Учёные: Япония рвётся на Южные Курилы из-за рения

"Это противоречивое свойство, получившее название "рениевый эффект", сделало рений материалом №1 для двигателей авиационных и космических кораблей многоразового использования. Добавка всего 4% или 7% рения в жаропрочные сплавы позволяет на 15% повысить прочность лопаток газовых турбин и увеличить время их эксплуатации на 25%.

Такое же революционное влияние рений оказал на процесс получения из нефти высокооктанового бензина. Для тех же ракет и самолетов. Новые катализаторы, изготовленные на базе рения и палладия, позволяют увеличить активность этого процесса в семь-десять раз и в четыре раза сохранить его стабильность", - отмечает директор ФГУП "Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов", первый вице-президент Ассоциации геологических организаций Александр Кременецкий.

Спрос на рений, несмотря на его высокую цену ($3,5 тыс. за 1 кг), резко вырос в мире. В частности, США потребляют 20-30 тонн рения в год. Для сравнения, с 1942 по 1965 гг. вся мировая промышленность использовала всего 4 тонны рения.

В Советском Союзе проблем с рением не существовало. Крупные месторождения медно-порфирового типа с высоким содержанием рения (рассеянного в молибдените) открыли и разрабатывали в Казахстане, Узбекистане и соседней Монголии. Однако после распада СССР Россия оказалась почти без рения.

"Пока политики спорили "кто виноват?" и "что делать?", геологи продолжали трудиться. Они искали иные, новые и нетрадиционные, источники рения. И нашли их. На действующем вулкане! Прямо в его кратере. Вулкан этот находится на одном из Южно-Курильских островов - Итурупе. Имя вулкана - "Кудрявый", высота - 986 м над уровнем моря. Последний раз этот вулкан извергался более 100 лет назад и с тех пор, как говорится, только "спускает пар". Ежегодно из его кратера на волю вырывается до 40 тыс. тонн металлоносных вулканических газов.

В 1992 г. ученые РАН - М. А. Коржинский, В. С. Знаменский и другие - обнаружили в кратере вулкана "Кудрявый" необычный минерал. Внешне он очень похож на известный молибденит, из которого получают попутный рений. Новый, еще неизвестный науке минерал - сульфид рения - содержит 70% металлического рения, что и дало ему название - рениит. Открыто новое полезное ископаемое!

Первая же экспедиция ИМГРЭ на вулкан Кудрявый в 1994 г. позволила получить такие фантастические данные, в реальности которых, на первых порах, усомнились даже ярые оптимисты. Первую экспедицию, как, впрочем, и все последующие, возглавил Феликс Исаакович Шадерман. Тогда ему было сорок три.

Ученые задумались, откуда мог взяться сульфид рения на вершине вулкана, и пришли к выводу, что он кристаллизуется в виде иголочек прямо из вулканического газа. Из шести имеющихся фумарольных полей четыре - высокотемпературные. Вулканические газы в них имеют температуру от 500 до 940 градусов по Цельсию. И только на таких "горячих" полях и образуется новый минерал рения. Там, где холоднее, рениита намного меньше, а при температуре ниже 200 градусов он практически отсутствует. В этом и заключается уникальность вулкана Кудрявый: ведь вулканические газы, выходящие на поверхность на фумарольных полях других вулканов, гораздо менее горячие.

Исключение составляет единственный вулкан Килауэа, который находится на Гаваях. Его газы тоже имеют высокую температуру, но, правда, содержание рения в них в два раза ниже, чем в газовых выбросах вулкана Кудрявый. Да и уловить газы на Килауэа практически невозможно - гавайский вулкан постоянно извергает потоки раскаленной лавы. Так что Россия обладает уникальным вулканом, и не воспользоваться этим обстоятельством просто грешно.

Суть открытого явления в том, что газы вулкана "Кудрявый" каждый год выносят из земных недр на поверхность до 15 тонн рения, до 50 тонн германия и индия, а также по нескольку тонн ванадия, золота и серебра.

При этом, чем выше температура газовых струй, тем больше в них количество дефицитных металлов. Шадерман предложил остановиться на известном природном сорбенте - цеолите. Это светло-серый алюмосиликатный минерал (кстати, тоже вулканического происхождения) обладает уникальным свойством - огромной внутренней свободной поверхностью.

Трудно себе представить, но на 1 г веса этого минерала приходится почти 2 кв. м витиеватых пустот! 25 сентября 2002 г. впервые в мире на действующем вулкане круглосуточно заработала установка ИМГРЭ для получения рения, что называется, "из воздуха". Пропаренные вулканическим газом 300 кг рудного цеолитового песка аккуратно выгрузили и снесли в рюкзаках вниз на базу. Дальше Москва. Там цех по переработке руд. И вот в руках пробирка, в которой первые граммы рения.

