希少な白金族金属であるロジウムとその応用

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ロジウムは珍しい 白金族金属 (PGM) 高温で化学的に安定し、腐食主に自動車の触媒コンバーターの製造に使用されます。

プロパティ

• 原子記号: Rh
• 原子番号: 45
• 要素カテゴリ: 遷移金属
• 密度: 12.41 g/cm³
• 融点: 3567°F (1964°C)
• 沸点: 6683°F (3695°C)
• モース硬度：6.0

特徴

ロジウムは非常に安定しており、融点が高い硬い銀色の金属です。ロジウム金属は耐腐食性があり、PGM としてグループの並外れた触媒特性を共有しています。

金属は反射率が高く、硬く耐久性があり、電気抵抗が低く、接触抵抗が低く安定しています。

歴史

1803 年、ウィリアム ハイド ウォラストンは他の PGM からパラジウムを分離することができ、その結果、1804 年には反応生成物からロジウムを分離しました。

ウォラストン溶解 白金 王水での時間 （硝酸と塩酸の混合物）塩化アンモニウムと鉄を加えてパラジウムを得る前に。その後、残った塩化物塩からロジウムを取り出すことができることを発見しました。

Wollaston は王水を適用した後、水素ガスによる還元プロセスを行い、ロジウム金属を得ました。残りの金属はピンク色をしており、ギリシャ語で「バラ」を意味する「rodon」にちなんで名付けられました。

製造

ロジウムはプラチナの副産物として抽出され、 ニッケル 採掘。その希少性と、金属を分離するために必要な複雑で費用のかかるプロセスのために、ロジウムの経済的な供給源を提供する天然の鉱体はほとんどありません。

ほとんどの PGM と同様に、ロジウムの生産は南アフリカの Bushveld コンプレックス周辺に集中しています。この国は、世界のロジウム生産量の 80% 以上を占めており、他の産地には、カナダのサドベリー盆地やロシアのノリリスク コンプレックスが含まれます。

PMG は、ダナイト、クロマイト、ノーライトなど、さまざまな鉱物に含まれています。

鉱石からロジウムを抽出する最初のステップは、金などの貴金属を沈殿させることです。銀、パラジウム、プラチナ。残りの鉱石は重硫酸ナトリウム NaHSO で処理されます₄溶融し、硫酸ロジウム（III）、Rhが得られます₂（それで₄)_3.

次に、水酸化ナトリウムを使用して水酸化ロジウムを沈殿させ、塩酸を加えて H を生成します。₃RhCl₆.この化合物を塩化アンモニウムと亜硝酸ナトリウムで処理して、ロジウムの沈殿物を形成します。

沈殿物を塩酸に溶解し、残留汚染物質が燃焼除去されるまで溶液を加熱し、純粋なロジウム金属を残します。

Impala Platinum によると、世界のロジウム生産量は年間約 100 万トロイオンス (約 28 トン) に限られているのに対し、2011 年には 207 トンのパラジウムが生産されました。

ロジウム生産の約 4 分の 1 は、主にリサイクル触媒コンバーターなどの二次資源から得られ、残りは鉱石から抽出されます。 大規模なロジウム生産者には、アングロ プラチナ、ノリリスク ニッケル、インパラ プラチナなどがあります。

アプリケーション

米国地質調査所によると、2010 年の全ロジウム需要の 77% を自動車触媒が占めていました。ガソリン エンジン用の三元触媒コンバーターは、窒素酸化物を窒素に還元する触媒としてロジウムを使用しています。

世界のロジウム消費量の約 5% から 7% が化学部門で使用されています。ロジウムおよび白金-ロジウム触媒は、オキソアルコールの製造や、肥料、爆薬、硝酸の原料である一酸化窒素の製造に使用されます。

ガラスの生産は、毎年ロジウム消費量のさらに 3 ～ 6% を占めています。ロジウムとプラチナは融点が高く、強度と耐腐食性があるため、合金化して、溶融ガラスを保持し成形する容器を形成することができます。また重要なのは、 合金 ロジウムを含むガラスは、高温でガラスと反応したり、酸化したりしません。ガラス製造におけるロジウムのその他の用途には次のようなものがあります。

• 溶融ガラスを穴から引き出すことによってガラス繊維を製造するために使用されるブッシングを形成するため (写真参照)。
• 液晶ディスプレイ (LCD) の製造では、原材料を溶かすために必要な温度が高く、ガラスの品質が要求されるためです。
• ブラウン管（CRT）ディスプレイ用スクリーンガラスの製造。

ロジウムの他の用途:

• ジュエリーの仕上げとして（電気メッキホワイトゴールド）
• 鏡の仕上げとして
• 光学機器で
• 電気接続で
• 航空機タービンエンジンおよびスパークプラグ用合金
• 中性子束レベルの検出器としての原子炉内
• 熱電対で