铂族金属冶金与材料-2011年度.ppt

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1、贵金属冶金及其材料贵金属冶金及其材料铂族金属冶金与材料部分铂族金属冶金与材料部分主讲教师：金哲男主讲教师：金哲男2011年年4月月本本章章主主要要内内容容定义及历史应用及地位资源及分布冶金及再生生产及消耗第四章第四章 铂族金属概论铂族金属概论绪绪 论论定义及历史铂铂(Pt)、钯钯(Pd)、铑铑(Rh)、铱铱(It)、锇锇(Os)、钌钌(Ru)、金金(Au)、银银(Ag)8种种金金属属元元素素，在在地地壳壳中中含含量量稀稀少少，提提取取困困难难，但但性性质质优优越越，应应用用广广泛泛，价价格格昂昂贵贵，在在所所有有金金属属元元素素中中成成为为“贵贵族族之之家家”，统统称称为为“贵贵金金属属”（P

2、recious Metals 简简写写为为PMs)。除除了了金金、银银之之外外，前前6种种元元素素称称为为“铂铂族族元元素素（铂铂族族金金属属）”（Platinum Group Metals 简简写写为为PGMs或或Pt)，因因资资源源与与产产量量比比金金、银银少少得得多多，铂铂族族金金属又被称为属又被称为“稀有贵金属稀有贵金属”。定义定义密度来分：密度来分：钌、铑、钯为轻铂族金属钌、铑、钯为轻铂族金属锇、铱、铂为重铂族金属锇、铱、铂为重铂族金属种元素中铂和钯在地壳种元素中铂和钯在地壳中的含量相对另种元素中的含量相对另种元素多且应用更广泛，称为多且应用更广泛，称为“主铂族金属主铂族金属”。纵向

3、对应的金属性质比较纵向对应的金属性质比较接近，又可将种元素分接近，又可将种元素分为锇钌、铑铱和铂钯三组。为锇钌、铑铱和铂钯三组。贱金属(Base Metals,简写为BMs)贵金属(PMs)历史历史南美洲的古代淘金者南美洲的古代淘金者很重的灰白色金属颗粒很重的灰白色金属颗粒“小银小银”我国古代工匠我国古代工匠加工金银加工金银硬、难熔物硬、难熔物“金刺金刺”或或“毒银毒银”弃去弃去历史历史“小银小银”u 当时被称为当时被称为“Platina”u 1741年，英国化学家年，英国化学家 Charles Wood 带到英国带到英国u 1778年年，分分离离出出新新金金属属，并并命命名名为为铂铂Plat

4、inum 当时只知道金、银、汞、铜、铁、锡和铅。当时只知道金、银、汞、铜、铁、锡和铅。1802年年，英英国国化化学学家家 William Hyde Wollaston 确确定定了了分分离离和和提提取取铂铂的的方方法法，同同时时还还分分离离出出另另一一种种金金属属，后后用用希希腊腊神神话话中中的的智智慧慧女女神神(Pallas)命命名名为为钯钯Palladium。u 1803年年，法法国国科科学学家家 H.V.Collet-Descotils 王王水水溶溶铂铂后后的的残残渣渣中中分分离离出出另另一一种种新新金金属属，一一年年后后英英国国人人Smithson Tennant 发发现现其其中中有有两

5、两种种金金属属，一一种种的的化化合合物物有有多多变变的的颜颜色色，按按拉拉丁丁文文“彩彩虹虹”之之意意，命命名名为为铱铱Iridium，另另一一种种化化合合物物易易挥挥发发且且有有特特殊殊气气味味，用用希希腊文腊文“气味气味”命名为命名为锇锇Osmium。历史历史u 1804年，英国的年，英国的Wollaston又发现了一种新金又发现了一种新金属，因其化合物的稀溶液县美丽的红色，用希腊属，因其化合物的稀溶液县美丽的红色，用希腊文文“玫瑰玫瑰”命名为命名为铑铑Rhodium。u 1844年俄国化学家克劳斯年俄国化学家克劳斯(Klaus)，发现了铂，发现了铂族元素中的最后一个金属，并以祖国的名字族

6、元素中的最后一个金属，并以祖国的名字俄俄国国”将它命名为将它命名为钌钌Ruthenium。u 从发现铂到钌，前后经历了约从发现铂到钌，前后经历了约100年。年。历史历史u 1819年发现乌拉尔砂铂矿后，英法俄等国相继建立年发现乌拉尔砂铂矿后，英法俄等国相继建立了加工铂的作坊。因铂的产量少、物理化学性质非常了加工铂的作坊。因铂的产量少、物理化学性质非常稳定，当时用于制造货币、纪念章、饰品、酒具、坩稳定，当时用于制造货币、纪念章、饰品、酒具、坩埚等，不少饰品、器具进贡宫廷。至今国际使用的长埚等，不少饰品、器具进贡宫廷。至今国际使用的长度标准度标准“米原器米原器”和重量标准和重量标准“千克原器千克原

