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你想知道的关于铑的一切:稀有的铂金属

铑是一种贵金属,以其独特的耐腐蚀性、高温化学稳定性、耐用性、闪亮的外观和反射率而著称。

你想知道的关于铑的一切:稀有的铂金属

“铑”一词源自希腊语“rhodon”,代表可爱的“玫瑰”。当金属被发现时,科学家认为这朵美丽的玫瑰恰如其分地描述了它的粉红色。然而,后来发现这种金属在大多数情况下都呈闪亮的银白色。

铑 (Rh)属于六元贵金属族,包括钯、钌、和铂。这些金属存在于常见的稀有金属矿石中,并表现出一些共同的特征。铑以其独特的耐腐蚀性硬度、银白色金属外观和化学惰性而著称。它不会失去光泽,在正常室温下不易腐蚀。这就是它耐用的秘诀,它是最稀有的贵金属之一。

发现粉红色铑

在发现稀有金属钯后,WH Wollaston 在试图从矿石中分离纯铂时发现了铑。他以秘鲁的铂矿为原料。从矿石样品中分离出铂和钯后,他留下了红色粉末的残留物,后来被认为是氯化铑钠。研究表明,他曾使用王水、氯化铵和铁来分离钯通过在铑的氯化盐的还原过程中使用氢,他能够分离出粉红色的铑。(有兴趣发现各种材料的特性吗?请务必阅读如何开始从事材料科学家的职业。)

类似的研究证实,铑主要作为铂和镍精炼操作的副产品被发现。它有时存在于含有金、银和铂的矿石中。

铑是一种非常珍贵的珍贵材料。大多数金属用作汽车催化转换器的催化剂(与其他催化剂一起)。

铑化合物的毒性健康方面

铑化合物应被认为是有毒和致癌的。这些也会在皮肤上造成强烈的污渍。如果吸入这种稀有金属的气溶胶,它会被人体吸收,从而导致中毒风险。

由于它是一种稀有矿物,因此与其安全性相关的数据不足。因此,在处理、加工和使用这种材料时必须采取最大的预防措施。(有关安全的更多信息,请阅读典型防腐蚀解决方案的危险

铑的性质

铑具有稀有铂族金属 (PGM) 的许多共同特性,通常具有良好的化学稳定性和催化性能。此外,铑是热和电的良导体。它耐腐蚀、耐污渍,是反射率最高的金属之一,这使它成为一种优越的贵金属。

低接触电阻使铑成为电接触的理想材料。它很耐用,因为它通常即使在加热时也不会氧化。它在熔化时吸收氧气,在凝固过程中释放吸收的氧气。它溶于王水,但不溶于硝酸。

它具有 1,966°C (3,571°F) 的高熔点。由铑制成的热电偶可以准确测量高达 1,800°C (3,272°F) 的温度。这种金属的沸点为 3,695°C (6,683°F)。这些特性确保它适用于高温应用。

你想知道的关于铑的一切:稀有的铂金属
铑金属回收

铑的提取

铂族金属 (PGM) 的大部分储量都在南非发现。这些金属的生产涉及精炼贱金属以及精炼贵金属。涉及的步骤包括浮选、粉碎、冶炼和最终转化。铬和氧化物矿石的含量通常会给 PGM 金属提取带来挑战。采用低温焙烧和溴(酸)浸出工艺的专有工艺能够最大限度地提高氧化矿石和含铑混合矿石的产量(提高到 65% 的铑和 85% 的铂)。

铑的正常生产过程简述如下:

  • 铂、金和钯等贵金属首先通过沉淀从铂族金属矿石中分离出来
  • 现在将硫酸氢钠添加到残留物中并熔化;该步骤产生硫酸铑
  • 金属铑通过其余步骤从硫酸铑中沉淀出来
  • 添加氢氧化钠导致氢氧化铑沉淀
  • 盐酸添加到氢氧化铑中会产生 H 3 RhCl 6(纯化的铑酸溶液),然后将其进一步添加到亚硝酸钠和氯化铵中,从而使铑沉淀
  • 将铑的沉淀物溶解在盐酸中并加热以通过燃烧去除污染物,从而最终产生纯化的金属铑

回收铑

铑通过回收汽车催化转化器进行回收和回收。几乎 25% 的金属是由回收路线提供的。

铑的应用和市场需求

铑的大部分市场需求是由日本、欧洲和美国对汽车催化转换器的需求以及亚洲玻璃行业的需求推动的。由于它是最稀有的金属之一,价格由需求决定。根据市场研究,亚洲对稀有金属的需求增加是由于平板显示玻璃面板的生产商。

铑有时用作银首饰和电路元件上的装饰涂层,使这些产品免受锈蚀和腐蚀。它应用于装饰产品,也用于获得光学器具的高反射光面。电沉积工艺用于在珠宝上形成具有可观颜色的耐用铑涂层。

铑还用于生产具有高硬度和优异耐腐蚀性的钯和铂合金。这些合金随后用于制造催化化学反应的催化转化器和催化网。1976年,沃尔沃利用铑合金开发了三元催化转化器。这一突破有助于最大限度地减少汽车的氮氧化物 (NOx)排放。

化学工业使用铑-铂催化剂来生产一氧化氮,而一氧化氮是生产炸药和化肥所必需的。

铑的其他用途包括:

  • 作为装饰产品的涂层
  • 光学工业中闪亮的镜子的精加工
  • 制造光学仪器的组件
  • 制造涡轮发动机零件
  • 用于反应堆中的中子通量检测
  • LCD(液晶显示器)和阴极射线管(CRT)的制造
  • 玻璃制造
  • 制造热电偶以确保准确测量高温
  • 制造用于玻璃纤维生产的套管

结论

铑是一种贵金属,以其独特的耐腐蚀性、高温化学稳定性、耐用性、闪亮的外观和反射率而著称。它是铂族的六种稀有金属之一。铑不会失去光泽,不易腐蚀。它是最稀有的贵金属之一,具有非常好的耐用性。

这种稀有金属大部分被汽车工业用来制造汽车催化转化器,加速和催化氮氧化物还原为氮气,从而使发动机排放符合法规。

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