鉑族金屬有什麼好處
① 鉑族金屬的其他知識
鉑族金屬除鋨為藍灰色金屬外,其他均為銀白色金屬。它們對普通的酸和化學試劑有優良的抗蝕性能。
鈀對酸的抗蝕能力稍差,能很快地溶解於硝酸中。銥、銠、釕能抗單一的酸和化學試劑的侵蝕,甚至在王水中也很難溶解。
鉑和銠的抗氧化性很好,在空氣中能長期保持光澤。不要讓佩戴的鉑金飾品染上油污或漂白水,油污會影響飾品的光澤;漂白水可能會使首飾產生斑點。一定不要將鉑金首飾和黃金首飾同時佩戴,因為黃金質地較軟,如果互相摩擦,黃金粉末會吸附在鉑金上,使鉑金變黃,影響鉑金特有的純凈光澤。如果你的鉑金飾品上鑲有鑽石,建議你每年將鉑金飾品送到珠寶店去檢驗一下,及時進行專業清潔和整修,令鉑金鑽石首飾常戴常新。
鉑和鈀對氣體有很強的吸附能力,當粒度很細(如鉑黑、鈀黑)或呈膠態(如膠體鉑)時,吸附能力就更強,因此它們具有優良的催化特性(見金屬催化劑)。鉑族金屬為過渡金屬,有多個化合價,最穩定的化合價如下:釕為+3;銠為+3;鈀為+2,+4;鋨為+3,+4;銥為+3,+4;鉑為+2,+4。它們有生成絡合物的強烈傾向,最常見的是生成配位數4或6的絡合物。總之,它們的化學性質很復雜。 國外鉑族金屬生產的發展概論
世界鉑族金屬工業生產開始於1778年,1823年以前主要依靠哥倫比亞的砂鉑礦。1778~1965年,哥倫比亞共生產鉑族金屬約104噸,其最高年產量為(1928年)1.93噸。1824年俄國烏拉爾大型砂鉑礦開采以後,成為世界上最大生產者,1912年的產量曾達6.5噸,到1930年,共生產鉑(及少量銥、鋨)約245噸。1911年全世界生產6.189噸鉑族金屬。其中俄國佔93.1.,哥倫比亞佔6.1%,美國佔0.5%,澳大利亞佔0.3%。L.Howe估算,截至1917年1月,世界所產鉑族金屬(249~342噸)其中約90%來自俄國。
1952年後,加拿大產量顯著增加,1936年超過蘇聯居世界首位。60年代以後,蘇聯、南非成為最主要的生產者。蘇聯、南非、加拿大的產量佔世界產量的98%以上。1980年世界共產鉑族金屬205噸。其中南非97.9噸,蘇聯96.4噸,其他10.7噸(主要為加拿大生產)。1985年世界生產鉑族金屬230噸,蘇聯和南非分別為115噸和100噸,合計佔世界產量的93%。1986年產量為255噸,蘇聯和南非分別為124噸和116噸,佔世界產量的95%。表17-2為世界在1921~1982年間的鉑族金屬產量的統計。
目前南非是最大的產鉑國,(年產量佔世界總產量的三分之二)主要是開采布希維爾德火成雜岩體中的麥倫斯基礦脈。UG-2礦脈因為品位高(3~8g/t,平均約5g/t)受到重視而開采,但其產量隨市場供需求及價格情況而變動。波動幅度達三分之一。南非最大的鉑公司是呂斯騰堡礦業公礦佔7%,另外3%由烏拉爾及遠東阿爾丹地區的砂礦提供。
加拿大的產量中,國際鎳公司佔90%,鷹橋鎳公司佔9%,鉑產量(噸)為:1980年,40;1981年,37;1982年,25;1983年,25。其次是英帕拉公司,相應的年產量(噸)為:30;26;22和21。第三是西鉑公司,相應年產量(噸)為:2.6,2.9,3.1和2.5。另外還有蘭特礦業公司(年生產能力3.7~5.6噸),阿托克公司(約0.5噸)。南非供應西方所需鈀量的1/3,1981年產量29噸。
蘇聯的產量中,諾里爾斯克共生礦中90%,科拉半島共生諾蘭達銅公司從銅冶煉中回收少量。
許多國家都積極勘探和開發本國的鉑族金屬資源,但觀其資源及生產前景,今後世界鉑族金屬的供給仍然主要靠南非、蘇聯,其中南非主要產鉑,蘇聯主要是鈀。
中國鉑族金屬生產
中國在1965年以前僅從有色金屬冶煉的副產品中回收數量有限的鉑鈀。此後,中國建立,並擴大綜合回收鉑族金屬,其產量逐年增長。 砂鉑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。
