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。它們彼此之間廣泛存在類質(zhì)同象置換現(xiàn)象,從而形成一系列類質(zhì)同象混合晶體,由鉑族元素礦物熔煉的金屬有鈀、銠、銥、鉑等。
鈀金首飾-白色貴金屬新寵,國(guó)際時(shí)尚流行飾品鉑金、鈀金為鉑族里蘊(yùn)藏量最小的兩種礦物,此二種的冶金性質(zhì)相當(dāng)類似,因其同樣稀有、用途相類似,所以常在各種應(yīng)用上互做替代品。
鉑族金屬包括鉑(Pt)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、釕(Ru)、銠(Rh)六種金屬。
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(fā)現(xiàn)與利用相對(duì)于金、銀來(lái)說(shuō)要晚得多。金、銀飾品在人類紀(jì)元之前的墓葬中就有發(fā)現(xiàn),而人類對(duì)鉑族金屬的了解和利用,不過(guò)兩百多年的歷史。其中鉑發(fā)現(xiàn)最早,1735年由尤爾洛(A.De.Ulloa)發(fā)現(xiàn),其余幾種元素都遲至19世紀(jì)才陸續(xù)有所了解,如鈀是1804年由沃拉斯頓(W.H.Wollaston)發(fā)現(xiàn),釕是1845年科勞斯(K.Claus)發(fā)現(xiàn)。雖然發(fā)現(xiàn)較晚,但很快了解到它們有一些可貴的功能,因而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和尖端技術(shù)中。因此被稱為“現(xiàn)代貴金屬”。據(jù)報(bào)道,從公元前4000年到19世紀(jì)末,全球累計(jì)產(chǎn)金2.9萬(wàn)t,19世紀(jì)世界平均年產(chǎn)金123t;到1973~1980年,世界平均年產(chǎn)金量達(dá)1375t。鉑族金屬的世界產(chǎn)量從1969年開始超過(guò)100t,80年代末便翻了一番,達(dá)到200t(張文樸,1997),90年代初年產(chǎn)近300t。從這些數(shù)據(jù)不難體會(huì)出“貴金屬”與“現(xiàn)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(duì)數(shù)量比不上金、銀,但其發(fā)展的速度深刻體現(xiàn)出“現(xiàn)代”的涵義。
鉑族金屬既具有相似的物理化學(xué)性質(zhì),又有各自的特性。它們的共同特性是:除了鋨和釕為鋼灰色外,其余均為銀白色;熔點(diǎn)高、強(qiáng)度大、電熱性穩(wěn)定、抗電火花蝕耗性高、抗腐蝕性優(yōu)良、高溫抗氧化性能強(qiáng)、催化活性良好。各自的特性又決定了不同的用途。例如鉑還有良好的塑性和穩(wěn)定的電阻與電阻溫度系數(shù),可鍛造成鉑絲、鉑箔等;它不與氧直接化合,不被酸、堿侵蝕,只溶于熱的王水中;鈀可溶于濃硝酸,室溫下能吸收其體積350~850倍的氫氣。銠和銥不溶于王水,能與熔融氫氧化鈉和過(guò)氧化鈉反應(yīng),生成溶解于酸的化合物;鋨與釕不溶于王水,卻易氧化成四氧化物。它們的主要物理和機(jī)械性質(zhì)見表3.17.1。
目前已發(fā)現(xiàn)200余種鉑族元素礦物。可分為4大類:①自然金屬:自然鉑、自然鈀、自然銠、自然鋨等;②金屬互化物:鈀鉑礦、鋨銥礦、釕鋨銥礦,以及鉑族金屬與鐵、鎳、銅、金、銀、鉛、錫等以金屬鍵結(jié)合的金屬互化物;③半金屬互化物:鉑、鈀、銥、鋨等與鉍、碲、硒、銻等以金屬鍵或具有相當(dāng)金屬鍵成分的共價(jià)鍵型化合物;④硫化物與砷化物。鉑族元素的主要礦物及其組成見表3.17.2。工業(yè)礦物主要有砷鉑礦、自然鉑、等軸鉍碲鈀礦、碲鈀礦、砷鉑鋨礦、碲鈀銥礦及鉍碲鈀鎳礦。砷鉑礦和等軸鉍碲鈀礦多見于原生鉑礦床,自然鉑多產(chǎn)于砂鉑礦。&Nbsp;貴稀金屬是貴金屬和稀有金屬的總稱。由于金和銀由人民銀行專營(yíng),物資部門經(jīng)營(yíng)的貴金屬主要是鉑族元素,而硒、碲、砷屬稀散元素,通常稱為半金屬.。
鉑:鉑是銀白色金屬,熔點(diǎn)為1769度,密度為21.45g/cm3,主要用于電氣儀表、化學(xué)工業(yè)及制作精密合金等。
鈀:鈀是銀灰色金屬,熔點(diǎn)1552度,密度12.16g/cm3,可塑性好,在貴金屬中耐蝕性較差,供電氣、儀表、化工工業(yè)及制作精密合金等用.。
銠:銠是煙灰色金屬,熔點(diǎn)為1960度,密度為12.44g/cm3,是脆性金屬。供電氣、儀表、高溫合金及精密合金等用.。
銥:銥是銀灰色金屬,熔點(diǎn)為2443度,是貴金屬中熔點(diǎn)最高的。密度為22.4g/cm3,是脆性金屬,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐酸堿腐蝕,硬度高。用于電氣、化學(xué)、儀表、輕工等方面,配制精密合金。
鎵:液態(tài)鎵為銀白色金屬,固態(tài)鎵為藍(lán)色結(jié)晶金屬,質(zhì)地柔軟,熔點(diǎn)為29.8度,密度是5.9g/cm3,在空氣中化學(xué)性能穩(wěn)定,鎵主要用于半導(dǎo)體工業(yè)、制作溫度計(jì)、配制易熔金屬等。
銦:銦是銀白色金屬,熔點(diǎn)156.6度,密度為7.31g/cm3,比鉛還軟,延展性好,化學(xué)性能穩(wěn)定,主要用于配制貴金屬合金,低熔點(diǎn)合金,軸承合金以及、電鍍等工業(yè)方面。
硒:硒是黑色或深灰色玻璃狀無(wú)定型錠塊(紅硒與灰硒為硒的結(jié)晶變體,主成分不變),屬于稀散元素,也稱半金屬。硒的熔點(diǎn)為220度,沸點(diǎn)為685度,密度為40808g/cm3,質(zhì)脆,主要用于制造整流器、硒感光板、復(fù)印硒鼓、合金、搪瓷和玻璃工業(yè)等方面。
碲:碲是一種銀灰色半金屬,屬稀散元素,熔點(diǎn)為450度,密度為6.24g/cm3,質(zhì)脆,具有很高的電阻系數(shù),是逆磁性金屬,所以是良好的半導(dǎo)體材料。主要用來(lái)制作半導(dǎo)體器件、合金、化工原料及鑄鐵、橡膠、玻璃等產(chǎn)品的添加劑。
砷:砷是銀灰色半金屬,屬稀散元素。砷的熔點(diǎn)為814度,在613度時(shí)即升華,砷在空氣中易氧化,砷的氧化物有劇毒(俗稱砒霜),砷的密度為5.73G/cm3,不溶于水,也不溶于有機(jī)溶劑,用于制作合金和半導(dǎo)體器件等。
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