铂族金属原料特点

铂族金属既具有相似的物理化学性质，又有各自的特性。它们的共同特性是：除了锇和钌为钢灰色外，其余均为银白色;熔点高、强度大、电热性稳定、抗电火花蚀耗性高、抗腐蚀性优良、高温抗氧化性能强、催化活性良好。各自的特性又决定了不同的用途。例如铂还有良好的塑性和稳定的电阻与电阻温度系数，可锻造成铂丝、铂箔等;它不与氧直接化合，不被酸、碱侵蚀，只溶于热的王水中;钯可溶于浓硝酸，室温下能吸收其体积350～850倍的氢气。铑和铱不溶于王水，能与熔融氢氧化钠和过氧化钠反应，生成溶解于酸的化合物;锇与钌不溶于王水，却易氧化成四氧化物。它们的主要物理和机械性质见表1。 目前已发现200余种铂族元素矿物。可分为4大类：①自然金属：自然铂、自然钯、自然铑、自然锇等;②金属互化物：钯铂矿、锇铱矿、钌锇铱矿，以及铂族金属与铁、镍、铜、金、银、铅、锡等以金属键结合的金属互化物;③半金属互化物：铂、钯、铱、锇等与铋、碲、硒、锑等以金属键或具有相当金属键成分的共价键型化合物;④硫化物与砷化物。铂族元素的主要矿物及其组成见表1。工业矿物主要有砷铂矿、自然铂、等轴铋碲钯矿、碲钯矿、砷铂锇矿、碲钯铱矿及铋碲钯镍矿。砷铂矿和等轴铋碲钯矿多见于原生铂矿床，自然铂多产于砂铂矿。 表1 铂族金属的物理和机械性质

	Ru	Rh	Pd	Os	Ir	Pt
密度（g/cm3，20℃）	12.45	12.41	12.02	22.61	22.65	21.45
熔点（℃）	2,310	1,963	1,554	3,045	2,47	1,772
沸点（℃）	4,080	3,700	2,900	5,020	4,500	3,800
比热[J/（kg·K），20℃]	230.5	246.4	244.3	129.3	128.4	131.2
延伸率（%）		5	40			40
导热率[W/（m·K），0～100℃]	105	150	76	87	148	73
线膨胀系数（K－1×10－4）	9.1	8.3	11.1	6.1	6.8	9.1
电阻率[μΩ·cm（0℃）]	6.80	4.33	9.93	8.12	4.71	9.85
电阻温度系数（0～100℃/℃）	0.0042	0.0046	0.0038	0.0042	0.0043	0.0039
磁化系数（cm3·g－1×106）	0.427	0.9903	5.231	0.052	0.133	0.9712
逸出功（eV）	74.54	4.90	4.99	4.8	5.40	5.27
维氏硬度（退火态）	200～350	100～102	40～42	300～670	200～400	40～42
抗拉强度（退火态，N/mm2）	496	688	172		1,090	125
弹性模量（N/mm2）	4.17×105	3.16×105	1.17×105	5.56×105	5.16×105	1.72×105

铂族金属矿物在矿石中的含量一般甚微，以每吨几克(g/t)计，矿物颗粒小，六个元素在不同的矿床中含量各异。如南非的布什维尔德杂岩中铂是主要元素，以铂为100的话，钯为40，钌为10，铑为6，铱为1，锇不及1。俄罗斯的诺里尔斯克则以钯为主(是铂的3倍)。加拿大的萨德伯里矿石中铂、钯比率接近。 铂族金属在矿石中常以有色金属的硫化物、砷化物和硫砷化物为其主要的载体矿物，特别是自然金、自然银、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、辉砷镍矿与斑铜矿等(表2)，如在自然金中铂可达600 g/t，钯达1000 g/t;黄铜矿中的含钯量是磁黄铁矿中的100倍。 表2 铂族元素的主要矿物及其组成

类别	矿物名称	化学式	主要化学组分（%）
自然元素 及金属互化物	自然钯	Pd	Pd 8.6～100.0
	自然铂	Pt	Pt 83.2～100.0
	铁自然铂	Pt，Fe	Pt 74.8～90.2，Fe8.8～18.5
	自然铱	Ir	Ir 78.8～95.0
	自然锇	Os	Os 78.0～99.8
	自然钌	Ru	Ru 64.4～1.1
	铂自然铑	Rh，Pt	Rh 41.7，Pt 59.6
	钯自然金	Au，Pd	Au 85.2，Pd 12.3
	铂自然铜	Cu，Pt	Cu 28.5～31.0，Pt 68.5～73.8
	正方铁铂矿	Pr，Fe	Pt 60.9～82，Fe 14.9～26.6
	红石矿	Cu，Pt	Cu 24.4～24.7，Pt 73.8～76
	等轴锇铱矿	Ir，Os	Ir 54.1～82.2，Os 16.3～40.9
自然 元素及 金属 互化物	铱锇矿	Os，Ir	Os 47.3～80.3，Ir 15.2～49.7
	汞钯矿	PdHg	Pd 34.8～35.9，Hg 64.1～65.2
	铅钯矿	Pd2Pb2	Pd 37.2～44.6，Pb 49.2～58.7
	锡钯矿	Pd3Sn2	Pd 58，Sn 38
各 种 化 合 物	砷铂矿	PtAs	Pt 46.6～59.3，As 37.6～46.8
	砷钯矿	Pd8（As，Sb）3	Pd 76.8～78.5，As 16.1～17.1
	峨眉矿	OsAs2	Os 46.5～51.2，As 42.3～45.0
	锑钯矿	Pd5Sb2	Pd 66.9～70.8，Sb 27.7～32.5
	硫钌矿	RuS2	Ru 46.7～67.0，S 31.8～41.4
	硫锇矿	OsS2	Os 64.3～72.4，S 25.0～26.6
	硫铂矿	PtS	Pt 75.7～86.2，S 12.4～17.6
	硫钯矿	PtSs	Pd 52.4～73.5，S 20.0～25.2
	硫镍钯铂矿	（Pt，Pd，Ni）S	Pt 31.5～68.8，Pd 8.5～38.5，Ni 3.5～8.3
	硫砷铑矿	RhAsS	Rh 41.3，As 33.3 S 16.4
	硫砷铱矿	IrAsS	Ir 55.3～66.5，As 21.5～36.4，S 6.6～14.3
	碲钯矿	PdTe2	Pd 21.7～33.2，Te 50.8～67.8
	碲铂矿	PtTe2	Pt 31.0～46.3，Te 44.2～61.4
	等轴碲铋钯矿	PdTeBi	Pd 18.0～25.5，Te 27.7～33.0，Bi 36.6～48.0
含铂族 元素矿物	含铂钯自然金	Au	Au 84.6～95.6
	含铂钯银金矿	Au，Ag	Au 58.4～80.1，Ag 9.0～29.2
	含铂钯自然银	Ag	Ag 67.3～97.5
	含铂自然铋	Bi	Bi 大量
	含钌铑镍黄铁矿	（Fe，Ni）9S3	Fe 15.4，Ni 37.6，S 30.7

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