Μικρά μέταλλα της ομάδας Platinum - Πολύ σπάνια με τεράστιες εφαρμογές

Τα μέταλλα της ομάδας πλατίνας είναι μερικά από τα σπανιότερα μέταλλα στη γη. Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται μέταλλα ομάδας πλατίνας εστιάζουν μόνο στην πλατίνα και το παλλάδιο. Με υψηλή αντοχή στη θερμότητα και τις ιδιότητες της απίστευτης αντοχής πλατίνα και παλλάδιο είναι τα βασικά συστατικά των καταλυτικών μετατροπέων που καθαρίζουν τις εκπομπές δηλητηρίων προτού μολύνουν το περιβάλλον. Ωστόσο, η πλατίνα και το παλλάδιο είναι μόνο δύο από τα έξι μέταλλα που αποτελούν τη σημαντική ομάδα στοιχείων. Το ρόδιο, το όσμιο, το ιρίδιο και το ρουθήνιο είναι τα άλλα τέσσερα μέταλλα που ταξινομούνται ως PGM ή μέταλλα ομάδας πλατίνας.

Υπάρχουν δύο ομάδες PGM. Η ομάδα παλλαδίου περιλαμβάνει πλατίνα, παλλάδιο και ρόδιο. Η ομάδα του ιριδίου περιλαμβάνει το ιρίδιο, το όσμιο και το ρουθήνιο. Σε αυτό το κομμάτι, θα εξετάσουμε αυτά τα άλλα τέσσερα, δευτερεύοντα μέταλλα όσον αφορά το ιστορικό, τα χαρακτηριστικά και τις χρήσεις τους.

Ρόδιο

Ο William Hyde Wollaston ανακάλυψε το ρόδιο το 1803, αμέσως μετά ανακάλυψε το παλλάδιο το 1802. Το ρόδιο έχει ασημένιο χρώμα. Είναι ανθεκτικό και έχει υψηλή ανάκλαση. Το ρόδιο εμφανίζεται στο ακατέργαστο μετάλλευμα πλατίνας - ένα σπάνιο στοιχείο, το οποίο περιλαμβάνει περίπου 0.0002 μέρη ανά εκατομμύριο του φλοιού της γης. Η ετήσια παραγωγή είναι περίπου 30 τόνοι ετησίως. Τα περισσότερα οξέα δεν προσβάλλουν το ρόδιο. έχει υψηλότερο σημείο τήξης από την πλατίνα καθώς και χαμηλότερη πυκνότητα. Η πρωταρχική χρήση του ρόδιου είναι σε καταλυτικούς μετατροπείς αυτοκινήτων, όπως η πλατίνα και το παλλάδιο.

Δεδομένου ότι το ρόδιο δεν αμαυρώνει, έχει εφαρμογές στην κατασκευή κοσμημάτων. Δίνει μια αντανακλαστική λευκή επιφάνεια σε λευκό χρυσό μέσω ηλεκτρολυτικής. Αποτρέπει επίσης την αφαίρεση ασήμι από την αμαύρωση.

Ωσμίο

Οι Wollaston και Smithson Tennant ανακάλυψαν οσμίου το 1803. Οσμίου είναι προϊόν πλατίνας, νικελίου και χαλκού. Το όσμιο είναι ακόμη πιο σπάνιο από το ρόδιο - στην πραγματικότητα είναι το λιγότερο άφθονο σταθερό στοιχείο στη γήινη φλούδα με μέση εμφάνιση 50 μερών ανά τρισεκατομμύριο. Η συνολική παραγωγή οσμίου είναι μικρότερη από έναν τόνο ετησίως. Στην καθαρή του κατάσταση, το όσμιο είναι εξαιρετικά τοξικό, επομένως, οι εμπορικές εφαρμογές απαιτούν τη συγκόλλησή του με άλλα μέταλλα. Τα κράματα οσμίου είναι πολύ σκληρά. Οι άκρες του στυλό, οι στροφείς οργάνων και οι ηλεκτρικές επαφές απαιτούν συχνά οσμίου.

