一种通过气体还原制备高纯七氧化二铼的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过气体还原制备高纯七氧化二铼的方法，是在还原气体氛围及高温条件下，将粗铼酸铵还原为低价态铼化合物，再在氧气氛围下将低价态铼化合物氧化，得到易升华的高价态铼氧化物七氧化二铼。本发明专利技术制备高纯七氧化二铼的方法流程短，反应收率高、产物纯度高。经检测，本发明专利技术方法制备高纯七氧化二铼产品纯度大于99.999%，铼回收率大于98.5%。

【技术实现步骤摘要】
一种通过气体还原制备高纯七氧化二铼的方法
本专利技术具体涉及一种高纯七氧化二铼的制备方法，尤其涉及一种通过气体还原制备高纯七氧化二铼的方法，属于化学合成

技术介绍
铼是一种稀散金属无独立矿源，伴生于辉钼矿、斑铜矿。金属铼具有高熔点、高硬度、抗蠕变性、抗腐蚀性及良好的可塑性、机械稳定性等特性，近年来被广泛应用于航空发动机用耐高温合金、高温涂层及石油重整催化剂等领域。目前，铼的供应有80%来自开采含铼矿物的焙烧烟灰收集的提取，有20%来自二次资源的回收利用。为使航空发动机耐高温合金获得更出色的性能，需要向合金材料中添加铼等金属以增强航空发动机叶片高温状态下的综合性能，但组成高温合金的单质金属材料含有杂质会严重影响材料的使用性能。金属铼由铼酸铵还原制备，目前铼酸铵的纯化方法主要有树脂法、离子交换膜法、化学沉淀法及多次重结晶等。粗铼酸铵中的杂质元素主要包括锰、铝、钾、钙、钛、铬、镁、铁、铜、钴、锌、钼等。粗铼酸铵经过还原后得到四价铼化合物，四价铼化合物在高温下能被氧气氧化为七氧化二铼，七氧化二铼的升华温度为250℃，而在此温度下铼酸铵中各杂质元素的氧化物均为固态。利用相同条件下七氧化二铼与杂质氧化物相态的差异，即可实现七氧化二铼的分离纯化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过气体还原制备高纯七氧化二铼的方法。本专利技术制备高纯七氧化二铼的方法，是在还原气体氛围及高温条件下，将粗铼酸铵还原为低价态铼化合物，再在氧气氛围下将低价态铼化合物氧化，得到易升华的高价态铼氧化物七氧化二铼。其反应式如下：NH4ReO4+还原剂→ReO2ReO2+O2→Re2O7具体制备方法为：将粗铼酸铵置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入还原性气体置换石英管内空气；升温至100~200oC，同时持续通入还原性气体，反应1~3h；继续升温至350~550℃反应2~5h；自然冷却至100℃以下；然后向石英管内通入氧气置换管内气体，升温至120~200℃，同时持续通入氧气反应1~3h；继续升温至350~550℃反应2~5h，自然冷却至室温，与石英管连接的冷凝器中有淡黄色七氧化二铼生成。所述粗铼酸铵的质量百分数为99%。所述还原性气体为CO、NH3、NO、CH4等气体的任意一种。所述还原性气体的通气流量为3000~4500ml/min，通气时间为10~60min。所述氧气的通气流量为3000~4500ml/min，通气时间10~60min。本专利技术制备高纯七氧化二铼的方法流程短，反应收率高、产物纯度高。经检测，本专利技术方法制备高纯七氧化二铼产品纯度大于99.999%，铼回收率大于98.5%。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术制备高纯七氧化二铼的方法作进一步说明。实施例1（1）取10g粗铼酸铵（铼酸铵的质量百分数为99%）置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头；通入CO置换石英管内空气；通气流量为3000ml/min，通气时间为30min；（2）升温至150oC，同时持续通入CO气体，反应2h；继续升温至350℃反应5h，然后自然冷却至100℃。（3）向冷却至100℃的石英管内通入氧气以置换管内CO气体，通气流量为3000ml/min，通气时间为30min；然后升温至150℃，同时持续通入氧气反应2h，继续升温至350℃反应1h，自然冷却至室温。与石英管连接的冷凝器中有淡黄色七氧化二铼生成，收集七氧化二铼产品检测其中杂质含量，计算得到产品的质量百分数为99.999%。取出石英舟中的固体剩余物，称重计算得到铼回收率为98.5%。