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電鍍鍍層銠主要由自然銠提煉而成,是一種的貴金屬。顏色為銀白色, 金屬光澤,不透明。硬度4~4.5,相對(duì)密度12.5。熔點(diǎn)高,為1955℃。 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。由于銠金耐腐蝕,而且光澤好,因此主要用于電鍍業(yè),將其電鍍在其它金屬表面,鍍層堅(jiān)固耐磨,反光效果好。化合價(jià)2、4和6。電離能7.46電子伏特。在中等的溫度下,它也能抵抗大多數(shù)普通酸(包括王水在內(nèi))。在200—600℃可與熱濃硫酸、熱氫溴酸、次氯酸鈉和游離鹵素起化學(xué)反應(yīng)。不與許多熔融金屬,如金、銀、鈉和鉀以及熔融的堿起反應(yīng)。
外圍電子層排布:4d8 5s1
電子層:K-L-M-N-O
核電荷數(shù):45。
除了制造合金外,銠可用作其他金屬的光亮而堅(jiān)硬的鍍膜,例如,鍍在銀器或照相機(jī)零件上。將銠蒸發(fā)至玻璃表面上,形成一層薄蠟,便造成一種特別優(yōu)良的反射鏡面。
(1)催化活性和選擇性高,壽命長。銠及其合金、含銠化合物、絡(luò)合物催化劑可用于制醛類和醋酸,汽車廢氣凈化,硝酸生產(chǎn)的氨氧化,塑料、人造纖維、藥物、農(nóng)藥等有機(jī)化工合成,燃料電池電極。
(2)對(duì)可見光反射率高而穩(wěn)定。常用于特殊工業(yè)用鏡、探照燈、雷達(dá)等反射面的鍍層。
(3)熔點(diǎn)高,抗氧化,耐腐蝕,是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的金屬之一。可做耐腐蝕容器,大氣中可在1850℃高溫下使用,純銠坩堝可用于生產(chǎn)鎢酸鈣和鈮酸鋰單晶。
(4)銠鍍層硬度高(7500~9000MPa),耐磨,耐腐蝕,接觸電阻穩(wěn)定。鍍銠復(fù)合材料是優(yōu)良的電接觸材料,銠還可用于飾品和其他工業(yè)儀器、氣敏元件的鍍層。
(5)改性作用。銠可與鉑、鈀等金屬形成固溶體,對(duì)基體起固溶強(qiáng)化作用,提高基體的熔點(diǎn)、再結(jié)晶溫度和抗腐蝕性,減少氧化揮發(fā)損失,其中鉑銠合金是優(yōu)良的貴金屬測溫材料;銠與鈦、鋯、鉿、鉭、鈮等金屬形成的化合物對(duì)含銠合金起彌散強(qiáng)化作用,增加熱穩(wěn)定性;銥中加銠可改善銥的加工性能。
(6)加工硬化率高,熱加工成一定尺寸后可以冷加工。
(7)價(jià)格昂貴,除特殊使用外,通常只作為添加元素使用。
銠是在1803年由William Wollaston發(fā)現(xiàn)的。他和Smithson Tennant在一個(gè)商業(yè)投資中合作,多半是為了生產(chǎn)出純鉑來出售。這個(gè)程序的步是溶解普通的鉑在王水(硝酸+鹽酸)中。不是所有的都溶入了溶液中,它留下了黑色的殘?jiān)═ennant研究了這些殘?jiān)K他從中提取出了鋨和銥。)Wollaston全神貫注在這個(gè)溶解的鉑溶液,其也包含鈀。他用沉淀法移除了這些金屬,然后留下了一種漂亮的紅色溶液,他從中獲得了玫瑰紅晶體。這些就是氯銠酸鈉,Na3RhCl6。他終從中生產(chǎn)出了這種金屬自身的樣本。世界銠產(chǎn)量約為鉑的2.8%,幾乎全由南非、俄羅斯和加拿大三國生產(chǎn)。金屬銠以海綿狀、粉狀或致密塊狀出售。1990~1993年三國平均年生產(chǎn)的銠分別為7512kg,3227kg(僅指出售給西方國家部分),552kg。1980年以后,西方國家每年從廢料中再生回收并進(jìn)入市場的銠不斷增加,僅從廢汽車催化劑中回收的銠1989年就達(dá)2.5t。主要以銠催化劑、銠合金、銠鍍層、銠化合物應(yīng)用于化學(xué)、石油、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽車等領(lǐng)域。1992年西方國家共消費(fèi)銠10.2t,其中汽車廢氣凈化催化劑用量達(dá)86%。
銠存在于鉑礦中,在精煉過程中可以集取而制得。
