رودیوم را بشناسید

معرفی رودیوم:

رودیوم یکی از فلزات گروه پلاتین با عدد اتمی 45 و جرم اتمی u 102.9055 است. این فلز در حالت جامد به رنگ نقره ای درخشان در طبیعت یافت می شود و در برابر سایش بسیار مقاوم است و درخشندگی بالایی دارد. رودیوم و ایریدیوم کمیاب ترین فلزات از گروه پلاتین هستند، غلظت رودیوم در پوسته ی زمین تقریبا به ppm 0.001 می رسد. تنها کانی شناخته شده‌ی رودیوم رودیت است که در ماسه‌های حاوی طلای برزیل و کلمبیا یافت می‌شود، در صورتی که برای هر کدام از دیگر فلزات گروه پلاتین چندین سنگ معدن شناخته شده وجود دارد. به همین دلیل معمولاً از آلیاژهای آن با پالادیوم یا پلاتین استفاده می شود. مقاومت بسیار زیاد رودیوم در برابر خوردگی و واکنش های شیمیایی این فلز را برای استفاده در محیط های بسیار داغ مانند ساخت ترموکوپل های کوره های صنعتی بسیار کاربردی کرده است. همچنین درخشندگی بسیار بالای این فلز در ساخت آینه های رودیومی و نورافکن های گران قیمت و پوشش دهی جواهرات زینتی بسیار حائز اهمیت است. فلز رودیوم در ساخت مبدل های کاتالیستی و موتورهای توربینی نیز کاربرد دارد.

خواص رودیوم:

عدد اتمی	45
عدد جرمی	Ar 102.9049
دمای ذوب	1964 °C
دمای جوش	3695 °C
چگالی	12.41 gr/cm3
رنگ	سفید درخشان
حالت استاندارد	جامد

تاریخچه استفاده انسان از رودیوم:

فلز رودیوم برای اولین بار در سال 1803 میلادی توسط شیمیدان انگلیسی به نام ویلیام هاید ولاستون بعد از کشف فلز نادر پالادیوم معرفی شد. نام این عنصر از کلمه‌ی رودون به معنی گل قرمز گرفته شده است و دلیل نامگذاری آن قرمز رنگ بودن اولین نمک کشف شده از این فلز و محلول های حاوی این فلز است. ویلیام ولاستون ابتدا مقدار معینی از پلاتین خام را در تیزاب حل کرد سپس با استفاده از هیدروکسید سدیم محلول را خنثی کرد. در مرحله بعد با افزودن نمک آمونیوم کلرید پلاتین را به صورت کلروپلاتینات آمونیوم رسوب داد. سپس با افزودن سیانید جیوه به محلول باقیمانده سیانید پالادیوم رسوب کرد و سیانید جیوه جداسازی شد و محلول تا حد خشک شدن حرارت داده شد. پس از خشک شدن نمک زیبای قرمز رنگی تشکیل شد که به عقیده ی او نمکی از ترکیب فلز جدید (رودیوم) کلرید سدیم بود. این نمک در مجاورت گاز هیدروژن داغ تجزیه شد و پس از خارج کردن سدیم کلرید اضافی پودر فلزی رودیوم به دست آمد.

 

کاربردهای رودیوم:

کاربردهای تزئینی

فلز رودیوم بسیار گران قیمت است و نقطه ذوب بالا و چکش خواری ضعیفی دارد به همین علت ساخت جواهرات رودیومی خالص بسیار نادر است. رودیوم معمولا روی جواهرات زینتی، ساعت ها و ظروف گران قیمت ساخته شده از نقره استرلینگ، طلای سفید یا پلاتین آبکاری می شود. این فلز درخشندگی و شفافیت سطح را افزایش می دهد و از زیورآلات در برابر خراشیدگی و لکه‌دار‌ شدن محافظت می کند. در ساخت صفحه ساعت های لوکس و گران قیمت از فلز رودیوم استفاده می کنند. این فلز ظاهری درخشان و براقی را برای این ساعت ها ایجاد می کند.

 

صنایع اپتیک و شیشه

ساخت آینه‌های رودیومی مورد استفاده در دندانپزشکی با وضوح و بازتابش بسیار بالا، ساخت نورافکن‌هایی با قدرت تابش نور بسیار زیاد، تولید نمایشگرهایی با وضوح تصویر بسیار بالا، در خودروسازی از رودیوم در ساخت بازتابنده چراغ های جلو نیز استفاده می شود.

 

کاربردهای تولید انرژی

فلز رودیوم در ساخت کانال های اندازه گیری شار نوترونی در راکتورهای هسته‌ای برای اندازه‌گیری مقدار شار نوترونی استفاده می‌شوند.

 

کاربرد در صنایع هوافضا

فلز رودیوم در ساخت قطعات مقاوم در برابر خوردگی داغ، تولید قطعات موتور توربو، ساخت موتور توربین و الکترودهای استفاده شده در شمع هواپیما، یاتاقان ها و تولید موتور جت کاربرد دارد.

استفاده به عنوان کاتالیزور

حدود 80 درصد از کاربردهای رودیوم به تولید مبدل های کاتالیزوری کاهنده ی آلودگی هوا در صنایع خودروسازی اختصاص دارد. همچنین از رودیوم به عنوان کاتالیزور برای تولید نیتریک اسید و استیک اسید استفاده می شود. استفاده از فلز رودیوم برای تبدیل اکسیدهای نیتروژن به گازهای نیتروژن و اکسیژن نسبت به سایر فلزات گروه پلاتین ترجیح داده می شود. همچنین از فلز رودیوم به عنوان کاتالیزور در ساخت لاستیک های سیلیکونی خاص و برای احیای بنزن به سیکلوهگزان استفاده می شود.

