銠(lao)(lao)(lao)是(shi)在1803年(nian)(nian)由(you)William Wollaston發現的。他和Smithson Tennant在一個商業投資(zi)中合作,多半是(shi)為(wei)了(le)(le)(le)(le)生(sheng)產(chan)出純鉑(bo)(bo)(bo)來出售。這(zhe)個程序(xu)的第一步是(shi)溶(rong)(rong)(rong)解普(pu)通(tong)的鉑(bo)(bo)(bo)在王水(硝(xiao)酸+鹽酸)中。不(bu)是(shi)所(suo)有的都溶(rong)(rong)(rong)入了(le)(le)(le)(le)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中,它留下了(le)(le)(le)(le)黑色的殘渣(Tennant研究了(le)(le)(le)(le)這(zhe)些殘渣,最(zui)終他從中提取出了(le)(le)(le)(le)鋨和銥)。Wollaston全(quan)神貫注在這(zhe)個溶(rong)(rong)(rong)解的鉑(bo)(bo)(bo)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye),其也包含(han)鈀。他用沉淀法(fa)移除了(le)(le)(le)(le)這(zhe)些金(jin)屬,然后留下了(le)(le)(le)(le)一種漂亮(liang)的紅(hong)色溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye),他從中獲(huo)得(de)了(le)(le)(le)(le)玫瑰紅(hong)晶體。這(zhe)些就(jiu)是(shi)氯銠(lao)(lao)(lao)酸鈉Na3RhCl6。他最(zui)終從中生(sheng)產(chan)出了(le)(le)(le)(le)這(zhe)種金(jin)屬自身的樣本(ben)。世(shi)界銠(lao)(lao)(lao)產(chan)量(liang)約為(wei)鉑(bo)(bo)(bo)的2.8%,幾乎全(quan)由(you)南(nan)非、俄羅斯和加(jia)拿(na)大三(san)(san)國生(sheng)產(chan)。金(jin)屬銠(lao)(lao)(lao)以海綿狀、粉狀或(huo)致密塊狀出售。1990~1993年(nian)(nian)三(san)(san)國平(ping)均年(nian)(nian)生(sheng)產(chan)的銠(lao)(lao)(lao)分別為(wei)7512kg,3227kg(僅指出售給西方(fang)國家部(bu)分),552kg。1980年(nian)(nian)以后,西方(fang)國家每年(nian)(nian)從廢料中再生(sheng)回(hui)(hui)收(shou)并進入市場的銠(lao)(lao)(lao)不(bu)斷增加(jia),僅從廢汽車(che)(che)催化劑(ji)中回(hui)(hui)收(shou)的銠(lao)(lao)(lao)1989年(nian)(nian)就(jiu)達(da)2.5t。主要以銠(lao)(lao)(lao)催化劑(ji)、銠(lao)(lao)(lao)合金(jin)、銠(lao)(lao)(lao)鍍層、銠(lao)(lao)(lao)化合物應用于化學(xue)、石油(you)、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽車(che)(che)等(deng)領域。1992年(nian)(nian)西方(fang)國家共消費銠(lao)(lao)(lao)10.2t,其中汽車(che)(che)廢氣凈化催化劑(ji)用量(liang)達(da)86%。
元(yuan)素類別:過渡金(jin)屬元(yuan)素
原子序數:45
原子(zi)量:102.905
核電荷:45
電(dian)子排布:[Kr] 4d8 5s1
位置(zhi):第五周期VIII族(zu)
電負(fu)性:2.28
自然界中銠(lao)以(yi)(yi)103Rh同(tong)位(wei)素的(de)形式存(cun)在。較穩定(ding)的(de)放射性同(tong)位(wei)素包括101Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)(qi)3.3年(nian)(nian))、102Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)(qi)207天)、102mRh(半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)(qi)2.9年(nian)(nian))以(yi)(yi)及(ji)99Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)(qi)16.1天)。目前已(yi)發現20多(duo)個放射性同(tong)位(wei)素,同(tong)位(wei)素質量(liang)從92.926u(93Rh)至116.925u(117Rh)。這些同(tong)位(wei)素的(de)半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)(qi)大部分都在一小(xiao)時以(yi)(yi)內,除了100Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)(qi)20.8小(xiao)時)和(he)105Rh(半(ban)衰(shuai)(shuai)期(qi)(qi)(qi)35.36小(xiao)時)。