7、器”是是1874年年用铂用铂-铱合金制成的。铱合金制成的。u 1888年发现加拿大年发现加拿大萨德伯里萨德伯里半生铂族金属硫化镍铜半生铂族金属硫化镍铜共生矿，并于共生矿，并于1920开采；开采；1920年苏联发现年苏联发现诺里尔斯克诺里尔斯克共生矿，并于共生矿，并于1935年开年开采；采；1924年发现南非年发现南非美伦斯基美伦斯基铂矿并随之开采。铂矿并随之开采。u 从此铂族金属族金属的冶金工业，从从此铂族金属族金属的冶金工业，从20世纪世纪20年代年代开始逐渐建立和发展起来，应用领域也不断开拓。开始逐渐建立和发展起来，应用领域也不断开拓。历史历史国际计量局保存的国际计量局保存的“米原器米原器

8、”“千克原器千克原器”图图1历史历史u 新中国成立之前，我国没有任何关于铂族金属资源、新中国成立之前，我国没有任何关于铂族金属资源、生产、加工应用的记载。新中国成立后，由于西方国生产、加工应用的记载。新中国成立后，由于西方国家对华采取封锁禁运，当时主要用于国防建设的铂族家对华采取封锁禁运，当时主要用于国防建设的铂族金属原料、材料和元器件全靠苏联供给。但后期供应金属原料、材料和元器件全靠苏联供给。但后期供应也完全中断，迫使自己建立铂族金属工业。也完全中断，迫使自己建立铂族金属工业。u1958年著名冶金学家年著名冶金学家谭庆麟教授谭庆麟教授倡导成立了中国科倡导成立了中国科学院昆明贵金属研究所，开始

9、了我国铂族金属分析检学院昆明贵金属研究所，开始了我国铂族金属分析检测技术，提取、分离、精炼技术，二次资源再生回收测技术，提取、分离、精炼技术，二次资源再生回收技术，基本保证了国民经济发展和国防建设的急需。技术，基本保证了国民经济发展和国防建设的急需。u 1958年沈阳冶炼厂从多年的金、银生产过程中积存年沈阳冶炼厂从多年的金、银生产过程中积存废渣中生产出我国首批铂钯数千克；废渣中生产出我国首批铂钯数千克；1965年上海冶炼年上海冶炼厂、厂、1967年株洲冶炼厂、年株洲冶炼厂、1972年云南冶炼厂分别开始年云南冶炼厂分别开始从铜冶炼系统综合回收少量铂钯，但合计年总产量不从铜冶炼系统综合回收少量铂钯

10、，但合计年总产量不到到40kg。历史历史u谭谭庆庆麟麟，1922年年9月月7日日出出生生于于云云南南省省昆昆明明市市的的一一个个律律师师家家庭庭。1941年年，考考入入西西南南联联合合大大学学机机械械系系学学习习。从从1945年年8月月起起在在美美国国里里海海大大学学（Lehigh University）学学习习冶冶金金工工程程，取取得得学学士士学学位位。毕毕业业后后在在美美国国贝贝利利恒恒钢钢厂厂（Bethlehem Steel Co.）当当了了3个个月月的的实实习习技技术术 员员。之之 后后 又又 考考 入入 普普 渡渡 大大 学学（Pudue University）研研究究生生院院，19

11、49年年，取取得得硕硕士士学学位位。同同年年8月月5日日回回国国在在云云南南大大学学矿矿冶冶系系获获得得副教授的职位。副教授的职位。历史历史u谭谭庆庆麟麟教教授授是是中中国国贵贵金金属属领领域域的的主主要要奠奠基基人人和和开开拓拓者者。1962年年组组建建昆昆明明贵贵金金属属研研究究所所并并领领导导建建立立贵贵金金属属扩扩大大和和试试验验生生产产车车间间。研研究究成成果果已已分分别别用用于于我我国国最最大大的的贵贵金金属属再再生生生生产产厂厂和和铂铂族族金金属属生生产产基基地地的的生生产产中中。他他对对炼炼锡锡炉炉渣渣和和含含铜铜钴钴土土矿矿的的物物理理化化学学系系列列研研究究颇颇具具创创新新

12、性性。负负责责创创建建和和领领导导云云南南省省经经济济技技术术研研究究中中心心，是是省省的的高高级级咨咨询询专专家家。他他治治学学严严谨谨，为为中中国国培培养养造造就了一大批科技人才。就了一大批科技人才。历史历史u 1958年，我国发现了镍储量占世界第二的金川半生年，我国发现了镍储量占世界第二的金川半生铂族金属硫化镍铜共生矿，并于铂族金属硫化镍铜共生矿，并于1965年开始大规模进年开始大规模进行开发，逐渐创立和发展了矿产铂族金属的提取冶金行开发，逐渐创立和发展了矿产铂族金属的提取冶金技术，形成了我国的矿产铂族金属冶金工业。技术，形成了我国的矿产铂族金属冶金工业。u 金川共生矿伴生铂族金属品位在

13、世界同类矿床中最金川共生矿伴生铂族金属品位在世界同类矿床中最低，不及俄罗斯诺里尔斯克矿床的低，不及俄罗斯诺里尔斯克矿床的1/10，加拿大萨德，加拿大萨德伯里矿床的伯里矿床的1/2。u 几十年来，我国在铂族金属的矿产资源提取冶金技几十年来，我国在铂族金属的矿产资源提取冶金技术和二次资源再生回收技术两方面，实现了从无到有，术和二次资源再生回收技术两方面，实现了从无到有，从小到大，并在技术领域基本赶上了国外发达国家的从小到大，并在技术领域基本赶上了国外发达国家的技术水平。技术水平。u 铂族金属因其具有特殊绚丽的色彩，其他金属不可铂族金属因其具有特殊绚丽的色彩，其他金属不可比拟的优良物理化学综合特性，

