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铑(Rhodium)是一种银白色、坚硬的金属,元素符号Rh,铑属铂系元素,反射率高。铑金属通常不会形成氧化物,熔融的铑会吸收氧气,但在凝固的过程中释放。铑的熔点比铂高,密度比铂低。铑不溶于多数酸,它完全不溶于硝酸,稍溶于王水。

自然界中铑以103Rh同位素的形式存在。较稳定的放射性同位素包括101Rh(半衰期3.3年)、102Rh(半衰期207天)、102mRh(半衰期2.9年)以及99Rh(半衰期16.1天)。目前已发现20多个放射性同位素,同位素质量从92.926u(93Rh)至116.925u(117Rh)。这些同位素的半衰期大部分都在一小时以内,除了100Rh(半衰期20.8小时)和105Rh(半衰期35.36小时)。

铑是一种的贵金属。为银白色金属,硬度4~4.5,相对密度12.41。熔点高为1966℃。 化学性质稳主要化合价为+2、+4和+6。电离能7.46eV。在中等的温度下,它也能抵抗大多数普通酸(包括王水在内)。在200-600℃可与热浓硫酸、热氢溴酸、次氯酸钠和游离卤素起化学反应。不与许多熔融金属,如金、银、钠和钾以及熔融的碱起反应。铂族金属熔点高、强度大、电热性稳定、抗电火花蚀耗性高、抗腐蚀性优良、高温抗氧化性能强、催化活性良好,广泛应用于汽车尾气净化、化工、航空航天、玻纤、电子和电气工业等领域,用量虽少,但起着关键作用,素有“工业维生素”之称。

资源 铑的地壳丰度为1×10-7%。铑只有103Rh一种天然同位素。铑没有立矿床,产于与超基性或基性岩有关的含铂族金属铜镍共生硫化物矿床及铬铁矿矿床中,常与铂及其他铂族金属共生。主要矿物有铑金矿、铑铂矿、硫砷铑矿、砷铑铂矿等。已探明的世界铑工业储量为2240t,其中南非2120t,前苏联120t。铑主要产自南非、前苏联和加拿大。

应用与供需 铑常用作铂、钯合金的添加剂,用以提高合金的机械性能、耐腐蚀性能和耐高温性能,并使合金具有对某些化学反应的特定催化功能。铂铑及铂钯铑合金网是硝酸生产中的氨氧化催化剂。20世纪80年代后期,用于汽车尾气净化的铂钯铑催化剂量增加,导致铑用量大幅度上升,这方面占全部铑用量的3/4以上。铂铑合金用作生产玻璃、玻璃纤维的坩埚材料及搅拌器包覆材料。铂铑合金具有的热电性能,用于制作高温热电偶的材料。铑对可见光具有高的反射率,且随波长变化较小,稳定性好,常用作工业用镜、探照灯反射镜和饰品表面的镀层材料。镀铑层硬度大,耐磨性好。

铑主要来自含铂族金属铜镍共生硫化矿。这种共生硫化矿经过重选、浮选后得到含铂族金属铜镍共生硫化矿精矿。在含铂族金属铜镍共生硫化矿精矿熔炼和吹炼过程中,贵金属富集在中间产物高镍锍或铜镍合金中。从高镍锍或铜镍合金中提取铜和镍并进一步富集铂族金属后,得到品位在40%左右的铂族金属精矿。从含铂族金属铜镍共生硫化矿到产出含铑铂族金属精矿的过程属铂族金属富集阶段。

从含铑铂族金属精矿分离出铂、钯、金、银、钌、锇、铱及贱金属,获得粗铑溶液的过程属铂族金属分离阶段。

铑溶液经过精制产出纯铑盐,铑盐在氢气中煅烧成铑粉属铑精炼阶段。

铑的应用领域

由于铑的抗腐性和化学稳定性,它在许多各行各业中应用广泛。以下是一些典型的应用领域:

1. 装饰和珠宝合成

铑具有白色光泽,它被用作白金合金的添加剂,来增加合金的光泽度和强度。例如,铑和铂制成的珠宝和手表,非常的、昂贵。

2. 汽车尾气控制器

铑催化剂常被用于汽车废气的控制,它能够将废气中的多种有害化学物质转化为无害物质。尾气处理设备中铂铑催化剂能够大大减少有害气体排放,有效净化环境。

3. 化工催化剂

铑在化工催化剂领域也有很大的应用。例如,可以将铑催化剂用于裂解原油、生产化学品、制造各种石油产品等。铑催化剂在这些行业中具有非常重要的作用。

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