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需要先讲到铂金回收的主要来源要在车辆报废时所回收再利用的废气排放控制催化剂载体。绝大部分铂金用于柴油车和重型货车上,2019年贴近有290万盎司(90吨)的铂金被用于汽车产业。2019年,从首饰中拿回来的铂金为47.7万盎司(15吨),但自2006年迄今,平均值每一年回收再利用量保证70万盎司(22吨)。
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要先诠释铂族金属元素的地球化学性质
铂族金属元素的地球化学性质,与元素周期表中第VBI族过渡金属元素性质相似,具有较强的亲铁性和亲硫性。在自然界的不同地质条件下的成矿作用,铂族元素比铁具有较强的亲硫性和亲铜性,尤其是铝、铂更具有亲铜性。铂族元素的原子体积和密度相近,故它们的地球化学性质极相似。它们之间的熔点差异,导致了它们在成矿和富集过程中出现分异现象,与造矿元素形成不同元素组合的铂族元素矿床。
铂族元素矿床的形成,常与深部岩浆的熔离作用有关。镁质超基性岩为富镁、贫铁和硫的地表地幔的难熔部分,其特征是富含锇、铱、钌、铑,主要形成自然元素和金属互化物,少部分形成硫化物、硫碑化物、碑化物的矿物组合。铁质基性岩和超基性岩,相对富集熔点较低的铂、袱和硫及亲硫阴离子,常形成与碑、硫、碰、铺、铑、锡、硒等化合物的矿物共生组合。因此,铂族元素最重要的地球化学性质,是高度富集在基性岩、超基性岩和其中的铜、镣、铭、铁、铱的矿床中,显示它们的亲铁性和亲硫性,它们总是与硫化矿物密切共生。
岩浆岩中不混溶硫化物小熔滴的沉淀,是铂族元素矿床形成的极其重要的地质地球化学条件。含铂(族)铭铁矿床中,铭铁矿化早期阶段只有少量铂族元素形成单质矿物或以类质同象形态进入铭尖晶石和硅酸盐矿样的晶格中,大部分铂族元素则伴随着铭铁矿体形成而富集于铭铁矿体内,呈细小的自然元素、金属互化物、硫化物、硫碑化物包裹于铭铁矿或造岩矿物中。
在飢铱磁铁矿矿床中,伴随着含矿熔浆的重力分异作用,少部分铂族元素分布于飢铱磁铁矿矿体内,大部分铂族元素被不混溶硫化物小熔滴捕集而赋存于铂铱磁铁矿体下部的韵律层,形成富含铂族元素尤其是富含锇、钌、钻的硫化物矿层。
在铜镣硫化物矿床中,铂族元素的聚集常与铜镣矿化相一致,铜镣矿体常有铂族元素富集。矿石中铂族元素以铂、钯为主,锇、铱、钌、铑含量较低。由于铂族元素之间地球化学性质的差异,在硫化物熔融体结晶过程中,铝、钯的富集与铜相关,而锇、铱、钌、铑的富集与镣相关性较大。在铜含量高的铜镣硫化物矿体中,可形成铂(钯)富集体。而
在含镣黄铁矿和磁黄铁矿较高的富镣矿体中,可形成锇、铱、钌、践含量较高的富集地段。因此,铂族元素在铜镣硫化物成矿过程中,形成两个不同的成矿元素共生组合,即镣、钻、锇、铱、钌、铑组合和铜、铝、钯、金、银组合。铂、钯随黄铜矿的结晶而形成硫化物和其他亲硫阴离子的化合物(如碑化物、锐化物、碑锐化物等),赋存于黄铜矿中或与其共生产岀。锇、铱、钌、铑常伴随镣黄铁矿和磁黄铁矿的结晶而形成细小的硫化物或硫碑化物包裹于其中,或呈类质同象分散于金属硫化物和氧化物中。因此,在铜镣硫化物矿床中,铂族元素主要呈独立的矿物相产出,与碑、硫、嘛、镑、虢'、硒等生成化合物,少量铂族元素呈类质同象分散于硅酸盐矿物和副矿物中。
研究表明,岩浆热液作用,可成为活化和搬运铂族元素的有效方法,可将铂族元素从源岩搬运至沉积岩中。在自然界中以hc。3-和硫、碑、氯易溶配合物形式搬运,从低温环境到较高温的富含挥发组分的热液系统中,铂族元素产于不同的地质环境中,形成以不规则矿化作用为特征的热液型铂族元素矿床(或矿化体)。随岩浆热液温度降低,硫逸度增加,铂族元素主要富集于与中酸性岩浆作用有关的热液多金属硫化物矿床中。如矽卡岩型铜(铁)矿床、斑岩型铜(钥)矿床及长英质火山岩多金属硫化物矿床或叠加于某些岩浆型铜镣钻(族)矿床等。铂族元素以铂、钯为主,锇、铱、钌、铑含量较低。表明岩浆期后的残余溶液明显富集铝、钯,而且岩浆热液可促使镁铁硅酸盐的变化而释放出赋存于矿物晶格中的铂族元素而进行再分配,或使含有铂族元素的沉积岩或变质岩发生热液交代作用,从而形成含铂族元素的多金属硫化物矿床。