14、持久稳定的使用寿命比拟的优良物理化学综合特性，持久稳定的使用寿命和长期储存价值，独特的生物活性和催化活性，成为和长期储存价值，独特的生物活性和催化活性，成为一类不可替代的、广泛应用于人类生活各个领域的特一类不可替代的、广泛应用于人类生活各个领域的特殊金属。殊金属。可以说还没有任何一类其他金属或材料能像可以说还没有任何一类其他金属或材料能像贵金属一样，在经济、金融和科技、工业两方面都具贵金属一样，在经济、金融和科技、工业两方面都具有优越的双重功能。有优越的双重功能。应用及地位u 虽然人类发现和使用铂族金属仅虽然人类发现和使用铂族金属仅200多年，但在近多年，但在近60年科学技术和现代工业的飞速发

15、展中，它们扮演着年科学技术和现代工业的飞速发展中，它们扮演着非常重要的角色。铂族金属以各类化合物、浆料、金非常重要的角色。铂族金属以各类化合物、浆料、金属或其合金制成的各种型材属或其合金制成的各种型材(丝、板、带、片、箔、棒、丝、板、带、片、箔、棒、管和器皿等管和器皿等)加工成数千个品种和规格的各种功能材料，加工成数千个品种和规格的各种功能材料，广泛应用于广泛应用于日常生活、农业、传统工业、高新技术、日常生活、农业、传统工业、高新技术、军工宇航、医药卫生和环境保护军工宇航、医药卫生和环境保护等各个领域。等各个领域。u 我我国国汽汽车车工工业业起起步步较较晚晚，但但发发展展迅迅猛猛，2007年年

16、中中国国汽汽车车产产销销分分别别为为888.24万万辆辆和和879.15万万辆辆，成成为为仅仅次次于于美美国国的的第第二二大大汽汽车车消消费费国国。随随着着汽汽车车工工业业的的迅迅猛猛发发展展，其其尾尾气气也也成成为为城城市市中中最最主主要要的的大大气气污污染染源源，其其中中一一氧氧化化碳碳、碳碳氢氢化化合合物物、氮氮氧氧化化合合物物及及其其产产生生的的光光化化学学烟烟雾是最主要的污染物，对人体的危害程度最大。雾是最主要的污染物，对人体的危害程度最大。主要应用：主要应用：汽车工业：汽车工业：u PGMs在在汽汽车车工工业业中中的的主主要要作作用用就就是是制制成成催催化化剂剂来来净净化化汽汽车车

17、尾尾气气。催催化化剂剂产产生生至至今今，分分别别经经历历了了第第一一代代Pt/Pd氧氧化化型型催催化化剂剂、第第二二代代Pt/Rh双双金金属属和和第第三三代代Pt/Rh/Pd三三金金属属三三效效催催化化剂剂。随随着着催催化化剂剂的的发发展展，其其PGMs含含量量越越来来越越低低，而而催催化化性性和和选选择择性性越越来来越越高高。昆昆明明贵贵金金属属研研究究所所通通过过特特殊殊的的工工艺艺手手段段研研制制的的Pt、Pd、Rh三三效效催催化化剂剂有有很很高高的的催催化化活活性性、抗抗热热老老化化等等性性能能；马马自自达达公公司司采采用用纳纳米米技技术术研研制制的的催催化化剂剂不不仅仅能能防防止止贵

18、贵金金属属微微粒粒聚聚集集，并并且且用用在在催催化化剂剂三三路路转转换换器器中中的的高高价价稀稀有有金金属属的的量量可可被被降降低低70%90%。目目前前这这方方面面最最先先进进的的催催化化剂剂为为铂铂族族金金属属与与稀稀土土的的合合金金相相担担载载于于蜂蜂窝窝状状氧化物载体上，形成氧化或氧化还原催化剂。氧化物载体上，形成氧化或氧化还原催化剂。u 汽汽车车工工业业是是消消耗耗PGMs的的第第一一大大用用户户，随随着着世世界界范范围围内内汽汽车车行行业业的的蓬蓬勃勃发发展展，其其PGMs的的需需求求量量在在总总需需求求量量中中所所占占比比例例节节节节攀攀升升，2001年年全全球球在在汽汽车车催催

19、化化剂剂上上耗耗用用的的铂铂、钯钯、钌钌15.21t，占占总总消消耗耗量量的的58.9%，2004年年铂铂的的需需求求量量在在总总需需求求量量中中所所占占比比例例已已超超过过50%，2006年年达达到到了了60%，2007年年上上升升为为61%。安安泰泰科科技技统统计计，2007年年汽汽车车工工业业钯钯的的购购买买量量为为11.6 t，达达历历史史新新高高。随随着着国国内内汽汽车车产产量量的的快快速速增增长长以以及及排排放放法法规规的的更更加加严严格格，汽汽车车工工业业中中PGMs的的用用量也呈现逐年增长的态势量也呈现逐年增长的态势。u 20世世纪纪80年年代代以以来来电电子子工工业业在在中中