銠是一(yi)種稀少的(de)貴金屬。為銀(yin)白色(se)金屬,硬度(du)(du)4~4.5,相對密度(du)(du)12.41。熔(rong)(rong)點(dian)高為1966℃。化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質穩(wen)主要化(hua)合價為+2、+4和+6。第一(yi)電(dian)(dian)離能(neng)7.46eV。在中等(deng)的(de)溫度(du)(du)下(xia),它也能(neng)抵抗(kang)(kang)大多(duo)數普通酸(suan)(包(bao)括(kuo)王水在內)。在200-600℃可與熱(re)濃硫(liu)酸(suan)、熱(re)氫溴酸(suan)、次氯酸(suan)鈉和游離鹵素(su)起化(hua)學(xue)反(fan)應。不(bu)與許多(duo)熔(rong)(rong)融金屬,如金、銀(yin)、鈉和鉀以及熔(rong)(rong)融的(de)堿(jian)起反(fan)應。鉑族(zu)金屬熔(rong)(rong)點(dian)高、強(qiang)(qiang)度(du)(du)大、電(dian)(dian)熱(re)性(xing)(xing)穩(wen)定(ding)、抗(kang)(kang)電(dian)(dian)火花蝕(shi)耗(hao)性(xing)(xing)高、抗(kang)(kang)腐蝕(shi)性(xing)(xing)優良(liang)、高溫抗(kang)(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)能(neng)強(qiang)(qiang)、催化(hua)活性(xing)(xing)良(liang)好,廣(guang)泛應用于(yu)汽(qi)車尾(wei)氣凈化(hua)、化(hua)工(gong)(gong)、航空航天、玻纖、電(dian)(dian)子和電(dian)(dian)氣工(gong)(gong)業(ye)等(deng)領域(yu),用量雖少,但起著關鍵(jian)作用,素(su)有“工(gong)(gong)業(ye)維(wei)生素(su)”之稱。
除了制造合金(jin)外(wai),銠可(ke)用作其他金(jin)屬的光亮(liang)而堅硬的鍍(du)膜,例如,鍍(du)在銀器或照相機(ji)零件上。將銠蒸發至玻璃表面上,形成一(yi)層薄(bo)蠟,便造成一(yi)種特別優良的反射鏡面。
(1)催化(hua)活性和選擇(ze)性高,壽命長。銠及(ji)其合(he)(he)金(jin)、含(han)銠化(hua)合(he)(he)物、絡合(he)(he)物催化(hua)劑(ji)可用(yong)于制醛(quan)類和醋酸(suan),汽車廢氣(qi)凈(jing)化(hua),硝酸(suan)生(sheng)產的氨氧化(hua),塑料、人造纖維、藥(yao)物、農藥(yao)等有機化(hua)工合(he)(he)成,燃料電池(chi)電極。
(2)對可見光反(fan)射(she)率高而穩定。常用于特殊(shu)工(gong)業用鏡、探照(zhao)燈(deng)、雷達等反(fan)射(she)面的鍍(du)層(ceng)。
(3)熔點高,抗氧(yang)化(hua),耐腐蝕,是化(hua)學(xue)性質最穩定的金屬之一。可做耐腐蝕容器(qi),大氣中可在1850℃高溫下使用,純銠坩(gan)堝可用于(yu)生產鎢酸鈣和鈮酸鋰單(dan)晶。
(4)銠鍍層硬(ying)度(du)高(7500~9000MPa),耐磨,耐腐蝕,接觸電(dian)阻穩定。鍍銠復合(he)材料是優良的(de)電(dian)接觸材料,銠還可用于飾品和其他(ta)工(gong)業儀器、氣敏元件的(de)鍍層。
(5)改性(xing)(xing)作用。銠(lao)可(ke)與(yu)鉑、鈀等金屬形(xing)(xing)成固(gu)溶(rong)體,對基體起固(gu)溶(rong)強化(hua)(hua)作用,提高基體的熔點、再(zai)結晶(jing)溫度(du)和抗腐蝕性(xing)(xing),減少氧化(hua)(hua)揮發損失,其中鉑銠(lao)合(he)金是優良的貴(gui)金屬測(ce)溫材料;銠(lao)與(yu)鈦(tai)、鋯、鉿、鉭、鈮等金屬形(xing)(xing)成的化(hua)(hua)合(he)物對含銠(lao)合(he)金起彌散強化(hua)(hua)作用,增加熱(re)穩定(ding)性(xing)(xing);銥中加銠(lao)可(ke)改善(shan)銥的加工(gong)性(xing)(xing)能。
