銠(lao)(lao)是在1803年(nian)(nian)由William Wollaston發現的(de)(de)(de)(de)。他和(he)Smithson Tennant在一個商業投資(zi)中(zhong)(zhong)(zhong)合(he)(he)作,多(duo)半(ban)是為了(le)(le)生(sheng)產出(chu)(chu)純鉑(bo)來出(chu)(chu)售(shou)。這(zhe)(zhe)(zhe)個程序的(de)(de)(de)(de)第(di)一步是溶解(jie)普通(tong)的(de)(de)(de)(de)鉑(bo)在王水(硝酸(suan)+鹽酸(suan))中(zhong)(zhong)(zhong)。不是所有(you)的(de)(de)(de)(de)都溶入了(le)(le)溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),它留下了(le)(le)黑色的(de)(de)(de)(de)殘(can)渣(Tennant研(yan)究(jiu)了(le)(le)這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)殘(can)渣,最(zui)終(zhong)他從中(zhong)(zhong)(zhong)提取(qu)出(chu)(chu)了(le)(le)鋨和(he)銥)。Wollaston全(quan)神貫注在這(zhe)(zhe)(zhe)個溶解(jie)的(de)(de)(de)(de)鉑(bo)溶液(ye),其也包含鈀。他用沉淀法移(yi)除了(le)(le)這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)金(jin)屬(shu),然后(hou)留下了(le)(le)一種漂亮(liang)的(de)(de)(de)(de)紅色溶液(ye),他從中(zhong)(zhong)(zhong)獲得了(le)(le)玫瑰(gui)紅晶體(ti)。這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)就是氯(lv)銠(lao)(lao)酸(suan)鈉Na3RhCl6。他最(zui)終(zhong)從中(zhong)(zhong)(zhong)生(sheng)產出(chu)(chu)了(le)(le)這(zhe)(zhe)(zhe)種金(jin)屬(shu)自身(shen)的(de)(de)(de)(de)樣本。世界銠(lao)(lao)產量約(yue)為鉑(bo)的(de)(de)(de)(de)2.8%,幾乎全(quan)由南(nan)非(fei)、俄羅(luo)斯和(he)加(jia)(jia)拿大三國(guo)(guo)生(sheng)產。金(jin)屬(shu)銠(lao)(lao)以海綿狀、粉狀或致密(mi)塊狀出(chu)(chu)售(shou)。1990~1993年(nian)(nian)三國(guo)(guo)平均年(nian)(nian)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)銠(lao)(lao)分別為7512kg,3227kg(僅指出(chu)(chu)售(shou)給西(xi)方國(guo)(guo)家部分),552kg。1980年(nian)(nian)以后(hou),西(xi)方國(guo)(guo)家每年(nian)(nian)從廢(fei)(fei)料中(zhong)(zhong)(zhong)再生(sheng)回收并進入市場的(de)(de)(de)(de)銠(lao)(lao)不斷增加(jia)(jia),僅從廢(fei)(fei)汽車催化(hua)劑(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)回收的(de)(de)(de)(de)銠(lao)(lao)1989年(nian)(nian)就達(da)2.5t。主要(yao)以銠(lao)(lao)催化(hua)劑(ji)、銠(lao)(lao)合(he)(he)金(jin)、銠(lao)(lao)鍍層、銠(lao)(lao)化(hua)合(he)(he)物(wu)應用于化(hua)學、石油、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽車等領域。1992年(nian)(nian)西(xi)方國(guo)(guo)家共消費銠(lao)(lao)10.2t,其中(zhong)(zhong)(zhong)汽車廢(fei)(fei)氣凈化(hua)催化(hua)劑(ji)用量達(da)86%。
元素類別:過渡金屬元素
原子序數:45
原子(zi)量:102.905
核電荷:45
電子排布:[Kr] 4d8 5s1
位置:第五周期VIII族
電負性(xing):2.28
