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研究簡史

銠是在(zai)(zai)1803年(nian)(nian)由(you)William Wollaston發(fa)現(xian)的。他(ta)和Smithson Tennant在(zai)(zai)一個商(shang)業投資中(zhong)(zhong)合(he)作，多半是為(wei)(wei)了(le)(le)(le)(le)生(sheng)產(chan)出(chu)(chu)(chu)純鉑來出(chu)(chu)(chu)售(shou)。這(zhe)個程序的第一步是溶(rong)解普通的鉑在(zai)(zai)王(wang)水（硝酸(suan)+鹽酸(suan)）中(zhong)(zhong)。不是所有的都溶(rong)入了(le)(le)(le)(le)溶(rong)液中(zhong)(zhong)，它留下了(le)(le)(le)(le)黑色的殘渣（Tennant研(yan)究了(le)(le)(le)(le)這(zhe)些殘渣，最終他(ta)從(cong)(cong)中(zhong)(zhong)提取出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)(le)鋨和銥）。Wollaston全神(shen)貫(guan)注在(zai)(zai)這(zhe)個溶(rong)解的鉑溶(rong)液，其(qi)也包含鈀。他(ta)用(yong)(yong)沉(chen)淀(dian)法移除了(le)(le)(le)(le)這(zhe)些金屬，然后留下了(le)(le)(le)(le)一種(zhong)漂亮的紅(hong)色溶(rong)液，他(ta)從(cong)(cong)中(zhong)(zhong)獲得(de)了(le)(le)(le)(le)玫瑰紅(hong)晶體。這(zhe)些就是氯(lv)銠酸(suan)鈉Na3RhCl6。他(ta)最終從(cong)(cong)中(zhong)(zhong)生(sheng)產(chan)出(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)(le)這(zhe)種(zhong)金屬自身的樣本。世界銠產(chan)量約為(wei)(wei)鉑的2.8%，幾乎全由(you)南非、俄(e)羅斯(si)和加(jia)拿(na)大三國生(sheng)產(chan)。金屬銠以海綿狀(zhuang)(zhuang)、粉狀(zhuang)(zhuang)或致密(mi)塊(kuai)狀(zhuang)(zhuang)出(chu)(chu)(chu)售(shou)。1990～1993年(nian)(nian)三國平(ping)均年(nian)(nian)生(sheng)產(chan)的銠分(fen)別為(wei)(wei)7512kg，3227kg（僅指出(chu)(chu)(chu)售(shou)給西(xi)方國家(jia)部分(fen)），552kg。1980年(nian)(nian)以后，西(xi)方國家(jia)每年(nian)(nian)從(cong)(cong)廢(fei)料中(zhong)(zhong)再(zai)生(sheng)回(hui)收并進入市場的銠不斷增(zeng)加(jia)，僅從(cong)(cong)廢(fei)汽車催(cui)化(hua)(hua)劑中(zhong)(zhong)回(hui)收的銠1989年(nian)(nian)就達(da)(da)2.5t。主(zhu)要(yao)以銠催(cui)化(hua)(hua)劑、銠合(he)金、銠鍍層、銠化(hua)(hua)合(he)物應用(yong)(yong)于化(hua)(hua)學、石油、玻璃、電氣、牙(ya)科、飾品、汽車等領(ling)域。1992年(nian)(nian)西(xi)方國家(jia)共消費銠10.2t，其(qi)中(zhong)(zhong)汽車廢(fei)氣凈化(hua)(hua)催(cui)化(hua)(hua)劑用(yong)(yong)量達(da)(da)86%。

