銠是(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)1803年(nian)由William Wollaston發(fa)現的(de)(de)(de)(de)。他和Smithson Tennant在(zai)(zai)(zai)一個商業(ye)投(tou)資中合作(zuo),多半是(shi)(shi)為(wei)了(le)(le)(le)生產(chan)(chan)出(chu)(chu)純鉑(bo)(bo)(bo)來(lai)出(chu)(chu)售(shou)。這個程序的(de)(de)(de)(de)第一步是(shi)(shi)溶(rong)(rong)解普(pu)通的(de)(de)(de)(de)鉑(bo)(bo)(bo)在(zai)(zai)(zai)王水(硝酸(suan)+鹽酸(suan))中。不是(shi)(shi)所有(you)的(de)(de)(de)(de)都(dou)溶(rong)(rong)入(ru)了(le)(le)(le)溶(rong)(rong)液中,它留下了(le)(le)(le)黑色的(de)(de)(de)(de)殘(can)渣(Tennant研究了(le)(le)(le)這些殘(can)渣,最終他從(cong)中提取出(chu)(chu)了(le)(le)(le)鋨和銥)。Wollaston全(quan)神貫注在(zai)(zai)(zai)這個溶(rong)(rong)解的(de)(de)(de)(de)鉑(bo)(bo)(bo)溶(rong)(rong)液,其(qi)也包(bao)含(han)鈀(ba)。他用(yong)沉(chen)淀法移除了(le)(le)(le)這些金(jin)屬,然后留下了(le)(le)(le)一種(zhong)漂亮的(de)(de)(de)(de)紅(hong)(hong)色溶(rong)(rong)液,他從(cong)中獲(huo)得了(le)(le)(le)玫瑰(gui)紅(hong)(hong)晶體。這些就(jiu)是(shi)(shi)氯銠酸(suan)鈉Na3RhCl6。他最終從(cong)中生產(chan)(chan)出(chu)(chu)了(le)(le)(le)這種(zhong)金(jin)屬自身的(de)(de)(de)(de)樣本。世界銠產(chan)(chan)量約為(wei)鉑(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)2.8%,幾乎全(quan)由南非、俄(e)羅斯和加(jia)拿大三國(guo)生產(chan)(chan)。金(jin)屬銠以海綿(mian)狀(zhuang)、粉狀(zhuang)或致密塊狀(zhuang)出(chu)(chu)售(shou)。1990~1993年(nian)三國(guo)平均(jun)年(nian)生產(chan)(chan)的(de)(de)(de)(de)銠分(fen)別為(wei)7512kg,3227kg(僅指出(chu)(chu)售(shou)給(gei)西方國(guo)家(jia)部分(fen)),552kg。1980年(nian)以后,西方國(guo)家(jia)每(mei)年(nian)從(cong)廢料中再生回(hui)收并進入(ru)市(shi)場的(de)(de)(de)(de)銠不斷增加(jia),僅從(cong)廢汽(qi)車(che)(che)(che)催(cui)化劑中回(hui)收的(de)(de)(de)(de)銠1989年(nian)就(jiu)達(da)2.5t。主要以銠催(cui)化劑、銠合金(jin)、銠鍍層、銠化合物應用(yong)于化學、石(shi)油、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽(qi)車(che)(che)(che)等(deng)領(ling)域。1992年(nian)西方國(guo)家(jia)共消費銠10.2t,其(qi)中汽(qi)車(che)(che)(che)廢氣凈化催(cui)化劑用(yong)量達(da)86%。
元素類別:過渡金屬元素
原子序數:45
原子量:102.905
核電荷:45
電子排布:[Kr] 4d8 5s1
位置:第五周期VIII族
電負(fu)性(xing):2.28
自然界中銠以(yi)103Rh同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)的形式存在。較穩(wen)定(ding)的放(fang)射性同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)包(bao)括101Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)3.3年(nian))、102Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)207天)、102mRh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)2.9年(nian))以(yi)及(ji)99Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)16.1天)。