رودیم چیست؟ کاربرد رودیم و روش تولید رودیم

رودیم

رودیم یکی از سنگین ترین فلزات قلیایی خاکی می باشد. که بسیار رادیواکتیو بوده و از نظر شیمیایی به فلز باریم شباهت دارد. این فلز به صورت ترکیبی در اورانیوم یافت می شود.

رادیوم می تواند دمای بالاتر از دمای محیط را در خود نگه دارد. که با توجه به تشعشات آلفا و بتا و گامای رادیوم بسیار قابل توجه است. اگر رادیوم را در مجاورت برلیوم قرار دهیم نوترون تولید می کند. رادیوم در آب تجزیه شده و هیدرواکسید رادیوم می سازد که از باریم فراتر است.

رادیوم سمی بوده و به شدت رادیواکتیوی بوده و محصول تجزیه آن که رادون می باشد برای شش بسیار کشنده است. از آنجا که رودیم با کلسیم در ارتباط است. و میتواند صدمات جدی را برای استخوان ایجاد کند.

رودیوم یکی از فلزات گروه پلاتین است که همانند سایر فلزات هم گروه خود ، بسیار ارزشمند ، کاربردی و کمیاب است. رودیوم دامنه گسترده ای از کاربرد را در صنعت به خود اختصاص داده است.

یکی از بزرگ ترین و بهترین منابع برای استخراج رودیوم ، استخراج رودیوم از خاک کاتالیزور می باشد که چه از لحاظ اقتصادی و چه از لحاظ زیست محیطی ، بسیار و حائز اهمیت است.

در این مقاله استخراج رودیوم از خاک کاتالیزور را به صورت تخصصی مورد برسی قرار می دهیم ، پس در ادامه مقاله با ما همراه باشید.

این عنصر و فلز ارزشمند را از لحاظ شیمایی و علمی مورد برسی قرار خواهیم داد.

عنصر رودیم  که نماد شیمیایی آن Rh و عدد اتمی آن ۴۵ هست، یکی از عنصرهای شیمیایی جدول مندلیف می‌باشد. رودیوم در واقع چهل و پنجمین عنصر از جدول تناوبی است که در دسته IXB و دوره پنجم جدول تناوبی جای دارد.

در حقیقت عنصر رودیوم یک فلز واسطه نادر سخت با رنگ سفید- نقره‌ای هست. رودیوم با عنصرهای کبالت (Co)، ماینتریوم (Mt) و ایریدیوم (Ir)، در دسته نه واسطه جدول تناوبی جای گرفته است و قرار دارد. این فلز  از نقطه ذوب بالایی برخوردار است. فلز رودیم در برابر خوردگی مقاوم است و به عنوان یک PGM دارای خصوصیات کاتالیزوری استثنایی این گروه است.

رودیم در سال ۱۸۰۳ توسط ویلیام هاید ولاستون ، شیمی دان انگلیسی ، اندکی پس از کشف عنصر پالادیوم کشف شد. ولاستون از تکه سنگ معدن پلاتین که از آمریکای جنوبی بدست آورده بود ، رودیم استخراج کرد. رودیم معمولاً در سنگ‌های حاوی پلاتین و نیکل همراه با دیگر فلزات گروه پلاتین یافت می‌شود.

کاربرد اصلی رودیم در مبدل های کاتالیزوری است که برای پاکسازی انتشارات خودرو طراحی شده است. رودیم همراه با پالادیوم و پلاتین در ساخت کاتالیزورهای خودرو استفاده می شوند.

از آنجا که رودیم کاملاً درخشان و مقاوم در برابر لکه دار شدن است ، از آن به عنوان روکش برای جواهرات نیز استفاده می شود.

تولید سالانه این فلز تنها در حدود ۳۰ تن است (در مقایسه با حدود ۴ هزار تن تولید سالانه طلا و ۲۰۰ تن تولید سالانه پلاتین). معادن رودیم بسیار محدود هستند و فرآیند استحصال آن نیز پیچیده و دشوار است. تولیدکننده اصلی این فلز آفریقای جنوبی است. در سال ۲۰۱۰ حدود ۸۰ درصد صادرات جهانی این فلز از این کشور صورت گرفته‌است.

روسیه دومین تولیدکننده مهم رودیم است اما صادرات روسیه به دلایل سیاسی هیچگاه استمرار نداشته و یکی از دلایل نوسانات بسیار شدید قیمت این فلز به همین موضوع بر می‌گردد.

قبل از اینکه به استخراج پالادیوم از خاک کاتالیزور بپردازیم ، باید از دلیل این عمل ، اطلاعات کافی داشته باشیم و در بهترین حالت ممکن ، باید به کاربرد ها رودیوم پی ببریم که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

کاربردهای رودیوم

این عنصر یکی از کمیاب‌ترین عنصرهای شیمیایی بوده که می‌تواند در صنعت کاربردهای ویژه‌ای داشته باشد. اصلی‌ترین کاربرد رودیوم در ساختن کاتالیزورهای (مبدل‌های کاتالیست) ماشین‌ها و خودروهاست.

در حقیقت این فلز به عنوان یک مبدل کاتالیست به همراه پالادیوم و پلاتین در ساخت این قطعه ماشین با هدف کاهش گازهای سمی که از اگزوز موتور خارج می‌شوند مورد استفاده قرار می‌گیرد. رودیوم همچنین در ساخت موتورهای توربینی مثل موتورهای جت نیز ، به کار برده می‌شود.

