鉑(Platinum),是第六周期Ⅷ族鉑係元素,元(yuán)素符號Pt,俗稱“白金”,具有(yǒu)良好的延展性、導熱性(xìng)和導電性(xìng)。海(hǎi)綿鉑為灰色海綿(mián)狀固(gù)體,比表麵積(jī)大,對氣(qì)體(特別是氫、氧和一氧化碳等)有較強的吸收能(néng)力。
圖1鉑錠(dìng)實物照片
1735年西班牙安東尼奧·烏略亞在一處金礦中發現一塊難以加工的金屬,取名為platinum,並(bìng)於1748年發表了相關報告(gào)。1750年,布朗裏格向皇家學會呈交了一份有關鉑的詳細報告(gào)。純鉑具有良(liáng)好的高溫(wēn)抗氧化性和化學穩定性,易加工成形(xíng)。鉑金屬化(huà)合(hé)物主要應用於(yú)石油化工、製藥、汽車(chē)尾氣淨化等領域的工業(yè)催化劑。
1. 物理性質(zhì)
鉑是銀白色有光澤(zé)的金屬,熔點1772℃,沸點 3827℃,密度21.45g/cm3(20℃),具有良好的可鍛性(xìng)和延(yán)展性。晶體結構為等軸晶係,晶胞為麵心立方晶胞,每個(gè)晶胞含有4個金屬原子。晶胞參數:a=392.42pm、b=392.42pm、c=392.42pm、α=90°、β=90°、γ=90°。電子層K-L-M-N-O-P,電子(zǐ)層排布2-8-18-32-17-1。
2. 化學性質
鉑金屬具(jù)有很高的化學穩定(dìng)性,除溶於王水和熔融的堿外,還溶於鹽酸(suān)、過(guò)氧化氫、鹽酸和高氯(lǜ)酸的混合物。在高溫下易遭受腐蝕,例如:對於多(duō)種氧化劑、強堿、容易還原(yuán)的(de)重金屬(shǔ),鉑則被其腐蝕或與其成合金(jīn)。在含鉑的化合物和絡(luò)合物中,常見的氧化價態為+2、+3、+4、+5、+6。鉑的化(huà)合物包括H2PtCl6、Na2PtCl6、PtO、PtO₂、Pt(OH)₂、PtS、PtS₂、PtCl₂、PtCl₄、Pt(CN)₂等。
3. 鉑的用(yòng)途
鉑主要應用於汽(qì)車、醫藥和珠寶首飾等領域,具體應用如下:
(1)鉑(bó)金作為催化(huà)劑,被廣泛用於汽車排尾淨化裝置,為保護環境起(qǐ)到重(chóng)要作用。
(2)鉑(bó)金對人體不會產生(shēng)過敏現象,可用於(yú)電子脈衝調節器(qì)材料。順鉑是癌症治(zhì)療的常(cháng)用化學藥物,可抑製(zhì)癌細胞(bāo)的DNA複製過程。
(3)在珠寶行業,鉑主要以純淨的鉑金為基體材料。鉑與其他金屬熔煉而成(chéng)的鉑(bó)金首飾,其清亮的(de)色澤和穩定的金屬性(xìng)質,使其能夠長久佩戴還光澤如初。
4. 鉑資源及二次循環(huán)利用
2019 年全球鉑資源已探明儲量約6.9萬噸,其中(zhōng)南非鉑礦占全球總儲量91.3%,主要為南非北部德蘭士瓦省(shěng)的布什維爾德雜岩體(Bushveld platinum deposit)。俄羅斯、津巴布韋、加拿大、美國(guó)分(fèn)列2-5位。中國當前已查明鉑族金屬總儲量僅400噸,進口依賴度高。由於資源(yuán)稀缺(quē)而(ér)價(jià)格高昂,其二次循環利用受到人們的重視。國內生產的鉑由含鉑(bó)廢料(liào)再生而來,主要回收(shōu)處理工藝為濕法冶金和火法熔煉相結(jié)合的工藝技術。
目前,此(cǐ)種回收方式已被歐洲(zhōu)和南非的有關工廠廣泛應(yīng)用,經濟效果(guǒ)遠高於用礦石原料生產的鉑金屬。由於礦石中鉑金屬含量僅(jǐn)100g/t,而汽(qì)車用觸媒卻為(wéi)其5~10倍。從廢舊貴金屬物料中回收(shōu)率貴金屬可達99%,因此,稱廢貴金屬(shǔ)為“城市貴金屬富礦”。
5. 相關產(chǎn)品
(1)鉑單質
鉑(bó)錠、海(hǎi)綿鉑(bó)、氯鉑酸(suān)、電阻溫度計(jì)用鉑絲、超細鉑粉等產品,其標準要求為GB/T 37653-2019、GB/T 1419-2015、GB/T 26298-2010、GB/T 5977-2019、GB/T 51776-2009。
(2)鉑合金
鉑銥(yī)合金:由於(yú)銥(yī)易揮發(fā)和氧化(huà),能顯著提高鉑的耐腐蝕性。鉑銥合(hé)金還具有高硬度、高熔(róng)點和低的接(jiē)觸電阻等特(tè)點。
圖2電接(jiē)觸材料用(yòng)鉑銥合金實物照片
圖3鉑銥合金管實物照片(piàn)
圖4鉑銥合金管切割端麵
鉑銀合金:具有強度高(gāo)、彈性好、電阻(zǔ)係數(shù)小、熱電勢低、耐熱、耐腐蝕及無磁等特性。
鉑鉬合金:主要用做熱電偶材料,其具有熱電勢高、穩定性好等特點。此外(wài),還(hái)可用作電位器繞組和高溫應變材料。
鉑鈷(gǔ)合金:具有磁性極強(qiáng)、磁穩(wěn)定性高,化學(xué)腐蝕性好等(děng)特點,用於航天(tiān)、航(háng)海、航空儀表等。
(3)鉑金屬化(huà)合物
P鹽:二亞硝基二氨(ān)鉑,作為電鍍試劑,可(kě)用於無氰電鍍中鍍鉑試劑(jì)、電子元器件表麵鍍鉑等。製備的鍍層硬度高,電阻小,可以焊接。
Q鹽(yán):四氨合鉑磷酸(suān)氫根鹽,化學穩定性好,用(yòng)作鍍鉑液,製(zhì)備的鍍層(céng)結(jié)合力好、質地均(jun1)勻,主要用(yòng)於航空航天和珠寶加工等高端鍍鉑行業。