Rhodium er et sjældent platin-gruppe metal (PGM), som er kemisk stabilt ved høje temperaturer, korrosionsbestandigt og hovedsagelig anvendes til fremstilling af bilkatalysatorer.
Ejendomme
- Atomisk symbol: Rh
- Atomisk nummer: 45
- Element Kategori: Overgangsmetal
- Tæthed: 12,41 g / cm3
- Smeltepunkt: 3567 ° F (1964 ° C)
- Kogepunkt: 6683 ° F (3695 ° C)
- Mohs hårdhed: 6,0
Egenskaber
Rhodium er et hårdt, sølvfarvet metal, som er meget stabilt og har et højt smeltepunkt.
Rhodiummetal er korrosionsbestandigt og, som en PGM, deler den gruppens ekstraordinære katalytiske egenskaber.
Metalet har en høj refleksevne, er hård og holdbar, og har både en lav elektrisk modstand såvel som en lav og stabil kontaktmodstand.
Historie
I 1803 var William Hyde Wollaston i stand til at isolere palladium fra andre PGM'er, og derfor isolerede han rhodium fra reaktionsprodukterne i 1804.
Wollaston opløst platinmalm i aqua regia (en blanding af salpetersyre og saltsyrer) før tilsætning af ammoniumchlorid og jern for at opnå palladium. Han fandt da, at rhodium kunne trækkes fra de chloridsalte, der var tilbage.
Wollaston påførte vandregion derefter en reduktionsproces med hydrogengas for at opnå rhodiummetal. Det resterende metal viste en lyserød nuance og blev opkaldt efter det græske ord rodon , der betyder 'rose'.
Produktion
Rhodium ekstraheres som et biprodukt af platin og nikkelminedrift .
På grund af sin sjældenhed og den komplekse og dyre proces, der kræves for at isolere metalet, er der meget få naturligt forekommende malmkroppe, der er økonomiske kilder til rhodium.
Ligesom de fleste PGM'er er rhodiumproduktionen fokuseret omkring Bushveld-komplekset i Sydafrika. Landet tegner sig for over 80% af verdens rhodiumproduktion, mens andre kilder omfatter Sudbury-bækkenet i Canada og Norilsk-komplekset i Rusland.
PMG'er findes i forskellige mineraler, herunder dunit, chromit og norit.
Det første skridt i ekstraktion af rhodium fra malmen er udfældning af ædle metaller som guld, sølv , palladium og platin. Den resterende malm behandles med natriumbisulfat NaHS04 og smeltes, hvilket resulterer i rhodium (III) sulfat, Rh2 (SO4) 3.
Rhodiumhydroxid udfældes derefter ud under anvendelse af natriumhydroxid, medens saltsyre tilsættes for at fremstille H3-RhCl6. Denne forbindelse behandles med ammoniumchlorid og natriumnitrit til dannelse af et bundfald af rhodium.
Præcipitatet opløses i saltsyre, og opløsningen opvarmes, indtil de resterende forureninger brændes af og efterlader det rene rhodiummetal.
Ifølge Impala Platinum er den globale produktion af rhodium begrænset til kun ca. 1 million troy ounces årligt (eller ca. 28 tons) årligt, mens der i sammenligning produceres 207 tons palladium i 2011.
Omkring en fjerdedel af rhodiumproduktionen kommer fra sekundære kilder, hovedsagelig genbrugte katalysatorer, mens resten er ekstraheret fra malm. Store rhodiumproducenter omfatter Anglo Platinum, Norilsk Nickel og Impala Platinum.
Applikationer
Ifølge den amerikanske geologiske undersøgelse udgjorde autokatalysatorer 77% af alle rhodiumbehov i 2010.
Trevejskatalysatorer til benzinmotorer bruger rhodium til at katalysere reduktionen af nitrogenoxid til nitrogen.
Omkring 5-7% af det globale rhodiumforbrug anvendes af kemikaliesektoren. Rhodium- og platin-rhodiumkatalysatorer anvendes til fremstilling af oxoalkoholproduktion samt til fremstilling af nitrogenoxid, et råmateriale til gødning, sprængstoffer og salpetersyre.
Glasproduktionen tegner sig for yderligere 3-6% af rhodiumforbruget hvert år. På grund af deres højtsmeltningspunkter kan styrke og korrosionsbestandighed, rhodium og platin legeres til dannelse af kar, der holder og formerer smeltet glas. Også vigtig er, at legeringer indeholdende rhodium ikke reagerer med eller oxiderer glasset ved høje temperaturer. Andre rhodium anvendelser i glasproduktion omfatter:
- For at danne bøsninger, der bruges til fremstilling af glasfiber ved at trække smeltet glas gennem huller (se billede).
- Ved fremstilling af flydende krystaldisplayer (LCD'er) på grund af de højere temperaturer der kræves for at smelte råmaterialer og kvaliteten af det krævede glas.
- I produktionen af skærmglas til katodestrålerør (CRT) skærme.
Andre anvendelser til rhodium:
- Som en finish til smykker (galvaniseret hvidguld)
- Som en finish til spejle
- I optiske instrumenter
- I elektriske forbindelser
- I legeringer til flyturbinmotorer og tændrør
- I kernereaktorer som en detektor af neutronfluxniveauer
- I termoelementer
Kilder:
International Platinum Group Metals Association (IPA). http://www.ipa-news.com/
US Geological Survey. 2010. Minerals Årbog: Platinum Group Metals. http://www.usgs.gov/
Impala Platinum. Forsyning og efterspørgsel: Rhodium. http://www.implats.co.za/implats/Supply-demand.asp
Følg Terence på Google+