铂族金属的其他知识

铂族金属除锇为蓝灰色金属外，其他均为银白色金属。它们对普通的酸和化学试剂有优良的抗蚀性能。钯对酸的抗蚀能力稍差，能很快地溶解于**中。铱、铑、钌能抗单一的酸和化学试剂的侵蚀，甚至在王水中也很难溶解。铂和铑的抗氧化性很好，在空气中能长期保持光泽。不要让佩戴的铂金饰品染上油污或漂白水，油污会影响饰品的光泽;漂白水可能会使首饰产生斑点。一定不要将铂金首饰和黄金首饰同时佩戴，因为黄金质地较软，如果互相摩擦，黄金粉末会吸附在铂金上，使铂金变黄，影响铂金特有的纯净光泽。如果你的铂金饰品上镶有钻石，建议你每年将铂金饰品送到珠宝店去检验一下，及时进行专业清洁和整修，令铂金钻石首饰常戴常新。铂和钯对气体有很强的吸附能力，当粒度很细（如铂黑、钯黑）或呈胶态（如胶体铂）时，吸附能力就更强，因此它们具有优良的催化特性（见金属催化剂）。铂族金属为过渡金属，有多个化合价，最稳定的化合价如下：钌为+3；铑为+3；钯为+2，+4；锇为+3，+4；铱为+3，+4；铂为+2，+4。它们有生成络合物的强烈倾向，最常见的是生成配位数4或6的络合物。总之，它们的化学性质很复杂。国外铂族金属生产的发展概论
世界铂族金属工业生产开始于1778年，1823年以前主要依靠哥伦比亚的砂铂矿。1778～1965年，哥伦比亚共生产铂族金属约104吨，其最高年产量为（1928年）1.93吨。1824年**乌拉尔大型砂铂矿开采以后，成为世界上最大生产者，1912年的产量曾达6.5吨，到1930年，共生产铂（及少量铱、锇）约245吨。1911年全世界生产6.189吨铂族金属。其**国占93.1.，哥伦比亚占6.1%，美国占0.5%，澳大利亚占0.3%。l.howe估算，截至1917年1月，世界所产铂族金属（249～342吨）其中约90%来自**。1952年后，加拿大产量显著增加，1936年超过**居世界首位。60年代以后，**、南非成为最主要的生产者。**、南非、加拿大的产量占世界产量的98%以上。1980年世界**铂族金属205吨。其中南非97.9吨，**96.4吨，其他10.7吨（主要为加拿大生产）。1985年世界生产铂族金属230吨，**和南非分别为115吨和100吨，合计占世界产量的93%。1986年产量为255吨，**和南非分别为124吨和116吨，占世界产量的95%。表17-2为世界在1921～1982年间的铂族金属产量的统计。目前南非是最大的产铂国，（年产量占世界总产量的三分之二）主要是开采布什维尔德火成杂岩体中的麦伦斯基矿脉。ug-2矿脉因为品位高（3～8g/t，平均约5g/t）受到重视而开采，但其产量随市场供需求及价格情况而变动。波动幅度达三分之一。南非最大的铂公司是吕斯腾堡矿业公矿占7%，另外3%由乌拉尔及远东阿尔丹地区的砂矿提供。加拿大的产量中，国际镍公司占90%，鹰桥镍公司占9%，铂产量（吨）为：1980年，40；1981年，37；1982年，25；1983年，25。其次是英帕拉公司，相应的年产量（吨）为：30；26；22和21。第三是西铂公司，相应年产量（吨）为：2.6，2.9，3.1和2.5。另外还有兰特矿业公司（年生产能力3.7～5.6吨），阿托克公司（约0.5吨）。南非供应西方所需钯量的1/3，1981年产量29吨。**的产量中，诺里尔斯克共生矿中90%，科拉半岛共生诺兰达铜公司从铜冶炼中回收少量。许多**都积极勘探和开发本国的铂族金属资源，但观其资源及生产前景，今后世界铂族金属的供给仍然主要靠南非、**，其中南非主要产铂，**主要是钯。**铂族金属生产