实施例2（1）取10g粗铼酸铵（铼酸铵的质量百分数为99%）置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入NH3置换石英管内空气；通气流量为3500ml/min，通气时间40min；（2）升温至250oC，同时持续通入NH3，反应1.5h；继续升温至400℃反应3h，自然冷却至100℃；（3）向冷却至100℃的石英管内通入氧气以置换管内气体，通气流量为3500ml/min，通气时间为40min；然后升温至150℃，同时持续通入氧气反应1.5h；继续升温至400℃反应2h，自然冷却至室温。与石英管连接的冷凝器中有淡黄色七氧化二铼生成，收集七氧化二铼产品检测其中杂质含量，计算得到产品的质量百分数为99.999%，取出石英舟中的固体剩余物，称重计算得到铼回收率为98.7%。实施例3（1）取10g粗铼酸铵（铼酸铵的质量百分数为99%）置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入NO置换石英管内空气：通气流量为4000ml/min，通气时间为40min；（2）升温至150oC，同时持续通入NO气体，反应2.5h；继续升温至450℃反应4h，自然冷却至100℃；（3）向冷却至100℃的石英管内通入氧气以置换管内气体：通气流量为4000ml/min，通气时间40min；然后升温至200℃，同时持续通入氧气反应2.5h，继续升温至450℃反应3h，自然冷却至室温。与石英管连接的冷凝器中有淡黄色七氧化二铼生成，收集七氧化二铼产品检测其中杂质含量，计算得到产品的质量百分数为99.999%，取出石英舟中的固体剩余物，称重计算得到铼回收率为98.9%。实施例4（1）取10g粗铼酸铵（铼酸铵的质量百分数为99%）置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入CH4气体置换石英管内空气：通气流量为4500ml/min，通气时间为40min；（2）升温至200oC，同时持续通入还原性气体，反应3h，继续升温至500℃反应5h，自然冷却至100℃；（3）向冷却至100℃的石英管内通入氧气以置换管内气体：通气流量为4500ml/min，通气时间40min；然后升温至200℃，同时持续通入氧气反应3h，继续升温至500℃反应3h，自然冷却至室温。与石英管连接的冷凝器中有淡黄色七氧化二铼生成，收集七氧化二铼产品检测其中杂质含量，计算得到产品的质量百分数为99.999%，取出石英舟中的固体剩余物，称重计算得到铼回收率为98.5%。实施例5（1）取10g粗铼酸铵（铼酸铵的质量百分数为99%）置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入CO气体置换石英管内空气：通气流量为4500ml/min，通气时间为50min；（2）升温至150oC，同时持续通入NO气体，反应1h，继续升温至500℃反应5h，自然冷却至100℃；（3）向冷却至100℃的石英管内通入氧气以置换管内气体：通气流量为4500ml/min，通气时间50min；然后升温至150℃，同时持续通入氧气反应1h；继续升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过气体还原制备高纯七氧化二铼的方法，是在还原气体氛围及高温条件下，将粗铼酸铵还原为低价态铼化合物，再在氧气氛围下将低价态铼化合物氧化，得到易升华的高价态铼氧化物七氧化二铼。/n

【技术特征摘要】
1.一种通过气体还原制备高纯七氧化二铼的方法，是在还原气体氛围及高温条件下，将粗铼酸铵还原为低价态铼化合物，再在氧气氛围下将低价态铼化合物氧化，得到易升华的高价态铼氧化物七氧化二铼。


2.如权利要求1所述一种通过气体还原制备高纯七氧化二铼的方法，其特征在于：将粗铼酸铵置于石英舟内，水平放置于管式加热炉石英管中央位置，石英管的两边放置耐火堵头，通入还原性气体置换石英管内空气；升温至100~200oC，同时持续通入还原性气体，反应1~3h；继续升温至350~550℃反应2~5h；自然冷却至100℃以下；然后向石英管内通入氧气置换管内气体，升温至120~200℃，同时持续通入氧气反应1~3h；继续升温至350~550℃反应2~5h，自然冷却至室温，与石英管连接的冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭勇，卢晓锋，李亦婧，王立成，王旭生，梁晓静，王帅，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62