銠(lao)是(shi)在1803年(nian)(nian)(nian)由William Wollaston發現的(de)。他(ta)和(he)Smithson Tennant在一(yi)個(ge)商業投資中合(he)作,多半(ban)是(shi)為(wei)了(le)(le)(le)生產(chan)出純(chun)鉑來出售。這(zhe)個(ge)程序的(de)第一(yi)步是(shi)溶(rong)解普通的(de)鉑在王(wang)水(硝酸+鹽酸)中。不是(shi)所(suo)有的(de)都溶(rong)入(ru)了(le)(le)(le)溶(rong)液中,它留下了(le)(le)(le)黑(hei)色(se)的(de)殘渣(zha)(Tennant研究了(le)(le)(le)這(zhe)些殘渣(zha),最(zui)終他(ta)從(cong)中提(ti)取出了(le)(le)(le)鋨和(he)銥(yi))。Wollaston全神貫注(zhu)在這(zhe)個(ge)溶(rong)解的(de)鉑溶(rong)液,其也包(bao)含鈀。他(ta)用(yong)沉(chen)淀法移除了(le)(le)(le)這(zhe)些金(jin)(jin)(jin)屬(shu),然后(hou)留下了(le)(le)(le)一(yi)種(zhong)漂亮的(de)紅色(se)溶(rong)液,他(ta)從(cong)中獲得了(le)(le)(le)玫瑰紅晶體。這(zhe)些就(jiu)是(shi)氯銠(lao)酸鈉Na3RhCl6。他(ta)最(zui)終從(cong)中生產(chan)出了(le)(le)(le)這(zhe)種(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)自(zi)身的(de)樣本(ben)。世(shi)界銠(lao)產(chan)量約為(wei)鉑的(de)2.8%,幾乎全由南非、俄羅(luo)斯和(he)加拿大三(san)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)生產(chan)。金(jin)(jin)(jin)屬(shu)銠(lao)以海(hai)綿狀、粉(fen)狀或(huo)致密(mi)塊狀出售。1990~1993年(nian)(nian)(nian)三(san)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)平均年(nian)(nian)(nian)生產(chan)的(de)銠(lao)分別(bie)為(wei)7512kg,3227kg(僅指出售給西方(fang)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家部分),552kg。1980年(nian)(nian)(nian)以后(hou),西方(fang)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家每年(nian)(nian)(nian)從(cong)廢料(liao)中再生回(hui)收(shou)(shou)并進入(ru)市場的(de)銠(lao)不斷增加,僅從(cong)廢汽(qi)車(che)催化(hua)劑(ji)中回(hui)收(shou)(shou)的(de)銠(lao)1989年(nian)(nian)(nian)就(jiu)達(da)2.5t。主(zhu)要以銠(lao)催化(hua)劑(ji)、銠(lao)合(he)金(jin)(jin)(jin)、銠(lao)鍍層(ceng)、銠(lao)化(hua)合(he)物應用(yong)于(yu)化(hua)學、石油、玻璃(li)、電氣、牙科、飾(shi)品、汽(qi)車(che)等領域(yu)。1992年(nian)(nian)(nian)西方(fang)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家共消費銠(lao)10.2t,其中汽(qi)車(che)廢氣凈(jing)化(hua)催化(hua)劑(ji)用(yong)量達(da)86%。
元(yuan)素類別:過(guo)渡金屬元(yuan)素
原子序數:45
原子量(liang):102.905
核電荷:45
電(dian)子排(pai)布:[Kr] 4d8 5s1
位置:第五周期VIII族(zu)
電負性:2.28
自然界中銠以103Rh同(tong)(tong)位(wei)素的形(xing)式存(cun)在。較穩定(ding)的放射性同(tong)(tong)位(wei)素包括101Rh(半衰(shuai)(shuai)期(qi)3.3年)、102Rh(半衰(shuai)(shuai)期(qi)207天)、102mRh(半衰(shuai)(shuai)期(qi)2.9年)以及99Rh(半衰(shuai)(shuai)期(qi)16.1天)。目(mu)前已發現20多(duo)個放射性同(tong)(tong)位(wei)素,同(tong)(tong)位(wei)素質量從92.926u(93Rh)至116.925u(117Rh)。這(zhe)些同(tong)(tong)位(wei)素的半衰(shuai)(shuai)期(qi)大部分都在一小時(shi)以內,除(chu)了100Rh(半衰(shuai)(shuai)期(qi)20.8小時(shi))和(he)105Rh(半衰(shuai)(shuai)期(qi)35.36小時(shi))。
銠(lao)是一種稀少(shao)的(de)貴金(jin)屬(shu)(shu)。為銀白色金(jin)屬(shu)(shu),硬(ying)度(du)4~4.5,相對密度(du)12.41。熔(rong)點高(gao)為1966℃。化(hua)(hua)學(xue)性質穩主要(yao)化(hua)(hua)合(he)價為+2、+4和(he)(he)+6。第一電(dian)離能7.46eV。在(zai)中等(deng)的(de)溫(wen)(wen)度(du)下,它也能抵抗(kang)大多數普(pu)通酸(包(bao)括王(wang)水(shui)在(zai)內)。在(zai)200-600℃可與(yu)熱濃硫酸、熱氫溴酸、次氯(lv)酸鈉(na)和(he)(he)游離鹵素起化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)。不與(yu)許多熔(rong)融金(jin)屬(shu)(shu),如金(jin)、銀、鈉(na)和(he)(he)鉀以及熔(rong)融的(de)堿起反應(ying)。鉑族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)點高(gao)、強(qiang)度(du)大、電(dian)熱性穩定、抗(kang)電(dian)火花蝕(shi)耗性高(gao)、抗(kang)腐蝕(shi)性優良、高(gao)溫(wen)(wen)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)性能強(qiang)、催化(hua)(hua)活性良好(hao),廣泛(fan)應(ying)用于汽車尾氣凈化(hua)(hua)、化(hua)(hua)工、航空航天、玻纖(xian)、電(dian)子(zi)和(he)(he)電(dian)氣工業等(deng)領域,用量雖(sui)少(shao),但起著關鍵(jian)作用,素有“工業維生素”之稱。
