銠(lao)(lao)(lao)(lao)是(shi)在1803年由(you)William Wollaston發現的(de)(de)。他(ta)(ta)(ta)(ta)和Smithson Tennant在一(yi)個商業投資中(zhong)(zhong)(zhong)合(he)作,多半(ban)是(shi)為了(le)生產(chan)出(chu)純鉑(bo)(bo)(bo)來出(chu)售(shou)。這(zhe)(zhe)個程序的(de)(de)第一(yi)步是(shi)溶(rong)(rong)解(jie)普通的(de)(de)鉑(bo)(bo)(bo)在王水(硝酸+鹽酸)中(zhong)(zhong)(zhong)。不(bu)是(shi)所有(you)的(de)(de)都溶(rong)(rong)入了(le)溶(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong),它留(liu)下(xia)了(le)黑色的(de)(de)殘(can)渣(zha)(Tennant研究了(le)這(zhe)(zhe)些(xie)殘(can)渣(zha),最終他(ta)(ta)(ta)(ta)從(cong)中(zhong)(zhong)(zhong)提取出(chu)了(le)鋨和銥)。Wollaston全(quan)神(shen)貫注在這(zhe)(zhe)個溶(rong)(rong)解(jie)的(de)(de)鉑(bo)(bo)(bo)溶(rong)(rong)液,其也(ye)包含鈀。他(ta)(ta)(ta)(ta)用沉淀法(fa)移除了(le)這(zhe)(zhe)些(xie)金(jin)屬(shu),然后留(liu)下(xia)了(le)一(yi)種漂亮(liang)的(de)(de)紅色溶(rong)(rong)液,他(ta)(ta)(ta)(ta)從(cong)中(zhong)(zhong)(zhong)獲(huo)得了(le)玫瑰(gui)紅晶體。這(zhe)(zhe)些(xie)就是(shi)氯銠(lao)(lao)(lao)(lao)酸鈉(na)Na3RhCl6。他(ta)(ta)(ta)(ta)最終從(cong)中(zhong)(zhong)(zhong)生產(chan)出(chu)了(le)這(zhe)(zhe)種金(jin)屬(shu)自身的(de)(de)樣本(ben)。世界銠(lao)(lao)(lao)(lao)產(chan)量約為鉑(bo)(bo)(bo)的(de)(de)2.8%,幾乎全(quan)由(you)南非、俄羅斯和加拿(na)大三(san)國(guo)生產(chan)。金(jin)屬(shu)銠(lao)(lao)(lao)(lao)以(yi)海綿狀、粉狀或致密塊狀出(chu)售(shou)。1990~1993年三(san)國(guo)平均(jun)年生產(chan)的(de)(de)銠(lao)(lao)(lao)(lao)分別為7512kg,3227kg(僅指出(chu)售(shou)給西方(fang)國(guo)家(jia)(jia)(jia)部分),552kg。1980年以(yi)后,西方(fang)國(guo)家(jia)(jia)(jia)每年從(cong)廢(fei)料中(zhong)(zhong)(zhong)再(zai)生回(hui)收并進(jin)入市場的(de)(de)銠(lao)(lao)(lao)(lao)不(bu)斷增加,僅從(cong)廢(fei)汽(qi)車(che)催(cui)化(hua)劑(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)回(hui)收的(de)(de)銠(lao)(lao)(lao)(lao)1989年就達2.5t。主要以(yi)銠(lao)(lao)(lao)(lao)催(cui)化(hua)劑(ji)、銠(lao)(lao)(lao)(lao)合(he)金(jin)、銠(lao)(lao)(lao)(lao)鍍層、銠(lao)(lao)(lao)(lao)化(hua)合(he)物應用于化(hua)學、石(shi)油、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽(qi)車(che)等領域。1992年西方(fang)國(guo)家(jia)(jia)(jia)共(gong)消費銠(lao)(lao)(lao)(lao)10.2t,其中(zhong)(zhong)(zhong)汽(qi)車(che)廢(fei)氣凈化(hua)催(cui)化(hua)劑(ji)用量達86%。
元素(su)類別:過渡金屬(shu)元素(su)
原子序數:45
原子量:102.905
核電荷:45
電子排(pai)布:[Kr] 4d8 5s1
位置(zhi):第五周期VIII族
電負性:2.28
自(zi)然界中銠(lao)以(yi)103Rh同位素(su)(su)的形式存在(zai)。較穩定的放射性同位素(su)(su)包括101Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)3.3年(nian))、102Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)207天)、102mRh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)2.9年(nian))以(yi)及99Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)16.1天)。目前已發現20多個(ge)放射性同位素(su)(su),同位素(su)(su)質量從92.926u(93Rh)至116.925u(117Rh)。這些同位素(su)(su)的半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)大(da)部分都在(zai)一小(xiao)時(shi)以(yi)內,除(chu)了100Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)20.8小(xiao)時(shi))和105Rh(半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)35.36小(xiao)時(shi))。
銠是(shi)一種稀(xi)少的貴(gui)金(jin)(jin)屬(shu)。為銀白色金(jin)(jin)屬(shu),硬(ying)度(du)(du)4~4.5,相對(dui)密度(du)(du)12.41。熔點(dian)高(gao)為1966℃。化(hua)(hua)學(xue)性(xing)質穩主要化(hua)(hua)合價(jia)為+2、+4和+6。第一電(dian)離能7.46eV。在(zai)中等的溫度(du)(du)下,它也能抵(di)抗大多數普通(tong)酸(suan)(包括王水在(zai)內(nei))。在(zai)200-600℃可與熱(re)濃硫酸(suan)、熱(re)氫溴酸(suan)、次氯酸(suan)鈉(na)和游離鹵(lu)素起(qi)化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)。不與許多熔融金(jin)(jin)屬(shu),如金(jin)(jin)、銀、鈉(na)和鉀(jia)以及熔融的堿起(qi)反應(ying)。鉑族金(jin)(jin)屬(shu)熔點(dian)高(gao)、強(qiang)度(du)(du)大、電(dian)熱(re)性(xing)穩定、抗電(dian)火花蝕耗性(xing)高(gao)、抗腐蝕性(xing)優良、高(gao)溫抗氧化(hua)(hua)性(xing)能強(qiang)、催(cui)化(hua)(hua)活性(xing)良好,廣泛應(ying)用(yong)于(yu)汽車尾氣凈化(hua)(hua)、化(hua)(hua)工、航(hang)空航(hang)天、玻纖、電(dian)子和電(dian)氣工業等領域,用(yong)量雖少,但(dan)起(qi)著關鍵作用(yong),素有“工業維(wei)生素”之稱。
除了制(zhi)造(zao)(zao)合(he)金外(wai),銠可用(yong)作其他金屬的光(guang)亮而堅(jian)硬的鍍(du)膜,例如,鍍(du)在銀(yin)器(qi)或照相機零件上(shang)。將銠蒸發至玻璃表面上(shang),形成一(yi)層(ceng)薄蠟,便造(zao)(zao)成一(yi)種特別優良的反射鏡(jing)面。
(1)催(cui)化(hua)活(huo)性和(he)選擇(ze)性高(gao),壽命(ming)長。銠(lao)及其合(he)金、含(han)銠(lao)化(hua)合(he)物(wu)、絡合(he)物(wu)催(cui)化(hua)劑(ji)可用于制醛類和(he)醋(cu)酸(suan),汽(qi)車廢氣凈化(hua),硝酸(suan)生產的氨(an)氧化(hua),塑料(liao)、人造纖維、藥(yao)物(wu)、農藥(yao)等有機化(hua)工合(he)成,燃料(liao)電池(chi)電極。
(2)對可見光(guang)反射(she)率高而(er)穩定(ding)。常用于特殊工(gong)業用鏡、探照燈、雷達等(deng)反射(she)面的(de)鍍(du)層。
