Rhodium er en sjælden platinagruppe metal (PGM), der er kemisk stabil ved høje temperaturer, modstandsdygtig over for korrosion og hovedsageligt brugt til produktion af katalysatorer til biler.
Ejendomme
- Atomisk symbol: Rh
- Atomnummer: 45
- Elementkategori: Overgangsmetal
- Densitet: 12,41 g / cm³
- Smeltepunkt: 1964 ° C (3567 ° F)
- Kogepunkt: 6683 ° F (3695 ° C)
- Moh's hårdhed: 6.0
Egenskaber
Rhodium er et hårdt, sølvfarvet metal, der er meget stabilt og har et højt smeltepunkt. Rhodiummetal er modstandsdygtigt over for korrosion, og som PGM deler det gruppens ekstraordinære katalytiske egenskaber.
Metallet har en høj refleksion, er hårdt og holdbart og har både en lav elektrisk modstand såvel som en lav og stabil kontaktmodstand.
Historie
I 1803 kunne William Hyde Wollaston isolere sig palladium fra andre PGM'er og følgelig i 1804 isolerede han rhodium fra reaktionsprodukterne.
Wollaston opløst platin malm i aqua regia (en blanding af salpetersyre og saltsyrer) inden tilsætning af ammoniumchlorid og jern for at opnå palladium. Han fandt derefter, at rhodium kunne trækkes fra de resterende kloridsalte.
Wollaston anvendte aqua regia og derefter en reduktionsproces med brintgas til opnåelse af rodiummetal. 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 nikkel minedrift. På grund af dets sjældenhed og den komplekse og dyre proces, der kræves for at isolere metallet, er der meget få naturligt forekommende malmlegemer, der giver økonomiske kilder til rodium.
Som de fleste PGM'er er rodproduktion koncentreret omkring Bushveld-komplekset i Sydafrika. Landet tegner sig for over 80 procent af verdens rodproduktion, mens andre kilder inkluderer Sudbury-bassinet i Canada og Norilsk Complex i Rusland.
PMG findes i forskellige mineraler, herunder dunit, kromit og norit.
Det første trin i at udvinde rhodium fra malmen er at udfælde ædelmetaller såsom guld, sølv, palladium og platin. Den resterende malm behandles med natriumbisulfat NaHSO4 og smeltet, hvilket resulterede i rhodium (III) sulfat, Rh2(SÅ4)3.
Rhodiumhydroxid udfældes derefter ved anvendelse af natriumhydroxid, medens saltsyre tilsættes for at fremstille H3RhC6. Denne forbindelse behandles med ammoniumchlorid og natriumnitrit til dannelse af et bundfald af rodium.
Bundfaldet opløses i saltsyre, og opløsningen opvarmes, indtil resterende forurenende stoffer brændes, hvilket efterlader det rene rhodiummetal.
Ifølge Impala Platinum er den globale produktion af rodium begrænset til kun ca. 1 million troy ounces årligt (eller ca. 28 tons) årligt, hvorimod der til sammenligning blev produceret 207 tons palladium i 2011.
Cirka en fjerdedel af rhodiumproduktionen kommer fra sekundære kilder, hovedsageligt genanvendte katalytiske omformere, mens resten udvindes fra malm.Store rhodiumproducenter inkluderer Anglo Platinum, Norilsk Nickel og Impala Platinum.
Applikationer
Ifølge US Geological Survey udgjorde autokatalysatorer 77 procent af al rhodiumefterspørgsel i 2010. Trevejskatalysatorer til benzinmotorer bruger rhodium til at katalysere reduktionen af nitrogenoxid til nitrogen.
Omkring 5 til 7 procent af det globale rhodiumforbrug bruges af den kemiske sektor. Rhodium- og platin-rhodium-katalysatorer bruges til fremstilling af oxoalkoholfremstilling samt til fremstilling af nitrogenoxid, et råmateriale til gødning, sprængstoffer og salpetersyre.
Glasproduktion tegner sig for yderligere 3 procent til 6 procent af rodiumforbruget hvert år. På grund af deres høje smeltepunkter kan styrke og modstand mod korrosion, rhodium og platin legeres til dannelse af kar, der holder og former smeltet glas. Det er også vigtigt legeringer indeholdende rodium reagerer ikke med eller oxiderer glasset ved høje temperaturer. Andre rhodium anvendelser i glasproduktion inkluderer:
- At danne bøsninger, der bruges til at fremstille glasfiber ved at trække smeltet glas gennem huller (se foto).
- Ved produktion af LCD-skærme (LCD) på grund af de højere temperaturer, der kræves for at smelte råmaterialer, og kvaliteten af det krævede glas.
- Ved produktion af skærmglas til katodestrålerør (CRT) skærme.
Andre anvendelser til rhodium:
- Som en finish til smykker (galvaniserende hvidguld)
- Som en finish til spejle
- I optiske instrumenter
- I elektriske forbindelser
- I legeringer til flyturbinemotorer og tændrør
- I nukleare reaktorer som en detektor af neutronfluxniveauer
- I termoelementer