Λόγω της εξαιρετικά αντανακλαστικής φύσης του οσμίου, οι αποστολές στο διάστημα έχουν κατασκευάσει πλοία με καθρέπτες επικαλυμμένους με οσμίου.

Ιρίδιο

Ο Smithson Tennant ανακάλυψε iridium το 1803. Το Iridium είναι επίσης ένα σπάνιο μέταλλο που συμβαίνει σε ποσοστό 0,001 μέρη ανά εκατομμύριο στο φλοιό της γης. Το ιρίδιο εμφανίζεται με τις υψηλότερες συγκεντρώσεις σε τρεις τύπους γεωλογικών δομών - πυριγενές αποθέσεις, κρατήρες επιπτώσεων και καταθέσεις που έχουν υποστεί επεξεργασία από μία από τις προηγούμενες κατασκευές. Οι μεγαλύτερες καταθέσεις στον κόσμο είναι στη Νότια Αφρική, ωστόσο, οι μεγάλες αποθέσεις χαλκού και νικελίου περιέχουν ιρίδιο. Η ετήσια παραγωγή ιριδίου είναι περίπου 3 τόνοι. Το Iridium απαιτείται για πολλά προϊόντα που σχετίζονται με ηλεκτρονικά.

Οι εφαρμογές της περιλαμβάνουν επίσης την παραγωγή χωνευτηρίων που απαιτούνται για την καλλιέργεια μεγάλων κρυστάλλων υψηλής ποιότητας. Οι μπουζί περιέχουν επίσης ιρίδιο όπως και τα ηλεκτρόδια και οι χημικοί καταλύτες. Ένα ισότοπο ιριδίου είναι επίσης πηγή ακτινοβολίας γάμμα για θεραπεία του καρκίνου.

Ρουθήνιο

Ο Karl Ernst Klaus ανακάλυψε το ρουθήνιο το 1844. Το ρουθήνιο είναι το 74ο πιο άφθονο μέταλλο στη γήινη φλούδα. Το μετάλλευμα γενικά εμφανίζεται σε μεταλλεύματα με άλλα μέταλλα της ομάδας πλατίνας στα βουνά Ουράλ και στη Βόρεια και Νότια Αμερική.Η ετήσια παραγωγή ανέρχεται συνολικά σε 12 τόνους ρουθηνίου ετησίως και τα παγκόσμια αποθέματα ανέρχονται συνολικά σε 5.000 τόνους. Το ρουθήνιο σκληραίνει την πλατίνα και το παλλάδιο ως εκ τούτου. έχει εφαρμογές στην παραγωγή ηλεκτρικών επαφών ανθεκτικών στη φθορά. Το Ruthenium έχει επίσης άλλες εφαρμογές στην ιατρική, τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας και την αποθήκευση δεδομένων.

Το ρουθήνιο είναι ένας ευπροσάρμοστος καταλύτης και έχει εκπληκτικές ιδιότητες στην κβαντική κρίσιμη σημειακή συμπεριφορά, την εξωτική υπεραγωγιμότητα και τον σιδηρομαγνητισμό υψηλής θερμοκρασίας.

Το ρόδιο, το ιρίδιο, το όσμιο και το ρουθήνιο εμπορεύονται μόνο στη φυσική αγορά - δεν υπάρχουν συμβόλαια μελλοντικής εκπλήρωσης για αυτά τα μέταλλα. Τα PGMs είναι εξαιρετικά σπάνια μέταλλα. Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται έτσι και οι εφαρμογές για αυτά τα καταπληκτικά σκληρά, ανθεκτικά μέταλλα με πολλές μοναδικές ιδιότητες. Καθώς οι εφαρμογές αυξάνονται, έτσι και η ζήτηση. Για παράδειγμα, η ετήσια κατανάλωση ιριδίου μόνο αυξήθηκε από 2,5 τόνους το 2001 σε 10,4 τόνους το 2010. Η σπανιότητα όλων αυτών των μετάλλων τα χαρακτηρίζει πραγματικά ως πολύτιμα μέταλλα.