砂鉑礦資源日漸減少,且因近代有色金屬工業發展,50年代以來鉑族金屬主要從銅鎳硫化共生礦中提取,小部分從煉銅副產品中提取。銅鎳硫化共生礦在火法冶金時,精礦中所含的鉑族金屬90%以上可富集於銅鎳冰銅(鋶)中。再經轉爐吹煉富集成高冰鎳後,緩冷、研磨、浮懸和磁選分離,得含鉑族金屬的銅鎳合金。把這種合金硫化熔煉,細磨磁選,以分離銅鎳,產出含鉑族金屬更富的銅鎳合金。將此合金鑄成陽極,進行電解時,鉑族金屬進入陽極泥。陽極泥經酸處理後,就可得鉑族金屬精礦。採用羰基法從鎳精礦或銅鎳合金製取鎳時,鉑族留於羰化殘渣中,經硫酸處理或加壓浸出(見浸取)其他金屬後可得鉑族精礦。中國金川有色金屬公司將含鉑族的銅鎳合金,再次硫化熔煉和細磨、磁選得到富鉑的銅鎳合金,用鹽酸浸出分離鎳,用控制電位氯化法分離銅,然後提取鉑族金屬。
鉑族含量高的高冰鎳(如南非的原料),直接用氧壓下硫酸浸出,或氯化冶金分離其他金屬後獲得鉑族精礦。鉑族精礦可直接溶解、分離、提純,或先將鋨、釕氧化揮發分離後,再分離、提純其他鉑族金屬(見鎳冶煉過程有價金屬的回收)。
在銅的火法冶金和電解精煉過程中,鉑族金屬和金銀一起進入陽極泥。用此種陽極泥煉出多爾銀(含少量金的粗銀),鉑族金屬富集於多爾銀中。鉑族金屬在火法煉鉛過程中進入粗鉛,可用灰吹法除鉛得多爾銀,鉑族便富集其中;如果粗鉛加鋅脫銀,鉑族金屬富集於銀鋅殼中,然後脫鋅得多爾銀。多樂銀電解精煉時,為了避免鈀損失於電解銀中,銀陽極的含金量常控制在小於4.5%,同時控制金鈀比等於或大於10。若部分鈀和少量鉑進入硝酸銀電解液,可用活性炭吸附,或用「黃葯」選擇性沉澱加以回收。通常在電解銀時,鉑族金屬富集於銀陽極泥中。如鉑族金屬含量較高,可先用王水溶解陽極泥,然後分別回收;如含量較低,常用硫酸溶解除銀,殘渣鑄成粗金電極,然後電解提金;鉑、鈀富集於電解母液中,用草酸沉澱金後,用甲酸鈉沉澱鉑和鈀加以回收;富集於金陽極泥中的其他鉑族金屬可再分離。 鉑族金屬的提取和精製流程因原料成分、含量的不同而異,典型流程見圖。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醯化合物(趕硝),然後加硫酸亞鐵沉澱出金。加氯化銨,鉑呈氯鉑酸銨【(NH4)2PtCl6】沉澱出,煅燒氯鉑酸銨可得含鉑99.5%以上的海綿鉑。分離鉑後的濾液,加入過量的氫氧化銨,再用鹽酸酸化,沉澱出二氯二氨絡亞鈀【Pd(NH3)2Cl2】形式的鈀,再在氫氣中加熱煅燒可得純度達99.7%以上的海綿鈀。
經上述王水處理後的不溶物與碳酸鈉、硼砂、密陀僧(PbO)和焦炭共熔,得貴鉛。用灰吹法除去大部分鉛,再用硝酸溶解銀和殘留的鉛,銠、銥、鋨、釕富集於殘渣中。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。溶液提純後,加入氯化銨,濃縮、結晶出氯銠酸銨【(NH4)3RhCl6】。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,仍留於水浸殘渣中。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並蒸餾,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,並用鹼液吸收得鋨酸鈉。在吸收液中加氯化銨,則鋨以銨鹽形式沉澱,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。
浸出釕和鋨後的殘渣主要為氧化銥(IrO2),用王水溶解,加氯化銨沉出粗氯銥酸銨【(NH4)2IrCl6】,經精製,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製得金屬錠。
用溶劑萃取法分離提純鉑族金屬的工藝得到應用,常用的萃取劑有磷酸三丁酯(TBP)、三烷基氧膦(TRPO)、二丁基卡必醇(DBC)、烷基亞碸等。
製取高純鉑族金屬 一般將金屬溶解後,經反復提純,精製方法有載體氧化水解、離子交換、溶劑萃取和重復沉澱等,然後再以銨鹽沉出,經煅燒可得相應的高純金屬。 鉑族金屬和合金有很多重要的工業用途。過去主要是製造蒸餾釜以濃縮鉛室法製得稀硫酸,也曾用鉑銥合金製造標準的米尺和砝碼。在19世紀中葉,俄國曾製造鉑銥合金幣在市場上流通。早年在照相術上採用「鉑黑印片術」,大量使用鉑鹽,印出的照片美觀而持久,一般已不用此法。