20、国国兴兴起起，并并且且发发展展速速度度惊惊人人，PGMs在在电电子子工工业业中中起起着着举举足足轻轻重重的的作作用用。PGMs由由于于具具有有高高的的物物理理化化学学稳稳定定性性，高高电电导导率率和和热热导导率率及及特特有有的的电电学学、磁磁学学等等性性能能，在在半半导导体体器器件件制制造造生生产产中中起起关关键键作作用用，特特别别是是近近40年年来来，半半导导体体器器件件显显著著的的发发展展趋趋势势是是体体积积小小、速速度度快快、功功能能多多、功功耗耗低低，制制造造集集成成电电路路的的最最小小尺尺寸寸呈呈指指数数性性地地迅迅速速缩缩小小，这这对对接接触触点点材材料料的的要要求求非非常常高高，

21、触触点点的的接接触触电电阻阻不不仅仅要要低低，而而且且在在较较宽宽温温度度范范围围内内要要有有好好的的热热稳稳定定性性、附附着着性性及及扩扩散散均均匀匀性性，因因此此Pt复复合合材材料料和和Pd复复合合材材料料成成为为弱弱负负荷荷精精密密电电接接触触材材料和中等负荷开关电器用的电接触材料的主要材料。料和中等负荷开关电器用的电接触材料的主要材料。电气电气 工业：工业：u Pt、Pd的的纳纳米米粒粒子子具具有有非非常常特特别别的的光光谱谱学学特特征征，在在光光信信息息处处理理、激激光光防防护护等等非非线线性性光光学学器器件件方方面面具具有有重重要要的用途。的用途。u PGMs因因具具有有优优秀秀的

22、的电电性性能能及及良良好好的的可可焊焊性性能能而而成成为为电电子子浆浆料料的的主主要要成成分分，如如二二元元系系Pd-Ag导导体体、Pt-Ag导导体体、Pt-Au导导体体及及三三元元系系Au-Pt-Pd导导体体、Ag-Pt-Pd导导体体及及含含PGM材材料料的的合合金金导导体体已已在在厚厚薄薄膜膜集集成成电电路路、电电子子元器件制造组装中得到广泛应用。元器件制造组装中得到广泛应用。u 随着超级电容器的应用范围不断扩大，开发随着超级电容器的应用范围不断扩大，开发高比容的高比容的电极材料电极材料显得非常重要，由于无定型显得非常重要，由于无定型RuO2的比电容可的比电容可达达750F/g，因而是制作

23、超级电容器的最佳选择。，因而是制作超级电容器的最佳选择。u 触点触点(用于通讯、继电器、调压器用于通讯、继电器、调压器Pt、Pt-Ir、Pt-Rh、Pt-Ru；磁电器、恒温器及控制器等；磁电器、恒温器及控制器等Pt-Ag、Pd、Pd-Ag)；u 电组测温器电组测温器Pt；u 热电偶热电偶Pt、Pt-Rh、Pd-Au；u 电子管阴极电子管阴极Pt-Ni；u 防腐设备防腐设备Pt、Pt-Ir、Pt-Rh、Pd-Au；u 安全盘安全盘Pt、Pt-Iru PGMs不不仅仅催催化化活活性性高高，而而且且具具有有特特殊殊的的选选择择性性和和有有多多种种多多样样的的催催化化作作用用，因因而而PGMs在在石石

24、化化工工业业中中被被广广泛泛地地用用于于制制造造催催化化剂剂。随随着着全全球球原原油油加加工工能能力力的的迅迅速速上上升升，催催化化剂剂的的升升级级及及开开发发也也正正在在不不断断地地取取得得新新的的突突破破，20世世纪纪50年年代代后后以以铂铂催催化化剂剂为为主主，70年年代代研研制制出出双双金金属属催催化化剂剂和和多多金金属属催催化化剂剂，目目前前应应用用最最广广泛泛的的是是铂铂铼铼、铂铂锡锡等等双双金金属属催催化化剂剂及及PGMs的的多相催化剂多相催化剂。石油化工：石油化工：u 据据美美国国Freedonia咨咨询询集集团团的的一一份份研研究究报报告告，今今后后几几年年全全球球市市场场对

25、对催催化化剂剂的的需需求求将将以以年年均均5.1%的的速速度度快快速速增增长长。目目前前在在催催化化剂剂制制备备方方面面走走在在前前列列的的是是美美国国、日日本本及及欧欧洲洲等等工工业业强强国国。我我国国炼炼油油催催化化剂剂虽虽然然已已拥拥有有自自己己的的独独特特技技术术和和生生产产体体系系，各各类类炼炼油油催催化化剂剂品品种种也也形形成成系系列列化化，技技术术含含量量与与国国外外催催化化剂剂相相差差无无几几，但但是是还还存存在在着着规规模小、大多数制备成本较高模小、大多数制备成本较高等问题。等问题。u 全全世世界界每每年年约约生生产产6000万万吨吨硝硝酸酸，几几乎乎都都是是用用铂铂、铑铑、