元素性質

元素類別(bie)：過(guo)渡金屬元素

原子序數：45

原子量(liang)：102.905

核電荷：45

電子(zi)排布：[Kr] 4d8 5s1

位置(zhi)：第五周期VIII族

電負性：2.28

同位素

自然界中銠以103Rh同(tong)(tong)(tong)位素(su)的形式(shi)存在(zai)。較穩定的放(fang)(fang)射性同(tong)(tong)(tong)位素(su)包括101Rh（半衰(shuai)期(qi)(qi)3.3年(nian)(nian)）、102Rh（半衰(shuai)期(qi)(qi)207天(tian)）、102mRh（半衰(shuai)期(qi)(qi)2.9年(nian)(nian)）以及99Rh（半衰(shuai)期(qi)(qi)16.1天(tian)）。目(mu)前已發現(xian)20多個放(fang)(fang)射性同(tong)(tong)(tong)位素(su)，同(tong)(tong)(tong)位素(su)質量從92.926u（93Rh）至116.925u（117Rh）。這些(xie)同(tong)(tong)(tong)位素(su)的半衰(shuai)期(qi)(qi)大部分都在(zai)一小時(shi)以內，除了(le)100Rh（半衰(shuai)期(qi)(qi)20.8小時(shi)）和105Rh（半衰(shuai)期(qi)(qi)35.36小時(shi)）。

理化性質

銠是一(yi)種(zhong)稀少(shao)的(de)貴金屬(shu)。為(wei)銀白(bai)色金屬(shu)，硬度(du)4~4.5，相(xiang)對密度(du)12.41。熔(rong)點(dian)高(gao)(gao)為(wei)1966℃。化學(xue)(xue)性質穩主要化合(he)價為(wei)+2、+4和+6。第一(yi)電(dian)離能(neng)7.46eV。在中等的(de)溫度(du)下，它(ta)也(ye)能(neng)抵抗(kang)(kang)大(da)(da)多數普通酸(suan)（包(bao)括王水(shui)在內）。在200-600℃可(ke)與熱濃硫酸(suan)、熱氫溴酸(suan)、次氯酸(suan)鈉(na)和游(you)離鹵(lu)素(su)起(qi)化學(xue)(xue)反應(ying)。不(bu)與許多熔(rong)融(rong)金屬(shu)，如金、銀、鈉(na)和鉀以(yi)及熔(rong)融(rong)的(de)堿起(qi)反應(ying)。鉑族金屬(shu)熔(rong)點(dian)高(gao)(gao)、強(qiang)度(du)大(da)(da)、電(dian)熱性穩定、抗(kang)(kang)電(dian)火花蝕(shi)耗(hao)性高(gao)(gao)、抗(kang)(kang)腐蝕(shi)性優良、高(gao)(gao)溫抗(kang)(kang)氧化性能(neng)強(qiang)、催化活性良好，廣泛應(ying)用于(yu)汽車(che)尾氣凈化、化工(gong)(gong)、航空航天、玻纖、電(dian)子和電(dian)氣工(gong)(gong)業等領域，用量雖少(shao)，但起(qi)著關(guan)鍵作用，素(su)有(you)“工(gong)(gong)業維生素(su)”之(zhi)稱。

應用

除了(le)制造合金外(wai)，銠可用作其他金屬(shu)的(de)光亮而堅硬的(de)鍍膜(mo)，例如，鍍在銀器或照相機零件上。將銠蒸發至(zhi)玻璃(li)表面上，形成(cheng)一層(ceng)薄(bo)蠟，便造成(cheng)一種(zhong)特(te)別優良的(de)反射鏡面。

(1)催化(hua)活性和選擇性高，壽命(ming)長(chang)。銠及其合(he)(he)金、含銠化(hua)合(he)(he)物(wu)、絡合(he)(he)物(wu)催化(hua)劑可用于制(zhi)醛(quan)類和醋酸，汽車廢氣凈化(hua)，硝(xiao)酸生產的氨氧化(hua)，塑(su)料、人造纖(xian)維、藥物(wu)、農藥等(deng)有機(ji)化(hua)工合(he)(he)成，燃(ran)料電(dian)池電(dian)極。

(2)對可見光反射(she)率高而穩(wen)定。常用于特殊工業用鏡、探照燈、雷達等反射(she)面(mian)的鍍層。

(3)熔點高，抗(kang)氧(yang)化，耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)，是化學(xue)性質最穩定的金(jin)屬之一。可做耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)容器，大(da)氣中可在1850℃高溫下使(shi)用，純銠坩(gan)堝可用于生產鎢酸(suan)鈣和鈮酸(suan)鋰單(dan)晶。

(4)銠鍍(du)(du)層(ceng)硬度(du)高（7500～9000MPa），耐磨，耐腐蝕，接觸電阻(zu)穩(wen)定(ding)。鍍(du)(du)銠復合材(cai)(cai)料是優良的電接觸材(cai)(cai)料，銠還可用于飾(shi)品和其他工業儀(yi)器、氣敏元件的鍍(du)(du)層(ceng)。

