金属铼资源、应用及其制备技术

贾贤赏 王芦燕

（矿冶科技集团有限公司，北京 100070）

1.铼资源储量及其产量

1.1 铼资源储量

根据美国地质调查局（USGS）数据，全球探明的铼资源量有1.1万t，储量2500t，主要分布于智利、俄罗斯、美国和哈萨克斯坦等国家。其中，智利1300t；美国390t；俄罗斯310t；哈萨克斯坦190t，如表1所示。

表1 全球储量情况表/单位：kg

1.2 铼产量

近年来，全球铼产量维持在50t/年左右。据CBC统计，2016—2020年全球铼产量数据见表2。智利、美国、波兰等国为铼的主要生产国，据统计智利2020年铼产量为30t；美国7.8t、波兰8.3t。

表2 2016—2020年世界各国铼产量/单位：kg

2.铼的主要应用

2.1 高温合金领域

与定向柱晶高温合金相比，单晶高温合金由于消除了晶界缺陷，高温性能更加优异，被广泛应用于航空航天领域。随着世界各国航空航天事业的发展，发动机用镍基单晶高温合金发展迅速。铼作为镍基高温合金关键元素，在高温合金领域逐步占据铼70%～80%的用量，如表3所示。

表3 单晶合金成分/单位：%

2.2 石油化工催化剂领域

在石化工业中，铼应用于铼-铂重整催化剂，以氧化铝为载体，加入0.3%铼和0.3%铂。铼能提高铂催化剂的使用寿命，特别是在生产高辛烷含量的无铅汽油时，铼-铂催化剂可在苛刻条件下使用。汽车尾气净化器添加铼可降低尾气污染。在单晶高温合金取得长足发展之前，催化剂领域曾一度是铼资源的最大消费领域[1]。

3.主要制备技术

3.1 溶剂萃取法

溶剂萃取法基本原理是物质在不相混溶的两相中不同分配特性进行分离，将溶于水的 ReO4-与不溶于水的有机溶剂混合，使ReO4-进行离子交换反应从而进入有机相，再采用无机反萃取剂使ReO4-从有机相转入无机相。江铜集团在国内最早实现铼资源的产业化利用，研究认为采用N235对铼有良好的萃取性能，可用“萃取-反萃-净化-结晶”的工艺从铜冶炼还原终液中回收纯度大于99%的铼酸铵产品。大冶有色冶炼厂根据污酸中铼含量及杂质组分，以污酸为原料，也选用 N235作为主要萃取剂，进行了萃取技术的工业化应用研究，污酸中铼萃取率达88.42%，铼反萃取率达到98.6%。

3.2 离子交换法

离子交换法是利用ReO4-与树脂上的阴离子发生离子交换反应，在树脂上形成离子缔合物，使ReO4-有选择地被吸附在树脂上，然后用更强的离子交换剂取代ReO4-与树脂缔合，或用试剂破坏离子缔合物，使ReO4-脱离树脂。江铜集团研究研究发现，用9%的硫氰酸铵溶液在60℃～70℃下，对201×7树脂所吸附的铼有很好的解吸性能，且解吸率可达95.0%以上。金堆城钼业采用离子交换工艺进行从钼矿焙烧烟气淋洗液中提取铼的试验研究，发现随着解吸剂氨水浓度的增加，解吸率逐步增加，当解吸液浓度为3%时，铼的解吸率较高，达到98.54%。离子交换作业简便，铼吸附率高，但其交换树脂饱吸附容量、再生次数有限、吸附速度慢[2]。

4.结语

金属铼资源稀缺，且利用价值较高。通过萃取法、离子交换等技术从铜钼矿中提取铼利用意义重大，以上方法从矿渣废液中提取铼之后，一般可获得≥99%纯度的初级铼盐，然后经过提纯和粉末冶金工艺处理可获得纯度≥99.99%高品质金属铼制品。