26、铂铂钯钯触触媒媒网网催催化化制制得得，用用PGMs催催化化剂剂几几乎乎生生产产了了全全世世界汽车和内燃机所需的界汽车和内燃机所需的全部高辛烷值汽油全部高辛烷值汽油。u 燃燃料料电电池池是是一一种种能能直直接接将将储储存存在在燃燃料料和和氧氧化化剂剂中中的的化化学学能能高高效效地地转转换换成成电电能能的的发发电电装装置置，其其能能量量转转换换率率高高达达60%80%，实实际际使使用用效效率率是是普普通通内内燃燃机机的的23倍倍，被被认认为为是是21世世纪纪全全新新的的高高效效、节节能能环环保保的的发发电电方方式式之之一一。近近年年来来随随着着燃燃料料电池的兴起和发展电池的兴起和发展，其消耗的铂族

27、金属逐年增加。，其消耗的铂族金属逐年增加。u 电电极极对对燃燃料料电电池池的的性性能能起起决决定定作作用用。目目前前大大多多数数燃燃料料电电池池的的电电极极催催化化剂剂主主要要是是Pt/C或或Pt合合金金催催化化剂剂，最最初初用用的的贵贵金金属属催催化化剂剂为为纯纯Pt，后后来来发发展展成成为为Pt/C负负载载型型催催化化剂剂，近近年年来来一一系系列列的的Pt二二元元合合金金、三三元元合合金金催催化化剂剂成成为为研研究究热热点点，如如Pt-Cr/C、Pt-V/C、Pt-Fe-Ni/C和和PtRu/C等等催催化化剂剂，都都不不同同程度地提高催化剂的比表面和使用效率。程度地提高催化剂的比表面和使用

28、效率。燃料电池行业：燃料电池行业：u 铂铂(Pt)早早在在公公元元前前700年年就就在在人人类类文文明明史史上上闪闪出出耀耀眼眼的的光光芒芒，到到公公元元前前100年年，南南美美印印第第安安人人成成功功地地掌掌握握了了铂铂金金加加工工工工艺艺，制制成成不不同同款款式式的的铂铂金金首首饰饰。举举世世闻闻名名的霍普的霍普(希望希望)钻石钻石，也被永远地镶嵌在铂金链上。，也被永远地镶嵌在铂金链上。u 今今天天，铂铂金金的的首首饰饰用用途途又又得得以以继继续续。它它的的稀稀有有、纯纯净净、坚坚硬硬三三大大特特性性以以及及其其天天然然白白色色光光泽泽，依依然然令令追追求求时尚的人们倾倒，铂金首饰的设计不

29、断推陈出新。时尚的人们倾倒，铂金首饰的设计不断推陈出新。首饰行业：首饰行业：u 铂铂、钯钯是是在在首首饰饰行行业业应应用用最最多多的的PGMs。2002年年以以前前，日日本本是是铂铂金金首首饰饰最最大大的的市市场场，也也是是世世界界最最大大的的消消费费国国，其其铂铂金金首首饰饰尤尤其其有有代代表表性性。2002年年我我国国用用于于饰饰品品的的铂铂达达到到147万万盎盎司司，占占全全球球首首饰饰用用铂铂量量的的52.8%，超超过过日日本本成成为为世世界界最最大大的的铂铂金金饰饰品品消消费费国国。近近年年来来由由于于钯钯首首饰饰市市场场的的不不断断开开拓拓，很很快快在在首首饰饰市市场场业业占占有有

30、了了一一定定的的位位置置。目目前前首首饰饰市市场场，实实际际已已经经形形成成铂铂首首饰饰、钯首饰和黄金饰品三足鼎立的态势。钯首饰和黄金饰品三足鼎立的态势。u 恶恶性性肿肿瘤瘤是是世世界界公公认认的的对对人人类类健健康康危危害害最最严严重重的的疾疾病病之之一一，随随着着经经济济社社会会的的发发展展，各各国国的的癌癌症症犯犯病病率率越越来来越越多多。铂铂族族金金属属配配合合物物是是目目前前肿肿瘤瘤及及癌癌症症治治疗疗中中应应用用最最广广、治治疗疗作作用用最最好好的的一一类类药药物物。铂铂类类配配合合物物能能引引起起靶靶细细胞胞DNA的的交交叉叉联联结结，阻阻碍碍DNA合合成成，同同时时阻阻碍碍DN

31、A复制，从而抑制肿瘤细胞的生长。复制，从而抑制肿瘤细胞的生长。u 在在肺肺癌癌、卵卵巢巢癌癌、睾睾丸丸癌癌、食食道道癌癌、膀膀胱胱癌癌、子子宫宫颈癌等治疗上取得了显著疗效。颈癌等治疗上取得了显著疗效。医药领域：医药领域：u PGMs的的其其他他金金属属(Pd、Rh、Ir、Os、Ru)配配合合物物也也同同样样有有着着抗抗肿肿瘤瘤的的作作用用，如如钌钌配配合合物物毒毒性性低低易易于于被被肿肿瘤瘤组组织吸收，将成为最有前途的织吸收，将成为最有前途的抗癌药物之一抗癌药物之一。u 最最近近新新合合成成的的锇锇配配合合物物毒毒性性低低，着着色色能能力力强强，可可有有效效用用于于治治疗疗动动物物的的关关节节

