錸是一種地殼中極其少見的稀散元素，在自然界中無(wú)法以獨(dú)立礦床存在，而是以雜質(zhì)狀態(tài)分散存在于其他元素的礦物中，介紹“她”并非心血“錸”潮，更多的是揭露“她”鮮為人知的一面，錸是元素周期表中第75號(hào)元素（Rhenium）屬于第六周期錳族，有+1到+7多種價(jià)態(tài)，以+4價(jià)化合物最穩(wěn)定。
錸具有銀白色外觀，高純質(zhì)地柔軟，相對(duì)原子質(zhì)量為186.207，密度為21.04 g/cm3，熔點(diǎn)為3186 ℃，沸點(diǎn)為5596 ℃，其熔點(diǎn)在所有元素中排第三（前兩位是鎢、碳），沸點(diǎn)居首位，密度則排在第四位（前三位有鉑、銥和鋨），錸具有優(yōu)異的耐腐蝕性，能夠在空氣中穩(wěn)定存在，在高溫下與硫蒸汽化合成二硫化錸，與氟、氯、溴形成鹵化物，錸不溶于鹽酸，但溶于硝酸和熱的濃硫酸。
行程萬(wàn)里 不忘“錸”路
1871年，俄國(guó)化學(xué)家德米特里?門捷列夫在發(fā)布元素周期表時(shí)就曾預(yù)測(cè)在自然界中存在一個(gè)尚未發(fā)現(xiàn)原子量為190的“類錳”元素。1914年，英國(guó)物理學(xué)家亨利?莫塞萊推算了有關(guān)該元素的一些數(shù)據(jù)。1925年，德國(guó)化學(xué)家沃爾特?諾達(dá)克(Walter Noddack)、伊達(dá)?諾達(dá)克(Ida Noddack)、奧托?伯格(Otto Berg)用Ｘ射線在鉑礦和鈮鐵礦中探測(cè)到了這種元素，并根據(jù)萊茵河的名字Rhein將該元素命名為Rhenium。后來(lái)，他們也在硅鈹釔礦和輝鉬礦內(nèi)發(fā)現(xiàn)了錸。1928年，他們?cè)?60公斤輝鉬礦中提取出了1克錸元素。
1908年，日本化學(xué)家小川正孝宣布發(fā)現(xiàn)了第43號(hào)元素，并根據(jù)"日本"(Nippon)一詞將其命名為Nipponium (Np)。但是2004年，日本有學(xué)者用X-射線重新檢驗(yàn)了小川正孝家族保留下來(lái)的方釷石樣品，結(jié)果表明該樣品中所含的并不是43號(hào)元素，而是75號(hào)元素“錸”，因此小川正孝可能是發(fā)現(xiàn)錸的第一人。
我國(guó)在20世紀(jì)60年代開始從鉬精礦焙燒煙塵中提取錸。
前途似海 “錸”日方長(zhǎng)
錸被譽(yù)為工業(yè)巨人的心臟，這主要得益于“她”在多個(gè)高端工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
首先，在石化工業(yè)中，錸作為一種催化劑，能夠提高汽油、芳烴和氫氣等的產(chǎn)率，“她”能夠促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，使得烴基分離，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。在無(wú)鉛汽油的生產(chǎn)和汽車尾氣凈化中作為催化劑使用；硫化錸可用作甲酚和木質(zhì)素氫化過程中的催化劑；KReO4-SiO2可作為氫化的催化劑；NH4ReO4-C用作環(huán)己烷和乙醇脫氫過程中的催化劑；甲基三氧化錸用作催化烯烴環(huán)氧化反應(yīng)。此外，錸還能用于高聚合物的分解，如將廢舊塑料轉(zhuǎn)化為燃油，這對(duì)于資源循環(huán)利用具有重要意義。
其次，錸因其耐高溫的特性，在高溫合金領(lǐng)域占據(jù)重要地位。在鎳基高溫合金中添加金屬錸其目的為提高合金的蠕變性能，這對(duì)于單晶高溫合金耐溫能力的提高至關(guān)重要，錸-鎳基高溫合金具有較高的高溫強(qiáng)度、塑性，良好的抗氧化、抗熱腐蝕性能，良好的熱疲勞性能和組織穩(wěn)定性等綜合性能，被廣泛地應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)等設(shè)備中的熱端部件上。錸是最有效改善鉬基合金性能的元素，“她”的加入顯著改善鉬的低溫脆性，進(jìn)而提高其加工性能，增加強(qiáng)度的同時(shí)仍保持良好的塑性，廣泛應(yīng)用于空間核反應(yīng)堆的熱離子交換器；可制成箔材和極細(xì)絲材，成為很好的彈性元件；
