鉑為銀白色金屬,密度21.45,熔點1768℃,沸點3825℃。鉑對普通的酸和化學試劑有優良的抗腐蝕性能。鉑不與普通的酸作用,但能緩慢地溶解于王水中生成氯鉑酸。鉑的抗氧化性好,在空氣中能長期保持光澤。在高溫下,鉑與氧氣作用生成揮發性的氧化物。鉑對氣體有很強的吸附能力,當粒度很細或呈膠態(如膠體鉑)時,吸附能力就更強,因此它具有優良的催化特性。純鉑有良好的延展性,不經中間退火的冷塑性變形量可達到90%以上,能加工成微米級的細絲和箔。
在自然界中,鉑族金屬主要呈自然元素、自然合金、銻化物、硫化物、硫砷化物和鉍碲化物的單獨礦物存在,部分呈類質同像存在于硫化物,如黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳(鐵)礦中。
鉑族金屬的提?。荷般K礦或含鉑族金屬的砂金礦用重選法富集可得精礦,鉑或鋨、銥的含量能達70-90%,可直接精煉。50年代以來,鉑族金屬主要從銅鎳硫化物共生礦中提取,小部分從煉銅副產品中提取。鉑族金屬含量高的冰鎳,在氧壓下硫酸浸出,或氯化冶金分離其他金屬后獲得鉑族精礦。鉑族精礦經過直接溶解、分離、提純,或先將鋨、釕氧化揮發分離后,再分離、提純其他鉑族金屬。
鉑族金屬再生:廢催化劑、廢電器元件、含鉑的殘破器皿、廢電鍍液、珠寶裝飾品廠的廢料等都可從中回收鉑族金屬。
鉑族金屬的分離和提純:鉑族金屬的提取和精制流程因原料成分、含量的不同而異。將鉑族金屬精礦或含鉑族金屬的陽極泥用王水溶解,鈀、鉑、金均進入溶液。用鹽酸處理以破壞亞硝?;衔铮缓蠹恿蛩醽嗚F沉淀出金。加氯化銨,鉑呈氯鉑酸銨沉淀出來,煅燒氯鉑酸銨可得含鉑99.5%以上的海綿鉑。分離鉑后的濾液,加入過量的氫氧化銨,再用鹽酸酸化,鈀以二氯二氨鈀的形式沉淀,再在氫氣中加熱煅燒可得純度達99.7%以上的海綿鈀。經上述王水處理后的不溶物與碳酸鈉、硼砂、密陀僧和焦炭共熔,貴金屬富集在鉛錠中,制成鉛粒后與稀硝酸共煮,使鉛銀溶解,剩下的渣便是銠、銥、鋨、釕的富集物。將此殘渣與硫酸氫鈉熔融,銠轉化為可溶性的硫酸鹽,用水浸出,加氫氧化鈉沉出氫氧化銠,再用鹽酸溶解,得氯銠酸。溶液提純后,加入氯化銨,濃縮、結晶出氯銠酸銨。在氫氣中煅燒,可得海綿銠。在硫酸氫鈉熔融時,銥、鋨、釕不反應,仍留于水浸殘渣中。將殘渣與過氧化鈉和苛性鈉一起熔融,用水浸出;向浸出液中通入氯氣并蒸餾,釕和鋨以氧化物形式蒸出。用乙醇-鹽酸溶液吸收,將吸收液再加熱蒸餾,并用堿液吸收得鋨酸鈉。在吸收液中加氯化銨,鋨則以銨鹽形式沉淀,在氫氣中煅燒,可得鋨粉。在蒸出鋨的殘液中加氯化銨,可得釕的銨鹽,再在氫氣中煅燒,可得釕粉。浸出釕和鋨后的殘渣主要為氧化銥,用王水溶解,加氯化銨沉淀出氯銥酸銨,再在氫氣中煅燒,可得銥粉。將鉑族金屬粉末用粉末冶金法或通過高頻感應電爐熔化可制得金屬錠。
制取高純鉑族金屬:一般將金屬溶解后,經反復提純,精制方法有載體氧化水解、離子交換、溶劑萃取和重復沉淀等,然后再以銨鹽沉出,經煅燒可得相應的高純金屬。
