“铼”之不易——铼的开发

        原来，铼是一个非常稀少而且分散分布的元素，在地壳中的含量仅十亿分之一，比所有的稀土元素含量都要少。目前，全球已探明储量也只有约2500吨。相比之下，钛资源的全球探明储量大约是20亿吨。因此，科学家虽然知道它的存在，却费了53年的力气，才终于找到了铼这个“稀客”，填补了在元素周期表里，这个原子量186的锰族元素空白。可是，兵器迷又要抬杠了——其实，铼并不是像人们说的那么少。科普的东西本来枯燥，事情又比较复杂，下面的阐述将更加专业晦涩，因此稍微控制下节奏，见谅见谅。

铼之所以很少见，主要是因为，铼的化学性质特殊：

      化学手册上讲：铼，铼通常与其他金属伴生，特别是在铁一镍金属构成中高度富集。但铼是相容至中等程度的不相容元素，在热液的矿物结晶过程中，趋向于在液相特别是热液中富集，但因受其离子半径、电荷和化合键所限，固——液相分配系数近于零，因此很难进入造岩矿物晶体结构中，难以形成独立矿物相。在铁一镍金属构成中，铼相对含量是比较多的。而地球的地核就是这样的结构。因此地球上的铼主要在地核中。但铼的化学性质，导致它很难形成大规模的矿物。因此在地幔和地壳运动形成的矿石中，铼极其贫化（就是非常少的意思，唉，稍不留神，说话又拽了）。而人类目前的主要地质勘探和矿物开采活动，都是在地壳中进行的，因此也就很少发现铼了。一句话：地核中的铼多，地壳中的铼少。少兵器迷说铼只是少见，并非少有，就是这个意思。由于上述原因，迄今只发现及少量的辉铼矿（ReS2）和铜铼硫化矿（CuReS4）两种独立的铼矿物，而且储量些微。铼绝大多数只以稀少分散状态伴生在钼、铜、铅、锌、铂、铌等其他金属矿物之中，而且矿床的规模一般也不大，独立开采的费用极高造成经济价值极低，因此鲜有独立开采的铼矿。

  怎么办呢？

      工业化的铼生产，一般只在开采主金属矿物时，以副产品的形式捎带着对铼加以分离回收。这其中最主要的方式，就是对辉钼矿的综合开发。辉钼精矿中铼的含量一般在十万分之一到十万分之三之间，从斑岩铜矿选出的钼精矿含铼可达千分之一点六——别觉得少，这已经是经济价值最高的伴生铼矿了。在生产钼的过程中，小心的收集冶炼钼的烟道份尘和废液，并选电极电位高、氧化性强的H₂O₂作氧化剂，将铼的低价氧化物氧化成Re₂O₇，而且还能把铼的硫化物氧化成HReO₄。这两种铼的化合物均易溶于水。从中获得少量Re₂O₇，然后加入KCl，最后用氢还原法或水溶液电解法制得铼粉，并用粉末冶金方法加工成材。又如，采用氧压氧化法回收钼精矿中铼。即在衬钛的高压釜中加少量硝酸钠（钾）氧化剂，充氧氧化，并于3.0～3.5 MPa、220～230℃环境中，将钼转化为MoO₃, 将铼成为Re₂O₇。将氧化产物过滤，氨浸滤饼，沉硅后的含铼溶液经萃取和氨水反萃，蒸发结晶，获取纯度达99.9%的高铼酸铵。

       铼的储量稀少，开采不易，因此产量极低。1978年和1979年世界铼的总产量分别只有7.21吨和7.26吨。目前的全球年产量也只有大约50吨左右（相比之下，2012年，世界海绵钛产量达到20万吨)。智利和美国是铼的主要生产国，占了产量的70%左右