除了制造合(he)金(jin)(jin)外,銠可用作其他(ta)金(jin)(jin)屬的(de)光(guang)亮而堅硬的(de)鍍膜,例(li)如,鍍在銀器或(huo)照相機零(ling)件上(shang)。將(jiang)銠蒸發(fa)至(zhi)玻璃表面(mian)上(shang),形成一(yi)層薄(bo)蠟,便造成一(yi)種特別優良的(de)反射鏡面(mian)。
(1)催化(hua)(hua)活性和選擇性高,壽命長。銠及其合金、含(han)銠化(hua)(hua)合物、絡合物催化(hua)(hua)劑可(ke)用于(yu)制醛類和醋酸,汽(qi)車(che)廢(fei)氣凈(jing)化(hua)(hua),硝酸生產的氨(an)氧(yang)化(hua)(hua),塑料、人(ren)造纖維、藥物、農藥等(deng)有機化(hua)(hua)工合成,燃料電(dian)(dian)池電(dian)(dian)極。
(2)對可(ke)見光反射率(lv)高而穩(wen)定。常(chang)用于特殊工業用鏡、探(tan)照燈、雷達(da)等反射面的鍍層。
(3)熔點高,抗氧(yang)化,耐腐蝕,是化學性質最穩(wen)定(ding)的金屬之一。可做耐腐蝕容器,大氣(qi)中(zhong)可在1850℃高溫下使用,純銠坩堝可用于(yu)生產鎢酸鈣和鈮(ni)酸鋰單晶。
(4)銠(lao)鍍(du)(du)層硬度(du)高(7500~9000MPa),耐磨,耐腐蝕,接觸電阻穩定。鍍(du)(du)銠(lao)復(fu)合(he)材料(liao)是優良的電接觸材料(liao),銠(lao)還(huan)可(ke)用于飾品和其他工業儀(yi)器、氣敏元件的鍍(du)(du)層。
(5)改性(xing)作用(yong)(yong)。銠(lao)可(ke)與(yu)鉑(bo)、鈀(ba)等金屬(shu)形成(cheng)固(gu)溶體(ti),對(dui)基體(ti)起固(gu)溶強化作用(yong)(yong),提高基體(ti)的熔點、再結晶(jing)溫度和抗腐蝕性(xing),減少氧化揮發(fa)損失,其中鉑(bo)銠(lao)合金是優良(liang)的貴金屬(shu)測溫材料;銠(lao)與(yu)鈦、鋯、鉿、鉭、鈮(ni)等金屬(shu)形成(cheng)的化合物對(dui)含銠(lao)合金起彌散強化作用(yong)(yong),增加(jia)熱(re)穩(wen)定性(xing);銥中加(jia)銠(lao)可(ke)改善銥的加(jia)工性(xing)能。
(6)加(jia)工(gong)硬(ying)化率高,熱加(jia)工(gong)成一定尺寸后可以冷(leng)加(jia)工(gong)。
(7)價格昂(ang)貴,除特殊使用(yong)外,通常只作為添加元素(su)使用(yong)。
銠存在于鉑礦(kuang)中(zhong)(zhong),在精煉過(guo)程中(zhong)(zhong)可(ke)以集取而制得。
我國(guo)(guo)鉑(bo)(bo)金屬(shu)資源比較稀(xi)缺,鉑(bo)(bo)金屬(shu)礦(kuang)(kuang)床分(fen)(fen)布(bu)在(zai)10個省、自治(zhi)區,甘(gan)(gan)肅、云(yun)南、四川和(he)黑龍江的(de)儲量(liang)(liang)較多,這四省的(de)儲量(liang)(liang)占(zhan)(zhan)全(quan)國(guo)(guo)儲量(liang)(liang)的(de)94.6%。其(qi)他(ta)省區如河北、青海、新疆、北京、內(nei)蒙古也有一些小礦(kuang)(kuang)點(dian),但儲量(liang)(liang)甚少。從(cong)1996年我國(guo)(guo)鉑(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)、鈀礦(kuang)(kuang)與(yu)(yu)鉑(bo)(bo)鈀(未分(fen)(fen))礦(kuang)(kuang)保有儲量(liang)(liang)看,我國(guo)(guo)的(de)鉑(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)和(he)鈀礦(kuang)(kuang)主要(yao)(yao)分(fen)(fen)布(bu)在(zai)甘(gan)(gan)肅,分(fen)(fen)別(bie)占(zhan)(zhan)全(quan)國(guo)(guo)鉑(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)與(yu)(yu)鈀礦(kuang)(kuang)的(de)90.7%與(yu)(yu)91.3%,其(qi)次是河北,分(fen)(fen)別(bie)為(wei)5.8%和(he)2.3%。其(qi)他(ta)省區只占(zhan)(zhan)極少份額。鉑(bo)(bo)鈀(未分(fen)(fen))礦(kuang)(kuang)主要(yao)(yao)在(zai)云(yun)南,占(zhan)(zhan)全(quan)國(guo)(guo)的(de)66.8%;其(qi)次是四川,占(zhan)(zhan)全(quan)國(guo)(guo)的(de)25.5%。
其(qi)他幾種鉑(bo)族金屬(shu)的(de)分布也(ye)主(zhu)要在甘(gan)肅、云南和黑龍江(jiang)。甘(gan)肅省(sheng)的(de)銠(lao)、銥、鋨(e)、釕(liao)儲量分別占(zhan)其(qi)全(quan)國(guo)儲量的(de)59.3%、64.4%、74.0%、84.9%;云南分別占(zhan)39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。這兩(liang)個省(sheng)的(de)相(xiang)應數(shu)據相(xiang)加,除(chu)了鋨(e)都占(zhan)到全(quan)國(guo)儲量的(de)95%以上;只是云南的(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(bo)族金屬(shu)資源(yuan)有以下(xia)特(te)點:
