Wo kommt Rhodium vor? Man denkt unweigerlich an Rhodiumminen, wo das Metall aufwändige Reinigungsverfahren erfordert, die für den üblichen kommerziellen Betrieb ungeeignet sind. Wer diese Frage stellt, möchte vermutlich von dem Edelmetall profitieren. Doch wo begegnet uns Rhodium im Alltag und in der Arbeit?
Die Suche nach Rhodium konzentriert sich primär auf drei Sektoren: Abgaskatalysatoren für Kraftfahrzeuge, chemische Edelmetallkatalysatoren und Elektronik. Verbrauchte Fahrzeugkatalysatoren stellen dabei weltweit die konzentrierteste und stabilste Quelle für rhodiumhaltige Edelmetallabfälle dar, sowohl hinsichtlich des Umlaufvolumens als auch des Recyclingumfangs. Ihr Rhodiumgehalt lässt sich mit Standardmethoden präzise messen. Professionelle Recyclingunternehmen wie DONGSHENG Precious Metals bieten für solche Abfallmaterialien einen Aufschlag von 15 % auf den Marktpreis und bestätigen damit die Reinheit und den anerkannten Wert dieses Bezugskanals.
Etwa 85 % des weltweiten Rhodiumverbrauchs entfallen auf die Herstellung von Drei-Wege -Katalysatoren für Kraftfahrzeuge . Der Katalysator eines typischen großvolumigen Benziners enthält 2–5 Gramm Rhodium. Um die strengen Abgasnormen Euro 6 und Euro 7 zu erfüllen, benötigen leistungsstarke Benziner und Hybridmodelle sogar noch höhere Mengen pro Fahrzeug; einige Modelle enthalten bis zu 10 Gramm. Im Vergleich zu Standardlimousinen sind die Katalysatoren amerikanischer großvolumiger Pickups, deutscher Hochleistungslimousinen und Luxus-SUVs größer und enthalten mehr Edelmetall, wodurch sie sich als Hauptquellen für Rhodium eignen. Erfahrungsgemäß lassen sich anhand von Fahrzeugmodelljahr, Hubraum und Herkunftsland erste Schätzungen des Rhodiumgehalts eines Katalysators vornehmen. Professionelle Recyclingverfahren umfassen die Demontage und Zerkleinerung verbrauchter Katalysatoren, gefolgt von einer präzisen quantitativen Analyse mit etablierten Methoden wie der induktiv gekoppelten Plasma-Emissionsspektroskopie (ICP-OES). Dies bildet die technische Grundlage für eine hochwertige Rhodiumrückgewinnung.
Neben dem Automobilsektor stellt die chemische Industrie eine weitere wichtige Rhodiumquelle dar. Obwohl die Gesamtmenge der hier verwendeten Rhodiumkatalysatoren geringer ist als in Automobilanwendungen, sind sie von entscheidender Bedeutung und weisen eine hohe Wertdichte auf.
1. In der chemischen Basissynthese dient Rhodium als zentraler Katalysator für die Hydroformylierung (Umwandlung von Olefinen in Aldehyde zur Herstellung von Weichmachern und Detergenzalkoholen) und die Methanolcarbonylierung zu Essigsäure. Letztere Reaktion ist für etwa 70 % der weltweiten Essigsäureproduktion verantwortlich. Rhodiumkatalysatoren sind zudem unverzichtbar für selektive Hydrierungsreaktionen verschiedener Feinchemikalien.
2. In der pharmazeutischen Industrie und der Feinchemie sind Rhodium-basierte Katalysatoren für die asymmetrische oder chirale Synthese unerlässlich. Rund 90 % der weltweiten Produktion chiraler Arzneimittel (z. B. des Antibiotikums Amoxicillin) basiert auf dieser katalytischen Technologie. Rhodium katalysiert auch komplexe Reaktionen wie die Alkin-Cyclisierung zum Aufbau aktiver Molekülgerüste für Arzneimittel;
3. In Spezialpolymeren katalysiert Rhodium die Polymerisation spezifischer Monomere und erzeugt so Polymere mit einzigartigen Eigenschaften. Nach der Deaktivierung entstehen aus diesen Katalysatoren komplexe Abfallkatalysatoren, deren Rhodiumgehalt eine spezielle chemische Analyse der Edelmetalllegierungen zur Bestimmung und Rückgewinnung erfordert.
In der Elektronik wird Rhodium für kleinere, komplexere und dennoch ebenso wertvolle Bauteile eingesetzt. Dank seines außergewöhnlich hohen Schmelzpunkts (über 1960 °C), seiner hervorragenden chemischen Stabilität, seines konstanten spezifischen Widerstands und seiner überlegenen elektrischen Kontakteigenschaften findet Rhodium Verwendung in zahlreichen High-End-Komponenten. Die typischste Anwendung sind Hochtemperatur-Thermoelemente, wie beispielsweise Thermoelemente aus Platin-Rhodium-Legierungen, die in der Luft- und Raumfahrt, der Stahl- und Glasindustrie zur Messung von Hochtemperaturprozessen weit verbreitet sind. Darüber hinaus kommen Rhodium oder Rhodiumlegierungen in Bereichen zum Einsatz, die hochzuverlässige elektrische Kontakte erfordern, darunter Relaiskontakte in Raumfahrzeugen, die Mittelelektroden von Hochleistungszündkerzen und Sonden für bestimmte hochpräzise elektrochemische Sensoren. Weiterhin ist Rhodium Bestandteil von Düsenelektroden aus Platin-Rhodium-Legierungen für die Glasfaserproduktion, von Verdampfungsquellen für die Vakuumbeschichtung und von Heizelementen in Einkristall-Züchtungsöfen. Diese Bauteile zeichnen sich typischerweise durch eine außergewöhnlich lange Lebensdauer aus, deren Entsorgungszyklen die von Automobilkatalysatoren deutlich übertreffen. Sobald diese Materialien jedoch in den Recyclingprozess gelangen, ist ihr Rhodiumgehalt in der Regel sehr hoch.
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