Выданный сертификат гласит, что впервые в мире из вулканического газа получена товарная соль рения - перринат аммония. Рения в ней около 70%, и ее можно продавать по $600-800 за 1 кг. А если построить завод, то каждый год на нем из газа можно, на первых порах, получать не менее двух тонн рения, а это уже почти $1 млрд каждый год.
РЕНИЙ МОЖНО ДОБЫВАТЬ ПРЯМО ИЗ ВУЛКАНИЧЕСКОГО ГАЗА!

Почти полвека на Южные Курилы претендуют японцы. Они называют их "наши северные территории". Японцы спят и видят деловые центры, морские порты и рентабельные рудники на острове Шикотан, на островах Кунашир и Уруп и, конечно же, на острове Итуруп. И, правда, эти острова - лакомые куски. Они имеют исключительно важное для России значение - геополитическое, стратегическое и экономическое.

По оценкам экспертов, природных ресурсов здесь достаточно, для того чтобы доходами обеспечить бюджет любого региона России. Сегодня на Южных Курилах известны промышленные месторождения золота и серебра (Прасловское месторождение на Кунашире и "Купол" на Урупе), 25 пляжных россыпей титано-магнетита с ванадием; месторождения самородной серы, агатов, парогидротерм и, наконец, новый источник рения - вулкан "Кудрявый". Оценочная стоимость полезных ископаемых Курильских островов - более $45 млрд.

До Второй мировой войны те же японцы с помощью подземных горных выработок добыли почти половину известных здесь запасов золота и серебра. А еще нефть и газ на шельфе! Их по прогнозу ожидается 1,7 млрд тонн. А еще лес! А еще морепродукты - около 800 тыс. тонн в год!
И, наконец, самое ценное достояние края - люди! Терпеливые, спокойные, трудолюбивые. А как иначе?

Применение:

Важнейшие свойства рения, определяющие его применение, — это очень высокая температура плавления, устойчивость к химическим реагентам, каталитическая активность (в этом он близок к платиноидам). Тем не менее рений является дорогим и редким металлом, поэтому его использование ограничено теми случаями, когда оно даёт исключительные преимущества перед использованием других металлов.

До открытия платинорениевых катализаторов риформинга основной областью применения рения были жаропрочные сплавы. Сплавы рения с молибденом, вольфрамом и другими металлами используются при создании деталей ракетной техники и сверхзвуковой авиации. Сплавы никеля и рения используются для изготовления камер сгорания, лопаток турбин, и выхлопных сопел реактивных двигателей, эти сплавы содержат до 6 % рения, что делает строительство реактивных двигателей крупнейшим потребителем рения. В частности, монокристаллические никелевые ренийсодержащие сплавы, обладающие повышенной жаропрочностью, используются для изготовления лопаток газотурбинных двигателей. Рений имеет критическое военно-стратегическое значение, ввиду его использования при изготовлении высокопроизводительных военных реактивных и ракетных двигателей.

Вольфрам-рениевые термопары позволяют измерять температуры до 2200 °C. Как легирующую присадку рений вводят в сплавы на основе никеля, хрома и титана. Промотирование рением платиновых металлов увеличивает износоустойчивость последних. Из подобных сплавов делают наконечники перьев автоматических ручек, а также фильеры для искусственного волокна. Также, рений используют в сплавах для изготовления деталей точных приборов, например, пружин. Рений применяют для изготовления нитей накала в масс-спектрометрах и ионных манометрах, а также катодов. В этих случаях также используют вольфрам, покрытый рением. Рений химически стоек, поэтому его применяют для покрытий, предохраняющих металлы от действия кислот, щелочей, морской воды и сернистых соединений.

С момента открытия платинорениевых катализаторов риформинга рений начали активно использовать для промышленного производства таких катализаторов. Это позволило повысить эффективность производства высокооктановых компонентов бензина, используемых для получения товарного бензина, не требующего добавки тетраэтилсвинца. Использование рения в нефтепереработке в разы повысило мировой спрос на него.

Кроме того, из рения делают самоочищающиеся электрические контакты. При замыкании и разрыве цепи всегда происходит электрический разряд, в результате чего металл контакта окисляется. Точно так же окисляется и рений, но его оксид Re2O7 летуч при относительно низких температурах (температура кипения — всего +362,4 °C), и при разрядах он испаряется с поверхности контакта. Поэтому рениевые контакты служат очень долго.