自(zi)然界中(zhong)銠(lao)以103Rh同位(wei)素的(de)形式存在。較穩定(ding)的(de)放射性同位(wei)素包括101Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)(qi)3.3年)、102Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)(qi)207天)、102mRh(半(ban)衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)(qi)2.9年)以及99Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)(qi)16.1天)。目(mu)前(qian)已發(fa)現(xian)20多個放射性同位(wei)素,同位(wei)素質量從(cong)92.926u(93Rh)至116.925u(117Rh)。這些同位(wei)素的(de)半(ban)衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)(qi)大部分都在一小時(shi)(shi)以內,除了100Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)(qi)20.8小時(shi)(shi))和105Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)(qi)35.36小時(shi)(shi))。
銠是一種稀少的貴金(jin)(jin)屬(shu)。為(wei)(wei)銀白(bai)色(se)金(jin)(jin)屬(shu),硬度4~4.5,相對(dui)密度12.41。熔點(dian)高為(wei)(wei)1966℃。化學性(xing)(xing)質穩主要化合價為(wei)(wei)+2、+4和(he)+6。第(di)一電(dian)(dian)離能(neng)7.46eV。在(zai)中等(deng)的溫度下,它也能(neng)抵抗大(da)多數普(pu)通酸(包括(kuo)王水(shui)在(zai)內)。在(zai)200-600℃可與熱濃硫酸、熱氫溴酸、次氯酸鈉(na)(na)和(he)游離鹵素起化學反(fan)應。不與許多熔融(rong)金(jin)(jin)屬(shu),如(ru)金(jin)(jin)、銀、鈉(na)(na)和(he)鉀以及熔融(rong)的堿起反(fan)應。鉑族(zu)金(jin)(jin)屬(shu)熔點(dian)高、強(qiang)度大(da)、電(dian)(dian)熱性(xing)(xing)穩定、抗電(dian)(dian)火花蝕(shi)(shi)耗性(xing)(xing)高、抗腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)優(you)良、高溫抗氧化性(xing)(xing)能(neng)強(qiang)、催化活性(xing)(xing)良好,廣泛(fan)應用(yong)于汽車尾(wei)氣凈化、化工(gong)、航空航天、玻纖、電(dian)(dian)子(zi)和(he)電(dian)(dian)氣工(gong)業等(deng)領域,用(yong)量雖少,但起著關鍵作用(yong),素有“工(gong)業維生(sheng)素”之稱(cheng)。
除了制造合金外,銠可用作其他金屬(shu)的(de)光亮(liang)而堅(jian)硬的(de)鍍(du)膜,例(li)如(ru),鍍(du)在(zai)銀(yin)器或照相(xiang)機零(ling)件上(shang)。將銠蒸發至玻璃表(biao)面上(shang),形成(cheng)一(yi)層薄(bo)蠟,便造成(cheng)一(yi)種特(te)別優良的(de)反射鏡(jing)面。
(1)催化(hua)(hua)活性和(he)選擇性高,壽命長。銠及(ji)其合(he)金(jin)、含銠化(hua)(hua)合(he)物(wu)、絡合(he)物(wu)催化(hua)(hua)劑可用于制醛(quan)類和(he)醋酸,汽車廢氣(qi)凈化(hua)(hua),硝酸生產的氨氧化(hua)(hua),塑料、人(ren)造(zao)纖維、藥物(wu)、農藥等(deng)有機化(hua)(hua)工合(he)成,燃料電(dian)池電(dian)極。
(2)對可見光(guang)反(fan)射率高而(er)穩定。常用于(yu)特殊工(gong)業用鏡、探照燈、雷達等反(fan)射面的(de)鍍層。
(3)熔點(dian)高(gao),抗氧化,耐腐蝕(shi),是化學性質最穩定的金屬之一。可(ke)做(zuo)耐腐蝕(shi)容器(qi),大氣(qi)中(zhong)可(ke)在1850℃高(gao)溫下使用,純銠坩堝可(ke)用于(yu)生產鎢酸鈣和(he)鈮酸鋰單晶。
(4)銠(lao)鍍層硬度高(7500~9000MPa),耐磨,耐腐蝕,接(jie)觸電阻穩(wen)定(ding)。鍍銠(lao)復合(he)材(cai)料(liao)是優良的電接(jie)觸材(cai)料(liao),銠(lao)還可用于飾品和(he)其(qi)他工(gong)業儀器(qi)、氣敏元件(jian)的鍍層。
