Veelvoorkomende reniumzouten in water: oplosbaarheid, verwijdering en concentratie

Reniumzouten in water zijn vooral relevant voor gespecialiseerde reagentia en processen voor metaalterugwinning. In zuurstofhoudende oplossingen komt opgelost renium vaak voor als perrenaat, ReO₄⁻. De naam van een opgelost zout beschrijft de uitgangsstof of het product; dit betekent niet dat intacte zoutmoleculen in oplossing blijven.

Zie renium in water voor het voorkomen en de chemie in water, en renium in mijnbouw- en proceswater voor industriële bronnen en terugwinningscircuits.

Representatieve reniumzouten en oplosbaarheid in water

Dit zijn representatieve proceszouten, geen rangschikking van stoffen in natuurlijk water. Perrheniumzuur, HReO₄, is een zuur en geen zout; zure oplossingen uit terugwinningsprocessen worden vaak in deze termen beschreven. Een oplosbaarheid uitgedrukt in gram zout per liter mag niet worden gelezen als gram elementair renium per liter. Waarden per liter oplossing en per kilogram water hebben bovendien verschillende rapportagegrondslagen.

Gegevens voor zuiver water bieden een eerste referentie. De werkelijke verzadiging hangt af van temperatuur, zuurgraad, tegenionen en de andere opgeloste zouten. Onderzoek naar ammoniumperrenaat met ammoniumchloride, ammoniumnitraat en ammoniumsulfaat laat zien waarom voor een gemengde procesvloeistof een afzonderlijke beoordeling van het evenwicht nodig is.

Renium uit water verwijderen

• Zwevende stoffen afscheiden: klaring en filtratie verwijderen reniumhoudende deeltjes. Gewone deeltjesfiltratie verwijdert geen opgelost perrenaat.
• Opgelost perrenaat afvangen: anionenwisseling en bepaalde adsorbentia kunnen het vanuit het water overbrengen naar een vaste fase. Test capaciteit, selectiviteit en doorbraak met het daadwerkelijke water, inclusief sulfaat, molybdaat en andere concurrerende ionen.
• Procesoplossingen scheiden en zuiveren: oplosmiddelextractie wordt gebruikt in de hydrometallurgie van renium. Daarvoor zijn een geschikte voedingsstroom en een beheerst extractie- en stripcircuit nodig; de methode kan niet zonder meer worden toegepast op de behandeling van drinkwater.
• Een kristallijn product terugwinnen: neerslagvorming of kristallisatie kan perrenaatzouten terugwinnen uit voldoende geconcentreerde en geconditioneerde oplossingen. Het verwijderen van een sporenconcentratie is een ander doel dan het produceren van een zeer zuiver zout.

Kies een behandelingsroute op basis van opgelost en totaal renium, debiet, pH, redoxomstandigheden, zoutgehalte, concurrerende metalen en het vereiste einddoel voor lozing, hergebruik of terugwinning. Laboratoriumproeven en, waar passend, pilotproeven stellen de prestaties vast. Houd rekening met uitgeputte media, regeneratieoplossingen, raffinaat en vaste stoffen; renium overbrengen naar een reststroom is geen vernietiging.

Concentratie: mg/L als Re versus mg/L zout

Voor een zuiver zout met een bekende formule:

mg/L als Re = mg/L zout × aantal Re-atomen per formule-eenheid × 186,207 ÷ molaire massa van het zout.

Ammoniumperrenaat heeft een molaire massa van ongeveer 268,24 g/mol en één reniumatoom per formule-eenheid. De theoretische massafractie renium bedraagt 69,42%. Daarom komt 100 mg/L zuiver ammoniumperrenaat overeen met ongeveer 69,42 mg/L als Re wanneer al het renium ervan deel uitmaakt van de gemeten fractie. Eén mmol/L renium komt overeen met 186,207 mg/L als Re.

Dit zijn berekeningen van de samenstelling, geen oplosbaarheidsgrenzen. Corrigeer voor het gehalte van het reagens, de hydratatietoestand en de exacte chemische formule. Geef aan of een analyseresultaat betrekking heeft op opgelost of totaal renium. Een als perrenaat gerapporteerd resultaat omvat ook de massa van zuurstof en kan niet rechtstreeks worden gebruikt als een resultaat dat als Re is gerapporteerd.

Renium concentreren en de terugwinning berekenen

Elutie uit een ionenwisselaarbed of het strippen van een oplosmiddelextractiefase kan afgevangen renium overbrengen naar een kleiner vloeistofvolume. Daaropvolgende zuivering en kristallisatie kunnen ammoniumperrenaat opleveren. De concentratie hangt af van de teruggewonnen massa en het eindvolume:

Concentratie na terugwinning = concentratie van de voedingsstroom × volume van de voedingsstroom × teruggewonnen massafractie ÷ terugwinningsvolume.

Bijvoorbeeld: 1.000 L met 10 mg/L als Re bevat 10 g renium. Als 90% daarvan in 10 L wordt teruggewonnen, resulteert dit in 900 mg/L als Re, een concentratiefactor van 90. Dit illustreert een massabalans, geen gegarandeerde behandelingsprestatie.

Rapporteer verwijderingsrendement, massaterugwinning en productzuiverheid afzonderlijk. Neem was- en regeneratievloeistoffen op in de volumebalans en controleer op verontreinigingen voordat een geconcentreerde stroom als verkoopbaar product wordt beschouwd.

Bespreek een toepassing voor de behandeling of terugwinning van renium

Bespreek een waterbehandelingsvraagstuk

Bronnen en verder lezen

• Todini Chemicals: oplosbaarheid van ammoniumperrenaat.
• Carl Roth: veiligheidsinformatie over ammoniumperrenaat, oplosbaarheid in water bij 20 °C.
• Casas en collega's: kristallisatie van natriumperrenaat bij 298 K.
• Experimenteel onderzoek: oplosbaarheid en dichtheid van oplossingen van ammonium- en kaliumperrenaat.
• Experimenteel onderzoek: oplosbaarheid van ammoniumperrenaat in mengsels van ammoniumzouten.
• Experimenteel onderzoek: terugwinning van renium uit industriële uitloogoplossingen door middel van oplosmiddelextractie.
• Overzicht van technologieën voor de extractie en recycling van renium.
• Thermo Scientific: formule en molaire massa van ammoniumperrenaat.
• CIAAW: standaardatoomgewicht van renium.