鉑族金屬及其合金的主要用途為製造催化劑。其活性、穩定性和選擇性都好,化學工業上的很多過程(如煉油工業中的鉑重整工藝)都使用鉑族催化劑。氨氧化制硝酸時,使用鉑銠合金網作催化劑。
在鉑銠網下增加金鈀捕集網以減少鉑、銠的損失。鈀是化學工業中加氫的催化劑。此外消除汽車排氣污染的催化劑用量增長極快。在美國用於汽車排氣凈化的鉑,1978年為60萬金衡盎司(1金衡盎司=31.1035克),占總消費量的51.3%,1979年為66萬金衡盎司,佔66%。
鉑銠合金對熔融的玻璃具有特別的抗蝕性,可用於製造生產玻璃纖維的坩堝。生產優質光學玻璃時,為防止熔融的玻璃被玷污,也必須使用鉑制坩堝和器皿。1968年國際實用溫標規定,在630.74~1064.43℃范圍內的測溫標准儀器是 Pt-10Rh/Pt熱電偶。用於測量13.81~903.89K溫域的標准儀器是鉑電阻溫度計,其電阻器必須是無應變退火後的純鉑絲,100℃時的電阻比(R100/R0)應大於1.39250。
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,這是鉑的主要用途之一。鉑銥合金和鉑釕合金用於製造航空發動機的火花塞接點。
鉑的化學性質穩定,純鉑、鉑銠合金或鉑銥合金製造的實驗室器皿如坩堝、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(即電磁能密度)高的硬磁材料。鉑和鉑合金廣泛用於製造各種首飾特別是鑲鑽石的戒指、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,常用於電子工業和首飾加工中。銀和鉑表面鍍銠,可增強表面的光澤和耐磨性。
塗釕和鉑的鈦陽極代替了電解槽中的石墨陽極,提高了電解效率,並延長電極壽命,是氯鹼工業中一項重要的技術改進,為釕在工業上使用開辟了新途徑。鋨銥合金可製造筆尖和唱針。鈀合金還用於製造氫氣凈化材料和高溫釺焊焊料等。在化學工業中還使用包鉑設備。 鉑族金屬主要生產國的產量見表2。鉑族金屬價格波動很大,總的趨勢是上漲(表3)。在各部門消耗鉑和鈀的情況,以美國為例,見表4。
② 鉑族金屬的相關知識
1.什麼是鉑金
鉑金(英文Platinum,縮寫Pt)早在公元前700年就在人類文明史上閃出耀眼的光芒,當時古埃及人用鉑金鑄成象形文字裝飾其神匣,到公元前100年,南美洲印第安人成功地掌握了鉑金的加工工藝,製成不同款式的鉑金首飾。18世紀,法國國王路易十六特別偏愛鉑金,稱鉑金為「唯一與國王稱號相匹配的貴金屬」。到了近代,世界著名首飾設計師(如Cartier Fabergetiffany)均利用鉑金創造出不朽的傑作。舉世聞名的霍普(希望)鑽石,也被永遠地鑲嵌在鉑金鏈上。
20世紀初,鉑金在美國成為最受喜愛的首飾用貴金屬。它天然的白色光澤征服了無數名門貴族的心。第二次世界大戰爆發後,由於鉑金具有很重要的軍事用途,美國政府曾一度禁止鉑金的非軍事使用,用白色K金(黃金與其他白色金屬的合金)替代鉑金,但是白色K金從光澤、硬度等多方面永遠無法取代鉑金。
到21世紀的今天,鉑金的首飾用途又得到發揚光大,其稀有、純凈、堅硬的三大特性以及其天然白色光澤依然令追求時尚的男女傾倒。
鉑金稀有,是因為鉑金的儲量遠遠低於黃金。鉑的密度是21.45g/cm3,1萬噸鉑體積只有466m3,至今全球的鉑金儲量加在一起也只夠裝滿一個中等大小的房間,而1oz鉑金需從10噸鉑金礦石中歷經5個月才能提煉出來。
鉑金純凈,是因為鉑金首飾通常含有90%的純鉑金,其他的10%也主要是鉑族金屬。相比之下,18K的白色K金僅含75%的純黃金,而且鉑金的白色光澤自然天成,長期佩帶也不會褪色。
鉑金堅硬,是因為鉑金的密度高,強度幾乎是黃金的兩倍,從而成為鑲嵌各種鑽戒的最佳選擇。鉑金的延展性好,1g鉑金可以拉出2km長的細絲。鉑金堅硬度高,使其不易磨損因而可以長久保存。
鉑金的內在價值及其優雅光澤給無數首飾設計師以無窮的靈感,首飾界或時裝界都熱衷於再次掀起「白色浪潮」。法國的設計師Cartier稱白金首飾為「貴金屬之王」;Giorgio Armani 在其設計的晚禮服中使用鉑金絲;Calvin Klein也曾使用鉑金絲編織其設計的晚禮服。
