鉑(Platinum),是第六周期Ⅷ族鉑係元素,元素符號Pt,俗稱“白金”,具有良好的延展性、導熱性和導電性。海綿鉑為灰色海綿(mián)狀固體,比表麵積大,對氣體(特別(bié)是氫、氧和一氧(yǎng)化碳等)有較強的吸(xī)收能力。
圖1鉑(bó)錠實物照片
1735年西班牙安東尼奧·烏(wū)略亞在一處金礦中發現一塊難(nán)以加工的金屬,取名為(wéi)platinum,並於1748年發表了相關報告。1750年,布朗裏格向皇(huáng)家學會(huì)呈交了(le)一份有關(guān)鉑的詳細報(bào)告。純鉑具有良好的高溫抗氧化性和化學穩定(dìng)性,易加工成(chéng)形。鉑金屬化合物主要應用於石油化工、製(zhì)藥、汽車尾氣淨化等領域的工業催化(huà)劑。
1. 物理性質
鉑是銀白色(sè)有光澤(zé)的金屬,熔點1772℃,沸點 3827℃,密度21.45g/cm3(20℃),具有良好(hǎo)的可鍛性和(hé)延展性。晶體結構為等軸晶(jīng)係,晶胞為麵心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原(yuán)子。晶胞(bāo)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,電子層排布2-8-18-32-17-1。
2. 化學性質
鉑金屬(shǔ)具有很高(gāo)的化學穩(wěn)定性,除溶於王水(shuǐ)和熔融的堿外,還溶於鹽酸、過氧化氫、鹽酸和高氯酸的混合物。在高溫下易遭受腐蝕,例如:對於多種氧化劑、強堿、容易(yì)還原的(de)重金(jīn)屬,鉑則被其腐蝕或與其成合(hé)金。在含(hán)鉑的化合物和(hé)絡合物中,常見(jiàn)的氧化價態為+2、+3、+4、+5、+6。鉑的化合物包括H2PtCl6、Na2PtCl6、PtO、PtO₂、Pt(OH)₂、PtS、PtS₂、PtCl₂、PtCl₄、Pt(CN)₂等。
3. 鉑的用途
鉑主(zhǔ)要應用於汽車、醫藥和珠(zhū)寶首飾等領域(yù),具(jù)體(tǐ)應用如下(xià):
(1)鉑金(jīn)作為催化(huà)劑,被(bèi)廣泛用於汽車排尾淨化裝置,為保護環境起到重要作用。
(2)鉑金對(duì)人體(tǐ)不會產生過敏現象,可用於電子脈衝調(diào)節器材料。順(shùn)鉑是癌症治療的常用化學藥物,可抑製癌細胞的DNA複製過程。
(3)在珠寶(bǎo)行業,鉑主要以純淨的鉑金為基體材料。鉑與其他金屬熔(róng)煉而成的鉑金(jīn)首飾,其清亮的色澤和穩定的金(jīn)屬性質,使其能(néng)夠長久(jiǔ)佩戴還(hái)光澤如初。
4. 鉑資源及二次循環利(lì)用
2019 年全球鉑資源已探明儲量約6.9萬噸,其中南非鉑(bó)礦占全球總(zǒng)儲量91.3%,主要為南(nán)非北部德蘭士瓦省的布什維爾德雜岩體(Bushveld platinum deposit)。俄羅斯、津巴布韋、加拿大、美國分(fèn)列2-5位。中國當前已查明鉑(bó)族金屬總儲量(liàng)僅400噸,進口依賴度高。由於資源稀(xī)缺而價格高昂(áng),其二次循環利(lì)用受到人們的重視。國內(nèi)生產的鉑由含鉑廢料再生而來,主要回收處理工藝為(wéi)濕法(fǎ)冶金和火法熔煉相結合的工(gōng)藝技術。
目前,此種回收方式(shì)已被歐洲和南非的有關工廠廣泛應用,經濟效果遠高於用礦(kuàng)石原料生產(chǎn)的鉑金屬。由於礦石(shí)中鉑金屬含量僅100g/t,而汽車用觸媒卻為其5~10倍。從廢(fèi)舊貴金屬物料(liào)中回(huí)收率貴(guì)金屬可達99%,因此,稱廢貴金屬為“城市貴金屬富礦(kuàng)”。
5. 相關產品
(1)鉑單質
鉑錠、海綿鉑、氯鉑酸、電阻溫度計用鉑絲、超細鉑粉(fěn)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
鉑銥合金:由於銥易揮發和氧化,能(néng)顯著提高鉑的耐腐蝕(shí)性。鉑銥合金還具有高硬度、高熔點和低的接觸電阻等特點。
圖(tú)2電接觸材料用鉑銥合金實物照片
圖3鉑銥合金管實物照片
圖4鉑銥合金管切割端(duān)麵
鉑銀合金:具有強度高、彈性好、電阻係數(shù)小、熱(rè)電勢(shì)低、耐熱、耐腐(fǔ)蝕及無磁(cí)等特性。
鉑鉬合金:主(zhǔ)要用做熱電偶材料,其(qí)具(jù)有(yǒu)熱電勢高、穩定性(xìng)好(hǎo)等特點。此(cǐ)外,還可用作(zuò)電位器繞組和高溫(wēn)應變材料。
鉑鈷合金:具有磁性極強、磁穩(wěn)定性高,化學腐蝕性好等特點(diǎn),用於(yú)航(háng)天、航海、航空儀表等。
(3)鉑金屬化合物
P鹽:二亞(yà)硝基二(èr)氨鉑,作為電鍍試劑,可用於無氰電鍍(dù)中鍍(dù)鉑試劑(jì)、電子元器件表麵鍍鉑等。製備的鍍層硬(yìng)度(dù)高,電阻小,可以焊接。
Q鹽(yán):四氨合鉑磷酸(suān)氫根鹽,化學穩(wěn)定性好,用作鍍鉑液,製備的鍍層(céng)結合力好、質地均勻,主要用於航(háng)空航天和珠寶加工等高端鍍鉑行業。