目(mu)前已發現(xian)20多個放(fang)射性同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su),同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)質量從92.926u(93Rh)至116.925u(117Rh)。這些同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)的半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)大部分都在一(yi)小時(shi)以(yi)內,除了100Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)20.8小時(shi))和105Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)35.36小時(shi))。
銠是一(yi)種稀(xi)少的(de)(de)貴金(jin)屬(shu)(shu)。為銀(yin)白色(se)金(jin)屬(shu)(shu),硬(ying)度4~4.5,相對密(mi)度12.41。熔點高(gao)為1966℃。化學性(xing)(xing)(xing)質(zhi)穩(wen)主要化合價為+2、+4和(he)+6。第一(yi)電離能7.46eV。在(zai)中等的(de)(de)溫度下,它也能抵抗大多(duo)數(shu)普通酸(suan)(suan)(包括王水在(zai)內)。在(zai)200-600℃可與(yu)熱(re)濃硫酸(suan)(suan)、熱(re)氫溴(xiu)酸(suan)(suan)、次氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)和(he)游離鹵素起化學反應(ying)。不與(yu)許多(duo)熔融金(jin)屬(shu)(shu),如(ru)金(jin)、銀(yin)、鈉(na)和(he)鉀以及(ji)熔融的(de)(de)堿起反應(ying)。鉑族金(jin)屬(shu)(shu)熔點高(gao)、強度大、電熱(re)性(xing)(xing)(xing)穩(wen)定、抗電火花蝕(shi)耗(hao)性(xing)(xing)(xing)高(gao)、抗腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)優良(liang)、高(gao)溫抗氧(yang)化性(xing)(xing)(xing)能強、催(cui)化活(huo)性(xing)(xing)(xing)良(liang)好,廣泛應(ying)用于(yu)汽車尾氣凈化、化工(gong)、航空(kong)航天(tian)、玻纖、電子和(he)電氣工(gong)業等領(ling)域,用量(liang)雖少,但起著(zhu)關鍵作用,素有“工(gong)業維生素”之稱。
除了制造(zao)合金外(wai),銠(lao)可用作其他金屬的(de)光亮(liang)而堅硬的(de)鍍(du)膜,例(li)如,鍍(du)在銀器或照相(xiang)機零(ling)件上。將銠(lao)蒸發至玻璃表面上,形成一(yi)層薄蠟(la),便造(zao)成一(yi)種特(te)別優良的(de)反射鏡面。
(1)催(cui)化(hua)活性和(he)選擇性高,壽命長。銠及(ji)其合(he)金、含銠化(hua)合(he)物(wu)、絡合(he)物(wu)催(cui)化(hua)劑可用(yong)于制醛類和(he)醋酸,汽車廢氣凈化(hua),硝酸生(sheng)產的氨氧化(hua),塑(su)料、人造(zao)纖維(wei)、藥物(wu)、農藥等有(you)機化(hua)工合(he)成,燃料電(dian)池電(dian)極。
(2)對(dui)可見光反射率高(gao)而穩定。常(chang)用(yong)于特殊(shu)工(gong)業用(yong)鏡(jing)、探(tan)照燈、雷達等反射面的(de)鍍層。
(3)熔(rong)點(dian)高(gao),抗氧化(hua),耐腐蝕(shi),是(shi)化(hua)學性質最穩定(ding)的金屬(shu)之一(yi)。可做耐腐蝕(shi)容器,大氣中可在(zai)1850℃高(gao)溫下使用,純銠坩堝可用于(yu)生產鎢(wu)酸(suan)鈣和鈮酸(suan)鋰(li)單(dan)晶。
(4)銠(lao)鍍層硬(ying)度高(7500~9000MPa),耐磨,耐腐蝕,接觸電(dian)阻穩(wen)定。鍍銠(lao)復(fu)合材(cai)料是優良的電(dian)接觸材(cai)料,銠(lao)還(huan)可(ke)用于飾(shi)品和其他(ta)工業儀器、氣敏元件的鍍層。
(5)改(gai)性(xing)作(zuo)用。銠(lao)(lao)(lao)可與(yu)鉑(bo)、鈀(ba)等(deng)金(jin)屬形成固溶體,對基體起固溶強化作(zuo)用,提高基體的(de)熔點、再(zai)結晶(jing)溫(wen)度(du)和抗腐(fu)蝕性(xing),減少氧化揮發損失,其中鉑(bo)銠(lao)(lao)(lao)合(he)金(jin)是優良(liang)的(de)貴(gui)金(jin)屬測溫(wen)材料(liao);銠(lao)(lao)(lao)與(yu)鈦、鋯、鉿、鉭、鈮等(deng)金(jin)屬形成的(de)化合(he)物對含銠(lao)(lao)(lao)合(he)金(jin)起彌散(san)強化作(zuo)用,增加熱穩定性(xing);銥中加銠(lao)(lao)(lao)可改(gai)善銥的(de)加工性(xing)能(neng)。