32、炎炎。钯钯的的单单、双双核核配配合合物物对对肉肉瘤瘤和和老老鼠鼠肝肝脏脏具具有有抗抗癌癌活活性性。铱铱广广泛泛被被报报道道用用于于治治疗疗舌舌体体癌癌、食食管管癌癌、官官颈颈癌癌、支支气气管管腔腔内内肿肿瘤瘤、口口腔腔癌癌、泌泌尿尿系系肿肿瘤等其它恶性肿瘤。瘤等其它恶性肿瘤。u 另另外外镀镀铂铂的的钛钛阳阳极极可可用用于于血血液液的的净净化化，铂铂、银银/氯氯化化银银、金金、过过氯氯酸酸钉钉，钯钯/氧氧化化钯钯等等组组成成的的微微电电极极，可可以以直直接接插插入入人人体体动动脉脉中中，测测定定血血液液中中的的葡葡萄萄糖糖、氧氧、一一氧氧化化碳碳等等浓浓度度、pH值值、血血液液流流动动情情况况及

33、及温温度度变变化化等等，对对病病人人进进行行即时的即时的诊断诊断等。等。u PGMs的的复复合合材材料料具具有有耐耐高高温温抗抗氧氧化化抗抗腐腐蚀蚀特特性性，已已广广泛泛用用于于航航空空、航航天天与与空空间间技技术术。美美国国航航天天航航空空局局(NASA)利利用用钇钇弥弥散散强强化化的的铂铂作作为为宇宇宙宙空空间间站站发发动动机机的的材材料料；含含06%Y的的铂铂合合金金可可作作为为宇宇宙宙火火箭箭的的喷喷咀咀零零件件；Hf-Pt及及Hf-Pt-Zr合合金金在在宇宇宙宙空空间间技技术术中中作作为为结结构构材材料料；在在铂铂合合金金中中加加入入微微量量的的Rh或或Ru，能能够够大大幅幅度度地地

34、延延长长火火花花塞塞电电极极的的寿寿命命；使使用用Pt-Ir及及Pt-Ni合合金金制制造造的的复复合合火花塞电极，可以火花塞电极，可以减少中心电极的龟裂减少中心电极的龟裂。航空航天领域：航空航天领域：其他行业：其他行业：u 烟烟草草行行业业：在在烟烟草草行行业业中中Pt、Pd是是CO氧氧化化催催化化材材料料中中使使用用最最多多的的材材料料，早早期期应应用用Pt、Pd金金属属线线或或金金属属薄薄片片进进行行的的研研究究，由由于于其其比比表表面面较较小小、分分散散度度较较差差，因因而而催催化化活活性性较较低低，后后来来研研究究通通过过添添加加适适量量的的过过渡渡金金属属或或稀稀土土元元素可明显提高

35、素可明显提高Pt、Pd负载催化材料的负载催化材料的CO氧化性能氧化性能。u 另另外外铂铂及及其其合合金金广广泛泛用用作作熔熔融融玻玻璃璃、制制备备玻玻璃璃纤纤维维和和某某些些晶晶体体材材料料的的坩坩锅锅、漏漏板板、电电极极、搅搅拌拌棒棒和和其其它它结结构构部部件件；纳纳米米铂铂族族金金属属管管有有很很高高的的比比表表面面积积，是是很很理理想想的的储储氢氢材材料料；纳纳米米铂铂载载于于Al2O3粉粉末末上上，可可用用在在可可燃燃气气体体传传感感器器中中，PGMs是是制制备备传传感感器器的的绝绝佳佳材材料料；铂铂、钯钯金金属属制制剂剂还还可可作作为为装装饰饰材材料料，经经其其点点缀缀的的陶陶瓷瓷玻

36、玻璃璃，银银色色清清新新淡雅，可作为高档装饰或艺术品。淡雅，可作为高档装饰或艺术品。u 铂铂族族金金属属矿矿床床主主要要有有三三种种类类型型一一是是与与基基性性-超超基基性性岩岩有有关关的的硫硫化化铜铜-镍镍-铂铂族族金金属属矿矿床床，此此类类矿矿床床是是世世界界铂铂族族金金属属储储量量和和产产量量的的最最主主要要来来源源，著著名名矿矿床床包包括括：南南非非布布什什维维尔尔德德、俄俄罗罗斯斯诺诺里里尔尔斯斯克克、加加拿拿大大萨萨德德伯伯里里、中中国国金金川川等等；二二是是与与基基性性-超超基基性性岩岩有有关关的的铬铬铁铁矿矿-铂铂族族金金属属矿矿床床，如如：南南非非布布什什维维尔尔德德杂杂岩岩

37、体体中中与与UG-2铬铬铁铁岩岩层层有有关关矿矿床床，俄俄罗罗斯斯的的纯纯橄橄榄榄岩岩中中与与巢巢状状铬铬铁铁矿矿矿矿体体有有关关的的矿矿床床；三三是是铂铂的的砂砂矿矿床床，主主要要分分布布于于俄俄罗罗斯斯、加加拿拿大大、美国和哥伦比亚。美国和哥伦比亚。u 与与上上述述传传统统类类型型不不同同，近近年年俄俄罗罗斯斯在在伊伊尔尔库库茨茨克克州州发发现现产产在在黑黑色色页页岩岩系系中中的的苏苏霍霍伊伊洛洛克克（“干干谷谷”）矿矿床床有有金金储储量量1550吨吨，铂铂储储量量约约250吨吨。俄俄地地质质学学家家认认为为，这这一新类型的发现将改变世界铂族资源的格局。一新类型的发现将改变世界铂族资源的格

