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銠(Rhodium)是一種銀白色、堅硬的金屬,元素符號Rh,銠屬鉑系元素,反射率高。銠金屬通常不會形成氧化物,熔融的銠會吸收氧氣,但在凝固的過程中釋放。銠的熔點比鉑高,密度比鉑低。銠不溶于多數(shù)酸,它完全不溶于硝酸,稍溶于王水。
自然界中銠以103Rh同位素的形式存在。較穩(wěn)定的放射性同位素包括101Rh(半衰期3.3年)、102Rh(半衰期207天)、102mRh(半衰期2.9年)以及99Rh(半衰期16.1天)。目前已發(fā)現(xiàn)20多個放射性同位素,同位素質(zhì)量從92.926u(93Rh)至116.925u(117Rh)。這些同位素的半衰期大部分都在一小時以內(nèi),除了100Rh(半衰期20.8小時)和105Rh(半衰期35.36小時)。
碳在銠中的溶解度隨溫度升高而增加,熔體銠能溶解1.42%~7.38%的碳,當熔體冷卻時全部碳均以石墨狀態(tài)析出。硬態(tài)銠的抗拉強度為1411.2MPa,伸長率為2%;退火態(tài)的抗拉強度為725.2MPa,伸長率為46%。加入鉑、鈀形成的銠合金,其機械性能、耐腐蝕性能以及使用時的穩(wěn)定性都較純銠的好。銠的主要物理性質(zhì)列舉于表1。
資源 銠的地殼豐度為1×10-7%。銠只有103Rh一種天然同位素。銠沒有立礦床,產(chǎn)于與超基性或基性巖有關(guān)的含鉑族金屬銅鎳共生硫化物礦床及鉻鐵礦礦床中,常與鉑及其他鉑族金屬共生。主要礦物有銠金礦、銠鉑礦、硫砷銠礦、砷銠鉑礦等。已探明的世界銠工業(yè)儲量為2240t,其中南非2120t,前蘇聯(lián)120t。銠主要產(chǎn)自南非、前蘇聯(lián)和加拿大。
應用與供需 銠常用作鉑、鈀合金的添加劑,用以提高合金的機械性能、耐腐蝕性能和耐高溫性能,并使合金具有對某些化學反應的特定催化功能。鉑銠及鉑鈀銠合金網(wǎng)是硝酸生產(chǎn)中的氨氧化催化劑。20世紀80年代后期,用于汽車尾氣凈化的鉑鈀銠催化劑量增加,導致銠用量大幅度上升,這方面占全部銠用量的3/4以上。鉑銠合金用作生產(chǎn)玻璃、玻璃纖維的坩堝材料及攪拌器包覆材料。鉑銠合金具有的熱電性能,用于制作高溫熱電偶的材料。銠對可見光具有高的反射率,且隨波長變化較小,穩(wěn)定性好,常用作工業(yè)用鏡、探照燈反射鏡和飾品表面的鍍層材料。鍍銠層硬度大,耐磨性好。
銠主要來自含鉑族金屬銅鎳共生硫化礦。這種共生硫化礦經(jīng)過重選、浮選后得到含鉑族金屬銅鎳共生硫化礦精礦。在含鉑族金屬銅鎳共生硫化礦精礦熔煉和吹煉過程中,貴金屬富集在中間產(chǎn)物高鎳锍或銅鎳合金中。從高鎳锍或銅鎳合金中提取銅和鎳并進一步富集鉑族金屬后,得到品位在40%左右的鉑族金屬精礦。從含鉑族金屬銅鎳共生硫化礦到產(chǎn)出含銠鉑族金屬精礦的過程屬鉑族金屬富集階段。
從含銠鉑族金屬精礦分離出鉑、鈀、金、銀、釕、鋨、銥及賤金屬,獲得粗銠溶液的過程屬鉑族金屬分離階段。
銠溶液經(jīng)過精制產(chǎn)出純銠鹽,銠鹽在氫氣中煅燒成銠粉屬銠精煉階段。
化學符號Rh,在元素周期表中屬于Ⅷ族,原子序數(shù)45,原子量105.905,面心立方結(jié)構(gòu),銠是一種稀有的貴金屬材料。簡史 1804年英國化學家沃拉斯頓(W.H.Wollaston)從鉑礦中發(fā)現(xiàn)銠,其發(fā)展史和鉑的發(fā)展史緊密相關(guān)。世界銠產(chǎn)量約為鉑的2.8%,幾乎全由南非、俄羅斯和加拿大三國生產(chǎn)。金屬銠以海綿狀、粉狀或致密塊狀出售。
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