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浸取铂族金属最新技术(中铂族金属回收)

一、浸取金属技术铂族金属

王淑玲

2005年世界铂族金属矿山产量约为1655.8万oz,铂族同比增长4.7%。最新中铂族金铂供应量同比增长2.1%,属回收需求量同比下降1.0%,浸取金属技术相对需求缺口缩减到4.2万 oz。铂族钯金属供应量上升9.4%,最新中铂族金需求量上升6.2%,属回收市场仍相对供应过剩88.1万oz,浸取金属技术2006年受需求和投机买卖的铂族推动,铂族金属价格全面上涨,最新中铂族金国际铂年均价达11142美元/oz,属回收同比上升27.3%;钯价320美元/oz,浸取金属技术同比大幅上升 59.2%;铑价同比进一步大幅度增长 122.0%,铂族达 4444美元/oz。最新中铂族金

一、储量和资源

截至2006年底世界铂族金属储量和储量基础分别为71000t和80000t,与2005年相同。南非铂族金属储量居世界首位,其次有俄罗斯、美国和加拿大,四国储量合计占世界总储量的99%(表1)。世界铂族金属资源量估计在10万t以上,主要产于南非的布什维尔德杂岩体中。南非的17个生产矿山均产在布什维尔德杂岩体中,其中12个矿山从梅林斯基层和UG-2铬铁矿岩中生产,一个矿山从杂岩体北翼的杂岩体底部(Platreef)中生产。

表1 2006年世界铂族金属储量和储量基础单位:t

资料来源:Mineral Commodity Summaries,January 2007。

铂族金属矿床主要有3种类型:①与基性-超基性岩有关的硫化铜-镍矿型铂族金属矿床,是世界铂族金属储量和产量的最主要来源,著名矿床有南非布什维尔德杂岩体铜镍硫化物铂族金属矿床,俄罗斯诺里尔斯克含铂族金属铜-镍硫化物矿床和加拿大萨德伯里含铂族金属铜-镍硫化物矿床等;②与基性-超基性岩有关的铬铁矿型铂族金属矿床,如南非布什维尔德杂岩体中与UG-2铬铁岩层有关的铂族金属矿床和俄罗斯的与纯橄榄岩中巢状铬铁矿矿体有关的铂族金属矿床等;③砂铂矿床,主要分布于哥伦比亚、美国、加拿大和前苏联。

与上述传统类型不同,近年俄罗斯在伊尔库茨克州发现产在黑色页岩系中的苏霍伊洛克(“干谷”)矿床有金储量1550t,铂储量约250t。俄地质学家认为,这一新类型的发现将改变世界铂族金属来源的格局。

铂族金属矿床是近年国外矿产勘查的一个新热点,2005年世界铂族金属勘查继续升温,主要勘查发现的有意义铂族金属矿床仍在南非,African Platinum公司在南非的Leeuwkop地区,勘查新发现429.2 t铂族金属和金资源量,Anooraq Resources公司在南非的Drenthe地区勘查新发现239.5 t铂族金属和金资源量,Platinum Group Metals公司在南非的Western Bushveld地区勘查新发现195.6 t铂族金属和金资源量,Afriore公司在南非的Akanani地区勘查新发现982.9 t铂族金属和49.7 t金资源量,以及59.8万t镍和34.9万t铜资源量。

2006年铂族金属的勘查预算继续增长,为2.1亿美元,比2005年增长18.9%,铂族金属占全球的勘查份额仍为3%(图1)。

图1 2003~2005年全球按目标矿种的勘查预算情况

资料来源:①Metals Economics Group-Strategic Report,November/December 2004;

②Metal Economics Group Strategic Report,November/December 2006;

③Metal Economics Group Strategic Report,November/December 2006。

从矿业开发投资的矿种来看,2006年铂族金属开发投资预算继续上升,从2005年的60亿美元上升到2006年的80亿美元,增长33.3%,但占全球投资费用份额的从2005年的4.0%下降到2006年的3.0%。

二、生产

铂族金属生产主要集中于南非和俄罗斯,产量主要来自世界5个矿区:南非布什维尔德、俄罗斯诺里尔斯克、美国斯提耳沃特、加拿大萨德伯里和津巴布韦大岩墙。2005年南非和俄罗斯这两个国家铂族金属产量占世界总产量的87.9%左右。据美国地调局年报,2005年世界铂族金属矿山产量约为1655.8万oz,比上年增长4.7%,其中:世界最大铂族金属生产国南非铂族金属产量约1002.7万oz,比2004年上升8.8%,占世界铂族金属总产量的60.6%,俄罗斯铂族金属产量为453万oz,同比增加2.9万oz,占世界铂族金属总产量的27.4%。