38、局。资源及分布u 目目前前世世界界铂铂族族金金属属储储量量和和储储量量基基础础分分别别为为71000吨吨和和80000吨吨。南南非非铂铂族族金金属属储储量量居居世世界界首首位位，其其次次有有俄俄罗罗斯斯、美美国国和和加加拿拿大大，四四国国储储量量合合计计占占世世界界总总储储量量的的99%（表表1）。世世界界铂铂族族金金属属资资源源量量估估计计在在10万万吨吨以以上上。就就目目前前世世界产量来说，静态储量可供的生产年限为界产量来说，静态储量可供的生产年限为136年。年。u 目目前前，铂铂族族金金属属主主要要产产于于南南非非的的布布什什维维尔尔德德杂杂岩岩体体和和俄罗斯诺里尔斯克超基性岩体的矿床之

39、中。俄罗斯诺里尔斯克超基性岩体的矿床之中。表表1 世界铂族金属储量和储量基础（单位：吨）世界铂族金属储量和储量基础（单位：吨）国家或地区国家或地区储量储量储量基础储量基础南非南非6300070000俄罗斯俄罗斯62006600美国美国9002000加拿大加拿大310390其他其他800850总计总计7100080000u 我国铂族金属主要产于铜镍硫化物矿床之中，均属我国铂族金属主要产于铜镍硫化物矿床之中，均属伴生矿产，有少量砂矿床。伴生矿产，有少量砂矿床。主要矿床有甘肃金川白家主要矿床有甘肃金川白家嘴子、云南弥渡金宝山、新疆富蕴喀拉通克等嘴子、云南弥渡金宝山、新疆富蕴喀拉通克等。u 近些年来由

40、于没有查明新的矿产地，储量呈下降趋近些年来由于没有查明新的矿产地，储量呈下降趋势（表势（表2）。）。2008年全国查明铂族金属矿产地年全国查明铂族金属矿产地36处，处，铂族金属查明资源铂族金属查明资源储量合计储量合计324.13吨吨，其中：资源量，其中：资源量309.511吨，基础储量吨，基础储量14.619吨（含储量吨（含储量3.514吨）。吨）。u 我国查明铂族金属的资源储量主要分布在我国查明铂族金属的资源储量主要分布在甘肃甘肃（144.03吨，占全国吨，占全国44.43%），），云南云南（106.45吨，占吨，占全国全国32.84%），），四川四川（41.50吨，占吨，占12.8%），）

41、，黑龙黑龙江江（10.75吨，占全国吨，占全国3.32%），），河北河北（10.41吨，占吨，占全国全国3.21%），），新疆新疆（5.59吨，占全国吨，占全国1.72%），它），它们合计占全国总储量的们合计占全国总储量的98.32%。年份年份查明资源储量查明资源储量（金属量吨）（金属量吨）2004344.2752005342.0172006338.4702007338.3002008324.130表2 2004-2008年我国铂族金属查明资源储量(资料来源：全国矿产储量数据库)u 我国铂族金属资源具有以下特点我国铂族金属资源具有以下特点:(1)资源量极少，仅占世界储量的资源量极少，仅占世界储

42、量的0.3%；(2)矿矿床床类类型型复复杂杂，以以与与铜铜镍镍硫硫化化物物矿矿床床伴伴生生的的铂铂族族金属矿床为主；金属矿床为主；(3)分分布布具具有有区区域域性性特特点点，主主要要集集中中于于甘甘肃肃、云云南南和和四川；四川；(4)矿矿床床规规模模小小、品品位位低低，不不能能独独立立形形成成铂铂族族金金属属矿矿床；床；(5)约约95%以以上上铂铂族族金金属属以以伴伴生生元元素素形形式式产产于于铜铜、镍镍、铁等金属矿床中，作为副产品回收利用。铁等金属矿床中，作为副产品回收利用。u 二二百百多多年年来来人人类类开开采采的的铂铂矿矿资资源源分分为为砂砂铂铂矿矿和和共共生生矿矿两大类。两大类。u 砂

43、砂铂铂矿矿曾曾在在50多多个个国国家家的的100多多个个地地区区广广泛泛分分布布，简简单单重重选选即即可可获获得得精精矿矿，用用简简单单的的化化学学分分离离方方法法，即即可可得得到铂、铱和锇产品。目前砂铂矿已近枯竭。到铂、铱和锇产品。目前砂铂矿已近枯竭。u 共共生生矿矿比比较较复复杂杂，除除了了金金银银和和铂铂族族金金属属外外，还还含含有有铜铜、镍镍、钴钴、铁铁和和硫硫等等。我我国国没没有有发发现现和和开开采采过过砂砂铂铂矿矿，目目前为止只有共生矿。前为止只有共生矿。冶金及再生u开开发发共共生生资资源源的的选选冶冶工工艺艺，涉涉及及到到矿矿石石中中占占绝绝对对量量的的硅硅酸酸盐盐脉脉石石和和铁