日本曾經是最大的鉑金首飾市場,其鉑金首飾在設計、製作方面具有代表性。其鉑金首飾做工精細,從澆鑄到拋光,無不精益求精;設計風格既時尚又含蓄。
中國在剛進入21世紀時還是世界第二大鉑金首飾市場,但到2001年就成為世界第一大鉑金消費國。不過中國在鉑金設計理念以及加工工藝上還有待進一步提高,為滿足消費者對個性化、時尚化首飾的需求。國際鉑金協會為此在上海等地舉行了首飾設計家專題講座,聘請國際知名設計師(如日本十大著名首飾設計師之一的Sekikazu先生)向中國鉑金首飾設計師傳授設計理念和技巧。
歲月的流逝沒有帶走人們對鉑金的愛,卻更增添了人們對鉑金的欣賞。鉑金的魅力在於它帶給人們一種安詳的由內到外的回味美,其價、其堅、其真、其純、其優雅氣質,無不讓人覺得鉑金值得擁有。
2.鉑金的七大特點
鉑金,由於其特有的品性一向被視為名貴的貴金屬,近年來國際鉑金協會更是極力推崇,其在結婚戒指中占據愈來愈重要的地位。
在距今3000年前的古埃及時代,鉑金已被使用。考古學家曾發現一個埃及女祭司棺木上綴有鉑金製成的象形文字,歷經長久時間仍能保持完美,不失其原有光澤,充分證明了鉑金的持久與穩定性。隨著後來南非金伯利礦挖出第一顆鑽石,鉑金與鑽石的搭配,使之大放異彩。義大利鉑金協會曾推出一系列新型的結婚鑽戒,而且提出了鉑金的7個特點,表明鉑金之所以成為貴金屬最佳選擇的依據:
1)純度最高。鉑合金里有95%的純鉑,而18K金為75%的黃金,可見鉑金首飾純度更高。
2)最稀有性。每年世界上產140噸鉑金,而黃金年產量可達3300噸。
3)只有技藝熟練的工匠才能製作。鉑金熔點比黃金高,對加工技術及熟練程度要求也更高。
4)最穩定性。鉑金對酸、鹼、高溫等的抵抗力最強,不會褪色或變色。鉑金戒指一般不變形。
5)光澤度、延展性好。鉑金擁有自然的白色光澤,不會影響寶石的顏色,而且可令寶石放出光彩和「火」來,良好的延展性亦使其適宜加工。
6)絕對不會使首飾佩戴者有過敏反應。
7)貴重且出眾。
3.鉑金的成色
國際上鉑金的標志是Pt、Plat或Platinum等,純度以千分數字代表,如Pt900表示純度是900‰。鉑金飾品的規格標示有Pt1000、Pt950、Pt900、Pt850。鉑合金首飾中Pt和Pd的總含量不得少於950‰。
4.鉑金的種類
純鉑金:最高成色的鉑金。常用於製作訂婚戒指,以表示愛情的純貞和天長地久。在國外,許多人認為用黃金鑲嵌鑽石,可能導致鑽石泛黃,從而大大降低鑽石的價格。而用鉑金鑲嵌鑽石,可以保持鑽石的純白顏色,特別是作訂婚戒指,用鉑金鑲嵌鑽石,既潔白又晶瑩,象徵純潔的愛情永恆長久。然而,盡管鉑金的硬度比黃金高,但鑲嵌鑽石和珠寶仍感不夠,往往需摻入「金」,製成「鉑合金」來鑲嵌鑽石等。
銥鉑金:銥與鉑組成的合金,顏色亦為銀白色,具強金屬光澤,硬度較高,相對密度亦大,化學性質穩定,是極好的鉑合金首飾材料。
K白金:黃金和其他金屬熔煉而成的白色合金。由於鉑金產出稀少,價格昂貴,加上熔點高,所以一般國家很少用鉑金來生產真正的K白金。目前,為了迎合廣大消費者對鉑金的需求,選用黃金和鈀金或鎳、銀、銅、鋅等金屬熔煉成一種白色的合金,稱之為「K白金」。K白金的成色與K黃金一樣,黃金在其中所佔質量的份數,則為「K白金」的K數。如18K白金、14K白金,其中黃金的含量分別為75%和58.5%。
5.鉑族金屬
在礦物分類中,鉑族元素(鉑、鈀、鋨、銥、銠、釕)礦物屬自然鉑亞族,包括銥、銠、鈀和鉑的自然元素礦物。它們彼此之間廣泛存在類質同象置換現象,形成一系列類質同象混合晶體。鉑族礦物均為等軸晶系,單晶體極少見,偶爾呈立方體或八面體細小晶粒產出。一般呈不規則粒狀、葡萄狀、樹枝狀或塊狀形態。顏色和條痕為銀白色至鋼灰色,金屬光澤,不透明,無解理,鋸齒狀斷口,具延展性,為電和熱的良導體。由鉑族礦物熔煉的金屬有鈀金、銠金、銥金、鉑金等。
鈀金:主要由自然鈀熔煉而成,銀白色,外觀與鉑金相似,金屬光澤,硬度4~4.5,相對密度12,熔點為1555℃,化學性質較穩定。因產量比鉑金和黃金大,故價值低,很少用來製作首飾。但隨著市場價格的上漲,當鉑不夠用時,鈀金在市場中所佔份額可能增大。另外,也有人以鈀金假冒鉑金,需要消費者注意。