2005年世界矿山铂产量为697.7万oz,比2004年上升4.3%(表2),世界最大的铂生产国南非铂产量542.5万oz,同比上升5.5%。产量居世界第二位的俄罗斯铂产量90万oz,与2004年持平,以上两国铂产量分别占世界铂总产量的77.8%和12.9%(表2)。2005年,北美铂生产下降6%,为35.3万oz。主要是美国的斯提耳沃特公司铂产量下降,为12.6万oz,其中斯提耳沃特矿(Stillwater),铂产量已连续4年下降,铂钯产量比2004年下降了6%,主要是矿石品位低及2005年中期人手不够。东博尔德(East boulder)铂产量增长了6%。加拿大是北美最大的铂生产国,其铂族金属主要产于安大略省的Inco公司Sudbury镍矿的副产品。2005年Inco公司铂产量为17.2万oz,比2004年略低。北美钯业(North America Palladium)公司的铂产量比2004年下降了25%,为1.9万oz,主要是由于2005年12月份球磨机间歇性停工影响了研磨速度,以及开采的矿石品位较低造成的。

表2 2001~2005年世界铂族金属矿山产量单位:万oz

注:c少量金-铜矿中的副产品铂和钯未包括在内;d产量全部为进口量;e估计值;r修订值;f据报道的。

资料来源:U.S.Geologlcal Survey Minerals Yearbook,2005。

津巴布韦为铂产量的后起之秀,2005年铂产量略增长7%,为15.5万oz。主要是Mimosa矿产量上升,而Ngezi矿产量小幅下降。

据加拿大金属经济集团统计,2005年世界17个主要铂族金属矿山铂产量为534万oz,占世界矿山铂产量的76.5%,矿山钯产量280万oz,矿山铑产量67.5万oz,其铂族金属现金生产成本最低为141美元/oz,最高为652美元/oz,平均为440美元/oz,同比上升15.9%(表3)。

表3 2005年世界17个主要铂族金属矿山产量情况

资料来源:Metals Economics Group——Strategic Report,January/February 2006。

世界十大铂生产商依次为安格鲁铂业公司(Angloplat Platinum)、“羚羊”铂金公司(Lmpala Platinum)、罗恩闵(Lonmin)、诺里尔斯克镍公司(Norilsk Nikel)、阿奎里厄斯铂业公司(Aquarius Platinum)、诺萨姆(Northam);国际镍公司(Inco)、斯提耳沃特矿业公司(Stillwater Mining)、津巴布韦铂金公司(Zimplats Platinum)和Koryakgeoldobycha(表4)。

表4 2004~2005年世界十大铂生产商

注:①为不计买入的精矿粉;②包括Impals、Marula和Mimosa部分股权,但不包括Zimplats和 IRE;③2004年为估计数,2005年为公布的准确数字;④为估计值;⑤86.9%属于Implats。

资料来源:GFMS,Platinum&Palladium Survey,2006。

2005年世界矿山钯产量713.8万oz,比2004年增长0.9%。俄罗斯又重回世界第一大钯生产国地位,钯产量313.2万oz,同比增长0.4%,南非矿山钯产量为273万oz,以上两国钯产量分别占世界矿山钯总产量的43.9%和38.2%。

据加拿大金属经济集团统计,2005年世界17个主要铂族金属矿山产量钯产量为280万oz,占世界矿山钯产量的39.2%(表3)。

世界十大钯生产商依次为诺里尔斯克镍业公司(Norilsk Nikel)、安格鲁铂金公司(Angloplat Platinum)、“羚羊”铂金公司(lmpala Platinum)、斯提耳沃特矿业公司(Stillwater Mining)、罗恩闵公司(Lonmin)、国际镍公司(Inco)、北美钯业(North America Palladium)、阿奎里厄斯铂业公司(Aquarius Platinum)、诺萨姆(Northam)和鹰桥矿业公司(Falconbridge)(表5)。

表5 2004~2005年世界十大钯生产商

续表

①为不计买入的精矿粉;②包括Impals、Marula和Mimosa部分股权,但不包括Zimplats和 IRE;③2004年为估计数,2005年为公布的准确数字;④为估计值。

资料来源:GFMS,Platinum&Palladium Survey,2006。

诺里尔斯克镍公司(Norilsk Nikel)及其附属厂是俄罗斯的头号铂族金属生产商,同时也是俄罗斯最大的黄金和贱金属生产商。2005年该公司生产了占俄罗斯78%的铂和100%的钯。