(5)改性(xing)(xing)作用。銠可(ke)(ke)與鉑、鈀(ba)等金(jin)屬(shu)形成(cheng)固(gu)溶體(ti)，對基(ji)體(ti)起固(gu)溶強化(hua)(hua)作用，提高(gao)基(ji)體(ti)的(de)(de)(de)熔點、再結晶溫度和(he)抗腐蝕性(xing)(xing)，減(jian)少氧化(hua)(hua)揮發損失，其中鉑銠合(he)金(jin)是優(you)良的(de)(de)(de)貴金(jin)屬(shu)測溫材料；銠與鈦、鋯、鉿(jia)、鉭(tan)、鈮等金(jin)屬(shu)形成(cheng)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)合(he)物對含銠合(he)金(jin)起彌散強化(hua)(hua)作用，增加(jia)(jia)(jia)熱穩定(ding)性(xing)(xing)；銥中加(jia)(jia)(jia)銠可(ke)(ke)改善銥的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)工性(xing)(xing)能。

(6)加工(gong)硬化率高(gao)，熱加工(gong)成一(yi)定尺寸后可以(yi)冷加工(gong)。

(7)價格昂貴，除特殊(shu)使用外，通常只作為添(tian)加元素使用。

資源分布

銠存在于(yu)鉑礦中，在精煉過程(cheng)中可以集取而制(zhi)得。

我國(guo)(guo)鉑金(jin)屬資源比(bi)較稀缺，鉑金(jin)屬礦(kuang)(kuang)床分(fen)(fen)(fen)布在(zai)10個省、自(zi)治區，甘肅、云南、四(si)川(chuan)和黑龍江的(de)(de)儲量較多，這四(si)省的(de)(de)儲量占(zhan)全國(guo)(guo)儲量的(de)(de)94.6%。其他(ta)省區如河北(bei)、青海、新(xin)疆、北(bei)京、內蒙古也有(you)(you)一(yi)些小(xiao)礦(kuang)(kuang)點(dian)，但儲量甚少(shao)。從1996年我國(guo)(guo)鉑礦(kuang)(kuang)、鈀礦(kuang)(kuang)與鉑鈀（未分(fen)(fen)(fen)）礦(kuang)(kuang)保有(you)(you)儲量看，我國(guo)(guo)的(de)(de)鉑礦(kuang)(kuang)和鈀礦(kuang)(kuang)主要(yao)分(fen)(fen)(fen)布在(zai)甘肅，分(fen)(fen)(fen)別占(zhan)全國(guo)(guo)鉑礦(kuang)(kuang)與鈀礦(kuang)(kuang)的(de)(de)90.7%與91.3%，其次是河北(bei)，分(fen)(fen)(fen)別為5.8%和2.3%。其他(ta)省區只占(zhan)極少(shao)份(fen)額。鉑鈀（未分(fen)(fen)(fen)）礦(kuang)(kuang)主要(yao)在(zai)云南，占(zhan)全國(guo)(guo)的(de)(de)66.8%；其次是四(si)川(chuan)，占(zhan)全國(guo)(guo)的(de)(de)25.5%。

其他幾種鉑族金屬的(de)(de)分(fen)布也主要在(zai)甘肅(su)、云(yun)南(nan)(nan)和黑龍江(jiang)。甘肅(su)省的(de)(de)銠、銥(yi)、鋨(e)、釕儲量分(fen)別(bie)占(zhan)其全(quan)國(guo)儲量的(de)(de)59.3%、64.4%、74.0%、84.9%；云(yun)南(nan)(nan)分(fen)別(bie)占(zhan)39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。這(zhe)兩個省的(de)(de)相應(ying)數據相加，除了鋨(e)都(dou)占(zhan)到全(quan)國(guo)儲量的(de)(de)95%以上；只(zhi)是云(yun)南(nan)(nan)的(de)(de)鋨(e)儲量（占(zhan)9.8%）稍遜(xun)于黑龍江(jiang)（占(zhan)15.2%）。我國(guo)鉑族金屬資源有以下特(te)點(dian)：

