铂(Platinum),是第六周期Ⅷ族铂系元素,元素符號Pt,俗称“白金”,具有良好的(de)延展性(xing)、导熱性和(he)导電性。海綿铂為灰色海綿状固體,比表面积大,對氣體(特別是氢、氧和一(yi)氧化碳等)有较強的吸收能力。
圖1铂锭實物照片
1735年西班牙安东尼奥·乌略亚在一處金(jin)矿中发現一块难以加工的金屬,取名為platinum,並於1748年发表了相關報告。1750年,布朗(lang)里格向皇家(jia)學會呈交了一份有關铂的详細報告。純铂具有良好的(de)高温抗氧化性和化學稳定性,易加工成形。铂金屬化合物主要應用於石油化工、製药、汽车(che)尾氣净化(hua)等领域的工業催化剂。
1. 物理性質
铂是銀白色有光泽的金屬(shu),熔點1772℃,沸點 3827℃,密度21.45g/cm3(20℃),具有良好的可锻性和延展性。晶體結構為等轴晶系,為,每個晶胞含有4個金屬原子。: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
铂(bo)金屬具有很高的化學稳(wen)定性,除溶於王水和熔融的碱外,還溶於盐酸、過氧化氢(qing)、盐酸和高(gao)氯酸的混合物(wu)。在高温下易遭受腐蚀,例如:對於多種(zhong)氧化剂、強碱、容易還原(yuan)的重金屬,铂則被其腐蚀(shi)或與其成合(he)金。在含铂的化合(he)物和絡合物中,常(chang)见的氧化价態為+2、+3、+4、+5、+6。铂的化合物包括H2PtCl6、Na2PtCl6、PtO、PtO₂、Pt(OH)₂、PtS、PtS₂、PtCl₂、PtCl₄、Pt(CN)₂等。
3. 铂的用途
铂主要應用於汽车、医药和珠寶首飾等领域,具體應用如下:
(1)铂金作為催化(hua)剂,被廣(guang)泛用於汽车排尾净化裝置,為保護環境起到(dao)重要作(zuo)用。
(2)铂金對人體不會產生過敏現象,可用於電子脉冲調節器材料。順(shun)铂是癌(ai)症治疗的常用化學药物,可抑製癌細(xi)胞的DNA复製過程。
(3)在珠寶行業,铂主要(yao)以純(chun)净的铂金為基體材料。铂與其他金屬熔煉而成的铂金首飾,其清亮的色泽和(he)稳定的金屬性質,使其能够长(zhang)久佩(pei)戴還光泽如初。
4. 铂资源及二次循環利用
2019 年全球铂(bo)资源已探明(ming)储量約6.9萬吨(dun),其中南非铂矿占全球总储量91.3%,主要為南非北部德蘭士瓦省的布什維(wei)爾德雜岩(yan)體(Bushveld platinum deposit)。俄羅斯、津巴布韦(wei)、加拿大、美國分列2-5位。中國当前已查明铂族金(jin)屬总储(chu)量仅400吨,進口依赖度高。由(you)於资源稀缺而价格高(gao)昂,其二次循環利用受到人們的重(zhong)視。國(guo)内(nei)生產的铂由含铂废料再生而來,主要回收處理工藝為湿法冶金和火法熔煉相結合的工藝技術。
目前,此種回收方式已被欧洲(zhou)和南非的有關工廠(chang)廣泛應用,經濟效果远高於(yu)用矿石原料生產(chan)的铂金屬。由於矿石中铂金屬含量仅100g/t,而汽车用触媒卻為其5~10倍。从废旧貴金屬物料中回收率貴金屬可達99%,因此,称废貴金屬為“城市貴金屬富矿”。
5. 相關產品
(1)铂單質
铂锭、海綿铂、氯铂酸、電阻温度(du)計用(yong)铂丝、超細铂粉等產品,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)铂合金
铂铱合金:由於铱易挥发和氧化,能顯著提高铂的(de)耐腐(fu)蚀性。铂铱合金(jin)還具有高硬度、高熔點和低的接触(chu)電阻等(deng)特點。
圖2電接触材料用铂铱合金實物照片
圖3铂铱合金管實物照片
圖4铂铱合金管切割端面
铂銀合金:具有強度高、弹性好、電阻(zu)系(xi)数小、熱電勢低、耐熱、耐腐(fu)蚀及无磁等特性。
铂钼合金:主要用做熱電偶材料,其具有熱電勢高、稳定性好等特點。此外,還可用作電位器繞組和高温應變材(cai)料(liao)。
铂钴合金:具有磁性極(ji)強、磁(ci)稳定性高,化學(xue)腐蚀性好(hao)等特點,用於航天、航海、航空儀表等。
(3)铂金屬化合物
P盐:二亚(ya)硝基二氨铂,作為電镀試剂,可用於无氰電镀中镀铂試剂、表面镀铂等。製備的镀層硬度高,電阻小,可以(yi)焊接。
Q盐:四氨合铂磷酸氢(qing)根盐(yan),化學稳定性(xing)好(hao),用(yong)作镀铂液,製備的镀層(ceng)結合力好、質地均匀,主要用於航空航天和珠寶(bao)加工等高端镀(du)铂行業。