2005年北美钯产量为91万oz,其中美国为42.8万oz,同比减少1.1万oz,主要是斯提耳沃特(Stillwater)钯产量连续3年下降,东博尔德(East Boulder)钯产量增加6%。在加拿大,2005年Inco公司钯产量为22.0万oz,比2004年略低。北美钯业(North American Palladium)公司钯产量为17.7万oz,比2004年大幅下降了13.2万oz。

2005年津巴布韦钯产量增长约8.7%,为12.7万oz。其中津巴布韦铂矿公司(Zimplats)的矿山钯产量7.4万oz。

2005年除铂钯外的其他铂族金属产量为 242.4万 oz,比 2004年上升约 16.1%(表2)。

据铂钯年鉴报道,2005年铂金属总供应量为749.2万oz,比2004年增加了15.4万oz,增幅为2.1%(表6),供需缺口从2004年的43.7万oz,减少到4.2万oz。增长主要来自南非、俄罗斯和津巴布韦,而加拿大和美国供应下降,市场销售量大大减少。

2005年南非向市场供应量比2004年增加2.8%,为509.9万oz,占世界铂总供应量的68.1%。南非的安格鲁铂业(Anglo Platinum)公司为世界最大的铂族金属生产、冶炼和销售商,2005年来自矿山精炼铂产量为223.6万oz,同比下降4.0%,主要是该公司的Amamdelbult和Rustenburg两个矿山产量下降造成的。该公司购买的精矿精炼铂产量增长70.9%,达21.7万oz。精炼钯产量为140万oz,同比上升3%。购买精矿产量的增长在一定程度上弥补了矿山产量的下降。虽然购买精矿精炼产量增幅较大,但与预期目标尚有距离,主要是受2005年9月该公司的Polokwane冶炼厂发生爆炸、停工的影响;位居全球第二位的铂生产商“羚羊”(Impala)公司铂产量为122.5oz,同比增长6.2%,它在南非有3个矿:旗舰矿Impala矿、Marula矿和TwoRivers45%的股权(与ARM铂公司共同出资),主要产量来自Impala铂矿、Marula矿。TwoRivers矿于2004年1月开始试运行,至2005年6月前期基建已完成,全面开采工作定于2006年7月,预计2007年底将实现稳产。根据计划,该矿稳产后的年均铂、钯产量分别为12万oz和6.8万oz。Impala矿铂产量增长6%,为120万oz,钯产量为54.8万oz,同比增长2%,主要是该矿山采用了能够提高采矿效率的新钻具。Marula矿铂产量增长3%,增产没有达到预期,主要是由于采用一种新采矿方法造成延误。

Lonmin公司在南非有4座矿山,3个在Marikana,1个在Limpopo。2005年,Lonmin公司在Marikana创纪录地生产了93.9万oz的铂和39.3万oz的钯,主要是新矿井投产。Limpopo铂产量为4.7万oz,同比增长30.0%。2006年Lonmin公司的Marikana和Limpopo矿的铂和钯产量仍将上升。

津巴布韦的铂产量来自Ngezi和Mimosa矿。2005年铂产量同比大幅度增长了7%,达15.9万oz,钯产量增长到12.7万oz。产量增加主要来自Mimosa矿,该矿是Aquarius铂公司和Implsts公司各占一半股权的合资矿山。Ngezi矿产量小幅下降。

2005年俄罗斯铂供应量为96万oz,比2004年增加12万oz,同比增加14.2%。诺里尔斯克镍业公司是俄罗斯头号铂族金属生产商。2005年该公司铂产量占俄罗斯铂产量的78%,为75万oz,居俄罗斯首位。包揽了俄罗斯全部的钯产量,占全球矿产钯矿供应量的46%。

据黄金矿业服务有限公司数据,2005年世界来自回收旧汽车催化剂的再生铂产量继续增长,为84万oz,比2004年增长7.7%,占总供应量的11.2%。

2005年来自库存的铂供应量GFMS估计为1.3万oz,仅为2004年的7.9%。美国后勤署(DLA)出售了1.3万oz的铂。2005年世界钯金属供应量为871.3万oz,比上年增加75.1万oz,市场供应相对过剩88.1万oz。俄罗斯和南非钯产量的增加以及再生钯和市场销售量的增长,共同促进全球钯供应量上升9.4%(表6)。

表6世界铂钯金属供应量单位:万oz

资料来源:GFMS,Platinum&Palladium Survey,2006。

南非钯供应量为259.5万oz,同比增长5.1%,占世界钯供应总量的34.3%。钯作为南非铂矿产的附属产品,其产量随铂扩产项目的进行以及布什维尔德东部地区正在开采矿区中钯含量的提高和富钯矿UG-2层的开采而增加。

