中国粉体网讯 在地壳中，铼形成的概率比黄金低得多。纯铼是一种高硬度有光泽的金属，与铂类似，只能在赤热状态下形成。它的熔点为3186°C，是所有金属中熔点最高的金属之一。其沸点是5596°C，密度为21.03克/立方厘米。由于具有这些独一无二的特性，铼在航空等很多关键行业中都是不可或缺的。
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1 铼的性质
铼是高熔点金属，其熔点仅次于钨。铼的化学性质稳定，耐腐蚀性强，在空气中不被氧化，酸和碱对它的腐蚀作用很小。铼具有极高的机械强度，一根比头发还细的铼合金丝，能够承受七千克以上的重力。铼还有非常好的耐磨损、抗腐蚀性特征，其抗磨损力仅次于金属锇。此外，铼还有高电阻以及其它电学特性。铼没有脆性临界转变温度，在高温和急冷急热条件下均有很好的抗蠕变性能。铼在高温下有非常好的耐热冲击性。
在冶金工业中，很多合金中添加入少量的铼，就能够大幅度改善提高合金的性能，这一现象被称为铼效应。
2 铼的简史
早在1872年俄国科学家门捷列夫根据元素周期律预言，在自然界中存在一个尚未发现,原子量为190的“次类锰”的元素。直至1925年德国化学家诺达克根据X特征谱线从铂族金属残渣中发现了这个元素，为纪念莱茵河命名新元素为rhenium。
后来诺达克又发现铼主要存在于辉钼矿，并从中提取了金属铼。铼在矿石中含量低，价格昂贵，长期以来对它研究较少。1950年后，金属铼才从实验室的珍品变成重要的新兴金属材料，在现代技术中开始应用，生产日益发展。中国在1959年开始提取铼，现已能生产全球所需的各种铼产品。
3 世界铼资源分布
在自然界中，铼多与钼、铜、铂、钨、铀、镍、锌、铅、金以及褐煤等伴生，很少作为天然元素出现，含量都很低，很难单独利用。铼主要以类质同象形式存在于辉钼矿和硫化铜矿中，少量分布在铜矿物、铌铁矿、硅铍钇矿、铂和铀矿物中，极少数以辉铼矿、铜铼矿、钌铼矿、氧化铼和自然铼等独立矿物形式存在。由于铼的高度稀散性，目前尚未发现具有工业价值的独立铼矿床，工业用铼主要来自钼矿、铜钼矿以及产于超基性岩中与铂族元素矿床伴生的铼。
全球铼资源分布不均衡，集中在智利、美国和俄罗斯等少数国家。据美国地质调查局数据，截至2020年初，世界铼已探明资源约为1.1万t，其中美国约为5000t，占世界的45.4%；其他国家和地区约为6000t，占世界的54.6%。我国铼资源并不丰富，全国的铼储量中，陕西省、黑龙江省与河南省的铼储量较多，以辉钼矿伴生为主。
4 铼的应用
铼是重要的工业“维生素”，在航空航天等领域发挥着无可替代的作用。铼主要被应用于高温合金的添加剂，3％～6％的添加量就可以显著提升高温合金的综合机械性能，尤其是抗高温蠕变性能。主要用于最靠近喷气式发动机燃烧区的涡轮叶片中，以保护涡轮叶片在高温下免于变形和蠕变，确保发动机的正常运转。全球用于高温合金的铼使用量约占总用量的百分之七十。
铼还被用于电子工业灯丝和热电偶、石油行业重整催化剂等。铼的化合物具有良好的催化性能，常用作石化行业的催化剂，但随着其他价格更为低廉的催化剂的出现，铼催化剂的优势已不再明显，使铼在这方面的应用有所下降。
此外，铼在工业测温、半导体、催化剂、核工业等领域的用途同样令人瞩目。钨铼热电偶丝有良好的电性能，丝材可用于高温热电偶及阴极丝。在真空、氢气、惰性气氛中使用，其使用温度范围0~2300℃。由于铼的蒸汽压低，电阻大，用在电阻加热时，具有良好的尺寸稳定性，可以实现较高的加热效率，且表面负荷比较高，半导体MOCVD设备的核心电阻加热器也是用铼材料制作的。铼的一种加工制品--铼带，可以用作原子能核工业热电离质谱仪上的灯丝。
5 怎样获得高纯度铼粉？
铼制品作为合金添加剂时，要求具有很高纯度，国内外一般都要求纯度达到４Ｎ级。生产纯铼的原料是铼酸铵，铼酸铵经过高温氢还原即可获得铼粉，铼粉经过压制烧结可以制造不同形状的铼制品。铼酸铵和铼粉的纯度是保障高品质铼制品的前提。
5.1 高纯铼酸铵提纯
高纯度的铼酸铵是制备高纯铼粉的重要原料，工业生产的铼酸铵一般无法直接满足4N甚至更高纯度要求，因此需要提纯。
铼酸铵提纯主要方法包括沉淀结晶法、离子交换法、萃取法等，其技术对比见下表。现在应用较多的提纯技术主要有离子交换法和萃取法。
铼酸铵提纯技术对比表
5.2 铼粉等离子球化
等离子球化是将金属原料粉末通入氩气及氢气形成的等离子体焰流中进行熔化整形的工艺。等离子球化工艺不仅可以显著提升粉末球形度，而且可以提高粉末纯度。下图为铼粉等离子球化处理前后形貌对比。球形铼粉可用于3D打印。
铼粉等离子球化处理前后形貌对比（左前右后）
6 铼的当前价格
截止到11月11日，铼产品价格稳定，铼粉99.99%含税现款14900-15900元/千克；铼粒99.99%含税现款15400-16400元/千克；高铼酸铵99.99%含税现款6300-6800元/千克。
7 结语
随着中国航空航天工业的崛起，未来航空发动机、无人机和高速飞行器等领域的进一步发展，铼的战略价值更为重要。另外，随着科技技术的不断进步，铼的应用范围越来越广泛，铼的需求也随之增加。为满足铼工业的发展，需相关科研人员不断提高和研发新的提铼技术，开发新的应用领域。
参考来源：Höganäs官网、中铼新材官网、东方资讯号。
【1】房孟钊，等.高纯铼酸铵及高纯铼生产技术研究进展.硫酸工业.2020.
【2】李来平，等.铼技术研究进展.中国钼业.2020.
【3】周小彬，等.铼酸铵及铼粉制备典型工艺中碳杂质去除研究.有色金属工程.2021.
【4】郭娟，等.世界铼资源供需现状及展望.国土资源情报.2020.
（中国粉体网编辑整理/星耀）
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