銠金:主要由自然銠提煉而成,是一種稀少的貴金屬,銀白色,金屬光澤,不透明,硬度4~4.5,相對密度12.5,熔點高(1955℃),化學性質穩定。由於銠金耐腐蝕,而且光澤好,因此常用於電鍍業,將其電鍍在其他金屬表面,鍍層色澤堅固,不易磨損,反光效果好。
銥金:主要由自然銥或鋨銥礦提煉而成,顏色為銀白色,具強金屬光澤,硬度7,相對密度22.40,性脆,但在高溫下可壓成箔片或拉成細絲,熔點高,達2454℃,化學性質非常穩定,不溶於王水。主要用於製造科學儀器、熱電偶、電阻絲等,高硬度的鐵銥和銥鉑合金常用來製造筆尖和鉑金首飾。
鉑金:由自然鉑、粗鉑礦等礦物熔煉而成,因「鉑」由「金」和「白」兩字組合,顏色又為銀白色,故亦稱「白金」。其色澤銀白,金屬光澤,硬度4~4.5,相對密度為21.45,熔點高為1773℃,富延展性,可拉成很細的鉑絲,軋成極薄的鉑箔,化學性質極穩定,不溶於強酸強鹼,在空氣中不氧化。它廣泛用於珠寶首飾業和化學工業中,用以製造高級化學器皿、鉑金坩堝以及加速化學反應速度的催化劑等。
6.鉑金的發現及應用歷史
人類對鉑金的認識和利用要比黃金晚,大概有2000多年的歷史。根據考古資料論證,在公元前700多年時,古埃及人已能將鉑金加工成工藝水平較高的鉑金飾品。中美洲的印第安人,遠在哥倫布發現新大陸之前,也盛行過鉑金飾物。那時其他地區的人們對鉑金還一無所知。16世紀初,大批的西班牙冒險家蜂擁到非洲和美洲去探金尋寶。當時,在厄瓜多的河流中淘金時,一再發現有一種白色金屬混雜在黃金中,這很可能就是珍貴的鉑金。但由於當時科學不發達,識別能力低下,面對銀晃晃的鉑金,那些殖民者卻把它稱之為「劣等碎銀」而拋棄。
直到1748年,西班牙著名科學家安東尼·洛阿在平托河金礦中發現了銀白色的自然鉑,他進行了仔細研究,發現自然鉑的化學性質非常穩定,延展性極好,熔點亦高,相對密度極大,與金屬銀有明顯的區別。安東尼是第一位對鉑金進行詳細研究的學者。1780年,巴黎一位能工巧匠為法國路易十六國王和王後製造了鉑金戒指、胸針和項鏈,路易十六夫婦成為世界上有記載的第一位擁有鉑金飾品的人。從此以後,鉑金聲譽大振,一躍而居黃金飾品之上,為皇親國戚、達官顯貴、富商巨賈所寵愛。
鉑金色澤淡雅而華貴,象徵純潔與高尚。因此,人們把它作為愛情的信物,製成訂婚戒指,以表示愛情純真、天長地久。鑽石鑲嵌在銀白色的鉑金托上,則鑽石的晶瑩與鉑金的光輝交相輝映,襯托出鑽石的潔白無瑕、雍容華貴。
7.鉑族金屬的資源概況
據不完全統計,世界鉑金總儲量約為1.4萬噸(鉑族元素礦產資源總儲量約為3.1萬噸)。雖然有60多個國家都發現並開采鉑金礦,但其儲量卻高度集中在南非和前蘇聯。其中南非(阿扎尼亞)的鉑金儲量約為1.2萬噸,以德蘭土瓦鉑礦床最著名,是世界上最大的鉑礦床;前蘇聯的鉑金儲量為1866噸,曾在烏拉爾砂鉑礦中發現過重達8~9kg的自然鉑,在原生礦中也獲得過重427.5g的自然鉑。兩者的總儲量佔世界總儲量的98%。
據The Journal ofthe SAIMM雜志1995年3/4月刊(第75~81頁)估算,南非發現的鉑族金屬礦床儲量約佔世界上所有鉑族金屬礦床儲量的72%,南非生產的鉑族金屬中的3種金屬即鉑、鈀和銠的產量佔世界上這3種金屬產量的60%(每年約286噸)。
中國鉑族金屬礦產資源比較貧乏,總保有儲量鉑族金屬不足千噸。我國已探明鉑族金屬的礦區有35處,分布於全國10個省(區),其中以甘肅最多,佔全國總儲量的57%;其次是雲南、四川、黑龍江等省。鉑族金屬礦床類型主要為岩漿熔離型銅鎳鉑鈀礦床、熱液再造型鉑礦床和砂鉑礦床,以前者最重要,如甘肅金川白家嘴子礦床。鉑族金屬成礦時代主要為古元古代和古生代。
③ 鉑族金屬
王淑玲
2005年世界鉑族金屬礦山產量約為1655.8萬,同比增長4.7%。鉑供應量同比增長2.1%,需求量同比下降1.0%,相對需求缺口縮減到4.2萬 oz。鈀金屬供應量上升9.4%,需求量上升6.2%,市場仍相對供應過剩88.1萬oz,2006年受需求和投機買賣的推動,鉑族金屬價格全面上漲,國際鉑年均價達11142美元/oz,同比上升27.3%;鈀價320美元/oz,同比大幅上升 59.2%;銠價同比進一步大幅度增長 122.0%,達 4444美元/oz。