(6)加工硬(ying)化(hua)率高,熱(re)加工成一定(ding)尺寸后可以冷(leng)加工。
(7)價格昂貴,除特(te)殊(shu)使用(yong)外,通常只作為添加元素使用(yong)。
銠存在于鉑礦中,在精煉過程(cheng)中可以集(ji)取(qu)而制得。
我國(guo)(guo)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)金屬(shu)資源(yuan)比較稀缺,鉑(bo)(bo)(bo)(bo)金屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床分(fen)布在10個(ge)省(sheng)、自治區(qu),甘(gan)肅、云南、四(si)川和黑龍(long)江的(de)(de)儲(chu)(chu)量(liang)較多(duo),這四(si)省(sheng)的(de)(de)儲(chu)(chu)量(liang)占(zhan)全(quan)(quan)(quan)國(guo)(guo)儲(chu)(chu)量(liang)的(de)(de)94.6%。其(qi)他(ta)省(sheng)區(qu)如河北、青(qing)海、新疆、北京、內蒙古(gu)也有一些小礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)點,但(dan)儲(chu)(chu)量(liang)甚少。從1996年我國(guo)(guo)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、鈀礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)與鉑(bo)(bo)(bo)(bo)鈀(未(wei)分(fen))礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)保有儲(chu)(chu)量(liang)看,我國(guo)(guo)的(de)(de)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和鈀礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)主要(yao)分(fen)布在甘(gan)肅,分(fen)別(bie)占(zhan)全(quan)(quan)(quan)國(guo)(guo)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)與鈀礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)90.7%與91.3%,其(qi)次是河北,分(fen)別(bie)為5.8%和2.3%。其(qi)他(ta)省(sheng)區(qu)只占(zhan)極少份(fen)額。鉑(bo)(bo)(bo)(bo)鈀(未(wei)分(fen))礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)主要(yao)在云南,占(zhan)全(quan)(quan)(quan)國(guo)(guo)的(de)(de)66.8%;其(qi)次是四(si)川,占(zhan)全(quan)(quan)(quan)國(guo)(guo)的(de)(de)25.5%。
其他幾種鉑族金屬的(de)分布也主要在甘肅、云(yun)(yun)南(nan)和黑(hei)(hei)龍(long)江(jiang)。甘肅省(sheng)的(de)銠、銥、鋨、釕儲量(liang)(liang)分別占(zhan)其全國(guo)儲量(liang)(liang)的(de)59.3%、64.4%、74.0%、84.9%;云(yun)(yun)南(nan)分別占(zhan)39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。這兩個省(sheng)的(de)相(xiang)應數據相(xiang)加,除(chu)了(le)鋨都占(zhan)到全國(guo)儲量(liang)(liang)的(de)95%以上;只是云(yun)(yun)南(nan)的(de)鋨儲量(liang)(liang)(占(zhan)9.8%)稍(shao)遜于黑(hei)(hei)龍(long)江(jiang)(占(zhan)15.2%)。我國(guo)鉑族金屬資源有以下特點:
(1)資(zi)源(yuan)分(fen)布集中。我國的鉑族金屬(shu)資(zi)源(yuan)95%以(yi)上分(fen)布于甘(gan)(gan)肅、云南、四川(chuan)、黑龍江和河(he)北5省(sheng),其中僅甘(gan)(gan)肅省(sheng)就占全國儲量(liang)的57.5%。這(zhe)幾(ji)個省(sheng)的儲量(liang)集中于甘(gan)(gan)肅金川(chuan)、云南金寶山和四川(chuan)楊柳坪三個大(da)型礦床。