我國鉑金屬資源比較,鉑金屬礦床分布在10個(gè)省、自治區(qū),甘肅、云南、四川和黑龍江的儲(chǔ)量較多,這四省的儲(chǔ)量占全國儲(chǔ)量的94.6%。其他省區(qū)如河北、青海、新疆、北京、內(nèi)蒙古也有一些小礦點(diǎn),但儲(chǔ)量甚少。從1996年我國鉑礦、鈀礦與鉑鈀(未分)礦保有儲(chǔ)量看,我國的鉑礦和鈀礦主要分布在甘肅,分別占全國鉑礦與鈀礦的90.7%與91.3%,其次是河北,分別為5.8%和2.3%。其他省區(qū)只占極少份額。鉑鈀(未分)礦主要在云南,占全國的66.8%;其次是四川,占全國的25.5%。
全國鉑族金屬礦的平均品位為0.796g/t,Pt品位0.341g/t,Pd品位0.386 g/t,Os+Ir品位0.041g/t,Rh+Ru品位0.028 g/t。以鉑族金屬為主的礦床,品位為1.468g/t,富礦品位2.33 g/t;與銅鎳共生的鉑族金屬品位0.768 g/t,銅鎳礦中伴生的鉑族金屬品位0.436 g/t。國外幾個(gè)大型鉑礦床的平均品位為:南非布什維爾德雜巖3.1-17.1 g/t,麥倫斯基層30~60 g/t,俄羅斯諾里爾斯克6~350 g/t,加拿大薩德伯里3.34 g/t,美國斯蒂爾沃特147 g/t。相比之下,我國鉑族金屬礦的品位是十分低的。
我國鉑族金屬礦床類型有巖漿熔離型、熱液再造型和砂鉑礦,還有一些含在黑色巖系、熱液或夕卡巖型多金屬礦床及斑巖銅鉬礦中。按全國礦產(chǎn)儲(chǔ)量(1985)確定的鉑族金屬參考工業(yè)指標(biāo),原生礦的邊界品位為0.3~0.5g/t,工業(yè)品位為0.5 g/t??蓪⑽覈K族金屬礦床分為單一礦、共生礦和伴生礦三類,根據(jù)1996年的統(tǒng)計(jì)資料,93.4%的鉑族金屬(探明儲(chǔ)量)與銅鎳硫化物、多金屬共生或伴生。
銠屬鉑系元素。鉑系元素幾乎完全成單質(zhì)狀態(tài)存在,高度分散在各種礦石中,例如原鉑礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦等。鉑系元素幾乎無例外地共同存在,形成天然合金。在含鉑系元素礦石中,通常以鉑為主要成分,而其余鉑系元素則因含量較小,經(jīng)過化學(xué)分析才能被發(fā)現(xiàn)。
由于鋨、銥、鈀、銠和釕都與鉑共同組成礦石,因此它們都是從鉑礦提取鉑后的殘?jiān)邪l(fā)現(xiàn)的。它們中除鉑和鈀外,不但不溶于普通的酸,而且不溶于王水。鉑很易溶于王水,鈀還溶于熱硝酸中。所有鉑系元素都有強(qiáng)烈形成配位化合物的傾向。
1803到1804年,在武拉斯頓發(fā)現(xiàn)鈀不久,他將天然鉑礦溶解在王水中,加入氫氧化鈉溶液,中和過剩的酸,再加入氯化銨(NH4Cl),使鉑沉淀為鉑氯化銨((NH4)2[PtCl4]),再加入氰化汞,使鈀沉淀為氰化鈀,濾去沉淀后,往濾液中加入鹽酸,除去過量的氰化汞,并把溶液蒸發(fā)至干,出現(xiàn)一種暗紅色沉淀,分析證明是由一種新金屬和鈉的氯化物形成的鹽Na3RhCl6·18H2O。因這種新金屬的具有玫瑰的艷紅色,就以希臘文中玫瑰rhodon命名它為rhodium(銠),元素符號(hào)定為Rh。
銠粉,銀白色金屬,質(zhì)極硬,耐磨,也有相當(dāng)?shù)难诱剐?。密?2.4克/厘米3。熔點(diǎn)1966±3℃,沸點(diǎn)3727±100℃。
化合價(jià)2、4和6。電離能7.46電子伏特。在中等的溫度下,它也能抵抗大多數(shù)普通酸(包括王水在內(nèi))。在200—600℃可與熱濃硫酸、熱氫溴酸、次氯酸鈉和游離鹵素起化學(xué)反應(yīng)。不與許多熔融金屬,如金、銀、鈉和鉀以及熔融的堿起反應(yīng)。
可用作電器儀表、化工及制造精密合金等的原料。銠粉基于釕單質(zhì)在工業(yè)化工業(yè)中的使用廣泛度,銠由于其是工業(yè)所需的稀有金屬,行業(yè)價(jià)格也就比一般有色金屬稍高。作為稀有元素之一的銠,元素用途多種多樣,銠可用來制造加氫催化劑、熱電偶、鉑銠合金等, 也常鍍在探照燈和反射鏡上,還用來作為寶石的加光拋光劑和電的接觸部件。
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