鉑族金屬及其合金的主要用途為制造催化劑。鉑銠合金對熔融的玻璃具有特別的抗蝕性,可用于制造生產玻璃纖維的坩堝。鉑銥、鉑銠、鉑鈀合金有很高的抗電弧燒損能力,被用作電接點合金。由于鉑化學性質穩定,用純鉑、鉑銠合金或鉑銥合金制造的實驗器皿如坩堝、電極、電阻絲等是化學實驗室的必備物。鉑鈷合金是一種可加工的磁能積高的硬磁材料。鉑和鉑合金廣泛用于制造各種首飾特別是鑲鉆石的戒指、表殼和飾針。鉑或鈀的合金也可作牙科材料。鉑、鈀和銠可作電鍍層,常用于電子工業和首飾加工業。
鉑族金屬包括鉑、鈀、鋨、銥、釕、銠六種金屬,我國鉑族金屬資源比較稀缺,鉑族金屬礦床分布在10個省、自治區,甘肅、云南、四川和黑龍江的儲量較多,這四省的儲量占全國儲量的94.6%。其他省區如河北、青海、新疆、北京、內蒙古也有一些小礦點,儲量甚少。
從1996年我國鉑礦、鈀礦與鉑鈀(未分)礦保有儲量看,我國的鉑礦和鈀礦主要分布在甘肅,分別占全國鉑礦與鈀礦的90.7%與91.3%,其次是河北,分別為5.8%和2.3%。其他省區只占極少份額。鉑鈀(未分)礦主要在云南,占全國的66.8%;其次是四川,占全國的25.5%。
其他幾種鉑族金屬的分布也主要在甘肅、云南和黑龍江。甘肅省的銠、銥、鋨、釕儲量分別占其全國儲量的59.3%、64.4%、74.0%、84.9%;云南分別占39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。這兩個省的相應數據相加,除了鋨都占到全國儲量的95%以上;只是云南的鋨儲量(占9.8%)稍遜于黑龍江(占15.2%)。我國鉑族金屬資源有以下特點:
?。?)資源分布集中。我國的鉑族金屬資源95%以上分布于甘肅、云南、四川、黑龍江和河北5省,其中僅甘肅省就占全國儲量的57.5%。這幾個省的儲量集中于甘肅金川、云南金寶山和四川楊柳坪三個大型礦床。
(2)礦石品位低,鉑族元素以鉑、鈀為主,且鉑大于鈀。全國鉑族金屬礦的平均品位為0.796g/t,Pt品位0.341g/t,Pd品位0.386 g/t,Os+Ir品位0.041g/t,Rh+Ru品位0.028 g/t。以鉑族金屬為主的礦床,品位為1.468g/t,富礦品位2.33 g/t;與銅鎳共生的鉑族金屬品位0.768 g/t,銅鎳礦中伴生的鉑族金屬品位0.436 g/t。國外幾個大型鉑礦床的平均品位為:南非布什維爾德雜巖3.1-17.1 g/t,麥倫斯基層30~60 g/t,俄羅斯諾里爾斯克6~350 g/t,加拿大薩德伯里3.34 g/t,美國斯蒂爾沃特147 g/t。相比之下,我國鉑族金屬礦的品位是十分低的。
?。?)礦床類型多樣,但大部分儲量集中于共生或伴生礦。我國鉑族金屬礦床類型有巖漿熔離型、熱液再造型和砂鉑礦,還有一些含在黑色巖系、熱液或夕卡巖型多金屬礦床及斑巖銅鉬礦中。按全國礦產儲量委員會(1985)確定的鉑族金屬參考工業指標,原生礦的邊界品位為0.3~0.5g/t,工業品位為0.5 g/t。可將我國鉑族金屬礦床分為單一礦、共生礦和伴生礦三類,根據1996年的統計資料,93.4%的鉑族金屬(探明儲量)與銅鎳硫化物、多金屬共生或伴生。
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