Перренат аммония

Перренат аммония (аммоний рениевокислый) — неорганическое соединение, соль аммония и рениевой кислоты. Химическая формула — NH₄ReO₄. Является основной товарной формой рения на мировом рынке и главным промежуточным продуктом для получения металлического рения и рениевых катализаторов.

Идентификация и общие сведения

Наименование IUPAC: аммония перренат. Традиционное наименование: рениевокислый аммоний.

Параметр	Значение
Химическая формула	NH4ReO4
Молярная масса	268,24 г/моль
Регистрационный номер CAS	13598-65-7
Регистрационный номер PubChem	2341271
Регистрационный номер EINECS	237-075-6
Код ОКП	176622

Физические свойства перрената аммония

Перренат аммония представляет собой бесцветные (белые) кристаллы тетрагональной сингонии с пространственной группой I 4₁/a. Допускается серый или желтоватый оттенок. Параметры элементарной ячейки: a = 0,5871 нм, c = 1,2942 нм, Z = 4. Кристаллическая структура подобна структуре шеелита (CaWO₄), где катион кальция замещён ионом аммония.

Свойство	Значение
Плотность (рентгеноструктурная)	3,97 г/см³
Температура начала разложения	~200 °C (в вакууме/инертной среде)
Основная стадия разложения	350–365 °C (на воздухе)
Растворимость в воде (20 °C)	6,2 г / 100 мл
Растворимость в воде (80 °C)	32,3 г / 100 мл

Гидратов не образует. Растворим в воде и этаноле, ограниченно растворим в растворах хлорида аммония.

Химические свойства

Термическое разложение перрената аммония протекает ступенчато. При нагревании в вакууме или инертной атмосфере (аргон, азот) интенсивное разложение начинается около 200 °C. На воздухе основная стадия разложения приходится на интервал 350–365 °C с образованием оксида рения(VII) — Re₂O₇, аммиака и воды:

2NH₄ReO₄ → Re₂O₇ + 2NH₃ + H₂O

При дальнейшем нагревании Re₂O₇ диспропорционирует с образованием ReO₃ и ReO₂. Выше 600 °C происходит диспропорционирование ReO₂ на Re₂O₇ и металлический рений.

Перренат аммония восстанавливается водородом до металлического рения. Промышленное восстановление проводят при температуре 300–500 °C в трубчатых печах в токе сухого водорода. Суммарная реакция:

2NH₄ReO₄ + 7H₂ → 2Re + 8H₂O + 2NH₃

Вступает в обменные реакции в водных растворах с солями тяжёлых металлов (серебра, таллия, цезия и др.) с образованием малорастворимых перренатов.

Получение

Перренат аммония получают растворением оксида рения(VII) или рениевой кислоты HReO₄ в растворе аммиака:

Re₂O₇ + 2NH₃·H₂O → 2NH₄ReO₄ + H₂O

В промышленности исходным сырьём служат газы обжига молибденитовых концентратов, содержащие летучий Re₂O₇. Оксид рения(VII) улавливают водной скрубберной очисткой, переводят в рениевую кислоту, а затем осаждают перренат аммония добавлением аммиачного раствора с последующей кристаллизацией.

Марки перрената аммония по ГОСТ 31411-2009

Перренат аммония должен изготавливаться в соответствии с ГОСТ 31411-2009 «Перренат аммония. Технические условия». Стандарт предусматривает три марки, различающиеся содержанием основного вещества и допустимым уровнем примесей. Теоретическое содержание рения в чистом NH₄ReO₄ составляет 69,4 %.

Марка	Массовая доля рения, % (не менее)*
АР-00	69,3
АР-0	69,1
АР-1	69,0

* В пересчёте на сухой продукт.

Марка АР-00 — наиболее чистый продукт с минимальным содержанием примесей (алюминий, железо, калий, кальций, кремний, магний, молибден, натрий, медь и др.). Чем выше чистота, тем ниже суммарное содержание регламентированных примесей.

Применение перрената аммония

Получение металлического рения

Основное назначение перрената аммония — получение металлического рения порошковой металлургией. Порошок перрената аммония восстанавливают водородом в трубчатых печах, получая рениевый порошок, который затем прессуют и спекают при температуре до 2300 °C. Рений используется в жаропрочных суперсплавах для лопаток газотурбинных двигателей авиационной и энергетической техники.

Катализаторы нефтепереработки

Перренат аммония используют для приготовления платино-рениевых катализаторов каталитического риформинга — одного из базовых процессов нефтепереработки. Введение рения в состав алюмоплатиновых катализаторов повышает их стабильность и позволяет вести процесс при пониженном давлении. Полная растворимость перрената аммония в воде обеспечивает равномерное распределение рения по поверхности носителя.

Вольфрам-рениевые термопары

Из рения, полученного восстановлением перрената аммония, изготавливают вольфрам-рениевые сплавы ВР5 (95 % W, 5 % Re) и ВР20 (80 % W, 20 % Re). Термопары ВР5/20 на основе этих сплавов предназначены для длительного измерения температур до 2500 °C в вакууме, инертных и восстановительных средах.

Другие области

Рений, получаемый из перрената аммония, применяется при производстве электрических контактов, нитей накала, нагревательных элементов и другого электронного оборудования для аэрокосмической техники. Соединения рения также используются в органическом синтезе в качестве катализаторов реакций метатезиса олефинов.

Безопасность и класс опасности

Перренат аммония негорюч, пожаровзрывобезопасен. По степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности (умеренно опасные) по ГОСТ 12.1.005. LD₅₀ (перорально, крысы) — 3510 мг/кг.

Производственные помещения, в которых ведётся работа с перренатом аммония, должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021. В местах выделения пыли необходимы местные отсосы. Персонал должен быть обеспечен спецодеждой, обувью и средствами индивидуальной защиты органов дыхания и зрения.

Упаковка, хранение и транспортирование

Перренат аммония упаковывают в полиэтиленовые мешки по ГОСТ 17811. Мешки запаивают или прочно завязывают и помещают в мешки из упаковочной ткани по ГОСТ 5530 или в пластиковую тару. Допускается упаковка в иную модернизированную тару. Масса нетто продукта в ящике — не более 25 кг (до 50 кг по соглашению с потребителем).

Хранят в упаковке изготовителя в сухих закрытых помещениях при температуре не выше +50 °C. В окружающей атмосфере не должно быть окисляющих и агрессивных веществ.

Перренат аммония не относится к опасным грузам. Перевозка осуществляется крытыми транспортными средствами всех видов в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида.

Формы поставки

Перренат аммония поставляется в виде кристаллического порошка белого, серого или желтоватого цвета. Доступны марки АР-00, АР-0, АР-1. Объём партии, условия отгрузки и сроки — по согласованию.

Другие соединения рения: перренат натрия, перренат серебра.