44、铁与与11种种有有价价金金属属的的有有效效分分离离、大大量量有有色色金金属属与与微微量量贵贵金金属属的的分分离离及及8个个贵贵金金属属间间的的相相互互分离分离，精炼为纯金属产品精炼为纯金属产品的一系列技术问题。的一系列技术问题。u判断工艺技术可行性和可靠性的基本原则判断工艺技术可行性和可靠性的基本原则:能否全面回收能否全面回收11种有价金属种有价金属，实现共生资源的有，实现共生资源的有 效效综合利用综合利用;能否达到较高的技术经济指标能否达到较高的技术经济指标;是否具备产业化实施的设备支撑条件是否具备产业化实施的设备支撑条件;能否达到环境保护和劳动安全的严格要求。能否达到环境保护和劳动安全的严

45、格要求。u对对比比世世界界上上几几十十个个共共生生矿矿开开发发工工艺艺，基基本本过过程程如如下下图图所示。所示。矿石矿石选矿及熔选矿及熔炼富集炼富集贵贱金属贵贱金属分离分离提取贵金提取贵金属精矿属精矿贵金属贵金属分离分离贵金属贵金属精炼精炼PtPdIrRhRuOsAuAg贱金属贱金属分离分离贱金属贱金属精炼精炼Cu、Ni、Co产品产品贵金属精矿贵金属精矿u 资资源源的的特特点点和和差差别别导导致致选选择择和和制制定定选选冶冶工工艺艺的的侧侧重重点点不不同同，工工艺艺流流程程结结构构和和使使用用的的技技术术、铂铂族族金金属属的的回回收收途途径径、技技术术经经济济指指标标等等没没有有任任何何两两个

46、个工工厂厂是是完完全全相相同同的的，各各有有价价金金属属的的产产量量和和产产品品比比例例也也相相差差很很大大。对对于于微微量量组组分分的的贵贵金金属属，其其有有效效提提取取包包括括富富集集-分离分离-精炼三个阶段。精炼三个阶段。u 二二百百多多年年来来人人类类开开采采的的铂铂矿矿资资源源分分为为砂砂铂铂矿矿和和共共生生矿矿两大类。两大类。u 砂砂铂铂矿矿曾曾在在50多多个个国国家家的的100多多个个地地区区广广泛泛分分布布，简简单单重重选选即即可可获获得得精精矿矿，用用简简单单的的化化学学分分离离方方法法，即即可可得得到铂、铱和锇产品。目前砂铂矿已近枯竭。到铂、铱和锇产品。目前砂铂矿已近枯竭。

47、u 共共生生矿矿比比较较复复杂杂，除除了了金金银银和和铂铂族族金金属属外外，还还含含有有铜铜、镍镍、钴钴、铁铁和和硫硫等等。我我国国没没有有发发现现和和开开采采过过砂砂铂铂矿矿，目目前为止只有共生矿。前为止只有共生矿。生产及消耗u 粗粗略略统统计计，200多多年年来来全全世世界界铂铂族族金金属属产产量量大大约约8000多多吨吨，其其中中近近5000吨吨是是1970年年以以后后生生产产，铂铂和和钯钯的的产产量量占占6种种铂铂族族金金属属总总产产量量的的90以以上上。表表3为为1999年至年至2008年世界铂金供需平衡表。年世界铂金供需平衡表。表表 3年份年份1999200020012002200

48、320042005200620072008总供总供应量应量151.5164.5182.3185.7192.8201.9206.5212.4205.3185.7总总需求需求173.9176.7193.9201.1203.1203.5208.3201.4207.8197.4u 铂铂族族金金属属的的生生产产主主要要集集中中于于南南非非、津津巴巴布布韦韦、俄俄罗罗斯斯和和美美国国，其其中中南南非非铂铂金金的的生生产产占占全全球球的的四四分分之之三三。2009年年以以来来由由于于电电力力短短缺缺、罢罢工工和和安安全全事事故故等等原原因因，铂铂族族金金属属的的产产量量大大幅幅下下滑滑。目目前前世世界界铂铂

49、族族金金属属的的产产量量约约为为400吨吨。数数据据表表明明有有如如下下特特点点:(1)铂铂族族金金属属的的世世界界总总产产量量很很少少；(2)产产量量被被少少数数国国家家垄垄断断，即即南南非非和和俄俄罗罗斯斯的的供供应应量量占占世世界界的的92以以上上，北北美美占占5，其其他他国国家家总总和和低低于于3；(3)因因矿矿石石品品位位低低，提提取取困困难难，产产量量很很难难快快速速增增长长，近近几几年年的的增增产率低于产率低于5。u 需需求求方方面面，全全球球对对铂铂金金的的需需求求呈呈现现不不断断改改善善的的趋趋势势，随随着着汽汽车车产产量量的的增增加加，特特别别是是中中印印等等新新兴兴国国家

50、家的汽车产量的迅速增长，拉动了铂金的消费。的汽车产量的迅速增长，拉动了铂金的消费。u 中中国国铂铂族族金金属属的的需需求求量量呈呈快快速速增增长长态态势势，2008年年需需求求量量为为39.3吨吨，其其中中首首饰饰需需求求量量为为26.4吨吨，汽汽车车行业的需求量为行业的需求量为5.8吨。吨。u 我我国国铂铂族族金金属属主主要要依依赖赖于于进进口口，2008年年我我国国未未锻锻造造铂铂和和铂铂粉粉的的进进口口量量达达到到28.2吨吨，铂铂板板、片片的的进进口口量量为为7吨吨。2009年年的的进进口口量量前前三三季季度度就就达达到到35.6吨吨，达到达到2008年的总量。年的总量。品名品名规格规