一、儲量和資源
截至2006年底世界鉑族金屬儲量和儲量基礎分別為71000t和80000t,與2005年相同。南非鉑族金屬儲量居世界首位,其次有俄羅斯、美國和加拿大,四國儲量合計佔世界總儲量的99%(表1)。世界鉑族金屬資源量估計在10萬t以上,主要產於南非的布希維爾德雜岩體中。南非的17個生產礦山均產在布希維爾德雜岩體中,其中12個礦山從梅林斯基層和UG-2鉻鐵礦岩中生產,一個礦山從雜岩體北翼的雜岩體底部(Platreef)中生產。
表1 2006年世界鉑族金屬儲量和儲量基礎 單位:t
資料來源:Mineral Commodity Summaries,January 2007。
鉑族金屬礦床主要有3種類型:①與基性-超基性岩有關的硫化銅-鎳礦型鉑族金屬礦床,是世界鉑族金屬儲量和產量的最主要來源,著名礦床有南非布希維爾德雜岩體銅鎳硫化物鉑族金屬礦床,俄羅斯諾里爾斯克含鉑族金屬銅-鎳硫化物礦床和加拿大薩德伯里含鉑族金屬銅-鎳硫化物礦床等;②與基性-超基性岩有關的鉻鐵礦型鉑族金屬礦床,如南非布希維爾德雜岩體中與UG-2鉻鐵岩層有關的鉑族金屬礦床和俄羅斯的與純橄欖岩中巢狀鉻鐵礦礦體有關的鉑族金屬礦床等;③砂鉑礦床,主要分布於哥倫比亞、美國、加拿大和前蘇聯。
與上述傳統類型不同,近年俄羅斯在伊爾庫茨克州發現產在黑色頁岩系中的蘇霍伊洛克(「干谷」)礦床有金儲量1550t,鉑儲量約250t。俄地質學家認為,這一新類型的發現將改變世界鉑族金屬來源的格局。
鉑族金屬礦床是近年國外礦產勘查的一個新熱點,2005年世界鉑族金屬勘查繼續升溫,主要勘查發現的有意義鉑族金屬礦床仍在南非,African Platinum公司在南非的Leeuwkop地區,勘查新發現429.2 t 鉑族金屬和金資源量,Anooraq Resources 公司在南非的Drenthe地區勘查新發現239.5 t鉑族金屬和金資源量,Platinum Group Metals公司在南非的Western Bushveld地區勘查新發現195.6 t鉑族金屬和金資源量,Afriore公司在南非的Akanani地區勘查新發現982.9 t鉑族金屬和49.7 t金資源量,以及59.8萬t鎳和34.9萬t銅資源量。
2006年鉑族金屬的勘查預算繼續增長,為2.1億美元,比2005年增長18.9%,鉑族金屬佔全球的勘查份額仍為3%(圖1)。
表8 2004~2006年鉑族金屬價格 單位:美元/oz
註:鉑、鈀為倫敦下午收盤價,銠為現貨價。
資料來源:① Mining Annual Review,2002~2004;②WWW.Kitco.com。
五、重大事件
(1)2006年國際鉑年均價再次刷新了歷史紀錄,達1142 美元/oz,比2005年上升27.3%。
(2)2006年,在投機買賣和汽車工業需求增長的推動下,國際鈀價上升,達320 美元/oz,同比上升59.2%。
(3)2006年以來,由於需求的增加導致銠價進一步創歷史新高,年均價高達4444美元/oz,同比上升122%。
(4)2006年世界鉑族金屬勘查投資進一步上升至 2.1億美元,比 2005年上升18.9%。開發投資為80億美元,比2005年上升33.3%。
(5)2005年9月南非的安格魯鉑金(Anglo Platinum)公司,受Polokwane冶煉廠發生爆炸影響,精煉鉑鈀產量下降,沒有達到預期。
(6)首飾業鈀需求首次突破100萬oz,同比大幅度上升27.9%,達113.1萬oz,主要是受到中國對高純鈀首飾需求大幅度增加所驅動。
(7)2005年3月,俄羅斯總統普京簽署了一份法令,對鉑族金屬的產量、銷量和地質儲量統計數據解密。該法令的誕生部分歸功於諾里爾斯克(MMC)鎳公司為吸引投資,提高了其資產和業績情況透明度的影響。
(8)2005年9月28日,諾里爾斯克鎳公司(MMC)的中期報告中首次公布了鉑鈀產量。
六、展望