俄罗斯钯供应量为313.3万oz,同比上升10.3%,占世界钯供应总量的41.5%。

2005年从汽车催化剂中回收的钯为67万oz,同比大幅上升34.5%,再一次刷新了历史最高水平,占总供应量的8.9%。北美市场仍然是汽车催化剂回收的最大市场,钯回收比铂回收增长更快,主要是因为从20世纪90年代初开始制造的汽车在每年报废的汽车中所占的比例增加,这些车更多地装有钯催化剂。预计在未来5年内,平均每年有望增加20%。

2005年来自库存的钯供应量GFMS估计为115.8万oz,同比增长34.0%。其中美国的斯提耳沃特(Stillwater)公司出售43.9万oz的钯,俄罗斯钯销售量估计为70万oz,此外,美国后勤署出售了1.9万oz的钯。

三、用途和消费

铂族金属具有催化作用、化学稳定性、热电稳定性及色泽美观等优良属性,广泛应用于汽车催化转化器、珠宝业、电子业、石油精炼、化学、玻璃、牙科等领域。铂和钯也是作为投资用途的重要金属。在铂族金属中,铂用途最广,用量也最多。铂的主要消费领域是汽车催化转化器生产和珠宝业,两者约占总消费量的70%以上,其他消费领域是电器和电子业、化学工业、石油工业、玻璃制造业和投资。钯的消费领域主要是汽车催化转化器和电子工业,此外,还有化工、电工和仪器仪表、珠宝业、牙科以及军工等。

2005年世界铂总消费量为753.4万oz,比2004年下降约1.0%(表7),是1999年以来首次下降,相对需求缺口缩减到4.2万oz,主要是过高的铂价使首饰业用铂大幅度减少。2005年汽车催化剂用铂增长8.6%,为384.7万oz。主要是欧洲柴油机车继续保持旺盛需求以及实行了更加严格的欧Ⅳ排放标准。这是自1995年以来汽车用铂连续第三年超过首饰用铂,成为第一大铂消费领域。

表7 2001~2005年世界铂钯消费量单位:万oz

续表

资料来源:GFMS,Platinum&Palladium Survey,2006。

2005年首饰业铂消费量为182.7万oz,同比进一步下降17.3%,占铂总消费量的24.3%,为第二大消费领域。全球最大的铂消费国中国首饰业铂消费进一步下降,为82.5万oz,同比继续下降24.1%,主要是受高昂的铂价影响。

2005年日本首饰业铂消费量进一步下降至约52.5万oz,降幅9.3%,仍居世界第二位。作为全球第三大铂首饰消费国的美国,铂消费量为24.0万oz,比2004下降14.3%。欧洲首饰业铂消费量为20.2万oz,比2004年减少6.9%。

电子工业用铂38.5万oz,同比增长10.0%,主要是硬盘驱动器产量持续增长使铂用量增加,铂主要是磁合金的关键部分,这些合金作为薄膜涂层应用于硬盘驱动器的底层。化工和玻璃工业对铂的需求分别下降5.3%和3.1%,石油工业和其他工业对铂的需求稳定在2004年的水平上。

2005年世界钯消费量为783.2万oz,同比上升6.2%。除汽车工业略有下降外,其他消费领域均有不同程度增长。汽车工业钯需求稳定,为413.6万oz,比2004年减少0.1万oz。首饰业钯需求为113.1万oz,同比上升27.9%,主要是受到中国对高纯钯首饰需求大幅度增加所驱动。北美汽车工业中钯需求的增长和亚洲汽车产量的增加及排放法规的更加严格化推动了该领域中钯消费的增加;牙科、化工、电子和其他工业钯需求分别增长1.0%、10.2%、5.2%和61.1%,均为5年来最高水平。

四、贸易和市场

2005年,铂族金属价格呈现两种不同的态势,铂价稳步上升,铑价成倍暴涨,钯价下跌(表6)。铂年均价达897美元/oz,比2004年上涨6.2%。铑年均价高达2002美元/oz,同比大幅度上升126%。钯年均价为201美元/oz,比2004年下降12.2%。

2006年尽管铂供应量增加,首饰业需求下滑,但在汽车工业及其他工业需求增长及投机买卖等因素推动下,铂价继续大幅度快速上涨,全年月均最高价为1264美元/oz,最低价1034美元/oz,铂年均价1142美元/oz,比2005年上升27.3%。

2006年钯价在投机买卖和汽车工业需求增长的推动下,上升到4年来最高点。全年钯月均价最高价为370美元/oz,最低价为240美元/oz,年均价为320美元/oz,比2005年上升59.2%。2005年以来,由于需求的增加导致铑价进一步暴涨,月均价从年初的3006美元/oz,上升到年底的5034美元/oz,年均价高达4444美元/oz,同比上升122.0%(表8)。

