研究背景:
“重磅!广期所铂、钯期货合约草案亮相”,铂、钯期货是广期所规划上市的服务绿色发展类品种板块的重要组成部分。6月28日,在2023上海铂金周暨中国铂族金属市场峰会上,广期所商品事业部有关负责人介绍了广期所铂、钯期货合约草案设计情况,并邀请业界专家、企业建言献策,以对合约进一步修改完善。
我国是全球最大的铂族金属消费市场和进口国。作为新能源、新材料行业的“维生素”,以铂金为代表的铂族金属应用日趋广泛,战略地位凸显。虽然此次披露的合约设计仍处于初期的草案阶段,但中国版铂金、钯金期货依然备受海内外市场关注。
铑,是一种化学元素,其化学符号为Rh,原子序数为45,原子量为102.90550u。铑是一种稀有、坚硬、抗腐蚀、在化学上较为惰性的银白色过渡金属元素。铑是一种惰性金属,同时是铂系元素的一员,为最为稀有和贵重的贵金属之一。铑在自然界中只存在一种同位素103Rh。自然界中的铑通常以金属态的形式与性质相近的金属元素形成合金,偶以硫铱铂铑矿或硫铑铅矿等化合物形式存在。铑常和其他铂系元素一起在铂矿石或镍矿石中被发现。大约80%的生产出来的铑元素用于汽车的三向触媒转化器的触媒。由于其对腐蚀和大部分高反应性化学物质的抗性,同时又因其极为稀有,铑常与铂或钯组成合金并应用于抗高温及腐蚀的涂层。白金上常基于外观上的考量而镀有薄层的铑。铑也可作为硅氧聚合物的交联催化剂,使带有氢负离子的硅氧聚合物和带有末端乙烯基的硅氧聚合物混合后发生固化。铑可制成侦测核子反应堆的中子流量的侦测器。其他铑元素的应用包括:用于生产药物前驱物的不对称氢化反应、以及醋酸和农药草甘膦的生产制程上。
物理性质
铑是一种坚硬耐用的金属,具有很高的反射率,拥有比铂更高的熔点和更低的密度。多数的酸无法侵蚀铑,其不溶于硝酸而微溶于王水。即使处于加热状态,铑也难以形成氧化物,仅在熔点时吸收大气中的氧,然而一旦固化就又将氧释出。
化学性质
铑隶属于9族元素,然而其最外层电子排布却有异于同族的其他元素。这个不规则的现象也可在邻近的铌(41)、钌(44)、钯(46)等元素身上观察到。铑最常见的氧化态为+3,但0~+6的氧化态皆有被发现。和钌、锇元素不同,铑并不与氧形成具挥发性的化合物。目前已知的稳定氧化物包括:Rh2O3、RhO2、RhO2·xH2O、Na2RhO3、Sr3LiRhO6以及Sr3NaRhO6。铑几乎所有可能的氧化态都能和卤素形成化合物,例如:三氯化铑、四氟化铑、五氟化铑以及六氟化铑等,其中最广为人知的就是威尔金森催化剂,即氯化三(三苯基膦)合铑(I)。这种催化剂主要用于氢甲酰化反应以及烯烃的氢化反应。低价态的铑必须在存在配体的情况下才能稳定存在。
来源
铑是地球的地壳中最稀有的元素之一,丰度约为0.0002ppm(2×10−10)。它的稀有度影响其价格及其在商业应用中的使用。铑在镍陨石的丰度通常为1ppb。[26]马铃薯中的铑含量在0.8到30ppt之间。铑为铂矿中的的稀少成分,产量纯粹取决有多少铂矿开采出来,开采的铂矿越多,从中得到的铑杂质也越多。若市场需求大于供给铑的价格就会高涨,因只为增加铑供给而采更多的铂矿不符合经济效益。
用途
铑的主要用途是在汽车中作为催化转换器,将有害的未燃烧碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物废气转化为毒性较低的气体。在2012年全球消耗的30,000公斤铑中,81%(24,300公斤)的铑就用于此应用,并且从旧转换器中回收了8,060公斤铑。大约有964公斤的铑用于玻璃工业,主要用于生产玻璃纤维和平板玻璃,还有2,520公斤的铑用于化学工业。80%的铑用于汽车尾气催化转化器,8%用于化学制品,3%用于高科技玻璃增强纤维,0.5%用于电器工业,9%用于其他工业。催化剂铑在催化氮氧化物分解成氮气和氧气时优于其他铂族元素。铑催化剂用于许多工业过程,尤其是通过蒙山都法,把甲醇催化羰基化成乙酸。它还用于催化氢硅烷与分子中的双键的加成,这一过程在某些硅胶的制造中很重要。铑催化剂也可以把苯还原成环己烷。铑离子和BINAP的配合物广泛用于手性合成,用于合成薄荷醇。观赏用途铑可用于珠宝和装饰品。它在白色黄金和铂上进行电镀。其它用处铑可用来制造合金,用于硬化和提高铂和钯的耐腐蚀性这些合金用于熔炉绕组、玻璃纤维生产套管、热电偶元件、飞机火花塞的电极和实验室坩埚。其它用处包括:因为铑的小电阻、小而稳定的接触电阻和对腐蚀的抵御,它用于制造电触点。通过电镀或蒸发镀成的铑非常坚硬,可用于光学仪器。在乳房摄影术中过滤X光。在核反应中用含铑的探测仪测量中子通量水平。这种方法需要一个数字滤波器来确定当前的中子通量水平,产生三个独立的信号:立即、几秒延迟和一分钟延迟,每个信号都有自己的信号水平。这三个信号都组合在铑检测器信号中。三个帕洛佛得核电站中各有305个铑探测器,也就是5个垂直层上的每层都有61个探测器,可提供核反应的准确3D“图片”,并允许微调以最经济地消耗核燃料。在汽车制造中,铑还用于制造大灯反射器。价格截止7月2日,99.95%铑价格为1,255.00元/克,铑价格为2015年以来极高值,铑2015年来累计涨幅344%。