預計2006年鉑市場的供應和需求將繼續增長。汽車工業在歐洲柴油機車銷量的繼續增長、亞洲汽車產量的持續增長和各國排放法規更嚴格化的推動下,對鉑的需求將繼續增長;首飾業中最大的不確定因素在中國。一方面鉑價將走低的預期鼓勵了對中國消費可能增長的預期;另一方面,仍處高位的鉑價將繼續施壓於首飾製造商。預計2006年中國鉑首飾的消費將低於2005年水平。
在南非擴產項目的進行和辛巴威產量計劃的實施下,預計2006年礦產鉑的產量將繼續增長,汽車催化劑的回收將進一步增加。估計全年鉑供應量將達800萬oz,在經歷了7年的供應短缺後,首次實現逆轉,達到供應平衡,甚至略有過剩。
2006年汽車工業中鈀的需求將在北美汽車商「代鉑工作」的推動下繼續增長,並在柴油機車上嶄露頭角,會有相當數量採用鉑鈀量和聯合方式。中國鈀金首飾因價格優勢,消費量將繼續增長,預計鈀總的需求將繼續上升。投資者在鉑鈀價差、市場新應用等積極因素的推動下,將繼續保持對鈀的興趣和熱情,因此成為提升鈀價的關鍵動力。
主要參考文獻
[1]Micheal W.George.Platinum-Group Metals.U.S.Geological Survey,Mineral Commodity Summaries,January 2006
[2]Overview of World Exploration Budgets:Locations,Targets,and Stages of Development.Metals Eco-nomics Group,Strategic Report,November/December 2004、2005、2006
[3]Micheal W.George.Platinum-Group Metals,2005.U.S.Geological Survey,Mineral Yearbook,2005
[4]Proction Costs:Platinum Group Metals.Metals Economics Group——Strategic Report,January/February 2006
[5]GFMS.,Platinum&Palladium Survey,2006
[6]D.R.Wilburn.U.S.Geological Survey,Mining Engineering,May 2006
[7]L.Mccartan,D.E.Morse,J.F.Papp and P.A.Plunkert.Mining Review,Mining Engineering,May 2005
[8]Platinum 2005 London PM Fix-USD Dollars.http://www.kitco.com/Scripts/hist-charts/yearly-graphs.cgi
[9]Palladlum 2006 London PM Fix-USD Dollars.http://www.kitco.com/Scripts/hist-charts/yearly-graphs.cgi
[10]Rhodium Monthly Auerage 2000-Present Dollars.http://www.kitco.com/Scripts/hist-charts/yearly-graphs.cgi
[11]Magnus Ericsson and Anja Olsson.Raw Materials Group,2006.E&MJ's project survey 2006,E&MJ,Jan./Feb.
[12]Magnus Ericsson and Anja Olsson.Raw Materials Group 2007.E&MJ's project survey 2007,E&MJ,Jan./Feb.
[13]靳湘雲.鉑——2005年鉑市場回顧2006年預測.中國貴金屬,2006年,第2期
[14]靳湘雲.鈀——2005年鈀市場回顧2006年預測.中國貴金屬,2006年,第2期
[15]D.R.Wilburn.Exploration Review,Mining Engineering,May 2007
④ 鉑的主要用途
我來回答你!
