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矿业综合
铂族金属--铂、钯、铑、铱、钌、锇-
来源:矿石化验2017-11-042581

一、性质和用途

铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)、锇(Os)这六种金属,不论在地球化学性质还是在物理化学性质上,有很多相似之点。在自然界常常赋存在一起,故统称为铂族金属。它们的特点是:除锇为蓝灰色金属外,其他均为银白色金属,熔点高、耐腐蚀性、稳定的热电性、抗电火花的蚀耗性好、优良的高温抗氧化性能和良好的催化作用等。由于它们具有这些优良特性,所以在工业上有广泛的用途。特别是国防、化工、石油化工、仪器仪表、电子、机械制造和医疗等工业的重要材料。铂族金属虽有很多共同特性,但它们各自也有其独特的性质,因而在用途上也就不尽相同。

铂具有良好的催化作用和耐腐蚀性,电阻及电阻温度系数很稳定。在石油化工及化学工业上作催化剂;在化学及电化学工业作设备的防腐材料、燃料电池的电极、阴极保护防腐装置、电解、电镀探照灯及医疗器械;电子和电工的测温材料(热电偶、电阻温度计)、触点材料、电阻材料、发动机火花塞电极、永磁材料;在环保方面用于控制大气污染催化剂(控制汽车排气污染);制造工业设备,在玻璃工业上用铂坩埚,熔化和处理熔融的光学仪器和特殊用途的玻璃,其它还用于航行器、原子能、装饰等方面。

钯主要用于电工、仪表工业作低电流摩擦接触器和化工人造纤维的催化剂;钯合金可制造提高制氢气纯度的扩散设备,钎焊的钯焊料,亦是牙科、制药、首饰工业的原料。

铑对可见光有高度的反射率,可制造工业镜子及反射镜的镀层;在电工仪表工业用于制造仪表零件、电阻丝和导线等;化学工业作催化剂和生产玻璃纤维的加热器;铑可作为铂、钯的添加剂来提高它们的强度;也用于制造首饰及装饰镀层。

铱作铂、钯的添加剂,可提高其硬度、耐腐蚀性和熔点;化工上作催化剂和颜料;仪器仪表工业用以制造电位计、热电偶等;并可制造钢笔尖和医疗器具;也用于航空和机器制造工业。

钌主要作为铂、钯的添加剂,可提高其性能;在有机化学工业用作催化剂;也用于无线电、仪表和制药工业。

锇主要作为铂、钯的添加剂和化工产品的催化剂;亦用于照相、电影技术、仪表和制药工业。

 

单 位

Pt

Pd

Os

Ir

Ru

Rh

地壳中平均含量

克 / 吨

0.01

0.01

0.001

0.001

0.001

0.001

原子量

 

195.08

106.42

190.2

192.22

101.07

102.9055

密度

千克/米3

21450

12020

22610

22650

12450

12410

熔点

1768

1552

3050

2443

2310

1960

二、主要铂族矿物

目前发现的铂族矿物和含铂族元素的矿物已超过80种,加上变种和未定名矿物已达200个。在自然界中,铂族金属主要呈自然元素、自然合金、锑化物、硫化物、硫砷化物和铋碲化物的单矿物存在,部分呈类质同像存在于硫化物中(黄铜矿、镍黄铁矿、紫硫镍(铁)矿等)。常见矿物如下:

矿物名称

化学式

元素种类

一般含量(%)

备 注

自然铂

铁自然铂

砷铂矿

碲铂矿

铋碲铂矿

锑钯矿

碲钯矿

铋碲钯矿

单斜铋钯矿

硫锇矿

硫砷铱矿

砷钌矿

峨嵋矿

硫砷铑矿

铱砷铂矿

Pt

Pt·Fe

PtAs2

PtTe2

Pt(Te、Bi)2

Pd5+XSb2-X

PdTe2

Pd(Te、Bi)2

PdBi2

OsS2

IrAsS

RuAs

OsAs

RhAsS

(Pt·Ir)As2

Pt

Pt

Pt

Pt

Pt

Pd

Pd

Pd

Pd

Os

Ir

Ru

Os

Rh

Pt

Ir

83.2—100.0

74.8—90.22

46.6—59.3

31.0—46.3

30.34—41.0

66.9—70.8

21.7—33.2

25.6

17.6—20.3

64.3—72.4

55.3—66.5

43.4—44.7

46.5—51.2

41.3

44.9—45.7

10.7—12.0

 

 

 

 

 

 

X=0.06

 

 

 

 

 

 

 

三、一般工业要求

矿床类型

金属种类

边界品位

工业品位

块段品位

最小可采厚度(米)

夹石剔除厚度(米)

原生矿床

超基性岩含铜镍型矿床

Pt+Pd

0.3—0.5(克/吨)

≥0.05(克/吨)

1.0(克/吨)

1—2

≥2

Pt

0.25—0.42(克/吨)

≥0.42(克/吨)

0.84(克/吨)

Pd

1.25—2.1(克/吨)

≥2.10(克/吨)

4.20(克/吨)

伴生矿床

Pt、Pd

0.03(克/吨)

0.5—1

≥1

Os、Ir、Ru、Rh

0.02(克/吨)

砂矿床

松散沉积型矿床

Pt+Pd

0.03(克/米3)

≥0.1(克/米3)

 

Pt

0.025(克/米3)

0.085(克/米3)

 

Pd

0.125(克/米3)

0.42(克/米3)

 

砂砾岩型

矿床

Pt+Pd

0.1—0.5(克/米3)

1—2(克/米3)

 

Pt

0.085—0.42(克/米3)

0.84—1(克/米3)

 

Pd

0.42—2.1(克/米3)

4.2—8.4(克/米3)

 

现在铂和金的国际价格很相近,故一般工业要求应参照本书的岩金和砂金要求进行评价。以前铂和金的差价较大,所以一般工业要求也较低,已不适用,但为了对照,现将原指标列后,以供参考;①铂与钯的比例为Pt:Pd = 4:1;

②达到此指标时,要对其进行评价和综合回收利用的研究工作,如能回收利用,有多少算多少。

四、矿床实例

矿床类型

边界品位

工业品位

块段品位

可采厚度(米)

夹石剔除厚度(米)

西南某超基性岩含铜镍铂矿床

Pt+Pd

0.5(克/吨)

Pt+Pd

≥0.5(克/吨)

 

1

2

河北某热液蚀变透辉岩型铂矿

Pt+Pd

≥0.5(克/吨)

Pt+Pd

≥0.5(克/吨)

Pt+Pd

≥1(克/吨)

2

3

西北某松散沉积物中砂铂矿床

0.03(克/米3)

>1(克/米3)

     

①上述指标Pt:Pd=4:1

五、综合评价

在原生铂族金属矿床中,铂族金属常与铜、镍、钴、铬、金、硒、碲等矿产共生;其围岩(超基性岩)有的可制钙镁磷肥和建筑材料;在铂族金属砂矿床中,铂族金属常与金共生在一起,要注意综合评价。和基性岩、超基性岩有关的矿产,常伴生有铂族金属,在评价主矿产时,要注意铂族金属的综合评价。如:

西北金川超基性岩型含铂族金属的铜镍矿床,铂族金属有多少算多少;和西藏某铬铁矿中的Pt亦可综合回收利用。

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