**在1965年以前仅从有色金属冶炼的副产品中回收数量有限的铂钯。此后，**建立，并扩大综合回收铂族金属，其产量逐年增长。砂铂矿或含铂族金属的砂金矿用重选法富集可得精矿，铂或锇、铱的含量能达70%～90%，可直接精炼。砂铂矿资源日渐减少，且因近代有色金属工业发展，50年代以来铂族金属主要从铜镍硫化共生矿中提取，小部分从炼铜副产品中提取。铜镍硫化共生矿在火法冶金时，精矿中所含的铂族金属90%以上可富集于铜镍冰铜（锍）中。再经转炉吹炼富集成高冰镍后，缓冷、研磨、浮悬和磁选分离，得含铂族金属的铜镍合金。把这种合金硫化熔炼，细磨磁选，以分离铜镍，产出含铂族金属更富的铜镍合金。将此合金铸成阳极，进行电解时，铂族金属进入阳极泥。阳极泥经酸处理后，就可得铂族金属精矿。采用羰基法从镍精矿或铜镍合金制取镍时，铂族留于羰化残渣中，经硫酸处理或加压浸出（见浸取）其他金属后可得铂族精矿。**金川有色金属公司将含铂族的铜镍合金，再次硫化熔炼和细磨、磁选得到富铂的铜镍合金，用**浸出分离镍，用控制电位氯化法分离铜，然后提取铂族金属。铂族含量高的高冰镍（如南非的原料），直接用氧压下硫酸浸出，或氯化冶金分离其他金属后获得铂族精矿。铂族精矿可直接溶解、分离、提纯，或先将锇、钌氧化挥发分离后，再分离、提纯其他铂族金属（见镍冶炼过程有价金属的回收）。在铜的火法冶金和电解精炼过程中，铂族金属和金银一起进入阳极泥。用此种阳极泥炼出多尔银（含少量金的粗银），铂族金属富集于多尔银中。铂族金属在火法炼铅过程中进入粗铅，可用灰吹法除铅得多尔银，铂族便富集其中；如果粗铅加锌脱银，铂族金属富集于银锌壳中，然后脱锌得多尔银。多乐银电解精炼时，为了避免钯损失于电解银中，银阳极的含金量常控制在小于4.5%，同时控制金钯比等于或大于10。若部分钯和少量铂进入**银电解液，可用活性炭吸附，或用“黄**”选择性沉淀加以回收。通常在电解银时，铂族金属富集于银阳极泥中。如铂族金属含量较高，可先用王水溶解阳极泥，然后分别回收；如含量较低，常用硫酸溶解除银，残渣铸成粗金电极，然后电解提金；铂、钯富集于电解母液中，用草酸沉淀金后，用甲酸钠沉淀铂和钯加以回收；富集于金阳极泥中的其他铂族金属可再分离。铂族金属的提取和精制流程因原料成分、含量的不同而异，典型流程见图。将铂族金属精矿或含铂族金属的阳极泥用王水溶解，钯、铂、金均进入溶液。用**处理以破坏亚硝酰化合物（赶硝），然后加硫酸亚铁沉淀出金。加氯化铵，铂呈**铵【（nh4）2ptcl6】沉淀出，煅烧**铵可得含铂99.5%以上的海绵铂。分离铂后的滤液，加入过量的氢氧化铵，再用**酸化，沉淀出二氯二氨络亚钯【pd(nh3）2cl2】形式的钯，再在氢气中加热煅烧可得纯度达99.7%以上的海绵钯。经上述王水处理后的不溶物与碳酸钠、硼砂、密陀僧（pbo）和焦炭共熔，得贵铅。用灰吹法除去大部分铅，再用**溶解银和残留的铅，铑、铱、锇、钌富集于残渣中。将此残渣与**钠熔融，铑转化为可溶性的硫酸盐，用水浸出，加**沉出氢氧化铑，再用**溶解，得氯铑酸。溶液提纯后，加入氯化铵，浓缩、结晶出氯铑酸铵【（nh4）3rhcl6】。