99,30 | <20 | <3 | < 5 | <3 | <5 | <5 | < 10 | <5 | <5 | <5 | 8.07 |
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentoweSposób wytwarzania metalicznego proszku renu z renianu VII amonu (NH4ReO4) przez wyżarzanie redukujące, znamienny tym, że w miejsce dotychczas wykorzystywanego do redukcji czystego wodoru, zastosowano atmosferę zdysocjowanego amoniaku (75% obj. H2 + 25% obj. N2), która jest wytwarzana w dysocjatorze amoniaku, a następnie doprowadzana do pieca, w którym przebiega proces redukcji.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL382882A PL215404B1 (pl) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | Sposób wytwarzania metalicznego proszku renu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL382882A PL215404B1 (pl) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | Sposób wytwarzania metalicznego proszku renu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL382882A1 PL382882A1 (pl) | 2009-01-19 |
| PL215404B1 true PL215404B1 (pl) | 2013-12-31 |
Family
ID=42985021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL382882A PL215404B1 (pl) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | Sposób wytwarzania metalicznego proszku renu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL215404B1 (pl) |
-
2007
- 2007-07-09 PL PL382882A patent/PL215404B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL382882A1 (pl) | 2009-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bonalde et al. | Kinetic analysis of the iron oxide reduction using hydrogen-carbon monoxide mixtures as reducing agent | |
| Agrafiotis et al. | Hydrogen production via solar-aided water splitting thermochemical cycles: combustion synthesis and preliminary evaluation of spinel redox-pair materials | |
| RU2507034C2 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА, ЦИРКОНИЯ И ГАФНИЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТАМИ Ni, Cu, Ta, W, Re, Os И Ir | |
| CN101618458B (zh) | 一种亚微米锌粉的制备方法及其制备装置 | |
| Zhang et al. | Reduction of titania by methane-hydrogen-argon gas mixture | |
| US3872022A (en) | Sintering uranium oxide in the reaction products of hydrogen-carbon dioxide mixtures | |
| Ohta et al. | Thermal decomposition of NH4SCN for preparation of Ln2S3 (Ln= La and Gd) by sulfurization | |
| Ling et al. | Selective removal of arsenic from crude antimony trioxide by leaching with nitric acid | |
| Muravyev et al. | Exploring enhanced reactivity of nanosized titanium toward oxidation | |
| Liu et al. | Function mechanism of CO-CO2 atmosphere on the formation of Na2SnO3 from SnO2 and Na2CO3 during the roasting process | |
| Bryskin et al. | Powder processing and the fabrication of rhenium | |
| Kondo et al. | Experimental study on chemical behaviors of non-metal impurities in Pb, Pb-Bi and Pb-Li by temperature programmed desorption mass spectrometer analysis | |
| Kirdyashkin et al. | Combustion synthesis of rounded Ni-Al intermetallic powders | |
| Murata et al. | Investigating the phase diagram of SiO2–CaO–CrOx system to evaluate distribution of platinum between slag and molten copper | |
| TWI636961B (zh) | 鉻金屬粉末 | |
| Shin et al. | CF4 removal using liquid Sn alloy: Thermodynamic alloy design and experimental validation | |
| CN102211777A (zh) | 一种纯硼的制备方法 | |
| Kryukova et al. | Self-propagating high-temperature synthesis of Si3N4-SiC using ferrosilicium and shungite | |
| Alkan et al. | Production of Al-Co-Ni ternary alloys by the SHS method for use in nickel based superalloys manufacturing | |
| JP2013040074A (ja) | 金属酸化物同位体の製造方法および金属酸化物同位体の製造装置 | |
| Osipov et al. | Study of the interaction of lanthanum, neodymium and gadolinium oxides with ammonium fluoride | |
| JP5181329B2 (ja) | 窒化アルミニウム含有物の製造方法 | |
| Arshad et al. | Time and temperature-based study for the production of high TC phase by sol-gel technique in Pb-bscco system | |
| RU2379356C2 (ru) | Способ восстановления ильменитового концентрата | |
| JPS5943965B2 (ja) | 鉄鋼中窒素添加剤及びその製造方法 |