表8 2004~2006年铂族金属价格单位:美元/oz

注:铂、钯为伦敦下午收盘价,铑为现货价。

资料来源:① Mining Annual Review,2002~2004;②WWW.Kitco.com。

五、重大事件

(1)2006年国际铂年均价再次刷新了历史纪录,达1142美元/oz,比2005年上升27.3%。

(2)2006年,在投机买卖和汽车工业需求增长的推动下,国际钯价上升,达320美元/oz,同比上升59.2%。

(3)2006年以来,由于需求的增加导致铑价进一步创历史新高,年均价高达4444美元/oz,同比上升122%。

(4)2006年世界铂族金属勘查投资进一步上升至 2.1亿美元,比 2005年上升18.9%。开发投资为80亿美元,比2005年上升33.3%。

(5)2005年9月南非的安格鲁铂金(Anglo Platinum)公司,受Polokwane冶炼厂发生爆炸影响,精炼铂钯产量下降,没有达到预期。

(6)首饰业钯需求首次突破100万oz,同比大幅度上升27.9%,达113.1万oz,主要是受到中国对高纯钯首饰需求大幅度增加所驱动。

(7)2005年3月,俄罗斯总统普京签署了一份法令,对铂族金属的产量、销量和地质储量统计数据解密。该法令的诞生部分归功于诺里尔斯克(MMC)镍公司为吸引投资,提高了其资产和业绩情况透明度的影响。

(8)2005年9月28日,诺里尔斯克镍公司(MMC)的中期报告中首次公布了铂钯产量。

六、展望

预计2006年铂市场的供应和需求将继续增长。汽车工业在欧洲柴油机车销量的继续增长、亚洲汽车产量的持续增长和各国排放法规更严格化的推动下,对铂的需求将继续增长;首饰业中最大的不确定因素在中国。一方面铂价将走低的预期鼓励了对中国消费可能增长的预期;另一方面,仍处高位的铂价将继续施压于首饰制造商。预计2006年中国铂首饰的消费将低于2005年水平。

在南非扩产项目的进行和津巴布韦产量计划的实施下,预计2006年矿产铂的产量将继续增长,汽车催化剂的回收将进一步增加。估计全年铂供应量将达800万oz,在经历了7年的供应短缺后,首次实现逆转,达到供应平衡,甚至略有过剩。

2006年汽车工业中钯的需求将在北美汽车商“代铂工作”的推动下继续增长,并在柴油机车上崭露头角,会有相当数量采用铂钯量和联合方式。中国钯金首饰因价格优势,消费量将继续增长,预计钯总的需求将继续上升。投资者在铂钯价差、市场新应用等积极因素的推动下,将继续保持对钯的兴趣和热情,因此成为提升钯价的关键动力。

主要参考文献

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[2]Overview of World Exploration Budgets:Locations,Targets,and Stages of Development.Metals Eco-nomics Group,Strategic Report,November/December 2004、2005、2006

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[13]靳湘云.铂——2005年铂市场回顾2006年预测.中国贵金属,2006年,第2期

[14]靳湘云.钯——2005年钯市场回顾2006年预测.中国贵金属,2006年,第2期

[15]D.R.Wilburn.Exploration Review,Mining Engineering,May 2007

二、铂族金属的其他知识

铂族金属除锇为蓝灰色金属外,其他均为银白色金属。它们对普通的酸和化学试剂有优良的抗蚀性能。

钯对酸的抗蚀能力稍差,能很快地溶解于硝酸中。铱、铑、钌能抗单一的酸和化学试剂的侵蚀,甚至在王水中也很难溶解。

铂和铑的抗氧化性很好,在空气中能长期保持光泽。不要让佩戴的铂金饰品染上油污或漂白水,油污会影响饰品的光泽;漂白水可能会使首饰产生斑点。一定不要将铂金首饰和黄金首饰同时佩戴,因为黄金质地较软,如果互相摩擦,黄金粉末会吸附在铂金上,使铂金变黄,影响铂金特有的纯净光泽。如果你的铂金饰品上镶有钻石,建议你每年将铂金饰品送到珠宝店去检验一下,及时进行专业清洁和整修,令铂金钻石首饰常戴常新。

铂和钯对气体有很强的吸附能力,当粒度很细(如铂黑、钯黑)或呈胶态(如胶体铂)时,吸附能力就更强,因此它们具有优良的催化特性(见金属催化剂)。铂族金属为过渡金属,有多个化合价,最稳定的化合价如下:钌为+3;铑为+3;钯为+2,+4;锇为+3,+4;铱为+3,+4;铂为+2,+4。它们有生成络合物的强烈倾向,最常见的是生成配位数4或6的络合物。总之,它们的化学性质很复杂。国外铂族金属生产的发展概论