(5)改(gai)性(xing)作用。銠可與鉑(bo)、鈀等金(jin)(jin)屬形成(cheng)固(gu)溶體(ti),對(dui)基(ji)體(ti)起固(gu)溶強(qiang)化作用,提高基(ji)體(ti)的(de)熔(rong)點、再(zai)結晶(jing)溫度和(he)抗腐蝕性(xing),減少氧(yang)化揮發損失,其中鉑(bo)銠合金(jin)(jin)是優(you)良的(de)貴(gui)金(jin)(jin)屬測(ce)溫材(cai)料(liao);銠與鈦、鋯、鉿(jia)、鉭、鈮等金(jin)(jin)屬形成(cheng)的(de)化合物對(dui)含(han)銠合金(jin)(jin)起彌(mi)散強(qiang)化作用,增加熱穩定(ding)性(xing);銥中加銠可改(gai)善銥的(de)加工性(xing)能。
(6)加工硬化率高,熱加工成(cheng)一定尺寸后可以冷(leng)加工。
(7)價(jia)格(ge)昂貴(gui),除特殊使用(yong)外,通常只作為添加元素使用(yong)。
銠存在于(yu)鉑礦中,在精煉過程(cheng)中可以(yi)集取而制(zhi)得(de)。
我國(guo)(guo)鉑(bo)(bo)金(jin)屬資源比較(jiao)稀缺,鉑(bo)(bo)金(jin)屬礦(kuang)(kuang)床(chuang)分布在(zai)10個省、自治區(qu),甘肅、云南、四川和黑龍江(jiang)的(de)(de)(de)儲(chu)(chu)量較(jiao)多,這四省的(de)(de)(de)儲(chu)(chu)量占全(quan)(quan)國(guo)(guo)儲(chu)(chu)量的(de)(de)(de)94.6%。其他省區(qu)如(ru)河(he)北(bei)、青海、新疆(jiang)、北(bei)京、內蒙古也有(you)一些(xie)小礦(kuang)(kuang)點,但儲(chu)(chu)量甚少。從1996年(nian)我國(guo)(guo)鉑(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)、鈀礦(kuang)(kuang)與鉑(bo)(bo)鈀(未分)礦(kuang)(kuang)保有(you)儲(chu)(chu)量看,我國(guo)(guo)的(de)(de)(de)鉑(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)和鈀礦(kuang)(kuang)主要(yao)分布在(zai)甘肅,分別(bie)(bie)占全(quan)(quan)國(guo)(guo)鉑(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)與鈀礦(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)90.7%與91.3%,其次是河(he)北(bei),分別(bie)(bie)為5.8%和2.3%。其他省區(qu)只占極少份額。鉑(bo)(bo)鈀(未分)礦(kuang)(kuang)主要(yao)在(zai)云南,占全(quan)(quan)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)66.8%;其次是四川,占全(quan)(quan)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)25.5%。
其他幾(ji)種鉑(bo)族金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)分(fen)布也主(zhu)要在甘肅、云(yun)南和黑(hei)龍江。甘肅省(sheng)的(de)(de)銠、銥、鋨、釕儲量(liang)分(fen)別占(zhan)(zhan)其全國(guo)(guo)儲量(liang)的(de)(de)59.3%、64.4%、74.0%、84.9%;云(yun)南分(fen)別占(zhan)(zhan)39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。這兩個省(sheng)的(de)(de)相(xiang)應數據相(xiang)加(jia),除了(le)鋨都占(zhan)(zhan)到全國(guo)(guo)儲量(liang)的(de)(de)95%以上(shang);只是云(yun)南的(de)(de)鋨儲量(liang)(占(zhan)(zhan)9.8%)稍遜于黑(hei)龍江(占(zhan)(zhan)15.2%)。我國(guo)(guo)鉑(bo)族金(jin)(jin)屬(shu)資源有(you)以下(xia)特點:
(1)資源分布集(ji)中。我國(guo)的(de)鉑族金屬資源95%以上分布于(yu)甘肅(su)(su)、云(yun)南、四(si)川(chuan)、黑(hei)龍江和河北5省,其中僅甘肅(su)(su)省就占全國(guo)儲量的(de)57.5%。這幾個省的(de)儲量集(ji)中于(yu)甘肅(su)(su)金川(chuan)、云(yun)南金寶山和四(si)川(chuan)楊柳坪三個大型礦床(chuang)。