این فلز را در ساختن آلیاژها و کاتالیزورها با پلاتین به کار می‌برند. به بیان دیگر، رودیوم اغلب با پلاتین یا پالادیوم آلیاژ می‌گردد به همین علت استخراج رودیوم از کاتالیزور انجام می شود که در این صورت، در پوشش‌های مقاوم در برابر حرارت و در دماهای زیاد و اتصالات الکتریکی کارایی دارد.

همچنین این عنصر می‌تواند مقاوم بودن در برابر خوردگی عنصرهای تیتانیوم و کروم را در برابر اسیدهای غیر اکسید کننده، بهبود دهد.

این آلیاژها می‌توانند در سیم پیچ‌های کوره، نوک‌های قلم، سوزن‌های گرامافون، ترموکوپل، موتورهای توربین هواپیما، الکترودهای شمع‌های هواپیما، بعضی از ابزارهای پزشکی و جراحی، سیم‌هایی که در برابر حرارت زیاد، مقاومت دارند، قطعه‌های حساس صنعتی، رابط‌های الکتریکی و یاتاقان‌ها کاربرد داشته باشند.

از دیگر کاربردهای استخراج رودیوم از خاک کاتالیزور  این است که رودیوم به خاطر داشتن مقاومت خیلی بالا در برابر فرسایش و واکنش‌های شیمیایی، سبب می‌گردد تا انتخابی واقعا مناسب برای سنجش دماهای خیلی زیاد و به عنوان ترموکوپل در کوره‌های صنعتی باشد.

افزون بر این ها ، رودیوم  به عنوان یک ردیاب و یابنده برای اندازه‌گیری سطح شار نوترون در راکتورهای هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. از طرفی برای تولید کردن اسید نیتریک و همچنین به کارگیری در هیدروژناسیون ترکیبات آلی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. آن را در صنایع شیشه‌ای و اغلب برای تولید کردن شیشه تخت و فایبر گلاس هم مورد استفاده قرار داده‌اند.

حال که با رودیوم و کاربردهای آن بیشتر آشنا شدید، احتمالا متوجه شدید که بازیافت رودیوم از خاک کاتالیزور یا همان خاک کاتالیزور چه اهمیتی می‌تواند داشته باشد.

برای اینکه در مورد موضوع  روش استخراج رودیوم از خاک کاتالیزور درک بهتری داشته باشید، توصیه می‌کنیم در مورد خاک کاتالیزور و ارزش آن هم اطلاعاتی داشته باشید.

کاتالیزور ماشین‌ها بعد از مدتی دچار فرسودگی می‌شوند و کارآیی قبل را ندارند؛ بنابراین با فرسوده شدن مبدل کاتالیستی ماشین‌ها دود ناشی از سوختن سوخت خودروها می‌تواند سریعا به محیط زیست آسیب برساند و همچنین فرسوده شدن مبدل کاتالیستی می‌تواند روی موتور خودرو هم اثر بگذارد و باعث کاهش عمر موتور شود.

بنابراین لازم است مبدل کاتالیستی طبق نظر مکانیک اتومبیل عوض شود. به این شکل است که خاک کاتالیزور ایجاد می‌شود، بدین معنی که خاک کاتالیزور بخشی از ضایعات انواع اتومبیل‌هاست که از تعمیر و یا عوض کردن مبدل کاتالیستی فرسوده ایجاد می‌شود.

بازیافت رودیوم از ضایعات کاتالیزور ارزشمند است

به خاطر مواد اولیه‌ای که در ساختن مبدل‌های کاتالیستی استفاده می‌شود، این قطعۀ ماشین یک طلای با ارزش به حساب می‌آید. اگر کاتالیزور ضایعاتی ماشین‌ها را بازیافت کنیم به فلزهای گران قیمت و مهمی دست پیدا خواهیم کرد.

فلزهای پلاتین، رودیوم و پالادیوم از جمله فلزهای کاربردی و مهم در همۀ صنعت‌ها می‌باشند که با بازیافت کردن صحیح مبدل‌ کاتالیستی ضایعاتی انواع ماشین‌ها، امکان استخراج مجدد آن‌ها وجود دارد. در نتیجه تنها راهکار مفید در ارتباط با کاتالیزور ضایعاتی انواع ماشین‌ها، بازیافت کردن آن‌ها است.

شیوه استخراج رودیوم از خاک کاتالیزور

استخراج پلاتین، رودیوم و استخراج پالادیوم از خاک کاتالیزور در مقایسه با استخراج طلا و نقره در حجم و میزان پایین‌تری انجام می‌گیرد. معمولا استخراج این فلزها از کاتالیزورهای فرسوده اگزوز انجام می‌شود و ضایعات الکترونیکی و جواهرات کار کرده در رده‌های بعدی جای دارند.

نقطه ذوب بالای فلز رودیوم و حتی حل نشدن این فلز در تیزآب، باعث می‌شود بازیافت آن دشوار و مشکل شود. بازیافت فلز رودیوم را به صورت کلی می‌توان به شیوه‌های تیزآب کاری یا الکترولیز انجام داد.

در هر دو شیوه بایستی به جداسازی رودیوم از فلزهای دیگر توجه کرد. مثلا می‌توان با استفاده از اسید نیتریک و تیزاب، به شکل گام به گام، فلزهای موجود را حل کرد تا رودیوم که به سختی در تیزآب حل می‌گردد، در تیزآب باقی بماند.

توجه کنید برای فهمیدن اینکه رودیوم در محلول‌های اسیدی وجود دارد یا نه می‌توانید از استانوس کلرید استفاده کنید.

کلمات کلیدی

structure noun arrangement-infra structure-structure of a dna-data structure-structure of proteins–structure of d n a-protein structure- structure– for structure-synonyms for structure

homologous structure–structure of cells