世界铂族金属工业生产开始于1778年,1823年以前主要依靠哥伦比亚的砂铂矿。1778~1965年,哥伦比亚共生产铂族金属约104吨,其最高年产量为(1928年)1.93吨。1824年俄国乌拉尔大型砂铂矿开采以后,成为世界上最大生产者,1912年的产量曾达6.5吨,到1930年,共生产铂(及少量铱、锇)约245吨。1911年全世界生产6.189吨铂族金属。其中俄国占93.1.,哥伦比亚占6.1%,美国占0.5%,澳大利亚占0.3%。L.Howe估算,截至1917年1月,世界所产铂族金属(249~342吨)其中约90%来自俄国。

1952年后,加拿大产量显著增加,1936年超过苏联居世界首位。60年代以后,苏联、南非成为最主要的生产者。苏联、南非、加拿大的产量占世界产量的98%以上。1980年世界共产铂族金属205吨。其中南非97.9吨,苏联96.4吨,其他10.7吨(主要为加拿大生产)。1985年世界生产铂族金属230吨,苏联和南非分别为115吨和100吨,合计占世界产量的93%。1986年产量为255吨,苏联和南非分别为124吨和116吨,占世界产量的95%。表17-2为世界在1921~1982年间的铂族金属产量的统计。

目前南非是最大的产铂国,(年产量占世界总产量的三分之二)主要是开采布什维尔德火成杂岩体中的麦伦斯基矿脉。UG-2矿脉因为品位高(3~8g/t,平均约5g/t)受到重视而开采,但其产量随市场供需求及价格情况而变动。波动幅度达三分之一。南非最大的铂公司是吕斯腾堡矿业公矿占7%,另外3%由乌拉尔及远东阿尔丹地区的砂矿提供。

加拿大的产量中,国际镍公司占90%,鹰桥镍公司占9%,铂产量(吨)为:1980年,40;1981年,37;1982年,25;1983年,25。其次是英帕拉公司,相应的年产量(吨)为:30;26;22和21。第三是西铂公司,相应年产量(吨)为:2.6,2.9,3.1和2.5。另外还有兰特矿业公司(年生产能力3.7~5.6吨),阿托克公司(约0.5吨)。南非供应西方所需钯量的1/3,1981年产量29吨。

苏联的产量中,诺里尔斯克共生矿中90%,科拉半岛共生诺兰达铜公司从铜冶炼中回收少量。

许多国家都积极勘探和开发本国的铂族金属资源,但观其资源及生产前景,今后世界铂族金属的供给仍然主要靠南非、苏联,其中南非主要产铂,苏联主要是钯。

中国铂族金属生产

中国在1965年以前仅从有色金属冶炼的副产品中回收数量有限的铂钯。此后,中国建立,并扩大综合回收铂族金属,其产量逐年增长。砂铂矿或含铂族金属的砂金矿用重选法富集可得精矿,铂或锇、铱的含量能达70%~90%,可直接精炼。

砂铂矿资源日渐减少,且因近代有色金属工业发展,50年代以来铂族金属主要从铜镍硫化共生矿中提取,小部分从炼铜副产品中提取。铜镍硫化共生矿在火法冶金时,精矿中所含的铂族金属90%以上可富集于铜镍冰铜(锍)中。再经转炉吹炼富集成高冰镍后,缓冷、研磨、浮悬和磁选分离,得含铂族金属的铜镍合金。把这种合金硫化熔炼,细磨磁选,以分离铜镍,产出含铂族金属更富的铜镍合金。将此合金铸成阳极,进行电解时,铂族金属进入阳极泥。阳极泥经酸处理后,就可得铂族金属精矿。采用羰基法从镍精矿或铜镍合金制取镍时,铂族留于羰化残渣中,经硫酸处理或加压浸出(见浸取)其他金属后可得铂族精矿。中国金川有色金属公司将含铂族的铜镍合金,再次硫化熔炼和细磨、磁选得到富铂的铜镍合金,用盐酸浸出分离镍,用控制电位氯化法分离铜,然后提取铂族金属。

铂族含量高的高冰镍(如南非的原料),直接用氧压下硫酸浸出,或氯化冶金分离其他金属后获得铂族精矿。铂族精矿可直接溶解、分离、提纯,或先将锇、钌氧化挥发分离后,再分离、提纯其他铂族金属(见镍冶炼过程有价金属的回收)。