鉑是一種化學元素,俗稱白金。鉑金是一種天然的白色貴金屬,只有鉑金才可以稱為白金。鉑金延展性強,可拉成很細的鉑絲,軋成極薄的鉑箔;強度和韌性,也都比其它貴金屬高得多。1克鉑金即使是拉成1.6公里長的細絲,也不會斷裂。熔點高達1773.5℃。導熱導電性能好。化學性質極其穩定,不溶於強酸強鹼,在空氣中不氧化。鉑金不吸水銀,並具有獨特的催化作用。
正因為鉑金的性能優越,所以其用途十分廣泛。珠寶首飾業中,主要用作裝飾品和工藝品。化學工業中,用以製造高級化學器皿、鉑金坩堝、電極和加速化學反應速度的催化劑。鉑銥合金是製造自來水筆筆尖的材料。此外鉑金還具有以下用途: 1.鉑金的抗氧化力強,熔點高,因此還被用於製作宇航服。鉑金作為催化劑,被廣泛用於汽車排尾凈化裝置,為保護環境起到重要作用。2.二戰時期鉑金具有很重要的軍事用途,因為它是一種良好的催化劑,熔點高。美國政府曾一度禁止鉑金的非軍事用途。3.任何人的皮膚對鉑金都不會有過敏現象,鉑金可做成電極用於電子脈沖調節器,直接插入人體心臟,救治心律不齊患者。4.鉑金也可用於製造潛水深度達200米的防水手錶。
⑤ 什麼是鉑族金屬
鉑族金屬,又稱鉑族元素,位於元素周期表第 VIII 族。包括釕(Ruthenium,Ru)、銠(Rhodium,Rh)、鈀(Palladium,Pd)、鋨(Osmium,Os)、銥(Iridium,Ir)、鉑(Platinum,Pt)六種元素。
鉑族金屬具有熔點高、強度大、電熱性穩定、高溫抗氧化性能強、催化活性良好等特點,被廣泛應用於汽車、首飾、化工、電氣電子、玻璃製造等多個領域。在 6 種鉑族金屬中,最主要、應用最廣的是鉑、鈀,其次是銠。釕、銥和鋨在全球范圍內消費量較少。
根據美國地質調查局(USGS)2019 年地質調查報告數據顯示,全球探明鉑族金屬資源儲量 6.9 萬噸,資源分布高度集中。其中南非佔比 90.90%、俄羅斯佔比 5.63%、辛巴威佔比 1.73%。
⑥ 鉑族金屬的特性
鉑族金屬既具有相似的物理化學性質,又有各自的特性。它們的共同特性是:除了鋨和釕為鋼灰色外,其餘均為銀白色;熔點高、強度大、電熱性穩定、抗電火花蝕耗性高、抗腐蝕性優良、高溫抗氧化性能強、催化活性良好。各自的特性又決定了不同的用途。例如鉑還有良好的塑性和穩定的電阻與電阻溫度系數,可鍛造成鉑絲、鉑箔等;它不與氧直接化合,不被酸、鹼侵蝕,只溶於熱的王水中;鈀可溶於濃硝酸,室溫下能吸收其體積350~850倍的氫氣。銠和銥不溶於王水,能與熔融氫氧化鈉和過氧化鈉反應,生成溶解於酸的化合物;鋨與釕不溶於王水,卻易氧化成四氧化物。它們的主要物理和機械性質見表3.17.1。
⑦ 鉑族金屬的簡介
鉑族金屬,又稱鉑族元素。包括鉑(Pt)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、釕(Ru)、銠(Rh)六種金屬元素,在元素周期表中屬第5,6周期。本族元素在寶石學中的應用廣泛,其中鈀金首飾-白色貴金屬新寵,國際時尚流行飾品鉑金、鈀金為鉑族裡蘊藏量最小的兩種礦物,此二種的冶金性質相當類似,因其同樣稀有、用途相類似,所以常在各種應用上互做替代品。
鉑族金屬以其特別可貴的性能和資源珍稀而著稱;與金、銀合稱「貴金屬」。但其發現與利用相對於金、銀來說要晚得多。金、銀飾品在人類紀元之前的墓葬中就有發現,而人類對鉑族金屬的了解和利用,不過兩百多年的歷史。其中鉑發現最早,1735 年由尤爾洛)發現,其餘幾種元素都遲至19世紀才陸續有所了解,如鈀是1803年由沃拉斯頓發現,釕是1845年科勞斯(K.Claus)發現。雖然發現晚,但很快了解到它們有一些可貴的功能,因而被廣泛應用於現代工業和尖端技術中。因此被稱為「現代貴金屬」。據報道,從公元前4000年到19世紀末,全球累計產金2.9萬t,19世紀世界平均年產金123t;到1973~1980年,世界平均年產金量達1375t。鉑族金屬的世界產量從1969年開始超過100t,80年代末便翻了一番,達到200t(張文朴,1997),90年代初年產近 300t。從這些數據不難體會出「貴金屬」與「現代貴金屬」深層的涵義:二者都是珍稀而貴重,而鉑族元素雖然絕對數量比不上金、銀,但其發展的速度深刻體現出「現代」的涵義。
⑧ 鉑族金屬在工業上可以發揮什麼作用
鉑族金屬除鋨為藍灰色外,其他均為銀白色。鉑族金屬熔點高,耐腐燭,熱電性穩定,抗電火花的蝕耗性好,有良好的高溫抗氧化性能和催化作用,在工業上有廣泛的用途;鉑大量用作首飾和汽車發動機火花塞電極;銥和鋨是銥金筆尖上那個小圓點里的主角,耐磨;在高溫下,銠抗氟,釕抗硫黃和硫化氫的腐蝕;在常溫下,一體積鈀能吸收約1000倍體積的氫氣;在通常情況下,完成氫和氧的化合反應至少要一千萬年,但在這個反應中只要撒進一點鉑粉,一聲爆鳴,馬上就生成了水,而神奇的鉑粉卻依然如故。