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黄金是最贵的金属吗?一起揭开铂系元素的神秘面纱

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黄金是最贵的金属吗?一起揭开铂系元素的神秘面纱
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说到贵金属呢,大家脑海里第一个反应可能就是金啊铂啊之类,其实金银铜的价格算是比较高的,但是,我们都会忽略掉这样的一个事实,科学家们将铂附近的元素放在了一起,叫做铂系元素,那么这所谓的“金属中的贵族”到底有什么神秘的呢?我们今天先来看看铂系元素中的第一位——钌。

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钌的性质

钌是一种硬而脆呈浅灰色的多价稀有金属元素,是铂族金属中的一员。在地壳中含量仅为十亿分之一,是最稀有的金属之一,可是钌确实是铂族金属中最便宜的一种金属,尽管铂、钯等其他金属都比钌丰富一些。钌的性质很稳定,耐腐蚀性很强,常温即能耐盐酸、硫酸、硝酸以及王水的腐蚀

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钌的作用

钌的用途主要由钌的物理化学性质决定,钌是硬质的白色金属,密度12.30克/厘米3。熔点2310℃,沸点390 0℃。化合价2、3、4和8。第一电离能7.37电子伏特。化学性质很稳定。在温度达100℃时,对普通的酸包括王水在内均有抗御力对氢氟酸和磷酸也有抗御力

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钌在室温时,氯水、溴水和醇中的碘能轻微地腐蚀钌。对很多熔融金属包括铅、锂、钾、钠、铜、银和金有抗御力。与熔融的碱性氢氧化物、碳酸盐和氰化物起作用。 钌的元素来源:由铂金属的自然合金中提取。

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铑钌合金:以铑为基含钌的二元合金。钌在铑中的最大溶解度>20%,RhRu10合金的铸态维氏硬度为1344。铑钌合金用高频感应加热炉氩气保护熔炼,铸锭经热轧和少量的冷加工成材,常用做催化剂

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钌系电阻浆料:电导电材料玻璃粘结剂、有机载体等组成的使用最广泛的一种电阻浆料,具有阻值范围宽、电阻温度系数低、阻值重现性好、环境稳定的性好等优点,用于制作高性能电阻和高可靠精密电阻网络。

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超细水合二氧化钌粉:有于生产厚膜电阻浆料或催化剂用的黑色或蓝黑色超细粉末,其中钌的质量分数为60%~71%。粉末的平均粒度<1.0um,松装密度为0.5~0.9g/cm,振实密度为1.0~1.4g/cm-3。

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钌基厚膜电阻浆料:由二氧化钌粉、钌酸盐、无机添加物和有机载体组成的一种满足于印制或涂敷的膏状物,用于厚膜混合集成电路、电阻网络。钌电阻浆料的烧成条件为烧成峰值温度840~860℃,峰值温度保温时间8~10min,烧结周期30~60min。

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钌是极好的催化剂:用于氢化、异构化、氧化和重整反应中。纯金属钌用途很少。它是铂和钯的有效硬化剂。用它制造电接触合金,以及硬磨硬质合金等。2016年,诺贝尔化学奖获得者、南加利福尼亚大学化学系教授乔治·欧拉率领团队,首次采用基于金属钌的催化剂,将从空气中捕获的二氧化碳直接转化为甲醇燃料,转化率高达79%。

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钌的含量

由于特殊物理化学性质和相对低廉的价格,关于钌的研究将会非常活跃,应用前景十分光明。全球95%的铂族金属伴生在铜镍硫化矿中,矿藏地和冶炼地集中在南非、俄罗斯、美国和加拿大,根据资料2012 年世界铂族金属总储量约为66000 t。进行商业采掘的铂族金属矿主要有南非的布什维尔德杂岩中麦伦斯基矿和UG2 铬铁矿层、俄罗斯的诺里尔斯克矿、美国的斯蒂尔沃特矿、加拿大的萨德伯里矿和津巴布韦的大岩墙矿。

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主要铂族金属矿中,钌的含量比铂低很多,南非的矿中,铂:钌为10:1;南非的Merensky Reef 矿和UG2 铬铁矿中,铂:钌为7:1;美国的Stillwater 矿中,铂:钌为4.7:1。南非的布什维尔德杂岩体矿中铂族金属品位为3.1~17.1 g/t,俄罗斯的诺里尔斯克矿中铂族金属平均品位为8.91 g/t,美国的斯蒂尔沃特杂岩矿体中铂族金属平均品位为25 g/t。

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