(2)礦(kuang)(kuang)石(shi)品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)低,鉑(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)元素(su)以鉑(bo)(bo)(bo)、鈀為(wei)(wei)主(zhu),且鉑(bo)(bo)(bo)大于(yu)鈀。全國(guo)鉑(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)的(de)平均品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)為(wei)(wei)0.796g/t,Pt品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)0.341g/t,Pd品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)0.386g/t,Os+Ir品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)0.041g/t,Rh+Ru品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)0.028g/t。以鉑(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)(jin)屬(shu)為(wei)(wei)主(zhu)的(de)礦(kuang)(kuang)床,品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)為(wei)(wei)1.468g/t,富礦(kuang)(kuang)品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)2.33g/t;與銅鎳(nie)共生的(de)鉑(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)(jin)屬(shu)品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)0.768g/t,銅鎳(nie)礦(kuang)(kuang)中(zhong)伴生的(de)鉑(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)(jin)屬(shu)品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)0.436g/t。國(guo)外幾個大型鉑(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)床的(de)平均品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)為(wei)(wei):南(nan)非布什維爾(er)德雜巖3.1-17.1g/t,麥倫(lun)斯(si)基層30~60g/t,俄羅斯(si)諾里(li)爾(er)斯(si)克6~350g/t,加拿(na)大薩德伯里(li)3.34g/t,美國(guo)斯(si)蒂爾(er)沃特(te)147 g/t。相比之下,我國(guo)鉑(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)的(de)品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)(wei)是十分低的(de)。
(3)礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)類(lei)型多樣,但大部分(fen)儲量集中于共(gong)生或伴(ban)生礦(kuang)(kuang)。我(wo)國鉑族金(jin)(jin)屬礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)類(lei)型有(you)巖(yan)漿(jiang)熔離(li)型、熱(re)液再造(zao)型和(he)(he)砂鉑礦(kuang)(kuang),還有(you)一(yi)些含在黑色巖(yan)系(xi)、熱(re)液或夕(xi)卡巖(yan)型多金(jin)(jin)屬礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)及(ji)斑巖(yan)銅鉬(mu)礦(kuang)(kuang)中。按全(quan)國礦(kuang)(kuang)產(chan)儲量委(wei)員會(1985)確定的(de)鉑族金(jin)(jin)屬參(can)考工(gong)業指標,原生礦(kuang)(kuang)的(de)邊(bian)界品位(wei)為(wei)0.3~0.5g/t,工(gong)業品位(wei)為(wei)0.5g/t。可(ke)將我(wo)國鉑族金(jin)(jin)屬礦(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)分(fen)為(wei)單一(yi)礦(kuang)(kuang)、共(gong)生礦(kuang)(kuang)和(he)(he)伴(ban)生礦(kuang)(kuang)三類(lei),根據1996年的(de)統計資料,93.4%的(de)鉑族金(jin)(jin)屬(探明(ming)儲量)與銅鎳(nie)硫化物、多金(jin)(jin)屬共(gong)生或伴(ban)生。