可用在加熱器、反射器、火箭推進(jìn)器、工作站、熱電偶等高溫設(shè)備中，并且具有很長(zhǎng)的使用壽命。鎢基合金的“緋聞女友”有很多，但錸是綜合性能最好的“女友”沒有之一，“她們”的結(jié)合能夠改善鎢的室溫塑性差、難以切削加工和冷變形的“缺點(diǎn)”，熔合成具有高熔點(diǎn)，高硬度、高強(qiáng)度、高塑性、高電阻率、高熱電勢(shì)值、高再結(jié)晶溫度、低蒸汽壓、低的電子逸出功和低的塑-脆性轉(zhuǎn)變溫度等特點(diǎn)的混合物，應(yīng)用于熱電偶絲、電子管、顯像管和燈泡熱絲，用作電接點(diǎn)材料。
最后，為什么說(shuō)“錸”日方長(zhǎng)，因?yàn)殄n在未來(lái)的應(yīng)用是大有可為，前途無(wú)量。錸資源匱乏，價(jià)格昂貴，長(zhǎng)期以來(lái)的研究較少，因其在物理和化學(xué)特性上的獨(dú)特性，使其在眾多高科技領(lǐng)域中占據(jù)不可替代的位置，逐步發(fā)展在航天航空、軍工、衛(wèi)星、電子、醫(yī)療、新能源領(lǐng)域的使用，錸產(chǎn)品也逐漸走入公眾視野，比如99.99%錸戒指，錸錠，錸坩堝等等。
回收利用 卷土重“錸”
錸作為一種戰(zhàn)略金屬，考慮到該資源的稀缺性及對(duì)國(guó)防軍工事業(yè)發(fā)展的重要性，對(duì)錸金屬回收后充分利用已成為世界各國(guó)控制軍工成本的重要方式。合理使用返回料，可以達(dá)到充分利用資源和降低生產(chǎn)成本的雙重目的。近年來(lái)，全球錸的回收產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展，美國(guó)和德國(guó)是錸資源回收的主要國(guó)家。2020年，全球大約回收20～25t的錸，其中美國(guó)占1/3，
錸的回收利用技術(shù)難度非常大，成本也高，針對(duì)不同形式的錸廢料，有著不同的回收處理方法。目前，從高溫合金廢料中回收錸的工藝主要有氧化升華法、電化學(xué)處理法、高溫堿熔法、電解溶解法等方法，幾種方法各有利弊，國(guó)內(nèi)金屬所采用“電化學(xué)溶解法”多步分離提取高溫合金廢料中的錸，探索了高溫合金廢料電化學(xué)溶解、沉淀分離、萃取分離、離子交換分離、金屬化合物重結(jié)晶提純、金屬化合物氣體還原等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題，初步實(shí)現(xiàn)了從高溫合金廢料中分離回收錸元素的目標(biāo)。
道阻且長(zhǎng)未“錸”可期
錸的重要性不言而喻，特別在航空航天領(lǐng)域，更具有不可替代性。面對(duì)快速增長(zhǎng)的應(yīng)用需求和有限的探明儲(chǔ)量，技術(shù)創(chuàng)新是破解資源綜合利用的首要方式，不斷完善錸開發(fā)、應(yīng)用以及回收再利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)錸資源的閉環(huán)再生，節(jié)約利用錸元素，優(yōu)先從富錸國(guó)家進(jìn)口，加大對(duì)國(guó)內(nèi)錸資源的戰(zhàn)略保護(hù)。隨著我國(guó)航空航天事業(yè)的發(fā)展和持續(xù)關(guān)注，錸的戰(zhàn)略價(jià)值和重要意義將更加凸顯。在參考?xì)W美錸資源利用先進(jìn)模式的基礎(chǔ)上，加大錸資源的回收利用技術(shù)，提升錸資源保障能力，助力我國(guó)先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)的自主研制和持續(xù)發(fā)展。
揭開錸的神秘面紗，“她”的前世今生、古往今來(lái)一一展現(xiàn)在我們面前，這跨越了150年的發(fā)展，讓人類生活變得更加豐富多彩，更加離不開對(duì)這些元素的開發(fā)，相信在不久的將來(lái)，錸在3D打印材料、醫(yī)用金屬材料等領(lǐng)域的發(fā)展為人類生活科技化和生命健康更添磚加瓦。
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