Этот металл поражает многими качествами. Особенно ценой – на биржах за грамм чистого родия выкладывают сотни долларов. Но он того стоит.
Самостоятельного минерала Rhodium не найдено, он всегда выступает компаньоном.
Физико-химические характеристики
Родиевые соединения устойчивее к механическому, химическому воздействию, коррозии, чем платина или золото:
- Механическая обработка возможна только при 810-900°C.
- Раскаленная царская водка, крепкая серная кислота способны растворить лишь порошковые фракции, и то не сразу.
- Без проблем сплавляется с металлами (особенно платиноидами).
На воздухе родий окисляется в диапазоне 600-800°C. На уровне выше 800°C оксидная пленка с поверхности исчезает.
Родий / Rhodium (Rh), 45 |
102,90550(2) а. е. м. (г/моль) |
[Kr] 4d8 5s1 |
134 пм |
125 пм |
(+3e)68 пм |
2,28 (шкала Полинга) |
+0,8в |
5, 4, 3, 2, 1, 0 |
719,5 (7,46) кДж/моль (эВ) |
12,41 г/см³ |
1963°C |
3727°C |
21,8 кДж/моль |
494 кДж/моль |
24,95 Дж/(K·моль) |
8,3 см³/моль |
кубическая гранецентрированная |
a=3,803 Å |
480 K |
(300 K) 150 Вт/(м·К) |
7440-16-6 |
Природный Rhodium не имеет формулы, поскольку состоит только из изотопа 103Rh.
Месторождения, способы добычи
До начала третьего тысячелетия «хранителем» большинства запасов руды была Россия с гигантскими залежами самородной платины на Урале и в Заполярье.
Сегодня лидерство по запасам у Мексики (43%), золотые пески которой перенасыщены родием. Далее идут месторождения ЮАР, Колумбии, США.
Ежегодный мировой объем добычи родия не превышает 31 тонны.
Экспортер металла номер один (80% объемов) – Южная Африка.
Добыча родия промышленных масштабов ведется закрытым (шахтным) способом. Ее усложняет состав руды: металл перемешан с золотом, палладием, платиной и серебром.
Технология получения
Получение чистого металла – сложный многоэтапный процесс.
Традиционный метод
Включает очистку платиновой руды и извлечение компонента Rhodium.
С месторождения сырье везут на обогатительный комплекс.
Здесь драгоценные компоненты и «порожняк» разделяются:
- Руду измельчают, заливают водой с химическими компонентами.
- Смесь насыщают воздухом под давлением.
- Пена всплывает, захватывая частицы платины.
- Ее снимают, отправляют сушиться.
Содержание платины достигает 110-990 граммов на тонну.
Следующий этап – металлургия. Концентрированную смесь погружают в печи, нагревают до 1500°С. Пустая порода сжигается, шлак удаляют продувкой. Содержание металла увеличивается до 1400 г на тонну.
Заключительный этап – аффинаж. Он позволяет выделить из платины другие элементы.
Для высвобождения родия используют раствор, оставшийся в процессе очистки платины. После воздействия химическими компонентами и прокаливания получается почти чистый металлический родий.
Путь от транспортировки руды с месторождения до получения чистого родия занимает пять-шесть месяцев.
Из ядерных отходов
Разрабатывается технология получения родия из отходов работы атомных электростанций. Это решает несколько проблем: увеличение количества редкого металла (в отработанном ядерном топливе его может оказаться больше, чем на всей планете) плюс экология.
Где используется
Металл, несмотря на запредельную цену, востребован в больших объемах, чем добывается.
Родиевая фольга и проволока
Промышленность
Его свойства обеспечили использование родиевых сплавов промышленным комплексом, особенно в катализаторах:
- Иридиевые либо платиновые содержат приборы для определения температур порядка 2200°C.
- Только на платиново-родиевых фильтрах вырастают в лабораториях некоторые кристаллы.
- Сплав с платиной уменьшает цикл получения азотной кислоты.
- Из них получаются нейтрализаторы выхлопов автомобилей.
Автопром – главный потребитель родия.
- Потребитель металла номер два – стекольное производство. В родиево-платиновых сосудах выплавляют стекломассу, получая тончайшие нити.
- Им покрывают поверхность зеркал сверхточных приборов. Все благодаря тому, что поверхность металла отражает 80% света видимой части спектра, не тускнеет от супержара.
Радиотехника как основу для изготовления деталей его не использует – слишком хрупкий, ломкий. В радиодеталях (включая советскую технику) это лишь покрытие. Родием покрыты, например, контакты (герконовые реле) РЭС 55(А).
Материал новой эпохи
Металлический родий используют как компонент материала зеркал лазерных систем, дифракционных решеток спектрометров.
Родиевыми детекторами снабжают аппараты, измеряющие поток нейтронов.
Важной сферой применения становится электроника. Из металла выполнены фильтры ЖК-мониторов (телевизоры, ноутбуки, айфоны, другие гаджеты).
Ювелирное дело
В сегменте ювелирных украшений и часов металл – напарник золота, платины, серебра.
Ювелиры оценили родирование. Это процедура покрытия поверхности ювелирных изделий тончайшим (0,11-0,26 мкм) слоем родия.
Родирование ювелирных изделий
Родиевое покрытие тоньше человеческого волоса, но творит чудеса:
- Серебро, обработанное родием, начинает сиять, становится прочнее. Не тускнеет, не темнеет на воздухе.
- Платина становится крепче, обретает сияние.
- Поверхность рядового золота получает элитарный платиновый блеск. Изделие становится более износостойким.
Этим преимущества не исчерпываются. Благодаря родию стало возможным создание белоснежного – для эстетов и черного – поклонникам авангарда золота.
Родирование улучшает эстетические и утилитарные характеристики ювелирных изделий.
Недостатки не критичны:
- Запрещена чистка абразивами, от которых слой повреждается.
- После ремонта требуется покрытие украшения новым слоем.
Срок службы покрытия в ювелирных изделиях определяется толщиной и интенсивностью использования. На практике это пять-семь, при бережном отношении – десятки лет.
Кольцо покрытое родием
Предостережения
Свойства металла исследованы на предмет практического использования. Влияние на здоровье человека, другие биологические системы изучено частично.
Выяснено, что родиевые соединения – высокотоксичные канцерогены. Однако в сертифицированных ювелирных украшениях количество металла безопасно для человека.
Если сплав родия с кадмием (либо цинком) растворить соляной кислотой, профильтровать, высушить – получим порошок. Фактически это смесь, способная сдетонировать при обычных условиях.
Цены
Rhodium котируется на бирже наряду с золотом, платиной, серебром. Это самый дорогой из драгоценных металлов.
Глобальный ажиотаж достиг пика к концу 2008 года: за тройскую унцию на биржах давали $10,1 тыс., что вдесятеро больше золота.
Затем рынок поутих, цена упала ниже тысячи.
За последнее время (декабрь 2019 – декабрь 2020) цена за 1 грамм поднялась втрое: со $150 до $500. То есть стоимость унции составила $15,5 тыс.
Биржевая цена колеблется, как и на другие позиции. Но в долгосрочной перспективе все равно растет: наука, производство, технологии без этого металла не обойдутся.
Источник: