1. 鉑金怎麼冶煉
鉑金冶煉過程中的新技術已在約翰內斯堡北部的RANDBURG被測試,接近商業化。
鉑金冶煉過程中的新突破將接近商業化。
BRAEMORE資源公司的首席執行長博漢南(HAMISH BOHANNAN)已經表示,高鉻鉑族金屬精礦的冶煉將於07年第三季度在南非RANDBURG工廠開始。
博漢南在波札那召開的資本資源礦業會議上發言時,他解釋稱新突破將能輕易解決鉑族金屬礦石的鉻含量,意味著未來冶煉工廠將更快更有效。
博漢南補充道,將用於BRAEMORE資源公司子公司INDEPENDENCE PLATINU AND MINTEK的新技術將能為參與市場來精煉鉑金的不斷增長的中型鉑金生產商提供一種更加廉價的方法。
增加的冶煉產能將受到南非的歡迎,因該國正遭到冶煉商開發大量地下資源的打擊,因越來越多的生產商開始遍布全國。博漢南7月初建議,南非至少要5家加工廠才能滿足需求。
新技術已經在約翰內斯堡北部的RANDBURG被測試,產量觸及30,000噸,有來自當地私房屋主的任何抱怨。他總結道,這證實了新技術的友好的環境特徵。
2. 用什麼方法從含鉑金礦石回收鉑金
工業上採用的主要是重選、浮選和它們的聯合工藝,其中應用最多的是浮選
(1)重選 鉑族金屬礦物密度都在7克/立方厘米以上,特別是自然金屬和金屬互化物都超過10克/立方厘米,常見的自然鉑、粗鉑礦、鋨銥礦還高達15~22克/立方厘米,不僅遠高於常見的脈石(一般密度為2.5~2.75克/立方厘米,少數可達4.3克/立方厘米),且高於常見的賤金屬礦物(一般密度為3.6~5.5 克/立方厘米,僅個別礦物如方鉛礦為7.2~7.6克/立方厘米,但在鉑礦石中很少見)。因此,只要粒度較大(一般指大於0.04毫米),能夠單體解離就可以用重選方法加以富集。一般用於處理砂鉑礦和原礦中鉑族金屬粒度較大的鉑族金屬。對於一些鉑礦石,往往還輔以混汞或磁選工藝以提高精礦品位和回收率。
(2)浮選 鉑族礦物多具有疏水性而可附著在氣泡上,且現在開採的大多數資源中,細粒鉑族礦物通常都是銅、鎳硫礦礦物共生,因此浮選已成為當今含鉑族礦物最重要,也是應用最廣泛的選礦手段。但因鉑族礦物密度大,當粒度較大時,則輔以重選方法,即用重、浮聯合工藝才能更有效地全面回收。浮選目前主要用於處理硫化銅礦,使鉑族礦物和銅、鎳硫化物一並回收。鉑族金屬礦物的選別效果與磨礦細度、介質酸度、葯劑種類及用量、工序安排等多種因素有關。通常都需要針對不同礦石的特點進行實驗,以確定合理工藝流程和技術條件。
(3)重、浮聯合流程 對於鉑族礦物粒度較大的礦石,採用重選和浮選聯合法,可充分利用二者的優點,獲得較好的效果。南非呂斯騰堡鉑礦公司早在20世紀30年代就用重-浮聯合法處理含鉑的氧化及硫化礦石,60年代所屬的瓦特威爾選廠在浮選後,用絨面溜槽重選,獲得「呂斯騰堡鉑礦物」(含鉑30%~35%,鈀4%~6%,金 2%~3%,釕0.5%)和混合浮選精礦(含鉑族金屬110~150克/立方厘米,比例為:鉑63%,鈀24%,釕5.3%,銠3.9%,鋨3.0%,銥 0.9%),鉑鈀的總回收率約90%。
鉑族金屬要怎麼富集
鉑族元素易與各種過渡族金屬形成合金或金屬間化合物,且具有親硫不親氧的性質(但其中的鋨、釕易於氧化揮發),因而可以經高溫化學反應,使富集著鉑族金屬的產品與其他物質分離。其中常用的方法有熔煉和揮發。
(1)鉑族金屬捕劑 主要有鉛捕劑、鐵鎳銅捕劑、硫捕劑、錫、鋁和其他金屬作捕劑。
(2)造鋶熔煉及吹煉。
(3)揮發(氣化) 富集鉑族金屬中的鋨、釕易於揮發,幾乎全部鉑族金屬都能生成易揮發的氯化物。根據此特徵可以從礦石或冶金中間產品中富集或回收鉑族金屬。相反,也可以使其他金屬化合物揮發,讓鉑族金屬留在不揮發物料中得到富集。常見的方法有:鋨、釕氧化揮發、氯化揮發和羰基法除鎳。
(4)熱濾及減壓蒸餾脫硫。
3. 鉑族金屬資源、產量、未來市場需求及保證程度
一、鉑族金屬礦產資源概況
世界上大約有60個國家找到含鉑(族)產地和鉑族元素礦產資源,擁有探明鉑族元素金屬儲量的國家只有十多個。據美國礦業局統計,截止至1993年世界鉑族元素金屬儲量和儲量基礎分別為5.6萬噸和6.6萬噸,我國統計,截至1997年,世界鉑族元素金屬儲量為7.06萬噸(表1-4-1)。世界3/4 以上儲量集中在南非、俄羅斯、美國和加拿大,它們佔世界鉑族金屬儲量的98%,其中南非的儲量約佔89.3%。
表1-4-6 世界鉑需求量預測表(金屬量/t)
世界鉑族元素礦產資源保證程度較高,且生產量集中在少數幾個國家,但鉑族金屬供需接近平衡。以1997年全球鉑的儲量與1996~2000年鉑的平均開采量相比較,鉑的靜態保證年限為467年,與2001~2010年原生鉑的累計消費量相比較,其比值為38.8。
至今未查到我國鉑族金屬開采、生產和消費方面的統計數據。我國至今還沒有以開采鉑族元素礦產資源為主要對象的礦山,鉑族金屬的生產主要通過開采銅鎳硫化物礦床和冶煉生產過程中綜合回收。金川有色金屬公司可以從銅鎳生產過程中,使6個PGE都得到回收利用,其鉑族金屬產量佔全國產量的90%,我國鉑族金屬產量將受銅鎳硫化物礦開采規模的制約。
4. 鉑族金屬礦床的研究趨勢
目前世界上每年都要召開鉑族元素礦床方面的專題討論會,發表了一系列的研究成果。其中,最有代表性的會議包括1995年6月6日~11日在俄羅斯召開的第一次俄羅斯鉑族金屬礦物原料基地發展問題科學-實踐會議。這雖然不是全球性會議,但由於俄羅斯聯邦在鉑族元素礦床的地質找礦與科研方面長期以來位居世界前列,因此也可以看成是全世界最高水平的鉑礦會議。該會議的組辦單位有:俄聯邦地質與地下資源利用委員會、「俄羅斯鉑」計劃科學-方法委員會、全俄世界大洋地質與礦產資源研究所、俄羅斯科學院卡累利阿科學中心地質研究所。會議的目的是對俄羅斯境內鉑族元素礦物原料基地的現狀和發展問題以及某些區域、傳統和非傳統鉑族元素礦物原料基地的擴大前景進行總的評價 據地質科技動態,1996(7):48~49
1)工業和新技術對鉑族金屬的需求急劇增大,鉑族元素的世界價格持續上揚;
2)全世界(包括俄羅斯在內)的鉑族金屬預測資源數量有限(8萬~10萬噸),在采礦床屈指可數;
3)對鉑族金屬世界需求情況的預測表明,鉑族金屬的預測資源可供全世界使用100~150年,俄羅斯則遠遠低於這一保障年限;
4)俄羅斯鉑族金屬98%的探明儲量集中在北極地帶,而現有的鉑族金屬冶金設施則位於俄羅斯的西北部;
5)鉑族金屬的儲量增長不能保證開采水平的需要;
6)俄羅斯鉑族金屬的出口量下降;
7)由於鉑族金屬塊狀富礦石所佔比例下降(佔全部鉑族金屬開采量的70%),所以在諾里爾斯克礦床的礦體中,鉑族金屬的品位和數量均已減小;
8)諾里爾斯克地區硫化物鉑族金屬-銅-鎳礦石中鉑族金屬的回收工藝不夠完善,致使大量鉑族金屬進入了尾礦和其他中間選冶產品;
9)對最近15~25年來新發現的非傳統型含鉑礦床研究得十分緩慢,實際上也未開發(斯蒂盧奧捷爾礦床除外);
10)有關鉑金屬成礦作用的許多問題尚未查明;
11)對於少硫化物型鉑族金屬礦石以及碳質岩層和交代岩層綜合性礦石中的鉑族金屬,目前尚沒有可行的回收工藝方案;
12)對評價不同級別的地區和具體礦體含鉑程度的最佳技術研究得不夠。
從該會議的決議可以看出:①對典型礦產地的研究始終是重要的。俄羅斯計劃要集中力量深入研究的有遠景的岩體分布在卡累利阿-科拉、庫爾斯克-沃羅涅日、北烏拉爾、南西伯利亞和遠東地區;②區域性成礦規律的研究及成礦規律圖的編制、典型地區包括已知礦區不同比例尺的鉑族金屬成礦預測圖的編制,對於指導找礦具有重要意義。俄羅斯在1995~1996年完成的1 :500萬「俄羅斯鉑族金屬成礦規律圖」曾在1996年北京第30屆國際地質大會上展示;③資料的交流有助於推動找礦工作。俄羅斯在1996~1997年間出版了《鉑族金屬礦床預測、普查和評價方法指南》、《俄羅斯的鉑》及《世界鉑金屬礦床》等一系列專題論著;④應特別注意:改進現有的鉑族金屬分析方法並研製新方法;研究最有遠景礦體礦石的物質成分和工藝性能;對非傳統型含鉑礦體的開發進行初步的技術-經濟論證,建立新的鉑族金屬礦物原料基地。
5. 鉑金鈀金礦石
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6. 鉑族金屬的其他知識
鉑族金屬除鋨為藍灰色金屬外,其他均為銀白色金屬。它們對普通的酸和化學試劑有優良的抗蝕性能。
鈀對酸的抗蝕能力稍差,能很快地溶解於硝酸中。銥、銠、釕能抗單一的酸和化學試劑的侵蝕,甚至在王水中也很難溶解。
鉑和銠的抗氧化性很好,在空氣中能長期保持光澤。不要讓佩戴的鉑金飾品染上油污或漂白水,油污會影響飾品的光澤;漂白水可能會使首飾產生斑點。一定不要將鉑金首飾和黃金首飾同時佩戴,因為黃金質地較軟,如果互相摩擦,黃金粉末會吸附在鉑金上,使鉑金變黃,影響鉑金特有的純凈光澤。如果你的鉑金飾品上鑲有鑽石,建議你每年將鉑金飾品送到珠寶店去檢驗一下,及時進行專業清潔和整修,令鉑金鑽石首飾常戴常新。
鉑和鈀對氣體有很強的吸附能力,當粒度很細(如鉑黑、鈀黑)或呈膠態(如膠體鉑)時,吸附能力就更強,因此它們具有優良的催化特性(見金屬催化劑)。鉑族金屬為過渡金屬,有多個化合價,最穩定的化合價如下:釕為+3;銠為+3;鈀為+2,+4;鋨為+3,+4;銥為+3,+4;鉑為+2,+4。它們有生成絡合物的強烈傾向,最常見的是生成配位數4或6的絡合物。總之,它們的化學性質很復雜。 國外鉑族金屬生產的發展概論
世界鉑族金屬工業生產開始於1778年,1823年以前主要依靠哥倫比亞的砂鉑礦。1778~1965年,哥倫比亞共生產鉑族金屬約104噸,其最高年產量為(1928年)1.93噸。1824年俄國烏拉爾大型砂鉑礦開采以後,成為世界上最大生產者,1912年的產量曾達6.5噸,到1930年,共生產鉑(及少量銥、鋨)約245噸。1911年全世界生產6.189噸鉑族金屬。其中俄國佔93.1.,哥倫比亞佔6.1%,美國佔0.5%,澳大利亞佔0.3%。L.Howe估算,截至1917年1月,世界所產鉑族金屬(249~342噸)其中約90%來自俄國。
1952年後,加拿大產量顯著增加,1936年超過蘇聯居世界首位。60年代以後,蘇聯、南非成為最主要的生產者。蘇聯、南非、加拿大的產量佔世界產量的98%以上。1980年世界共產鉑族金屬205噸。其中南非97.9噸,蘇聯96.4噸,其他10.7噸(主要為加拿大生產)。1985年世界生產鉑族金屬230噸,蘇聯和南非分別為115噸和100噸,合計佔世界產量的93%。1986年產量為255噸,蘇聯和南非分別為124噸和116噸,佔世界產量的95%。表17-2為世界在1921~1982年間的鉑族金屬產量的統計。
目前南非是最大的產鉑國,(年產量佔世界總產量的三分之二)主要是開采布希維爾德火成雜岩體中的麥倫斯基礦脈。UG-2礦脈因為品位高(3~8g/t,平均約5g/t)受到重視而開采,但其產量隨市場供需求及價格情況而變動。波動幅度達三分之一。南非最大的鉑公司是呂斯騰堡礦業公礦佔7%,另外3%由烏拉爾及遠東阿爾丹地區的砂礦提供。
加拿大的產量中,國際鎳公司佔90%,鷹橋鎳公司佔9%,鉑產量(噸)為:1980年,40;1981年,37;1982年,25;1983年,25。其次是英帕拉公司,相應的年產量(噸)為:30;26;22和21。第三是西鉑公司,相應年產量(噸)為:2.6,2.9,3.1和2.5。另外還有蘭特礦業公司(年生產能力3.7~5.6噸),阿托克公司(約0.5噸)。南非供應西方所需鈀量的1/3,1981年產量29噸。
蘇聯的產量中,諾里爾斯克共生礦中90%,科拉半島共生諾蘭達銅公司從銅冶煉中回收少量。
許多國家都積極勘探和開發本國的鉑族金屬資源,但觀其資源及生產前景,今後世界鉑族金屬的供給仍然主要靠南非、蘇聯,其中南非主要產鉑,蘇聯主要是鈀。
中國鉑族金屬生產
中國在1965年以前僅從有色金屬冶煉的副產品中回收數量有限的鉑鈀。此後,中國建立,並擴大綜合回收鉑族金屬,其產量逐年增長。 砂鉑礦或含鉑族金屬的砂金礦用重選法富集可得精礦,鉑或鋨、銥的含量能達70%~90%,可直接精煉。
砂鉑礦資源日漸減少,且因近代有色金屬工業發展,50年代以來鉑族金屬主要從銅鎳硫化共生礦中提取,小部分從煉銅副產品中提取。銅鎳硫化共生礦在火法冶金時,精礦中所含的鉑族金屬90%以上可富集於銅鎳冰銅(鋶)中。再經轉爐吹煉富集成高冰鎳後,緩冷、研磨、浮懸和磁選分離,得含鉑族金屬的銅鎳合金。把這種合金硫化熔煉,細磨磁選,以分離銅鎳,產出含鉑族金屬更富的銅鎳合金。將此合金鑄成陽極,進行電解時,鉑族金屬進入陽極泥。陽極泥經酸處理後,就可得鉑族金屬精礦。採用羰基法從鎳精礦或銅鎳合金製取鎳時,鉑族留於羰化殘渣中,經硫酸處理或加壓浸出(見浸取)其他金屬後可得鉑族精礦。中國金川有色金屬公司將含鉑族的銅鎳合金,再次硫化熔煉和細磨、磁選得到富鉑的銅鎳合金,用鹽酸浸出分離鎳,用控制電位氯化法分離銅,然後提取鉑族金屬。
鉑族含量高的高冰鎳(如南非的原料),直接用氧壓下硫酸浸出,或氯化冶金分離其他金屬後獲得鉑族精礦。鉑族精礦可直接溶解、分離、提純,或先將鋨、釕氧化揮發分離後,再分離、提純其他鉑族金屬(見鎳冶煉過程有價金屬的回收)。
在銅的火法冶金和電解精煉過程中,鉑族金屬和金銀一起進入陽極泥。用此種陽極泥煉出多爾銀(含少量金的粗銀),鉑族金屬富集於多爾銀中。鉑族金屬在火法煉鉛過程中進入粗鉛,可用灰吹法除鉛得多爾銀,鉑族便富集其中;如果粗鉛加鋅脫銀,鉑族金屬富集於銀鋅殼中,然後脫鋅得多爾銀。多樂銀電解精煉時,為了避免鈀損失於電解銀中,銀陽極的含金量常控制在小於4.5%,同時控制金鈀比等於或大於10。若部分鈀和少量鉑進入硝酸銀電解液,可用活性炭吸附,或用「黃葯」選擇性沉澱加以回收。通常在電解銀時,鉑族金屬富集於銀陽極泥中。如鉑族金屬含量較高,可先用王水溶解陽極泥,然後分別回收;如含量較低,常用硫酸溶解除銀,殘渣鑄成粗金電極,然後電解提金;鉑、鈀富集於電解母液中,用草酸沉澱金後,用甲酸鈉沉澱鉑和鈀加以回收;富集於金陽極泥中的其他鉑族金屬可再分離。 鉑族金屬的提取和精製流程因原料成分、含量的不同而異,典型流程見圖。將鉑族金屬精礦或含鉑族金屬的陽極泥用王水溶解,鈀、鉑、金均進入溶液。用鹽酸處理以破壞亞硝醯化合物(趕硝),然後加硫酸亞鐵沉澱出金。加氯化銨,鉑呈氯鉑酸銨【(NH4)2PtCl6】沉澱出,煅燒氯鉑酸銨可得含鉑99.5%以上的海綿鉑。分離鉑後的濾液,加入過量的氫氧化銨,再用鹽酸酸化,沉澱出二氯二氨絡亞鈀【Pd(NH3)2Cl2】形式的鈀,再在氫氣中加熱煅燒可得純度達99.7%以上的海綿鈀。
經上述王水處理後的不溶物與碳酸鈉、硼砂、密陀僧(PbO)和焦炭共熔,得貴鉛。用灰吹法除去大部分鉛,再用硝酸溶解銀和殘留的鉛,銠、銥、鋨、釕富集於殘渣中。將此殘渣與硫酸氫鈉熔融,銠轉化為可溶性的硫酸鹽,用水浸出,加氫氧化鈉沉出氫氧化銠,再用鹽酸溶解,得氯銠酸。溶液提純後,加入氯化銨,濃縮、結晶出氯銠酸銨【(NH4)3RhCl6】。在氫氣中煅燒,可得海綿銠。
在硫酸氫鈉熔融時,銥、鋨、釕不反應,仍留於水浸殘渣中。將殘渣與過氧化鈉和苛性鈉一起熔融,用水浸出;向浸出液中通入氯氣並蒸餾,釕和鋨以氧化物形式蒸出。用乙醇-鹽酸溶液吸收,將吸收液再加熱蒸餾,並用鹼液吸收得鋨酸鈉。在吸收液中加氯化銨,則鋨以銨鹽形式沉澱,在氫氣中煅燒,可得鋨粉。在蒸出鋨的殘液中加氯化銨,可得釕的銨鹽,再在氫氣中煅燒,可得釕粉。
浸出釕和鋨後的殘渣主要為氧化銥(IrO2),用王水溶解,加氯化銨沉出粗氯銥酸銨【(NH4)2IrCl6】,經精製,在氫氣中煅燒,可得銥粉。
將鉑族金屬粉末用粉末冶金法或通過高頻感應電爐熔化可製得金屬錠。
用溶劑萃取法分離提純鉑族金屬的工藝得到應用,常用的萃取劑有磷酸三丁酯(TBP)、三烷基氧膦(TRPO)、二丁基卡必醇(DBC)、烷基亞碸等。
製取高純鉑族金屬 一般將金屬溶解後,經反復提純,精製方法有載體氧化水解、離子交換、溶劑萃取和重復沉澱等,然後再以銨鹽沉出,經煅燒可得相應的高純金屬。 鉑族金屬和合金有很多重要的工業用途。過去主要是製造蒸餾釜以濃縮鉛室法製得稀硫酸,也曾用鉑銥合金製造標準的米尺和砝碼。在19世紀中葉,俄國曾製造鉑銥合金幣在市場上流通。早年在照相術上採用「鉑黑印片術」,大量使用鉑鹽,印出的照片美觀而持久,一般已不用此法。
鉑族金屬及其合金的主要用途為製造催化劑。其活性、穩定性和選擇性都好,化學工業上的很多過程(如煉油工業中的鉑重整工藝)都使用鉑族催化劑。氨氧化制硝酸時,使用鉑銠合金網作催化劑。
在鉑銠網下增加金鈀捕集網以減少鉑、銠的損失。鈀是化學工業中加氫的催化劑。此外消除汽車排氣污染的催化劑用量增長極快。在美國用於汽車排氣凈化的鉑,1978年為60萬金衡盎司(1金衡盎司=31.1035克),占總消費量的51.3%,1979年為66萬金衡盎司,佔66%。
鉑銠合金對熔融的玻璃具有特別的抗蝕性,可用於製造生產玻璃纖維的坩堝。生產優質光學玻璃時,為防止熔融的玻璃被玷污,也必須使用鉑制坩堝和器皿。1968年國際實用溫標規定,在630.74~1064.43℃范圍內的測溫標准儀器是 Pt-10Rh/Pt熱電偶。用於測量13.81~903.89K溫域的標准儀器是鉑電阻溫度計,其電阻器必須是無應變退火後的純鉑絲,100℃時的電阻比(R100/R0)應大於1.39250。
鉑銥、 鉑銠、 鉑鈀合金有很高的抗電弧燒損能力,被用作電接點合金,這是鉑的主要用途之一。鉑銥合金和鉑釕合金用於製造航空發動機的火花塞接點。
鉑的化學性質穩定,純鉑、鉑銠合金或鉑銥合金製造的實驗室器皿如坩堝、電極、電阻絲等是化學實驗室的必備物。鉑鈷合金是一種可加工的磁能積(即電磁能密度)高的硬磁材料。鉑和鉑合金廣泛用於製造各種首飾特別是鑲鑽石的戒指、表殼和飾針。鉑或鈀的合金也可作牙科材料。
鉑、鈀和銠可作電鍍層,常用於電子工業和首飾加工中。銀和鉑表面鍍銠,可增強表面的光澤和耐磨性。
塗釕和鉑的鈦陽極代替了電解槽中的石墨陽極,提高了電解效率,並延長電極壽命,是氯鹼工業中一項重要的技術改進,為釕在工業上使用開辟了新途徑。鋨銥合金可製造筆尖和唱針。鈀合金還用於製造氫氣凈化材料和高溫釺焊焊料等。在化學工業中還使用包鉑設備。 鉑族金屬主要生產國的產量見表2。鉑族金屬價格波動很大,總的趨勢是上漲(表3)。在各部門消耗鉑和鈀的情況,以美國為例,見表4。
7. 鉑族金屬
王淑玲
2005年世界鉑族金屬礦山產量約為1655.8萬oz,同比增長4.7%。鉑供應量同比增長2.1%,需求量同比下降1.0%,相對需求缺口縮減到4.2萬 oz。鈀金屬供應量上升9.4%,需求量上升6.2%,市場仍相對供應過剩88.1萬oz,2006年受需求和投機買賣的推動,鉑族金屬價格全面上漲,國際鉑年均價達11142美元/oz,同比上升27.3%;鈀價320美元/oz,同比大幅上升 59.2%;銠價同比進一步大幅度增長 122.0%,達 4444美元/oz。
一、儲量和資源
截至2006年底世界鉑族金屬儲量和儲量基礎分別為71000t和80000t,與2005年相同。南非鉑族金屬儲量居世界首位,其次有俄羅斯、美國和加拿大,四國儲量合計佔世界總儲量的99%(表1)。世界鉑族金屬資源量估計在10萬t以上,主要產於南非的布希維爾德雜岩體中。南非的17個生產礦山均產在布希維爾德雜岩體中,其中12個礦山從梅林斯基層和UG-2鉻鐵礦岩中生產,一個礦山從雜岩體北翼的雜岩體底部(Platreef)中生產。
表1 2006年世界鉑族金屬儲量和儲量基礎 單位:t
資料來源:Mineral Commodity Summaries,January 2007。
鉑族金屬礦床主要有3種類型:①與基性-超基性岩有關的硫化銅-鎳礦型鉑族金屬礦床,是世界鉑族金屬儲量和產量的最主要來源,著名礦床有南非布希維爾德雜岩體銅鎳硫化物鉑族金屬礦床,俄羅斯諾里爾斯克含鉑族金屬銅-鎳硫化物礦床和加拿大薩德伯里含鉑族金屬銅-鎳硫化物礦床等;②與基性-超基性岩有關的鉻鐵礦型鉑族金屬礦床,如南非布希維爾德雜岩體中與UG-2鉻鐵岩層有關的鉑族金屬礦床和俄羅斯的與純橄欖岩中巢狀鉻鐵礦礦體有關的鉑族金屬礦床等;③砂鉑礦床,主要分布於哥倫比亞、美國、加拿大和前蘇聯。
與上述傳統類型不同,近年俄羅斯在伊爾庫茨克州發現產在黑色頁岩系中的蘇霍伊洛克(「干谷」)礦床有金儲量1550t,鉑儲量約250t。俄地質學家認為,這一新類型的發現將改變世界鉑族金屬來源的格局。
鉑族金屬礦床是近年國外礦產勘查的一個新熱點,2005年世界鉑族金屬勘查繼續升溫,主要勘查發現的有意義鉑族金屬礦床仍在南非,African Platinum公司在南非的Leeuwkop地區,勘查新發現429.2 t 鉑族金屬和金資源量,Anooraq Resources 公司在南非的Drenthe地區勘查新發現239.5 t鉑族金屬和金資源量,Platinum Group Metals公司在南非的Western Bushveld地區勘查新發現195.6 t鉑族金屬和金資源量,Afriore公司在南非的Akanani地區勘查新發現982.9 t鉑族金屬和49.7 t金資源量,以及59.8萬t鎳和34.9萬t銅資源量。
2006年鉑族金屬的勘查預算繼續增長,為2.1億美元,比2005年增長18.9%,鉑族金屬佔全球的勘查份額仍為3%(圖1)。
表8 2004~2006年鉑族金屬價格 單位:美元/oz
註:鉑、鈀為倫敦下午收盤價,銠為現貨價。
資料來源:① Mining Annual Review,2002~2004;②WWW.Kitco.com。
五、重大事件
(1)2006年國際鉑年均價再次刷新了歷史紀錄,達1142 美元/oz,比2005年上升27.3%。
(2)2006年,在投機買賣和汽車工業需求增長的推動下,國際鈀價上升,達320 美元/oz,同比上升59.2%。
(3)2006年以來,由於需求的增加導致銠價進一步創歷史新高,年均價高達4444美元/oz,同比上升122%。
(4)2006年世界鉑族金屬勘查投資進一步上升至 2.1億美元,比 2005年上升18.9%。開發投資為80億美元,比2005年上升33.3%。
(5)2005年9月南非的安格魯鉑金(Anglo Platinum)公司,受Polokwane冶煉廠發生爆炸影響,精煉鉑鈀產量下降,沒有達到預期。
(6)首飾業鈀需求首次突破100萬oz,同比大幅度上升27.9%,達113.1萬oz,主要是受到中國對高純鈀首飾需求大幅度增加所驅動。
(7)2005年3月,俄羅斯總統普京簽署了一份法令,對鉑族金屬的產量、銷量和地質儲量統計數據解密。該法令的誕生部分歸功於諾里爾斯克(MMC)鎳公司為吸引投資,提高了其資產和業績情況透明度的影響。
(8)2005年9月28日,諾里爾斯克鎳公司(MMC)的中期報告中首次公布了鉑鈀產量。
六、展望
預計2006年鉑市場的供應和需求將繼續增長。汽車工業在歐洲柴油機車銷量的繼續增長、亞洲汽車產量的持續增長和各國排放法規更嚴格化的推動下,對鉑的需求將繼續增長;首飾業中最大的不確定因素在中國。一方面鉑價將走低的預期鼓勵了對中國消費可能增長的預期;另一方面,仍處高位的鉑價將繼續施壓於首飾製造商。預計2006年中國鉑首飾的消費將低於2005年水平。
在南非擴產項目的進行和辛巴威產量計劃的實施下,預計2006年礦產鉑的產量將繼續增長,汽車催化劑的回收將進一步增加。估計全年鉑供應量將達800萬oz,在經歷了7年的供應短缺後,首次實現逆轉,達到供應平衡,甚至略有過剩。
2006年汽車工業中鈀的需求將在北美汽車商「代鉑工作」的推動下繼續增長,並在柴油機車上嶄露頭角,會有相當數量採用鉑鈀量和聯合方式。中國鈀金首飾因價格優勢,消費量將繼續增長,預計鈀總的需求將繼續上升。投資者在鉑鈀價差、市場新應用等積極因素的推動下,將繼續保持對鈀的興趣和熱情,因此成為提升鈀價的關鍵動力。
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8. 鉑族金屬的簡介
鉑族金屬,又稱鉑族元素。包括鉑(Pt)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、釕(Ru)、銠(Rh)六種金屬元素,在元素周期表中屬第5,6周期。本族元素在寶石學中的應用廣泛,其中鈀金首飾-白色貴金屬新寵,國際時尚流行飾品鉑金、鈀金為鉑族裡蘊藏量最小的兩種礦物,此二種的冶金性質相當類似,因其同樣稀有、用途相類似,所以常在各種應用上互做替代品。
鉑族金屬以其特別可貴的性能和資源珍稀而著稱;與金、銀合稱「貴金屬」。但其發現與利用相對於金、銀來說要晚得多。金、銀飾品在人類紀元之前的墓葬中就有發現,而人類對鉑族金屬的了解和利用,不過兩百多年的歷史。其中鉑發現最早,1735 年由尤爾洛)發現,其餘幾種元素都遲至19世紀才陸續有所了解,如鈀是1803年由沃拉斯頓發現,釕是1845年科勞斯(K.Claus)發現。雖然發現晚,但很快了解到它們有一些可貴的功能,因而被廣泛應用於現代工業和尖端技術中。因此被稱為「現代貴金屬」。據報道,從公元前4000年到19世紀末,全球累計產金2.9萬t,19世紀世界平均年產金123t;到1973~1980年,世界平均年產金量達1375t。鉑族金屬的世界產量從1969年開始超過100t,80年代末便翻了一番,達到200t(張文朴,1997),90年代初年產近 300t。從這些數據不難體會出「貴金屬」與「現代貴金屬」深層的涵義:二者都是珍稀而貴重,而鉑族元素雖然絕對數量比不上金、銀,但其發展的速度深刻體現出「現代」的涵義。
9. 鉑族金屬的相關知識
1.什麼是鉑金
鉑金(英文Platinum,縮寫Pt)早在公元前700年就在人類文明史上閃出耀眼的光芒,當時古埃及人用鉑金鑄成象形文字裝飾其神匣,到公元前100年,南美洲印第安人成功地掌握了鉑金的加工工藝,製成不同款式的鉑金首飾。18世紀,法國國王路易十六特別偏愛鉑金,稱鉑金為「唯一與國王稱號相匹配的貴金屬」。到了近代,世界著名首飾設計師(如Cartier Fabergetiffany)均利用鉑金創造出不朽的傑作。舉世聞名的霍普(希望)鑽石,也被永遠地鑲嵌在鉑金鏈上。
20世紀初,鉑金在美國成為最受喜愛的首飾用貴金屬。它天然的白色光澤征服了無數名門貴族的心。第二次世界大戰爆發後,由於鉑金具有很重要的軍事用途,美國政府曾一度禁止鉑金的非軍事使用,用白色K金(黃金與其他白色金屬的合金)替代鉑金,但是白色K金從光澤、硬度等多方面永遠無法取代鉑金。
到21世紀的今天,鉑金的首飾用途又得到發揚光大,其稀有、純凈、堅硬的三大特性以及其天然白色光澤依然令追求時尚的男女傾倒。
鉑金稀有,是因為鉑金的儲量遠遠低於黃金。鉑的密度是21.45g/cm3,1萬噸鉑體積只有466m3,至今全球的鉑金儲量加在一起也只夠裝滿一個中等大小的房間,而1oz鉑金需從10噸鉑金礦石中歷經5個月才能提煉出來。
鉑金純凈,是因為鉑金首飾通常含有90%的純鉑金,其他的10%也主要是鉑族金屬。相比之下,18K的白色K金僅含75%的純黃金,而且鉑金的白色光澤自然天成,長期佩帶也不會褪色。
鉑金堅硬,是因為鉑金的密度高,強度幾乎是黃金的兩倍,從而成為鑲嵌各種鑽戒的最佳選擇。鉑金的延展性好,1g鉑金可以拉出2km長的細絲。鉑金堅硬度高,使其不易磨損因而可以長久保存。
鉑金的內在價值及其優雅光澤給無數首飾設計師以無窮的靈感,首飾界或時裝界都熱衷於再次掀起「白色浪潮」。法國的設計師Cartier稱白金首飾為「貴金屬之王」;Giorgio Armani 在其設計的晚禮服中使用鉑金絲;Calvin Klein也曾使用鉑金絲編織其設計的晚禮服。
日本曾經是最大的鉑金首飾市場,其鉑金首飾在設計、製作方面具有代表性。其鉑金首飾做工精細,從澆鑄到拋光,無不精益求精;設計風格既時尚又含蓄。
中國在剛進入21世紀時還是世界第二大鉑金首飾市場,但到2001年就成為世界第一大鉑金消費國。不過中國在鉑金設計理念以及加工工藝上還有待進一步提高,為滿足消費者對個性化、時尚化首飾的需求。國際鉑金協會為此在上海等地舉行了首飾設計家專題講座,聘請國際知名設計師(如日本十大著名首飾設計師之一的Sekikazu先生)向中國鉑金首飾設計師傳授設計理念和技巧。
歲月的流逝沒有帶走人們對鉑金的愛,卻更增添了人們對鉑金的欣賞。鉑金的魅力在於它帶給人們一種安詳的由內到外的回味美,其價、其堅、其真、其純、其優雅氣質,無不讓人覺得鉑金值得擁有。
2.鉑金的七大特點
鉑金,由於其特有的品性一向被視為名貴的貴金屬,近年來國際鉑金協會更是極力推崇,其在結婚戒指中占據愈來愈重要的地位。
在距今3000年前的古埃及時代,鉑金已被使用。考古學家曾發現一個埃及女祭司棺木上綴有鉑金製成的象形文字,歷經長久時間仍能保持完美,不失其原有光澤,充分證明了鉑金的持久與穩定性。隨著後來南非金伯利礦挖出第一顆鑽石,鉑金與鑽石的搭配,使之大放異彩。義大利鉑金協會曾推出一系列新型的結婚鑽戒,而且提出了鉑金的7個特點,表明鉑金之所以成為貴金屬最佳選擇的依據:
1)純度最高。鉑合金里有95%的純鉑,而18K金為75%的黃金,可見鉑金首飾純度更高。
2)最稀有性。每年世界上產140噸鉑金,而黃金年產量可達3300噸。
3)只有技藝熟練的工匠才能製作。鉑金熔點比黃金高,對加工技術及熟練程度要求也更高。
4)最穩定性。鉑金對酸、鹼、高溫等的抵抗力最強,不會褪色或變色。鉑金戒指一般不變形。
5)光澤度、延展性好。鉑金擁有自然的白色光澤,不會影響寶石的顏色,而且可令寶石放出光彩和「火」來,良好的延展性亦使其適宜加工。
6)絕對不會使首飾佩戴者有過敏反應。
7)貴重且出眾。
3.鉑金的成色
國際上鉑金的標志是Pt、Plat或Platinum等,純度以千分數字代表,如Pt900表示純度是900‰。鉑金飾品的規格標示有Pt1000、Pt950、Pt900、Pt850。鉑合金首飾中Pt和Pd的總含量不得少於950‰。
4.鉑金的種類
純鉑金:最高成色的鉑金。常用於製作訂婚戒指,以表示愛情的純貞和天長地久。在國外,許多人認為用黃金鑲嵌鑽石,可能導致鑽石泛黃,從而大大降低鑽石的價格。而用鉑金鑲嵌鑽石,可以保持鑽石的純白顏色,特別是作訂婚戒指,用鉑金鑲嵌鑽石,既潔白又晶瑩,象徵純潔的愛情永恆長久。然而,盡管鉑金的硬度比黃金高,但鑲嵌鑽石和珠寶仍感不夠,往往需摻入「金」,製成「鉑合金」來鑲嵌鑽石等。
銥鉑金:銥與鉑組成的合金,顏色亦為銀白色,具強金屬光澤,硬度較高,相對密度亦大,化學性質穩定,是極好的鉑合金首飾材料。
K白金:黃金和其他金屬熔煉而成的白色合金。由於鉑金產出稀少,價格昂貴,加上熔點高,所以一般國家很少用鉑金來生產真正的K白金。目前,為了迎合廣大消費者對鉑金的需求,選用黃金和鈀金或鎳、銀、銅、鋅等金屬熔煉成一種白色的合金,稱之為「K白金」。K白金的成色與K黃金一樣,黃金在其中所佔質量的份數,則為「K白金」的K數。如18K白金、14K白金,其中黃金的含量分別為75%和58.5%。
5.鉑族金屬
在礦物分類中,鉑族元素(鉑、鈀、鋨、銥、銠、釕)礦物屬自然鉑亞族,包括銥、銠、鈀和鉑的自然元素礦物。它們彼此之間廣泛存在類質同象置換現象,形成一系列類質同象混合晶體。鉑族礦物均為等軸晶系,單晶體極少見,偶爾呈立方體或八面體細小晶粒產出。一般呈不規則粒狀、葡萄狀、樹枝狀或塊狀形態。顏色和條痕為銀白色至鋼灰色,金屬光澤,不透明,無解理,鋸齒狀斷口,具延展性,為電和熱的良導體。由鉑族礦物熔煉的金屬有鈀金、銠金、銥金、鉑金等。
鈀金:主要由自然鈀熔煉而成,銀白色,外觀與鉑金相似,金屬光澤,硬度4~4.5,相對密度12,熔點為1555℃,化學性質較穩定。因產量比鉑金和黃金大,故價值低,很少用來製作首飾。但隨著市場價格的上漲,當鉑不夠用時,鈀金在市場中所佔份額可能增大。另外,也有人以鈀金假冒鉑金,需要消費者注意。
