الروديوم هو معدن مجموعة بلاتينية نادرة (PGM) مستقر كيميائياً عند درجات حرارة عالية ، مقاوم للتآكل ويستخدم بشكل رئيسي في إنتاج المحولات الحفازة للسيارات.
الخصائص
- الرمز الذري: Rh
- العدد الذري: 45
- فئة العنصر: المعادن الانتقالية
- الكثافة: 12.41 جم / سم مكعب
- نقطة الانصهار: 3567 درجة فهرنهايت (1964 درجة مئوية)
- نقطة الغليان: 6683 درجة فهرنهايت (3695 درجة مئوية)
- صلابة محمد: 6.0
مميزات
الروديوم هو معدن صلب بلون فضي مستقر للغاية وله نقطة انصهار عالية.
معدن الروديوم مقاوم للتآكل ، وبصفته PGM ، فإنه يشترك في الخصائص التحفيزية الاستثنائية للمجموعة.
يحتوي المعدن على انعكاس عالٍ ، صلبة ودائمة ، ولديه مقاومة كهربائية منخفضة وكذلك مقاومة اتصال منخفضة ومستقرة.
التاريخ
في عام 1803 ، تمكن وليام هايد ولاستون من عزل البلاديوم من PGMs أخرى ، وبالتالي ، في عام 1804 ، عزل الروديوم من منتجات التفاعل.
Wollaston إذابة خام البلاتين في aqua regia (خليط من أحماض النيتريك والهيدروكلوريك) قبل إضافة كلوريد الأمونيوم والحديد للحصول على البلاديوم. ثم وجد أن الروديوم يمكن استخلاصه من أملاح الكلوريد المتبقية.
وقد طبقت شركة وولاستون (aquastia regia) ثم عملية تخفيض مع غاز الهيدروجين للحصول على معدن الروديوم. أظهر المعدن المتبقي لونا ورديا وتم تسميته بعد الكلمة اليونانية rodon ، بمعنى "rose".
إنتاج
يتم استخراج الروديوم كمنتج ثانوي من التعدين البلاتيني والنيكل .
بسبب ندرتها وعملية معقدة ومكلفة لازمة لعزل المعدن ، هناك عدد قليل جدا من أجسام الخام الطبيعية التي تعتبر مصادر اقتصادية للروديوم.
مثل معظم PGMs ، يركز إنتاج الروديوم حول مجمع Bushveld في جنوب أفريقيا. تمثل البلاد أكثر من 80 ٪ من إنتاج الروديوم في العالم ، في حين تشمل المصادر الأخرى حوض سودبيري في كندا ومجمع نوريلسك في روسيا.
تم العثور على PMGs في مختلف المعادن ، بما في ذلك dunite ، الكروميت ، ونوريت.
الخطوة الأولى في استخراج الروديوم من الركاز ترسب المعادن الثمينة مثل الذهب والفضة والبلاديوم والبلاتين. يتم التعامل مع خام الباقي مع كبريتات الصوديوم NaHSO 4 وذاب ، مما يؤدي إلى كبريتات الروديوم (III) ، Rh 2 (SO 4 ) 3.
ثم يتم ترسيب هيدروكسيد الروديوم باستخدام هيدروكسيد الصوديوم ، في حين يضاف حمض الهيدروكلوريك لإنتاج H 3 RhCl 6 . يتم التعامل مع هذا المركب مع كلوريد الأمونيوم ونيتريت الصوديوم لتشكيل راسب من الروديوم.
يذوب الراسب في حمض الهيدروكلوريك ويتم تسخين المحلول حتى يتم حرق الملوثات المتبقية ، تاركا وراءه معدن الروديوم النقي.
ووفقاً لشركة Impala Platinum ، فإن الإنتاج العالمي من الروديوم يقتصر على حوالي 1 مليون أوقية ترويسية سنوياً (أو ما يقرب من 28 طن متري) سنوياً ، في حين تم إنتاج 207 طن متري من البلاديوم في عام 2011.
ويأتي حوالي ربع إنتاج الروديوم من مصادر ثانوية ، خاصة المحولات الحفازة المعاد تدويرها ، في حين يتم استخلاص الباقي من الركاز الخام. ومن بين كبار منتجي الروديوم "أنجلو بلاتينيوم" و " نوريلسك نيكل" و "إمبالا بلاتينيوم".
تطبيقات
ووفقًا لاستطلاع الولايات المتحدة الجيولوجي ، فإن الحوافز الذاتية تمثل 77٪ من إجمالي الطلب على الروديوم في عام 2010.
تستخدم المحولات الحفزية ثلاثية الاتجاهات لمحركات البنزين الروديوم لتحفيز تقليل أكسيد النيتروجين إلى النيتروجين.
يستخدم ما يقرب من 5-7 ٪ من استهلاك الروديوم في العالم من قبل قطاع الكيماويات. وتستخدم محفزات الروديوم والبلاتين والروديوم في إنتاج تصنيع الكحول بالأكسجين وكذلك لإنتاج أكسيد النيتريك ، وهو مادة خام للأسمدة والمتفجرات وحمض النيتريك.
يشكل إنتاج الزجاج نسبة 3-6 ٪ إضافية من استهلاك الروديوم كل عام. وبسبب نقاط انصهارها العالية ، يمكن تشكيل سبيكة ومقاومة التآكل والروديوم والبلاتين لتشكيل الأوعية التي تحمل وتشكل الزجاج المصهور. ومن الأهمية بمكان أيضًا أن السبائك المحتوية على الروديوم لا تتفاعل مع الزجاج أو تتأكسده عند درجات حرارة عالية. تشمل استخدامات الروديوم الأخرى في إنتاج الزجاج ما يلي:
- لتشكيل البطانات ، والتي تستخدم لإنتاج الألياف الزجاجية عن طريق رسم الزجاج المنصهر من خلال ثقوب (انظر الصورة).
- في إنتاج شاشات الكريستال السائل (LCD) بسبب ارتفاع درجات الحرارة المطلوبة لإذابة المواد الخام ونوعية الزجاج المطلوبة.
- في إنتاج زجاج الشاشة لأنبوب أشعة الكاثود (CRT) يعرض.
استخدامات أخرى للروديوم:
- كخاتم للمجوهرات (مطلي بالذهب الأبيض)
- كنهاية للمرايا
- في الأدوات البصرية
- في التوصيلات الكهربائية
- في سبائك لمحركات توربين الطائرات وشمعات الإشعال
- في المفاعلات النووية ككاشف لمستويات تدفق النيوترون
- في المزدوجات الحرارية
مصادر:
الرابطة الدولية للمعادن البلاتينية (IPA). http://www.ipa-news.com/
هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. 2010. حولية المعادن: Platinum Group Metals. http://www.usgs.gov/
إمبالا البلاتين. العرض والطلب: الروديوم. http://www.implats.co.za/implats/Supply-demand.asp
اتبع Terence على Google+