在铜的火法冶金和电解精炼过程中,铂族金属和金银一起进入阳极泥。用此种阳极泥炼出多尔银(含少量金的粗银),铂族金属富集于多尔银中。铂族金属在火法炼铅过程中进入粗铅,可用灰吹法除铅得多尔银,铂族便富集其中;如果粗铅加锌脱银,铂族金属富集于银锌壳中,然后脱锌得多尔银。多乐银电解精炼时,为了避免钯损失于电解银中,银阳极的含金量常控制在小于4.5%,同时控制金钯比等于或大于10。若部分钯和少量铂进入硝酸银电解液,可用活性炭吸附,或用“黄药”选择性沉淀加以回收。通常在电解银时,铂族金属富集于银阳极泥中。如铂族金属含量较高,可先用王水溶解阳极泥,然后分别回收;如含量较低,常用硫酸溶解除银,残渣铸成粗金电极,然后电解提金;铂、钯富集于电解母液中,用草酸沉淀金后,用甲酸钠沉淀铂和钯加以回收;富集于金阳极泥中的其他铂族金属可再分离。铂族金属的提取和精制流程因原料成分、含量的不同而异,典型流程见图。将铂族金属精矿或含铂族金属的阳极泥用王水溶解,钯、铂、金均进入溶液。用盐酸处理以破坏亚硝酰化合物(赶硝),然后加硫酸亚铁沉淀出金。加氯化铵,铂呈氯铂酸铵【(NH4)2PtCl6】沉淀出,煅烧氯铂酸铵可得含铂99.5%以上的海绵铂。分离铂后的滤液,加入过量的氢氧化铵,再用盐酸酸化,沉淀出二氯二氨络亚钯【Pd(NH3)2Cl2】形式的钯,再在氢气中加热煅烧可得纯度达99.7%以上的海绵钯。

经上述王水处理后的不溶物与碳酸钠、硼砂、密陀僧(PbO)和焦炭共熔,得贵铅。用灰吹法除去大部分铅,再用硝酸溶解银和残留的铅,铑、铱、锇、钌富集于残渣中。将此残渣与硫酸氢钠熔融,铑转化为可溶性的硫酸盐,用水浸出,加氢氧化钠沉出氢氧化铑,再用盐酸溶解,得氯铑酸。溶液提纯后,加入氯化铵,浓缩、结晶出氯铑酸铵【(NH4)3RhCl6】。在氢气中煅烧,可得海绵铑。

在硫酸氢钠熔融时,铱、锇、钌不反应,仍留于水浸残渣中。将残渣与过氧化钠和苛性钠一起熔融,用水浸出;向浸出液中通入氯气并蒸馏,钌和锇以氧化物形式蒸出。用乙醇-盐酸溶液吸收,将吸收液再加热蒸馏,并用碱液吸收得锇酸钠。在吸收液中加氯化铵,则锇以铵盐形式沉淀,在氢气中煅烧,可得锇粉。在蒸出锇的残液中加氯化铵,可得钌的铵盐,再在氢气中煅烧,可得钌粉。

浸出钌和锇后的残渣主要为氧化铱(IrO2),用王水溶解,加氯化铵沉出粗氯铱酸铵【(NH4)2IrCl6】,经精制,在氢气中煅烧,可得铱粉。

将铂族金属粉末用粉末冶金法或通过高频感应电炉熔化可制得金属锭。

用溶剂萃取法分离提纯铂族金属的工艺得到应用,常用的萃取剂有磷酸三丁酯(TBP)、三烷基氧膦(TRPO)、二丁基卡必醇(DBC)、烷基亚砜等。

制取高纯铂族金属一般将金属溶解后,经反复提纯,精制方法有载体氧化水解、离子交换、溶剂萃取和重复沉淀等,然后再以铵盐沉出,经煅烧可得相应的高纯金属。铂族金属和合金有很多重要的工业用途。过去主要是制造蒸馏釜以浓缩铅室法制得稀硫酸,也曾用铂铱合金制造标准的米尺和砝码。在19世纪中叶,俄国曾制造铂铱合金币在市场上流通。早年在照相术上采用“铂黑印片术”,大量使用铂盐,印出的照片美观而持久,一般已不用此法。

铂族金属及其合金的主要用途为制造催化剂。其活性、稳定性和选择性都好,化学工业上的很多过程(如炼油工业中的铂重整工艺)都使用铂族催化剂。氨氧化制硝酸时,使用铂铑合金网作催化剂。

在铂铑网下增加金钯捕集网以减少铂、铑的损失。钯是化学工业中加氢的催化剂。此外消除汽车排气污染的催化剂用量增长极快。在美国用于汽车排气净化的铂,1978年为60万金衡盎司(1金衡盎司=31.1035克),占总消费量的51.3%,1979年为66万金衡盎司,占66%。