(6)加工硬化(hua)率高,熱加工成一定尺寸(cun)后(hou)可以冷加工。
(7)價格昂貴,除(chu)特殊使用外,通常只作為添(tian)加元素使用。
銠存在于鉑(bo)礦中,在精煉過(guo)程中可以集取而制(zhi)得(de)。
我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)金屬資源(yuan)比較稀缺(que),鉑(bo)(bo)(bo)(bo)金屬礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床分(fen)(fen)布在(zai)(zai)10個(ge)省(sheng)(sheng)、自(zi)治區,甘(gan)肅(su)、云(yun)南(nan)、四川(chuan)(chuan)和黑龍江的儲量(liang)(liang)(liang)較多,這四省(sheng)(sheng)的儲量(liang)(liang)(liang)占(zhan)全(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)儲量(liang)(liang)(liang)的94.6%。其(qi)他省(sheng)(sheng)區如河北(bei)(bei)、青海、新疆、北(bei)(bei)京、內蒙古也有一些(xie)小礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)點,但儲量(liang)(liang)(liang)甚少(shao)。從1996年我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、鈀(ba)(ba)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)與鉑(bo)(bo)(bo)(bo)鈀(ba)(ba)(未分(fen)(fen))礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)保有儲量(liang)(liang)(liang)看,我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)的鉑(bo)(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)和鈀(ba)(ba)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)主要分(fen)(fen)布在(zai)(zai)甘(gan)肅(su),分(fen)(fen)別占(zhan)全(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)與鈀(ba)(ba)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的90.7%與91.3%,其(qi)次是河北(bei)(bei),分(fen)(fen)別為5.8%和2.3%。其(qi)他省(sheng)(sheng)區只占(zhan)極少(shao)份額。鉑(bo)(bo)(bo)(bo)鈀(ba)(ba)(未分(fen)(fen))礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)主要在(zai)(zai)云(yun)南(nan),占(zhan)全(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)的66.8%;其(qi)次是四川(chuan)(chuan),占(zhan)全(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)的25.5%。
其(qi)他幾種(zhong)鉑(bo)族(zu)金(jin)屬的(de)(de)(de)分布也主要在甘肅、云南(nan)和黑龍(long)江。甘肅省的(de)(de)(de)銠、銥、鋨(e)(e)、釕儲(chu)量(liang)分別占其(qi)全國儲(chu)量(liang)的(de)(de)(de)59.3%、64.4%、74.0%、84.9%;云南(nan)分別占39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。這兩個(ge)省的(de)(de)(de)相(xiang)應數據相(xiang)加,除了(le)鋨(e)(e)都占到全國儲(chu)量(liang)的(de)(de)(de)95%以上;只(zhi)是云南(nan)的(de)(de)(de)鋨(e)(e)儲(chu)量(liang)(占9.8%)稍(shao)遜于黑龍(long)江(占15.2%)。我(wo)國鉑(bo)族(zu)金(jin)屬資源有以下特點(dian):