(2)礦(kuang)石品(pin)(pin)位(wei)(wei)低,鉑(bo)族元素以鉑(bo)、鈀(ba)為主(zhu),且(qie)鉑(bo)大于鈀(ba)。全國(guo)鉑(bo)族金(jin)(jin)屬(shu)(shu)礦(kuang)的平均(jun)品(pin)(pin)位(wei)(wei)為0.796g/t,Pt品(pin)(pin)位(wei)(wei)0.341g/t,Pd品(pin)(pin)位(wei)(wei)0.386g/t,Os+Ir品(pin)(pin)位(wei)(wei)0.041g/t,Rh+Ru品(pin)(pin)位(wei)(wei)0.028g/t。以鉑(bo)族金(jin)(jin)屬(shu)(shu)為主(zhu)的礦(kuang)床(chuang),品(pin)(pin)位(wei)(wei)為1.468g/t,富礦(kuang)品(pin)(pin)位(wei)(wei)2.33g/t;與銅(tong)鎳共生的鉑(bo)族金(jin)(jin)屬(shu)(shu)品(pin)(pin)位(wei)(wei)0.768g/t,銅(tong)鎳礦(kuang)中伴生的鉑(bo)族金(jin)(jin)屬(shu)(shu)品(pin)(pin)位(wei)(wei)0.436g/t。國(guo)外(wai)幾個(ge)大型(xing)鉑(bo)礦(kuang)床(chuang)的平均(jun)品(pin)(pin)位(wei)(wei)為:南(nan)非(fei)布什(shen)維(wei)爾德雜(za)巖(yan)3.1-17.1g/t,麥倫斯(si)(si)基層30~60g/t,俄羅(luo)斯(si)(si)諾里(li)(li)爾斯(si)(si)克6~350g/t,加拿大薩德伯里(li)(li)3.34g/t,美國(guo)斯(si)(si)蒂爾沃特147 g/t。相比之下(xia),我國(guo)鉑(bo)族金(jin)(jin)屬(shu)(shu)礦(kuang)的品(pin)(pin)位(wei)(wei)是十(shi)分低的。
(3)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床類型(xing)(xing)多樣(yang),但大部分儲量(liang)集中于共(gong)生(sheng)或(huo)(huo)伴生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。我國鉑族(zu)金(jin)(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床類型(xing)(xing)有(you)(you)巖漿(jiang)熔離(li)型(xing)(xing)、熱(re)液再造(zao)型(xing)(xing)和砂鉑礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang),還有(you)(you)一些含在黑色巖系、熱(re)液或(huo)(huo)夕卡巖型(xing)(xing)多金(jin)(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床及斑巖銅鉬礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中。按(an)全國礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)產(chan)儲量(liang)委員(yuan)會(1985)確定(ding)的(de)(de)(de)鉑族(zu)金(jin)(jin)屬(shu)參(can)考(kao)工業指標,原(yuan)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)邊界品(pin)位為0.3~0.5g/t,工業品(pin)位為0.5g/t。可(ke)將我國鉑族(zu)金(jin)(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床分為單一礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、共(gong)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和伴生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)三(san)類,根(gen)據1996年(nian)的(de)(de)(de)統計資料,93.4%的(de)(de)(de)鉑族(zu)金(jin)(jin)屬(shu)(探明儲量(liang))與銅鎳硫化物、多金(jin)(jin)屬(shu)共(gong)生(sheng)或(huo)(huo)伴生(sheng)。