(1)資源(yuan)分布集中。我(wo)國的鉑族(zu)金屬(shu)資源(yuan)95%以上分布于甘(gan)肅、云南、四川(chuan)、黑龍江和河(he)北(bei)5省,其中僅甘(gan)肅省就占全國儲(chu)量(liang)(liang)的57.5%。這幾個省的儲(chu)量(liang)(liang)集中于甘(gan)肅金川(chuan)、云南金寶山和四川(chuan)楊柳(liu)坪三個大型(xing)礦床。
(2)礦(kuang)(kuang)石品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)低(di),鉑(bo)(bo)族元素(su)以(yi)鉑(bo)(bo)、鈀(ba)為主,且鉑(bo)(bo)大(da)于鈀(ba)。全(quan)國鉑(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)的平均品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)為0.796g/t,Pt品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)0.341g/t,Pd品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)0.386g/t,Os+Ir品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)0.041g/t,Rh+Ru品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)0.028g/t。以(yi)鉑(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)為主的礦(kuang)(kuang)床,品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)為1.468g/t,富礦(kuang)(kuang)品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)2.33g/t;與銅鎳(nie)共生的鉑(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)0.768g/t,銅鎳(nie)礦(kuang)(kuang)中(zhong)伴(ban)生的鉑(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)0.436g/t。國外幾個大(da)型鉑(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)床的平均品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)為:南非布(bu)什維爾(er)德(de)(de)雜(za)巖3.1-17.1g/t,麥倫斯(si)基層(ceng)30~60g/t,俄羅斯(si)諾里爾(er)斯(si)克6~350g/t,加拿大(da)薩德(de)(de)伯里3.34g/t,美國斯(si)蒂爾(er)沃特147 g/t。相比之(zhi)下,我國鉑(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)的品(pin)(pin)(pin)位(wei)(wei)(wei)是十(shi)分(fen)低(di)的。
(3)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床類型多樣,但大部(bu)分儲量(liang)(liang)(liang)集中(zhong)于共(gong)生(sheng)(sheng)(sheng)或伴生(sheng)(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。我國(guo)鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床類型有巖(yan)(yan)漿熔離型、熱液再造(zao)型和(he)砂鉑(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang),還有一(yi)些含在黑色巖(yan)(yan)系、熱液或夕卡巖(yan)(yan)型多金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床及斑巖(yan)(yan)銅(tong)鉬(mu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)。按全國(guo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)產儲量(liang)(liang)(liang)委員(yuan)會(1985)確定的(de)(de)(de)鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)參考(kao)工業指(zhi)標,原生(sheng)(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)邊界(jie)品(pin)(pin)位(wei)為0.3~0.5g/t,工業品(pin)(pin)位(wei)為0.5g/t。可將我國(guo)鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床分為單一(yi)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、共(gong)生(sheng)(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和(he)伴生(sheng)(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)三類,根據1996年(nian)的(de)(de)(de)統計資料(liao),93.4%的(de)(de)(de)鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(探明儲量(liang)(liang)(liang))與(yu)銅(tong)鎳硫化物、多金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)共(gong)生(sheng)(sheng)(sheng)或伴生(sheng)(sheng)(sheng)。