   

استفاده در قطعات الکترونیکی و اتصالات الکتریکی

از فلز رودیوم در ساخت و پوشش‌دهی قطعات الکترونیکی، استفاده در ساخت ترموکوپل های کوره های صنعتی، سنسورهای حرارتی استفاده شده در محیط های داغ و سیم های مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود. همچنین رودیوم به دلیل مقاومت الکتریکی و مقاومت تماسی کم و مقاومت در برابر خوردگی زیاد در ساخت کانتکت های الکتریکی و سیم پیچ های استفاده شده در کوره های صنعتی کاربرد دارد.

استفاده به عنوان آلیاژ

رودیم به عنوان یک عامل آلیاژی برای سخت شدن و بهبود مقاومت در برابر خوردگی پلاتین و پالادیوم استفاده می شود. این آلیاژها در سیم‌پیچ‌های کوره، بوشینگ‌ها برای تولید الیاف شیشه، عناصر ترموکوپل، الکترودهای شمع‌های هواپیما و بوته‌های آزمایشگاهی استفاده می‌شوند.

قیمت گذاری رودیوم:

گرانبها ترین و کمیاب ترین فلز از فلزات گروه پلاتین رودیوم است. معادن رودیوم در زمین بسیار محدود است و اغلب از خاک های نیکل یا پلاتین دار استخراج می شود همچنین فرایند استخراج این فلز به دلیل نقطه ذوب بالا و ویژگی های دیگر آن بسیار سخت و هزینه بر است. غلظت رودیوم در پوسته زمین تقریبا یک هزارم گرم در هر تن است و سالانه تنها حدود 30 تن از این فلز تولید می شود این دلایل این فلز را به عنصری بسیار گران قیمت و با ارزش تبدیل کرده است. مانند بسیاری از کالاهای دیگر موجودی، عرضه و تقاضا و رشد اقتصادی نقش ویژه ای در تعیین قیمت رودیوم داشته است. قیمت رودیم طی سال‌های گذشته نوسانات بسیاری را تجربه کرده است و در سال ۱۹۹۰ به بالاترین مقدار خود یعنی ۵۳۴۷ دلار برای هر اونس تروا رسید که ۲۰ برابر قیمت طلا در آن زمان بود.

علاوه بر وزن و قیمت جهانی فلزات عواملی که امروزه بر قیمت و ارزش گذاری فلزات گرانبها از جمله رودیوم تاثیر می گذارند عبارتند از :

کارخانه ای بودن یا بازیافتی بودن رودیوم

با توجه به منابع محدود و استخراج دشوار رودیوم، بازیافت این فلز از انواع پسماندهای صنعتی مانند مبدل‌های کاتالیستی، وسایل الکترونیکی و یا حتی حمام های آبکاری استفاده شده، بسیار مقرون به صرفه تر است. شمش های کارخانه ای نسبت به شمش های بازیافتی رودیوم قیمت بالاتری دارند به همین دلیل خرید شمش رودیومی بازیافتی از نظر هزینه بسیار به صرفه تر است.

درصد خلوص رودیوم

نمک هایی مانند رودیوم کلرید، رودیم سولفات و رودیوم نیترات از جمله نمک‌هایی هستند که در صنایع مختلف کاربرد دارند. درصد خلوص رودیوم در هر کدام از این ترکیبات بر قیمت آن تاثیر گذار است.

فرایندهای تولید و استخراج رودیوم:

 

استخراج رودیوم از سنگ معدن طبیعی آن و منابع ثانویه مانند کاتالیست‌ها و قطعات الکترونیکی مستعمل، حمام‌های آبکاری استفاده شده، محلول‌های حاوی فلزات گرانبها وخاک‌های بازیافتی انجام می‌شود.به دلیل محدود بودن منابع و استخراج پر هزینه ی رودیوم بازیابی آن از منابع ثانویه آن از نظر هزینه، انرژی و استانداردهای زیست محیطی بسیار مقرون به صرفه‌تر است. مانند پلاتین برای بازیافت رودیوم نیز از انواع روش‌های پیرومتالورژی و هیدرومتالورژی استفاده می‌شود. فرآیند بازیافت هیدرومتالورژی از نظر مصرف انرژی کمتر، خلوص محصول بالاتر، دمای پایین تر، کنترل شرایط آسان تر و گازهای سمی کمتر از نظر زیست محیطی مناسب تر و از نظر هزینه به صرفه تر است.

تفاوت رودیوم و رادیوم:

 

رودیم (Rhodium)  فلزی گرانبها و کمیاب از فلزات گروه پلاتین با عدد اتمی 45 است که به اختصار آن را با  Rh نشان می دهند. این فلز در برار حرارت زیاد، خوردگی و فرسایش مقاومت بسیار بالایی دارد و درخشندگی و بازتابش زیاد از ویژگی های منحصر به فرد آن است. رودیوم توسط ویلیام هاید ولاستون در سال ۱۸۰۳  کشف و نامگذاری شده است.

رادیوم  (Radium)عنصری رادیواکتیو و سنگین ترین عنصر از گروه فلزات قلیایی خاکی با عدد اتمی ۸۸ و به رنگ سفید درخشان است که به اختصار آن را با Ra نشان می دهند. از این عنصر به عنوان سوخت هسته‌ای نیز استفاده می‌شود. عنصر رادیوم در سال 1895 توسط ماری کوری و پیر کوری کشف شد.