（1）資源(yuan)分(fen)布集(ji)中。我國的鉑族金(jin)(jin)屬資源(yuan)95%以上(shang)分(fen)布于甘肅(su)、云(yun)南、四川(chuan)、黑龍江和河(he)北5省(sheng)，其(qi)中僅甘肅(su)省(sheng)就占全(quan)國儲量(liang)的57.5%。這幾個(ge)省(sheng)的儲量(liang)集(ji)中于甘肅(su)金(jin)(jin)川(chuan)、云(yun)南金(jin)(jin)寶山和四川(chuan)楊柳坪(ping)三個(ge)大型礦床。

（2）礦(kuang)石品(pin)位(wei)(wei)低(di)，鉑(bo)族(zu)元(yuan)素以鉑(bo)、鈀為(wei)主，且(qie)鉑(bo)大(da)于鈀。全(quan)國(guo)鉑(bo)族(zu)金(jin)屬礦(kuang)的平(ping)均品(pin)位(wei)(wei)為(wei)0.796g/t，Pt品(pin)位(wei)(wei)0.341g/t，Pd品(pin)位(wei)(wei)0.386g/t，Os+Ir品(pin)位(wei)(wei)0.041g/t，Rh+Ru品(pin)位(wei)(wei)0.028g/t。以鉑(bo)族(zu)金(jin)屬為(wei)主的礦(kuang)床(chuang)，品(pin)位(wei)(wei)為(wei)1.468g/t，富礦(kuang)品(pin)位(wei)(wei)2.33g/t；與(yu)銅鎳(nie)(nie)共(gong)生的鉑(bo)族(zu)金(jin)屬品(pin)位(wei)(wei)0.768g/t，銅鎳(nie)(nie)礦(kuang)中伴(ban)生的鉑(bo)族(zu)金(jin)屬品(pin)位(wei)(wei)0.436g/t。國(guo)外幾(ji)個(ge)大(da)型鉑(bo)礦(kuang)床(chuang)的平(ping)均品(pin)位(wei)(wei)為(wei)：南非布什(shen)維爾德(de)雜巖3.1-17.1g/t，麥(mai)倫斯(si)基層(ceng)30～60g/t，俄羅斯(si)諾(nuo)里爾斯(si)克6～350g/t，加(jia)拿大(da)薩德(de)伯里3.34g/t，美國(guo)斯(si)蒂爾沃特147 g/t。相比之下，我國(guo)鉑(bo)族(zu)金(jin)屬礦(kuang)的品(pin)位(wei)(wei)是十分低(di)的。

（3）礦(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)類型多(duo)樣(yang)，但大(da)部分儲(chu)(chu)量集中于共(gong)生(sheng)或伴(ban)(ban)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)。我(wo)(wo)國(guo)(guo)鉑族(zu)金(jin)屬礦(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)類型有(you)巖(yan)漿熔離型、熱液再造(zao)型和(he)砂鉑礦(kuang)(kuang)(kuang)，還有(you)一些(xie)含(han)在(zai)黑色巖(yan)系、熱液或夕(xi)卡巖(yan)型多(duo)金(jin)屬礦(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)及斑(ban)巖(yan)銅(tong)鉬(mu)礦(kuang)(kuang)(kuang)中。按全國(guo)(guo)礦(kuang)(kuang)(kuang)產儲(chu)(chu)量委員會（1985）確定(ding)的(de)鉑族(zu)金(jin)屬參(can)考工(gong)業指標，原(yuan)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)邊界品位(wei)為(wei)(wei)0.3～0.5g/t，工(gong)業品位(wei)為(wei)(wei)0.5g/t。可(ke)將我(wo)(wo)國(guo)(guo)鉑族(zu)金(jin)屬礦(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)分為(wei)(wei)單一礦(kuang)(kuang)(kuang)、共(gong)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)和(he)伴(ban)(ban)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)三類，根(gen)據1996年(nian)的(de)統計資料(liao)，93.4%的(de)鉑族(zu)金(jin)屬（探(tan)明儲(chu)(chu)量）與銅(tong)鎳硫化(hua)物、多(duo)金(jin)屬共(gong)生(sheng)或伴(ban)(ban)生(sheng)。