» » Получение чистого рения
22.09.2015

Полученный водородным восстановлением перрената калия порошкообразный рений содержит ряд легколетучих примесей, которые не позволяют применять его в жаропрочных сплавах и в электронных приборах, работающих в глубоком вакууме. Особенно вредны примеси свинца, олова, кадмия, висмута и сурьмы. Содержание их в металлическом рении не должно превышать 1*10в-4 % каждой.
Достаточно полно указанные примеси могут быть удалены вакуумной дистилляцией при нагревании рения до высоких температур при остаточном давлении 1*10в-4 мм рт. ст. В этих условиях при 2000° С наблюдается заметное спекание порошкообразного материала, а при 2300—2500° С происходит интенсивная очистка рения от большинства присутствующих в нем примесей. Чистота металла, за вычетом тринадцати примесей (Fe, Al, Mo, К, Na, Ca, Ni, Cu, Pb, Sn, Bi, Cd, Sb), составляет 99,988%. Больше всего в рении калия (0,0035—0,0030%) и кальция (0,0023—0,050%). Интенсивное удаление железа и никеля начинается при 2200° С, а калия и кальция — выше 2300° С. Содержание алюминия остается практически неизменным.
При исходном содержании в рении 0,003% Pb, 0,0006% Sn, 0,0007% Cd, 0,0003% Bi и 0,0004% Sb и после выдерживания металла в течение 2 ч и остаточном давлении 1*10в-4 мм рт. ст. содержание этих примесей в металле снижается менее чем до 0,0001% каждой. Этого же эффекта можно достигнуть, если увеличить продолжительность нагрева до 4—6 ч при 2050° С.
Рений был подвергнут также зонной электронно-лучевой плавке. Ниже приведены данные о содержании примесей в исходном и зонноочищенном металле, части на миллион:
Получение чистого рения

Таким образом, при зонном рафинировании рения лучше всего удаляются примеси натрия, калия и кремния и хуже — кальция и магния. Содержание последнего в результате зонного рафинирования сократилось лишь в 2 раза.
Как мы отмечали выше, в результате зонной электронно-лучевой плавки рения на два порядка снижается содержание в нем кислорода, отчего повышается пластичность металла. Снизить содержание кислорода в рении можно также с помощью небольших добавок редкоземельных металлов, особенно лантана, раскисляющих рений. Так, при введении в рений 0,01% (по массе) лантана содержание кислорода в раскисленном таким путем рении составило 0,008% (по массе) против 0,015% (по массе) в исходном литом рении, что снизило твердость и повысило пластические свойства рения.
Глубокую очистку рения от примесей возможно также осуществить через его оксихлориды2. Наиболее удобно для этой цели применить монооксихлорид ReOCl4, который плавится при 30° С и кипит при 228° С. Это соединение легко очищается ректификацией. Вначале технический рений подвергают хлорированию газообразным хлором, получая пентахлорид рения ReCl5; далее пентахлорид окислением кислородом при 160—180° С превращают в монооксихлорид, который и очищают ректификацией. Наконец, чистый ReOCl4 переводят в перренат аммония, который затем восстанавливают до металла.
Полученный металл характеризуется высокой чистотой. Так, если отношение электрических сопротивлений Rе273°/Rе4,2° для технического рения составляет 220—240, то для рения, очищенного через оксихлорид, — 420—670.