Ren - pierwiastek przyszłości cz. 1/4

Ren – zapewne jedyne, co przychodzi nam do głowy gdy słyszymy tą nazwę to jedna z najdłuższych europejskich rzek, wijąca się od Szwajcarii, przez Niemcy aż po Holandię i ujście do Morza Północnego. Chemicy wiedzieć jednak powinni, że istnieje także niesłychanie rzadki metaliczny pierwiastek o tej nazwie. Został odkryty przez zespół 3 osób (Otto Berg, Walter Noddack, Ida Tacke) dopiero w 1925 roku, chociaż jego istnienie postulował już w 1870 roku Dymitr Mendelejew, a w 1913 Moseley w oparciu o badania wartości liczb atomowych. Warto dodać, że to ostatni z odkrytych przez człowieka naturalnych, niepromieniotwórczych pierwiastków. Został odnaleziony w towarzystwie platyny podczas badań minerałów molibdenu, niobu oraz gadolinu. Dopiero w 1928 r. uzyskano makroskopową próbkę renu, która ważyła cały 1 g. Do jej pozyskania drogą ekstrakcji zużyto ponad 600 kg molibdenitu, czyli disiarczku molibdenu. Już historia jego odkrycia i wyodrębnienia pierwszej większej próbki czyni ren pierwiastkiem wyjątkowym.

Pierwiastek należy do grupy najrzadszych znanych człowiekowi, mających jednak rozliczne zastosowania w technice. Jego zawartość w skorupie ziemskiej ocenia się na 1 ppb. Jak niewielka jest to ilość postaram się pokazać na przykładach. Jeszcze stosunkowo popularna miedź występuje w skorupie ziemskiej w ilości 50 ppm, o tyle srebro już 0,07 ppm (70 ppb), a złoto to zaledwie 10 ppb. Renu jest więc średnio 10 razy mniej niż złota! Innymi słowy – 1 tona skorupy ziemskiej zawiera średnio 50 g miedzi, 0,7 g srebra, jedynie 0,1 g złota, i zaledwie 0,01 g renu. Niewielkie jego zagęszczenie występuje w siarczkowych minerałach molibdenu oraz miedzi. Pewne ilości wykryto także w kolumbicie [(Fe,Mn)Nb₂O₆] oraz gadolinicie (Ce,La,Nd,Y)₂FeBe₂Si₂O₁₀. Sumaryczna zawartość rzeczonego pierwiastka jest stanowczo za mała by tworzył on własne złoża, czy nawet minerały (chociaż tu są dwa wyjątki). W ilościach rozsądnych z ekonomicznego punktu widzenia znaleźć go można jedynie jako cenną domieszkę w złożach innych metali rzadkich.

W 1994 roku w fumarolach jednego z kurylskich wulkanów (Kudriavyj, na wyspie Iturup) udało się odkryć i opisać siarczkowy minerał renu (ReS2) nazwany w 2004 roku Renitem (można spotkać też nazwę Kurylit). Minerał jest srebrzysto-szary i krystalizuje w układzie trójskośnym. Swoją drogą - fumarole to kolokwialnie mówiąc takie wentyle w okolicach głównego krateru, którymi uwalniają się gorące gazy i pary. Wulkany na Kurylach wyrzucają prawdopodobnie kilkadziesiąt kilogramów Re rocznie, głównie w postaci wspomnianego minerału. Być może gorący spór, jaki toczy od dawna Rosja i Japonia o Wyspy Kurylskie ma więc jakiś głębszy sens? Drugim minerałem zawierającym ren jest Tarkianit (Cu,Fe)(Re,Mo)₄S₈. Ten czarny, dosyć miękki (niecałe 6 w skali Mochsa) i kruchy minerał krystalizujący w układzie regularnym występuje z kolei w Finlandii.

Przemysłowa produkcja renu odbywa się w oparciu o domieszki wydobywane przy okazji eksploatacji złóż molibdenu, oraz w mniejszym stopniu – także miedzi. Liczący się światowi producenci molibdenu (np. USA, Chile, Peru czy Chiny), oraz miedzi (np. Chile, Chiny, USA, Kazachstan i Polska) są jednocześnie liczącymi się producentami Renu.

Tabela 1.

Warto wspomnieć o odzysku tego cennego metalu, który także jest bardzo ważnym jego źródłem (z udziałem 5 ton). Przodują tu zdecydowanie Niemcy, którzy w 2007 roku odzyskali 3 tony Re, zaś takie kraje jak Francja, Estonia czy Czechy – po kilkaset kg.

W przyszłości do dyspozycji ludzkości pozostaje bardzo niewiele renu dlatego tymi skromnymi zasobami trzeba rozsądnie gospodarować.

Tabela 2.

Ze względu na dotychczas opisane, jak i inne czynniki cena tego metalu jest niezwykle wysoka. O ile dawniej utrzymywała się stałym poziomie ok. 2000 $/kg, to w XXI wieku poszybowała w górę i obecnie wynosi ok. 4300 $/kg. Był jednak czas (lata 2007-2008), że kosztował nawet 12000$/kg!! W tym przypadku cena pierwiastka zależy głównie od popytu na samoloty, podlega więc jak widać dużym wahaniom zależnym od koniunktury na świecie. Gdyby rozporządzać odpowiednimi środkami finansowymi i pobawić się w spekulanta można byłoby na handlu renem naprawdę sporo zarobić.

c.d.n.

mgr inż. Konrad Mączka
 

Ren - pierwiastek przyszłości cz. 2/4
Ren - pierwiastek przyszłości cz. 3/4
Ren - pierwiastek przyszłości cz. 4/4