(3)熔(rong)點(dian)高,抗氧化,耐腐蝕,是化學性質(zhi)最(zui)穩定的金(jin)屬之一。可做耐腐蝕容器,大氣中(zhong)可在1850℃高溫下使用,純銠坩堝可用于生產鎢(wu)酸(suan)鈣和鈮酸(suan)鋰單晶(jing)。
(4)銠鍍層硬度高(7500~9000MPa),耐磨,耐腐蝕,接(jie)觸(chu)電阻(zu)穩定。鍍銠復合材(cai)料是優良的電接(jie)觸(chu)材(cai)料,銠還可用于(yu)飾品和其(qi)他工(gong)業儀器、氣敏元(yuan)件的鍍層。
(5)改(gai)性作用(yong)(yong)。銠(lao)可(ke)與鉑、鈀(ba)等金(jin)屬形(xing)成固溶(rong)體,對基體起(qi)固溶(rong)強化(hua)作用(yong)(yong),提(ti)高(gao)基體的(de)(de)(de)熔點(dian)、再結晶溫(wen)度和抗腐蝕性,減少氧化(hua)揮發損(sun)失(shi),其中鉑銠(lao)合(he)金(jin)是優良的(de)(de)(de)貴金(jin)屬測(ce)溫(wen)材料;銠(lao)與鈦、鋯(gao)、鉿(jia)、鉭(tan)、鈮等金(jin)屬形(xing)成的(de)(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)對含銠(lao)合(he)金(jin)起(qi)彌散強化(hua)作用(yong)(yong),增(zeng)加熱(re)穩定性;銥中加銠(lao)可(ke)改(gai)善(shan)銥的(de)(de)(de)加工性能。
(6)加工硬化率高,熱加工成一(yi)定尺寸后可以(yi)冷加工。
(7)價格昂貴,除特殊(shu)使(shi)(shi)用外,通(tong)常只(zhi)作(zuo)為添加元(yuan)素使(shi)(shi)用。
銠(lao)存在于鉑礦中,在精煉過程(cheng)中可以集取而制得。
我國(guo)(guo)鉑金屬資源比較稀(xi)缺(que),鉑金屬礦床分布在10個省(sheng)、自治區,甘(gan)肅(su)、云南、四(si)川(chuan)(chuan)和黑(hei)龍江的儲(chu)(chu)量較多,這四(si)省(sheng)的儲(chu)(chu)量占(zhan)(zhan)全國(guo)(guo)儲(chu)(chu)量的94.6%。其他(ta)省(sheng)區如(ru)河北、青海、新疆、北京、內蒙古也有一些(xie)小礦點,但儲(chu)(chu)量甚少。從(cong)1996年我國(guo)(guo)鉑礦、鈀礦與鉑鈀(未分)礦保有儲(chu)(chu)量看,我國(guo)(guo)的鉑礦和鈀礦主要分布在甘(gan)肅(su),分別占(zhan)(zhan)全國(guo)(guo)鉑礦與鈀礦的90.7%與91.3%,其次是河北,分別為5.8%和2.3%。其他(ta)省(sheng)區只占(zhan)(zhan)極少份額。鉑鈀(未分)礦主要在云南,占(zhan)(zhan)全國(guo)(guo)的66.8%;其次是四(si)川(chuan)(chuan),占(zhan)(zhan)全國(guo)(guo)的25.5%。
其(qi)他幾種鉑(bo)族金屬的(de)分(fen)布也主要在甘肅、云(yun)南(nan)和(he)黑(hei)龍江(jiang)。甘肅省的(de)銠、銥、鋨(e)(e)、釕儲(chu)(chu)量(liang)分(fen)別占(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)其(qi)全國儲(chu)(chu)量(liang)的(de)59.3%、64.4%、74.0%、84.9%;云(yun)南(nan)分(fen)別占(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。這兩個省的(de)相應數據相加,除了鋨(e)(e)都占(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)到全國儲(chu)(chu)量(liang)的(de)95%以上(shang);只是云(yun)南(nan)的(de)鋨(e)(e)儲(chu)(chu)量(liang)(占(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)9.8%)稍遜于黑(hei)龍江(jiang)(占(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)15.2%)。我國鉑(bo)族金屬資(zi)源有以下特點:
