أول ما يتبادر إلى الذهن بلا شك هو مناجم الروديوم، حيث يتطلب استخراج هذا المعدن عمليات تنقية مكلفة لا تصلح للعمليات التجارية العادية. من يطرح هذا السؤال على الأرجح يهدف إلى الربح من هذا المعدن الثمين. إذن، أين يوجد الروديوم في حياتنا اليومية وفي أعمالنا؟
يركز البحث عن الروديوم بشكل أساسي على ثلاثة قطاعات: محفزات عوادم السيارات، ومحفزات المعادن الثمينة الكيميائية ، والإلكترونيات. ومن بين هذه القطاعات، تُعدّ محفزات السيارات المستهلكة المصدر الأكثر تركيزًا واستقرارًا لنفايات المعادن الثمينة الحاملة للروديوم على مستوى العالم، سواءً من حيث حجم التداول أو نطاق إعادة التدوير. ويمكن قياس محتوى الروديوم فيها بدقة باستخدام الطرق القياسية. وتقدم شركات إعادة التدوير المتخصصة، مثل شركة دونغشنغ للمعادن الثمينة، علاوة بنسبة 15% على أسعار السوق لهذه النفايات، مما يؤكد بشكل مباشر نقاءها وقيمتها المعروفة.
يُخصص ما يقارب 85% من الاستهلاك العالمي للروديوم لتصنيع المحولات الحفزية ثلاثية الاتجاه للسيارات . قد يحتوي المحول الحفزي في سيارة بنزين نموذجية ذات سعة كبيرة على ما بين 2 و5 غرامات من الروديوم. ولتلبية معايير الانبعاثات الصارمة Euro 6 وEuro 7، تتطلب سيارات البنزين عالية الأداء والسيارات الهجينة كميات أكبر من الروديوم لكل سيارة، حيث تحتوي بعض الطرازات على ما يصل إلى 10 غرامات. وبالمقارنة مع سيارات السيدان العادية، فإن المحولات الحفزية في الشاحنات الأمريكية ذات السعة الكبيرة، وسيارات السيدان الألمانية عالية الأداء، وسيارات الدفع الرباعي الفاخرة، أكبر حجماً وتحتوي على كميات أكبر من المعادن النفيسة، مما يجعلها هدفاً رئيسياً لاستخراج الروديوم. وتشير التجارب العملية إلى أن سنة صنع السيارة وسعتها وبلد المنشأ يمكن أن توفر تقديرات أولية لمحتوى الروديوم في المحول الحفزي. تتضمن عمليات إعادة التدوير الاحترافية تفكيك وسحق المحفزات المستهلكة، يليها تحليل كمي دقيق باستخدام أساليب موثوقة مثل مطيافية انبعاث البلازما المقترنة حثيًا (ICP-OES). وهذا يشكل الأساس التقني لتحقيق استخلاص عالي القيمة.
إلى جانب قطاع السيارات، يُعدّ قطاع الصناعات الكيميائية مصدراً رئيسياً آخر للروديوم. ورغم أن الحجم الإجمالي لمحفزات الروديوم المستخدمة فيه أقل من مثيلاتها في تطبيقات السيارات، إلا أنها بالغة الأهمية من حيث النوع وتتميز بكثافة قيمة عالية.
١. في التخليق الكيميائي الأساسي، يُعدّ الروديوم عاملًا حفّازًا رئيسيًا في تفاعلات الهدرجة الفورمية (تحويل الأوليفينات إلى ألدهيدات لإنتاج الملدنات وكحولات المنظفات) وكربنة الميثانول لإنتاج حمض الأسيتيك. وتُشكّل هذه العملية الأخيرة ما يقارب ٧٠٪ من الإنتاج العالمي لحمض الأسيتيك. كما تُعدّ عوامل الروديوم الحفازة ضرورية في تفاعلات الهدرجة الانتقائية للعديد من المواد الكيميائية الدقيقة.
2. في مجال المستحضرات الصيدلانية والمواد الكيميائية الدقيقة، تُعد المحفزات القائمة على الروديوم ضرورية للتخليق غير المتماثل أو الكيرالي. ويعتمد ما يقرب من 90% من الإنتاج العالمي للأدوية الكيرالية (مثل المضاد الحيوي أموكسيسيلين) على هذه التقنية التحفيزية. كما يحفز الروديوم تفاعلات معقدة مثل تكوين حلقات الألكاين لبناء الهياكل الجزيئية الفعالة للأدوية؛
3. في مواد البوليمر المتخصصة، يحفز الروديوم بلمرة مونومرات محددة لإنتاج بوليمرات ذات خصائص فريدة. بعد تعطيل هذه المحفزات الكيميائية، تُشكل نفايات محفزة معقدة، ويتطلب تحديد محتوى الروديوم فيها تحليلاً كيميائياً متخصصاً لسبائك المعادن الثمينة لاستعادته.
في مجال الإلكترونيات، يُستخدم الروديوم في مكونات أصغر حجمًا وأكثر تعقيدًا، ولكنها لا تقل أهمية. وبفضل درجة انصهاره العالية جدًا (التي تتجاوز 1960 درجة مئوية)، واستقراره الكيميائي المتميز، ومقاومته الكهربائية الثابتة، وخصائصه الفائقة في التوصيل الكهربائي، يُدمج الروديوم في العديد من المكونات الحيوية عالية الأداء. ويُعدّ استخدامه الأكثر شيوعًا في المزدوجات الحرارية عالية الحرارة، مثل المزدوجات الحرارية المصنوعة من سبائك البلاتين والروديوم، والتي تُستخدم على نطاق واسع لقياس العمليات ذات درجات الحرارة العالية في صناعات الطيران والفضاء، والصلب، والزجاج. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الروديوم أو سبائكه في تطبيقات تتطلب توصيلات كهربائية عالية الموثوقية، بما في ذلك موصلات مرحلات المركبات الفضائية، والأقطاب المركزية لشمعات الإشعال عالية الأداء، ومجسات بعض أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية عالية الدقة. علاوة على ذلك، يدخل الروديوم في تركيب أقطاب فوهات سبائك البلاتين والروديوم المستخدمة في إنتاج الألياف الزجاجية، ومصادر التبخير المستخدمة في الطلاء الفراغي، وعناصر التسخين في أفران نمو البلورات الأحادية. تتميز هذه المكونات عادةً بعمر افتراضي طويل للغاية، حيث تتجاوز دورات التخلص منها بكثير دورات التخلص من المحفزات المستخدمة في السيارات. ومع ذلك، بمجرد دخولها عملية إعادة التدوير، يكون محتوى الروديوم في هذه المواد مرتفعًا للغاية في العادة.
ننصحكم بقراءة مقالنا الآخر بعنوان " أين تجد البلاتين؟ "
لغة
