Où trouve-t-on du rhodium ? On pense immédiatement aux mines, où le métal nécessite des procédés de purification coûteux, incompatibles avec une exploitation commerciale classique. Ceux qui posent cette question cherchent probablement à tirer profit de ce précieux métal. Alors, où trouve-t-on du rhodium dans notre vie quotidienne et professionnelle ?
La recherche de rhodium cible principalement trois secteurs : les catalyseurs d’échappement automobiles, les catalyseurs chimiques à base de métaux précieux et l’électronique. Parmi ceux-ci, les catalyseurs automobiles usagés constituent la source la plus concentrée et la plus stable de déchets de métaux précieux contenant du rhodium à l’échelle mondiale, tant en termes de volume de circulation que d’échelle de recyclage. Leur teneur en rhodium peut être mesurée avec précision grâce à des méthodes standardisées. Des recycleurs professionnels comme DONGSHENG Precious Metals offrent une prime de 15 % par rapport aux prix du marché pour ces déchets, ce qui atteste de la pureté et de la valeur reconnue de cette filière d’approvisionnement.
Environ 85 % de la consommation mondiale de rhodium est destinée à la fabrication des pots catalytiques trois voies pour automobiles . Le pot catalytique d'un véhicule essence de forte cylindrée peut contenir de 2 à 5 grammes de rhodium. Pour respecter les normes d'émissions Euro 6 et Euro 7, les véhicules essence hautes performances et les modèles hybrides nécessitent des quantités encore plus importantes par véhicule, certains modèles pouvant en contenir jusqu'à 10 grammes. Comparés aux berlines classiques, les pots catalytiques des pick-ups américains de forte cylindrée, des berlines allemandes hautes performances et des SUV de luxe sont plus volumineux et contiennent davantage de métaux précieux, ce qui en fait des cibles privilégiées pour l'approvisionnement en rhodium. L'expérience montre que l'année-modèle, la cylindrée et le pays d'origine du véhicule permettent d'estimer la teneur en rhodium d'un pot catalytique. Les procédés de recyclage professionnels consistent à démonter et à broyer les pots catalytiques usagés, puis à procéder à une analyse quantitative précise à l'aide de méthodes reconnues comme la spectrométrie d'émission atomique par plasma à couplage inductif (ICP-OES). Ce processus constitue le fondement technique d'une récupération à haute valeur ajoutée.
Outre le secteur automobile, l'industrie chimique constitue une autre source importante de rhodium. Bien que le volume total de catalyseurs au rhodium utilisés dans ce secteur soit inférieur à celui des applications automobiles, leur rôle est crucial et leur valeur ajoutée est élevée.
1. En synthèse chimique de base, le rhodium est le catalyseur essentiel de l'hydroformylation (conversion des oléfines en aldéhydes pour la production de plastifiants et d'alcools détergents) et de la carbonylation du méthanol en acide acétique. Ce dernier procédé représente environ 70 % de la production mondiale d'acide acétique. Les catalyseurs au rhodium sont également indispensables aux réactions d'hydrogénation sélective pour la production de divers produits chimiques fins.
2. Dans les industries pharmaceutique et chimique fine, les catalyseurs à base de rhodium sont essentiels à la synthèse asymétrique ou chirale. Environ 90 % de la production mondiale de médicaments chiraux (par exemple, l'antibiotique amoxicilline) repose sur cette technologie catalytique. Le rhodium catalyse également des réactions complexes telles que la cyclisation des alcynes pour construire des structures moléculaires actives de médicaments.
3. Dans les matériaux polymères spéciaux, le rhodium catalyse la polymérisation de monomères spécifiques pour produire des polymères aux propriétés uniques. Après désactivation, ces catalyseurs chimiques forment des déchets complexes dont la teneur en rhodium nécessite une analyse chimique spécialisée des alliages de métaux précieux pour sa détermination et sa récupération.
En électronique, le rhodium est utilisé dans des composants plus petits, plus complexes, mais tout aussi précieux. Grâce à son point de fusion exceptionnellement élevé (supérieur à 1960 °C), son excellente stabilité chimique, sa résistivité constante et ses propriétés de contact électrique supérieures, le rhodium est incorporé dans plusieurs composants critiques haut de gamme. Son application la plus courante concerne les thermocouples haute température, tels que les thermocouples en alliage platine-rhodium, largement utilisés pour la mesure des processus à haute température dans les industries aérospatiale, sidérurgique et verrière. On retrouve également du rhodium ou des alliages de rhodium dans des applications exigeant des contacts électriques extrêmement fiables, notamment les contacts de relais des engins spatiaux, les électrodes centrales des bougies d'allumage haute performance et les sondes de certains capteurs électrochimiques de haute précision. De plus, le rhodium est présent dans les électrodes de buses en alliage platine-rhodium pour la production de fibres de verre, les sources d'évaporation pour le revêtement sous vide et les éléments chauffants des fours de croissance de monocristaux. Ces composants ont généralement une durée de vie exceptionnellement longue, avec des cycles de recyclage bien supérieurs à ceux des catalyseurs automobiles. Cependant, une fois entrés dans le processus de recyclage, la teneur en rhodium de ces matériaux est généralement très élevée.
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