(1)資(zi)源(yuan)分(fen)布(bu)集(ji)中(zhong)。我國的鉑(bo)族金屬資(zi)源(yuan)95%以上分(fen)布(bu)于甘(gan)肅、云南、四川(chuan)、黑龍(long)江和河北5省,其中(zhong)僅甘(gan)肅省就占全國儲量的57.5%。這幾個省的儲量集(ji)中(zhong)于甘(gan)肅金川(chuan)、云南金寶山和四川(chuan)楊柳坪三(san)個大型礦床。
(2)礦(kuang)石品(pin)(pin)位(wei)低,鉑(bo)族(zu)元素以(yi)鉑(bo)、鈀為主(zhu),且鉑(bo)大于鈀。全(quan)國(guo)(guo)鉑(bo)族(zu)金屬礦(kuang)的(de)平均品(pin)(pin)位(wei)為0.796g/t,Pt品(pin)(pin)位(wei)0.341g/t,Pd品(pin)(pin)位(wei)0.386g/t,Os+Ir品(pin)(pin)位(wei)0.041g/t,Rh+Ru品(pin)(pin)位(wei)0.028g/t。以(yi)鉑(bo)族(zu)金屬為主(zhu)的(de)礦(kuang)床,品(pin)(pin)位(wei)為1.468g/t,富(fu)礦(kuang)品(pin)(pin)位(wei)2.33g/t;與銅鎳共生的(de)鉑(bo)族(zu)金屬品(pin)(pin)位(wei)0.768g/t,銅鎳礦(kuang)中伴生的(de)鉑(bo)族(zu)金屬品(pin)(pin)位(wei)0.436g/t。國(guo)(guo)外幾(ji)個大型鉑(bo)礦(kuang)床的(de)平均品(pin)(pin)位(wei)為:南非布什維爾(er)德雜巖3.1-17.1g/t,麥倫(lun)斯(si)基層30~60g/t,俄(e)羅斯(si)諾里爾(er)斯(si)克(ke)6~350g/t,加拿大薩德伯里3.34g/t,美(mei)國(guo)(guo)斯(si)蒂爾(er)沃特147 g/t。相比之下,我國(guo)(guo)鉑(bo)族(zu)金屬礦(kuang)的(de)品(pin)(pin)位(wei)是十(shi)分低的(de)。
(3)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)類型(xing)(xing)多(duo)樣(yang),但大部分儲量集中于(yu)共(gong)生或(huo)伴生礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。我國鉑(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)類型(xing)(xing)有(you)(you)巖漿熔(rong)離(li)型(xing)(xing)、熱(re)液再(zai)造(zao)型(xing)(xing)和砂(sha)鉑(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang),還有(you)(you)一(yi)(yi)些含在黑色巖系、熱(re)液或(huo)夕卡巖型(xing)(xing)多(duo)金(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)及(ji)斑(ban)巖銅鉬礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中。按全國礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)產儲量委員(yuan)會(1985)確定的鉑(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)參考工(gong)業指標,原生礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的邊界(jie)品(pin)位為0.3~0.5g/t,工(gong)業品(pin)位為0.5g/t。可(ke)將我國鉑(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)(chuang)分為單一(yi)(yi)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、共(gong)生礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和伴生礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)三類,根據1996年(nian)的統計資料,93.4%的鉑(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)(探(tan)明儲量)與銅鎳硫化(hua)物、多(duo)金(jin)屬(shu)共(gong)生或(huo)伴生。