Зелена технология за фитодобив на рений

Христина Цветкова и Огнян Божков

ИОНХ- БАН, лаб. Аналитична химия

Общи сведения за Re

Re Един от най-редките и разсеяни елементи в земната кора – Кларк = 7x10-8 %

Един от десетте най-скъпи метали в света.Декември’ 2008 г.- 1 кг Re (99,9%)- 10 000 US $Март’2013г.- 1 кг Re – 6 600 US $

Уникални физикохимични с-ва:Т.т.=3180оC, ρ=21.01g/cm3, висока пластичност

Изоморфен примес в следните минерали:•Молибденит (MoS2)- 114g/t•Халкопирит (CuFeS2)- 0.6 g/t •Пирит (FeS2)- 0.3 g/t

Приложение:•В авиокосмическата техника- Re- Ni, Re-W сплави.•В енергетиката-Re-Ni сплави.•За производството на безоловен бензин – Pt-Re кат.•188Re с Т(1/2)=17 ч- противотуморно средство

Получава се като страничен продуктпри пиро- и хидрометалургичната преработка на молибденови (200- 1000 g Re/t) и медни концентрати (max. 30-40 g Re/t)

Производството на Re за 2012 г. е 48 tНуждите на съвременната индустрия са 60 t годишно

Търсят се нови източници и ефективни технологии за производство на Re

Метод за добив на метали чрез растения от почви и отпадни води.

Базира се на свойството на някои растителни видове да извличат и натрупват метали под тяхната биоусвояема (водоразтворима) форма.

Използват се хиперакумулатори- растения, които натрупват повече от 1000 г метал/т суха маса.

Евтин, екологично чист и лесно приложим метод за добив на метали и за очистване на замърсени с токсични метали територии.

Що е фитодобив?

Когато:

1. Металът преференциално се натрупва в надземната част на растението (предпоставка за лесното му събиране) в концентрации с индустриална значимост;

2. Добивът на растителния хиперакумулатор от декар е висок;

3. Цената на добивания метал е висока.

Кога фитодобивът е рентабилен ?

Фитодобив

1. Фитоекстракция на металите

Ni Au+ Cu Pd2+ 2+2+

2. Окосяване и изсушаване на растителната

маса

Етапи на фитодобива

3. Изгаряне на сеното и получаване на био-руда

4. Получаване на чист метал от био- рудата чрез спичане, синтероване и топене

Защо Re е подходящ за фитодобив ?

Защото:

1. Re се натрупва в надземната зелена част на всякакъв вид растителност в количества многократно превишаващи средното му разпространение в земната кора- 7.10-8%;

2. Висока цена на международния пазар- 6 600 $ за 1 кг Re, определена от липсата на достатъчно суровинни източници за неговото получаване и нарастващите нужди от Re на авиокосмическата промишленост и петроиндустрията.

Къде е приложим фитодобивът на Re?

В районите на рудодобив и рудопреработка на медни ренийсъдържащи руди, където има предпоставка за генериране на водоразтворимите ReO4

- и разпръсването им в прилежащата околна среда.

1. Дълбоките окислителни зони на откритите рудници за добив на медни руди.

Генератори на ReO4- са:

2. Районите около инсталациите за окислително пържене на Cu и Mo ренийсъдържащи концентрати

Re2O7

ReO4-

3. Районите около инсталациите за биоизвличане на Cu от бедни руди

ReO4-

ReO4

-

Как намираме перспективните места за фитодобив на Re?

Правим регионални изследвания за съдържанието на рений в растителността от районите, в които се генерират перренатни йони.

Ако CRe ≥ 500 g Re/t пепел мястото е подходящо за фитодобив на Re

Има ли такова място?

Да- районът около инсталацията за производство на окисен меден концентрат на рудник Асарел. В листа от акация открихме 1686 g Re/ t пепел.

Бяла детелина (Trifolium Repens)

CRe max =35 kg Re/ t суха маса 22 дни след дотирането

Люцерна ( Medicago)

CRe max=46 kg Re/t суха маса7 дни след дотирането

Елда (Polygonum Fagopyrum)

CRe max= 9 kg Re/ t суха маса3 дни след дотирането

Лобода (Atriplex hortensis)

CRe max= 3 kg Re/ t суха маса7 дни след дотирането

Динамиката и капацитета за натрупване на Re в 4 растителни вида от почви, дотирани с ReO4

- (CRe=128 g Re/t почва)

Кой растителен вид е хиперaкумулатор на Re?

Най- добрия хиперакумулатор на Re е люцерната.

При лабораторни условия е получен

Re фитоконцентрат

съдържащ 4.6 % Re в суха маса,

респ. 29.43% Re в пепел.

4 870 g Re/t пепел

2 780 g Re/t пепел

10 дни след засяването

35 дни след засяването

Фитоекстракция на Re с люцерна от почви от мина Асарел с CRe=5 gRe/t

при лабораторни условия

Фитоизвличането на Rе с люцерна от почви от рудодобивни райони е реално осъществимо

Практическо приложение на зелена технология за фитодобив на Re

1. Засяване с люцерна на опитен участък от територията с индустриално значима концентрация на рения в прилежащата растителност

Re Re ReRe

Практическо приложение на зелена технология за фитодобив на Re

2. Окосяване на люцерната и извличане на Re от сухата маса

NH4ReO4

Екологично чисто извличане на Re по

наш know how метод

Re

Re Re Re

ReO4-

ReO4-

ReO4-

1. Лабораторните изпитания за извличане на рений от изтощени почви с CRe= 5 г Re/т почва показаха , че в

недоразвита люцерна се натрупват 774 г Re/т суха маса.Известно е, че от 1 дка люцернови насаждения се получава около 1 т сено. При тази концентрация и цена 6 600 $ за 1кg Re, минималната печалба за производителя би била около

5 000 $ от 1 дка

2. След разораването на 1 дка от отглеждана в/ху него люцерна в течение на 3 г. почвата се набогатява с 1т сухи корени, 20 кг

чист N, 7 kг P2O5, 9 kг K2O и 13 kг Ca.

Ползи от зелената технология за фитодобив на Re

Ползи от зелената технология за фитодобив на Re

3. След извличане на Re от сеното, то може да бъде продадено като фураж и по този начин редуцирани разходите за получаване на Re.

В ИОНХ-БАН е разработена евтина и екологично чиста (зелена) технологична схема за растително извличане (фитодобив) на Re от териториите на медни рудници и медодобивни предприятия.

Териториите с индустриално значими концентрации на рений се засяват с открития от нас хиперакумулатор на Re - люцерна. В нея се натрупват до 46 кг Re/ т сено. За сравнение, най-богатите на рений молибденови концентрати съдържат до 2 кг Re/т.

Люцерната се окосява и реният се извлича от сеното по наш know how метод, в резултат на което се получава NH4ReO4 - търговският продукт на Re на международния пазар от който се получава метален Re.

От Re- Ni сплави се правят перките на

самолетните турбини

Дюзите на ракетите са от Re-W сплави

Получава се NH4ReO4

с цена от 6 600 $ за 1 кг ReМетален Re

Благодаря Ви за вниманието!