銠-地球上最稀有且最昂貴的貴金屬

1800年聖誕夜,英國科學家威廉·海德·沃拉斯頓(William Hyde Wollaston)以795英鎊(1800年時值1,051.99美元——相當於今天的23,206.23美元)秘密購買並走私了一塊幾乎純淨的鉑金礦石,該礦石來自西班牙殖民地新格拉納達(今哥倫比亞)。他對此充滿希望,認為自己能夠創造出一種新的化學過程,將固態礦石變成可鍛造的鉑金。然而,這塊樣品本身也隱藏著一個秘密——一種科學上前所未見的新稀有金屬。

今天,這種金屬成為地球上最有價值的貴金屬:銠,一種化學元素,符號為Rh,原子序數為45。

銠金屬:一個意想不到的發現

憑藉這塊走私的鉑金礦石,沃拉斯頓在幾年內做到了早期科學家無法做到的事情:他實現了一種化學過程,分離出鉑金並使其變得可鍛造。

當沃拉斯頓在後院的實驗室中溶解鉑金礦石時,他產生了可溶性和不溶性殘留物。在沉澱可溶性溶液後,他注意到留下了紅色的鹽。

紅色鹽並不是鉑金的典型特徵,沃拉斯頓懷疑樣品中存在其他物質。在1803年和1804年,沃拉斯頓宣布,他在鉑金礦石樣品中發現了兩種其他貴金屬,一種他稱為鈀,另一種則為銠。

什麼是銠?

銠是一種超亮、防腐蝕的金屬,已在汽車、珠寶、化學和電氣行業中廣泛應用。根據美國寶石學研究所(Gemological Institute of America, GIA)珠寶製造藝術研究與發展主管肖恩·彼得森(Shaun Peterson)的說法,銠的稀有性和用途使其價值不菲。

彼得森說:“其稀有性和由於汽車製造業使用而導致的巨大全球需求使得銠價格大幅上升。”新出台的汽車排放更清潔的法規,特別是在中國和歐洲,可能是銠價格上漲的原因。

今天,銠的價格為每盎司14,000美元。相比之下,鉑金的價格為每盎司959美元,鈀為每盎司1,866美元,黃金為每盎司1,783美元。

銠從未以純粹形式存在。相反,它幾乎總是作為鉑金、銅和鎳精煉的微小副產品被收集。

如果你想尋找銠,你最好搭乘飛機前往南非,該國是通過大規模鉑金開採作業生產銠的最大生產國。你還可以在北美和南美的河沙中找到它,或者在加拿大安大略省的銅鎳硫化礦石中找到。

任何其他名字的玫瑰(金屬)

沃拉斯頓將這種新金屬之一稱為銠——源於希臘語“玫瑰”(rhodon),因為在王水中溶解的鹽呈紅色。(王水是一種黃色-橙色的冒煙液體,煉金術士給它命名是因為它能溶解貴金屬如黃金和鉑金。)

彼得森說:“銠是鉑金族金屬的一部分,被認為是貴金屬之一。”

其他鉑金金屬

鉑金族金屬(PGMs)共有六種:

  • 鉑金
  • 鈀(沃拉斯頓在發現銠的一年前發現)

它們具有相似的特徵,通常在自然界中共同存在。像黃金和白銀一樣,它們也是貴金屬。彼得森指出:“貴金屬共有的一些關鍵特徵是魅力、可加工性、耐久性和稀有性。”

銠通常無害(除非你是珠寶商)

人們自20世紀30年代以來就開始將銠作為鉑金的副產品進行開採,當時在南非的德蘭士瓦發現了大量鉑金礦石沉積物。從那時起,沒有證據表明銠對人體有害,尤其是由於人類不太可能直接接觸大量的銠。

對植物的測試表明,銠是鉑金族金屬中毒性最小的,但由於自然界中銠的供應量極少,尚未對人類進行過測試。

然而,彼得森指出,吸入銠可能是危險的,尤其是在珠寶製作過程中。“在(銠)電鍍過程中,有一些煙霧可能有害。由於這種健康風險,電鍍珠寶時會使用安全方法以避免吸入。”

銠讓我們的空氣更清潔,珠寶更亮麗

你、汽車、珠寶和口香糖有什麼共同之處?原來,都含有一些銠。

可用的銠中有80%被用於汽車的催化轉換器中以清潔排放物。銠在分解一氧化二氮分子(即NOx排放物)方面獨具一格,這些棕色、有毒氣體是由燃燒化石燃料的汽車、卡車、船隻、發電廠和渦輪機等多種設備排放的。

儘管NOx排放物對我們的身體和臭氧層造成不可挽回的損害,但沒有銠的話,情況會更糟。

銠也是製造硝酸、醋酸或氫反應的必要催化劑,以及製造薄荷醇(口香糖中的薄荷味)的催化劑。由於其耐腐蝕性和易導電性,銠被用作光纖和光學鏡子的鍍層、車頭燈反射器和電氣材料。

人類最有可能在閃亮的珠寶中直接接觸到銠。彼得森說:“珠寶商在珠寶製作過程中尋求使用銠,因為它色澤亮麗,呈銀白色,非常堅硬,可以幫助珠寶更抗刮和耐腐蝕。”它也是抗過敏的,這對那些對某些珠寶金屬合金過敏的人有所幫助。

銠不含鎳,因此即使是最敏感的珠寶佩戴者也可以放心佩戴鍍銠手鐲。

它不是最容易加工的金屬

銠極其堅硬,熔點非常高,達到3,565華氏度(1,963攝氏度)。由於其熔點較高,珠寶商比其他金屬更難以操作。

彼得森說:“單獨使用銠過於堅硬,無法用於一般珠寶製作。”銠最常用於電鍍其他金屬合金,以幫助防止過敏,或改善珠寶項目的顏色。

這種稀有金屬的光澤、亮度和耐用性是顯著的優點,但由於它難以加工,其電鍍層很薄且磨損速度快。

彼得森說:“缺點是銠電鍍層只是一層薄薄的鍍層。這意味著隨著時間的推移,由於磨損,銠會減少。”珠寶商更喜歡在耳環或項鍊等磨損較少的部件上使用銠,並建議每一到兩年重新電鍍一次。

由於鍍一件珠寶所需的銠量很少,價格相對實惠。你可以在網上找到價格從300美元到5,000美元不等的鍍銠珠寶,但價格差異更多取決於設計師、基礎金屬和寶石的使用,而非銠本身。

多虧了沃拉斯頓在200多年前發現了銠,我們才能佩戴和使用這種地球上最珍貴且昂貴的金屬。

這很有趣

在溶解鉑金礦石後留下的不溶性材料中,沃拉斯頓那不太出名的合作者史密森·坦南特(Smithson Tennant)發現了另外兩種鉑金族金屬:鋨和銥。