銠金:主要由自然銠提煉而成,是一種稀少的貴金屬,銀白色,金屬光澤,不透明,硬度4~4.5,相對密度12.5,熔點高(1955℃),化學性質穩定。由於銠金耐腐蝕,而且光澤好,因此常用於電鍍業,將其電鍍在其他金屬表面,鍍層色澤堅固,不易磨損,反光效果好。
銥金:主要由自然銥或鋨銥礦提煉而成,顏色為銀白色,具強金屬光澤,硬度7,相對密度22.40,性脆,但在高溫下可壓成箔片或拉成細絲,熔點高,達2454℃,化學性質非常穩定,不溶於王水。主要用於製造科學儀器、熱電偶、電阻絲等,高硬度的鐵銥和銥鉑合金常用來製造筆尖和鉑金首飾。
鉑金:由自然鉑、粗鉑礦等礦物熔煉而成,因「鉑」由「金」和「白」兩字組合,顏色又為銀白色,故亦稱「白金」。其色澤銀白,金屬光澤,硬度4~4.5,相對密度為21.45,熔點高為1773℃,富延展性,可拉成很細的鉑絲,軋成極薄的鉑箔,化學性質極穩定,不溶於強酸強鹼,在空氣中不氧化。它廣泛用於珠寶首飾業和化學工業中,用以製造高級化學器皿、鉑金坩堝以及加速化學反應速度的催化劑等。
6.鉑金的發現及應用歷史
人類對鉑金的認識和利用要比黃金晚,大概有2000多年的歷史。根據考古資料論證,在公元前700多年時,古埃及人已能將鉑金加工成工藝水平較高的鉑金飾品。中美洲的印第安人,遠在哥倫布發現新大陸之前,也盛行過鉑金飾物。那時其他地區的人們對鉑金還一無所知。16世紀初,大批的西班牙冒險家蜂擁到非洲和美洲去探金尋寶。當時,在厄瓜多的河流中淘金時,一再發現有一種白色金屬混雜在黃金中,這很可能就是珍貴的鉑金。但由於當時科學不發達,識別能力低下,面對銀晃晃的鉑金,那些殖民者卻把它稱之為「劣等碎銀」而拋棄。
直到1748年,西班牙著名科學家安東尼·洛阿在平托河金礦中發現了銀白色的自然鉑,他進行了仔細研究,發現自然鉑的化學性質非常穩定,延展性極好,熔點亦高,相對密度極大,與金屬銀有明顯的區別。安東尼是第一位對鉑金進行詳細研究的學者。1780年,巴黎一位能工巧匠為法國路易十六國王和王後製造了鉑金戒指、胸針和項鏈,路易十六夫婦成為世界上有記載的第一位擁有鉑金飾品的人。從此以後,鉑金聲譽大振,一躍而居黃金飾品之上,為皇親國戚、達官顯貴、富商巨賈所寵愛。
鉑金色澤淡雅而華貴,象徵純潔與高尚。因此,人們把它作為愛情的信物,製成訂婚戒指,以表示愛情純真、天長地久。鑽石鑲嵌在銀白色的鉑金托上,則鑽石的晶瑩與鉑金的光輝交相輝映,襯托出鑽石的潔白無瑕、雍容華貴。
7.鉑族金屬的資源概況
據不完全統計,世界鉑金總儲量約為1.4萬噸(鉑族元素礦產資源總儲量約為3.1萬噸)。雖然有60多個國家都發現並開采鉑金礦,但其儲量卻高度集中在南非和前蘇聯。其中南非(阿扎尼亞)的鉑金儲量約為1.2萬噸,以德蘭土瓦鉑礦床最著名,是世界上最大的鉑礦床;前蘇聯的鉑金儲量為1866噸,曾在烏拉爾砂鉑礦中發現過重達8~9kg的自然鉑,在原生礦中也獲得過重427.5g的自然鉑。兩者的總儲量佔世界總儲量的98%。
據The Journal ofthe SAIMM雜志1995年3/4月刊(第75~81頁)估算,南非發現的鉑族金屬礦床儲量約佔世界上所有鉑族金屬礦床儲量的72%,南非生產的鉑族金屬中的3種金屬即鉑、鈀和銠的產量佔世界上這3種金屬產量的60%(每年約286噸)。
中國鉑族金屬礦產資源比較貧乏,總保有儲量鉑族金屬不足千噸。我國已探明鉑族金屬的礦區有35處,分布於全國10個省(區),其中以甘肅最多,佔全國總儲量的57%;其次是雲南、四川、黑龍江等省。鉑族金屬礦床類型主要為岩漿熔離型銅鎳鉑鈀礦床、熱液再造型鉑礦床和砂鉑礦床,以前者最重要,如甘肅金川白家嘴子礦床。鉑族金屬成礦時代主要為古元古代和古生代。
10. 鉑金的含金量是多少
鉑金沒有含金量,鉑金和黃金是兩種不同的重金屬。
鉑金是一種天然形成的白色貴重金屬。鉑金早在公元前700年就在人類文明史上閃出耀眼的光芒,在人類使用鉑金的2000多年歷史中,它一直被認為是最高貴的金屬之一。
在礦物分類中,鉑族元素礦物屬自然鉑亞族,包括銥、銠、鈀和鉑的自然元素礦物。鉑族元素礦物均為等軸晶系,單晶體極少見,偶爾呈立方體或八面體的細小晶粒產出。
(10)鉑金族礦擴展閱讀:
鉑的最大用途是做化學反應的催化劑,這種催化劑通常是鉑黑。19世紀早期,化學家開始用鉑粉末對氫的點燃反應進行催化。
鉑目前最大應用於汽車的催化轉換器,使廢氣中低濃度未燃燒的碳氫化合物能夠完全燃燒,產生二氧化碳和水汽。
在石油業中,鉑可以用來催化若干個不同的反應,特別是將石腦油催化重整為更高辛烷值的汽油。二氧化鉑是氫化反應的催化劑,特別用於生產植物油。鉑金屬可以很好地催化過氧化氫分解為水和氧氣的反應。