(1)資(zi)源(yuan)分布集(ji)中(zhong)(zhong)。我國的鉑族金(jin)(jin)屬資(zi)源(yuan)95%以上(shang)分布于甘肅(su)、云南、四川、黑龍江和(he)河北(bei)5省(sheng)(sheng)(sheng),其(qi)中(zhong)(zhong)僅甘肅(su)省(sheng)(sheng)(sheng)就占(zhan)全國儲量的57.5%。這幾(ji)個省(sheng)(sheng)(sheng)的儲量集(ji)中(zhong)(zhong)于甘肅(su)金(jin)(jin)川、云南金(jin)(jin)寶山和(he)四川楊柳坪三個大(da)型礦床。
(2)礦(kuang)石(shi)品(pin)位(wei)(wei)(wei)低,鉑(bo)(bo)(bo)族元素(su)以鉑(bo)(bo)(bo)、鈀為(wei)主,且鉑(bo)(bo)(bo)大于(yu)鈀。全(quan)國鉑(bo)(bo)(bo)族金屬礦(kuang)的(de)(de)平均(jun)品(pin)位(wei)(wei)(wei)為(wei)0.796g/t,Pt品(pin)位(wei)(wei)(wei)0.341g/t,Pd品(pin)位(wei)(wei)(wei)0.386g/t,Os+Ir品(pin)位(wei)(wei)(wei)0.041g/t,Rh+Ru品(pin)位(wei)(wei)(wei)0.028g/t。以鉑(bo)(bo)(bo)族金屬為(wei)主的(de)(de)礦(kuang)床,品(pin)位(wei)(wei)(wei)為(wei)1.468g/t,富礦(kuang)品(pin)位(wei)(wei)(wei)2.33g/t;與銅(tong)鎳共生的(de)(de)鉑(bo)(bo)(bo)族金屬品(pin)位(wei)(wei)(wei)0.768g/t,銅(tong)鎳礦(kuang)中(zhong)伴生的(de)(de)鉑(bo)(bo)(bo)族金屬品(pin)位(wei)(wei)(wei)0.436g/t。國外幾個大型鉑(bo)(bo)(bo)礦(kuang)床的(de)(de)平均(jun)品(pin)位(wei)(wei)(wei)為(wei):南非布什維爾(er)(er)德雜(za)巖3.1-17.1g/t,麥倫斯基層30~60g/t,俄羅斯諾里(li)爾(er)(er)斯克6~350g/t,加拿大薩(sa)德伯里(li)3.34g/t,美國斯蒂爾(er)(er)沃特(te)147 g/t。相比之下,我(wo)國鉑(bo)(bo)(bo)族金屬礦(kuang)的(de)(de)品(pin)位(wei)(wei)(wei)是十分低的(de)(de)。
(3)礦(kuang)(kuang)床(chuang)類(lei)型(xing)(xing)多(duo)樣,但大部分儲(chu)(chu)量集中于共生(sheng)(sheng)(sheng)或伴生(sheng)(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)。我國(guo)鉑族金屬(shu)(shu)(shu)礦(kuang)(kuang)床(chuang)類(lei)型(xing)(xing)有巖(yan)(yan)漿熔離型(xing)(xing)、熱液(ye)再造型(xing)(xing)和砂鉑礦(kuang)(kuang),還有一些含(han)在黑色巖(yan)(yan)系、熱液(ye)或夕(xi)卡巖(yan)(yan)型(xing)(xing)多(duo)金屬(shu)(shu)(shu)礦(kuang)(kuang)床(chuang)及斑巖(yan)(yan)銅(tong)鉬礦(kuang)(kuang)中。按全(quan)國(guo)礦(kuang)(kuang)產儲(chu)(chu)量委員會(1985)確定的鉑族金屬(shu)(shu)(shu)參(can)考(kao)工(gong)業(ye)指標,原(yuan)生(sheng)(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)的邊界品位為(wei)0.3~0.5g/t,工(gong)業(ye)品位為(wei)0.5g/t。可(ke)將我國(guo)鉑族金屬(shu)(shu)(shu)礦(kuang)(kuang)床(chuang)分為(wei)單一礦(kuang)(kuang)、共生(sheng)(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)和伴生(sheng)(sheng)(sheng)礦(kuang)(kuang)三類(lei),根據1996年的統計(ji)資料(liao),93.4%的鉑族金屬(shu)(shu)(shu)(探明儲(chu)(chu)量)與(yu)銅(tong)鎳硫(liu)化物(wu)、多(duo)金屬(shu)(shu)(shu)共生(sheng)(sheng)(sheng)或伴生(sheng)(sheng)(sheng)。