在氢气中煅烧，可得海绵铑。在**钠熔融时，铱、锇、钌不反应，仍留于水浸残渣中。将残渣与**钠和**一起熔融，用水浸出；向浸出液中通入**并蒸馏，钌和锇以氧化物形式蒸出。用乙醇-**溶液吸收，将吸收液再加热蒸馏，并用碱液吸收得锇酸钠。在吸收液中加氯化铵，则锇以铵盐形式沉淀，在氢气中煅烧，可得锇粉。在蒸出锇的残液中加氯化铵，可得钌的铵盐，再在氢气中煅烧，可得钌粉。浸出钌和锇后的残渣主要为氧化铱（iro2），用王水溶解，加氯化铵沉出粗氯铱酸铵【（nh4）2ircl6】，经精制，在氢气中煅烧，可得铱粉。将铂族金属粉末用粉末冶金法或通过高频感应电炉熔化可制得金属锭。用溶剂萃取法分离提纯铂族金属的工艺得到应用，常用的萃取剂有磷酸三丁酯（tbp）、三烷基氧膦（trpo）、**卡必醇（dbc）、烷基**等。制取高纯铂族金属 一般将金属溶解后，经反复提纯，精制方法有载体氧化水解、离子交换、溶剂萃取和重复沉淀等，然后再以铵盐沉出，经煅烧可得相应的高纯金属。铂族金属和合金有很多重要的工业用途。过去主要是制造蒸馏釜以浓缩铅室法制得稀硫酸，也曾用铂铱合金制造标准的米尺和砝码。在19世纪中叶，**曾制造铂铱合金币在市场上流通。早年在照相术上采用“铂黑印片术”，大量使用铂盐，印出的照片美观而持久，一般已不用此法。铂族金属及其合金的主要用途为制造催化剂。其活性、稳定性和选择性都好，化学工业上的很多过程（如炼油工业中的铂重整工艺）都使用铂族催化剂。氨氧化制**时，使用铂铑合金网作催化剂。在铂铑网下增加金钯捕集网以减少铂、铑的损失。钯是化学工业中加氢的催化剂。此外消除汽车排气污染的催化剂用量增长极快。在美国用于汽车排气净化的铂，1978年为60万金衡盎司（1金衡盎司=31.1035克），占总消费量的51.3%，1979年为66万金衡盎司，占66%。铂铑合金对熔融的玻璃具有特别的抗蚀性，可用于制造生产玻璃纤维的坩埚。生产优质光学玻璃时，为防止熔融的玻璃被玷污，也必须使用铂制坩埚和器皿。1968年国际实用温标规定，在630.74～1064.43℃范围内的测温标准仪器是 pt－10rh/pt热电偶。用于测量13.81～903.89k温域的标准仪器是铂电阻温度计，其电阻器必须是无应变退火后的纯铂丝，100℃时的电阻比（r100/r0）应大于1.39250。铂铱、铂铑、铂钯合金有很高的抗电弧烧损能力，被用作电接点合金，这是铂的主要用途之一。铂铱合金和铂钌合金用于制造航空发动机的火花塞接点。铂的化学性质稳定，纯铂、铂铑合金或铂铱合金制造的实验室器皿如坩埚、电极、电阻丝等是化学实验室的必备物。铂钴合金是一种可加工的磁能积（即电磁能密度）高的硬磁材料。铂和铂合金广泛用于制造各种首饰特别是镶钻石的戒指、表壳和饰针。铂或钯的合金也可作牙科材料。铂、钯和铑可作电镀层，常用于电子工业和首饰加工中。银和铂表面镀铑，可增强表面的光泽和耐磨性。涂钌和铂的钛阳极代替了电解槽中的石墨阳极，提高了电解效率，并延长电极寿命，是氯碱工业中一项重要的技术改进，为钌在工业上使用开辟了新途径。锇铱合金可制造笔尖和唱针。钯合金还用于制造氢气净化材料和高温钎焊焊料等。在化学工业中还使用包铂设备。铂族金属主要生产国的产量见表2。铂族金属价格波动很大，总的趋势是上涨（表3）。在各部门消耗铂和钯的情况，以美国为例，见表4。 20210311