金属中的贵族——铂族金属

2021.10.19 中国矿业报   

　　◎ 卢宜冠

　　在自然界有一类金属，它们通常具有美丽的色泽和较强的化学稳定性，并具有一定的金融属性，这类金属即为贵金属，主要指铂族金属（铂、钯、锇、铱、钌、铑六种金属）、金和银等金属元素。其中铂族金属具有熔点高、强度大、电热性稳定、高温抗氧化性能强、催化活性良好等特点，被广泛应用于汽车尾气催化净化剂、氢燃料电池、电子元件、专业医药、珠宝以及投资等方面。铂族元素中以铂和钯用途最广、消费量最大，其中铂主要应用在首饰制造（80%~90%），其次为汽车工业领域（6%~8%）；钯的应用主要为汽车领域（75%），其他领域包括化工（12%）、电子（8%）和首饰（4%）等。

　　1735年，西班牙的乌略亚-德拉·托雷·希拉尔在平托附近的金矿发现一块难以加工的类似银的金属，于是取名为platinum，该名称源自西班牙文platina，含义是银。随后，在18世纪其他5种铂族金属元素也陆续被人们发现。铂族金属主要赋存于岩浆型铜镍矿床、蛇绿岩型铬铁矿、砂铂矿以及大型层状岩体、阿拉斯加型杂岩体等矿床、岩体中。自然界中铂族元素以独立矿物形式广泛分布。例如在南非布什维尔德（Bushveld）杂岩体的梅林斯基（Merensky）和UG2矿层，研究发现的铂和钯主要以铂和钯的硫化物形式存在（如硫铂矿和硫钯矿），次为含铋和碲的铂族矿物（如碲钯矿、碲铋铂矿和碲铂矿），其他少量的铂族矿物为一些含砷和锡的矿物（如砷铂矿和锡铂矿）以及铂铁合金等。除铂族矿物外，铂族元素还以固溶体形式赋存于贱金属硫化物中，其中镍黄铁矿、磁黄铁矿和黄铁矿都被认为是铂族元素的良好载体。

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铂

　　由于铂族金属资源量稀少，目前还没有任何一类其他金属或材料能像铂族金属一样，在经济和科技两方面都具有优越的双重功能，因此很多国家都对铂族金属资源日益重视。世界上的铂族金属资源高度集中，主要集中在南非、俄罗斯、美国和加拿大等国家，其中南非约占世界铂族金属资源的80%以上。2020年，全球排名前五的铂金生产商分别为斯班-静水公司（Sibanye Stillwater）、英美铂业公司（Anglo American Platinum）、英帕拉铂业公司（Impala Platinum Holdings）、公共股份有限公司（Public Joint Stock Co Mining）和诺瑟姆铂金公司（Northam Platinum Holdings），铂金产量达507.6万盎司。

　　截至2019年底，国内查明的铂族金属资源储量为401吨，主要矿山包括甘肃金川、云南金宝山和四川杨柳坪等。其中，云南金宝山是我国最大的独立铂钯矿山，但由于选冶技术问题，加之特殊地形原因，至今开发难度较大。传统的铂金提纯技术即选择性沉淀分离技术，根据铂络合物的化学性质，通过溶解、盐沉淀、再溶解、加热还原等步骤达到铂金提纯的目的。铂金的现代提纯方法主要包括溶剂萃取和离子交换两种，前者比后者应用更广泛。目前，国内已有将传统提纯技术与现代提纯方法相结合的手段提纯铂族金属，并取得了良好的经济效益。金属冶炼过程中产生的阳极泥、铜镍尾矿和催化剂可进行铂族金属的回收。

　　近年来，随着我国在环保领域的重视度不断提升，催化剂中的铂族金属回收较之前更加完善。然而，我国在铂族金属利用和回收技术领域尚处在初级阶段，设备与技术相较美国、日本、欧洲等国家仍比较落后。我国作为铂族金属资源回收的重点目标市场，未来应加强铂族金属的再生和资源循环利用方面的研究和应用，这也将在产生明显的经济效益的同时保障我国铂族金属的供应。

　　（作者单位：中国地质调查局天津地质调查中心）

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