铂铑合金对熔融的玻璃具有特别的抗蚀性,可用于制造生产玻璃纤维的坩埚。生产优质光学玻璃时,为防止熔融的玻璃被玷污,也必须使用铂制坩埚和器皿。1968年国际实用温标规定,在630.74~1064.43℃范围内的测温标准仪器是 Pt-10Rh/Pt热电偶。用于测量13.81~903.89K温域的标准仪器是铂电阻温度计,其电阻器必须是无应变退火后的纯铂丝,100℃时的电阻比(R100/R0)应大于1.39250。

铂铱、铂铑、铂钯合金有很高的抗电弧烧损能力,被用作电接点合金,这是铂的主要用途之一。铂铱合金和铂钌合金用于制造航空发动机的火花塞接点。

铂的化学性质稳定,纯铂、铂铑合金或铂铱合金制造的实验室器皿如坩埚、电极、电阻丝等是化学实验室的必备物。铂钴合金是一种可加工的磁能积(即电磁能密度)高的硬磁材料。铂和铂合金广泛用于制造各种首饰特别是镶钻石的戒指、表壳和饰针。铂或钯的合金也可作牙科材料。

铂、钯和铑可作电镀层,常用于电子工业和首饰加工中。银和铂表面镀铑,可增强表面的光泽和耐磨性。

涂钌和铂的钛阳极代替了电解槽中的石墨阳极,提高了电解效率,并延长电极寿命,是氯碱工业中一项重要的技术改进,为钌在工业上使用开辟了新途径。锇铱合金可制造笔尖和唱针。钯合金还用于制造氢气净化材料和高温钎焊焊料等。在化学工业中还使用包铂设备。铂族金属主要生产国的产量见表2。铂族金属价格波动很大,总的趋势是上涨(表3)。在各部门消耗铂和钯的情况,以美国为例,见表4。

三、废贵重金属如何提炼

专利光盘:C52贵金属的提炼和回收技术 [C52-001]TDI氢化废钯碳催化剂中回收钯的工艺方法 [C52-002]氨氧化炉废料回收铂金的方法 [C52-003]奥沙利铂的制备 [C52-004]奥沙利铂提纯 [C52-005]钯催化剂的回收 [C52-006]便于分离和回收利用的贵金属纳米粒子的制备方法 [C52-007]铂催化剂的回收方法 [C52-008]铂配合物及其制备方法和用途 [C52-009]铂族金属回收中的改进 [C52-010]铂族金属硫化矿或其浮选精矿提取铂族金属及铜镍钴 [C52-011]纯铂或铂合金快速溶解法及应用 [C52-012]从铂铑合金中分离出铂铑的方法 [C52-013]从碲多金属矿中提取精碲的工艺方法 [C52-014]从电解生产双氧水的阳极泥回收铂和铅的方法 [C52-015]从非极性有机溶液中回收催化金属 [C52-016]从废钯碳催化剂回收钯的方法及焚烧炉系统 [C52-017]从废钯碳催化剂中回收钯的方法 [C52-018]从废催化剂回收铂的方法 [C52-019]从废催化剂回收金和钯的方法及液体输送阀 [C52-020]从废催化剂中回收铂的方法 [C52-021]从废催化剂中回收铂族金属的方法 [C52-022]从废铝基催化剂回收铂及铝的方法和消化炉 [C52-023]从废重整催化剂中回收铂、铼、铝等金属的方法 [C52-024]从贵金属微粒分散液中回收贵金属的方法 [C52-025]从含铂碘化银渣中回收银铂的方法 [C52-026]从含碳矿物中回收贵金属的方法 [C52-027]从精矿中回收贵金属的方法 [C52-028]从难处理矿石回收贵金属值的方法 [C52-029]从汽车尾气废催化剂中回收铂、钯、铑的方法 [C52-030]从羰化反应剩余物中回收铑的方法 [C52-031]从羰基化反应产物中回收铑 [C52-032]从铜阳极泥中回收金铂钯和碲 [C52-033]从烯烃羰基化催化剂废液中回收金属铑的方法 [C52-034]从氧化合成反应产物中回收铑的方法 [C52-035]从有机混合物分离铑的方法 [C52-036]粗铑及含铑量高的合金废料的溶解与提纯方法 [C52-037]萃取分离金和钯的萃取剂及其应用 [C52-038]低品位及难处理贵金属物料的富集活化溶解方法 [C52-039]第Ⅷ族贵金属的回收工艺 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参考资料:废旧电池回收