在表生地质作用环境中,铂族元素的自然金属和金属互化物较稳定,可形成砂铂矿床。但铂族元素在氧化作用、细菌作用和淋滤作用下也会产生分解,细小的铂族元素自然金属颗粒可继续生长为较大的颗粒,如形成同心带状构造,中间为富锇核,核外为铱、锇含量相同的环带,最外一圈为富铱的外壳。在风化残余层中,可见中间为铂、四周为铝的细小颗粒。可见铂、钯以金属互化物形态呈钟乳状或葡萄状的沉积产物。在红土层中,可见铂族元素与金结合的块体。可见在风化淋滤作用下,钻族元素与有色金属形成金属互化物。
在某些沉积岩中发现有钻族元素富集现象,镒结壳、镒结核中有铂族元素富集现象,煤层中有铂、钯、铑富集现象,铝、铂可生成稳定的有机化合物,PdCl:-可被有机质还原为金属钯,吸附或沉淀于有机质土壤中或进入黏土质矿物层间或其晶体缺陷中。在氧化条件下,铂族元素易从硫化矿物及其他硫酸盐矿物中分解出来,生成自然金属或金属互化物。锇、钯硫化物比铝、铱硫化物的稳定性差,铑硫化物的稳定性最高,抗风化作用能力最强。
综上所述,铂族元素从原始岩浆分异开始,经伟晶、热液、变质作用、风化、搬运、沉积阶段,从极高温、高温、中温至低温期,甚至常温下均有铂族元素活动的轨迹。表明铂族元素矿化和成矿,具有广泛的地质条件。平泽贵金属回收公司倾情整理。铂相关图片
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接着如何开采和精炼铂金?
铂金的提取、加工和提纯涉及一系列复杂的物理和化学工序,即开采、汰选集中、熔炼以及精炼。对于铂族金属矿体而言,它的生产工序要求能够提取包括铂金在内的几种金属。
1、采矿
铂族金属矿的开采主要来自地下矿山,露天矿山的开采量不到 20%。在南非,地下矿山的深度通常介于 700 米至 1700 米之间,而在俄罗斯,深度则介于 400 米至 2000 米之间。地下采矿法需要将竖或斜井直接或毗邻地钻进矿体 (如果是竖井,这一过程可能长达 10 年),由此钻出水平和(或)斜角通道以进入矿体。在矿体表面,钻出水平通道,将炸药放入孔内爆破释放矿石。矿石通过地下矿石处理机网络输送到地面。
在露天矿中,矿石是直接从地表而不是通过竖井开采的。与地下采矿作业不同,露天矿的钻孔和爆破是机械化的。工人用卡车和铲子来搬运大量的矿石,这使得露天矿的作业比地下开采来得更快、更便宜和更安全。
2、汰选集中
开采出的矿石经过碾碎和研磨,以释放出其中含有铂族金属的矿物质。接着,一种称为“泡沫浮选”的化学程序用于处理这种矿物质。这种方法是利用试剂加空气来产生气泡,使包含铂族金属的颗粒附着在气泡上。这道工序是为了确保达到最佳的品位和回收率。在这一过程中,4E(铂钯铑和金)的浓度会从 2-6 克/每吨矿石,增加到大约 300 克/每吨精矿。
3、熔炼
精矿会在熔炉里经过干燥和再加工,然后被送进温度可高达 1500°C 的加热炉中加热。铂族金属熔炼温度很高是因为矿石中含有铬。在熔炉内,一种中间物质锍会浮在表面,余下废料被摒弃。熔炼后,锍在转炉中做除硫处理。经过这道工序,精矿的浓度从每吨 300 克 4E 金属增加到每吨 5000克 4E 金属。
4、精炼
锍先被送往基本金属精炼厂进行加工以提炼铜、镍和其他基本金属。然后,被送往贵金属精炼厂萃取提纯铂族金属。黄金、钯金和铂金通常最先被萃取出来,其次是铱和铑。在精炼过程中,沉淀、溶剂萃取和离子交换技术被广泛应用于各家生产商。精炼金属的纯度可超过 99.95%,通常以海绵或颗粒(用于工业应用)或锭(用于储存/投资)的形式存在。铂实图
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为大家汇集贵金属与人类文明
贵金属对人类文明进程发挥了重要的作用,依据贵金属以及材料科技的发展,大致可以将其分为三个阶段:第一阶段(公元前4000年至19世纪后半叶),人们利用贵金属美丽的色彩、贵重的价值及优异的稳定性,主要作为财富和权力的象征;第二阶段(19世纪后半叶至20世纪后期),贵金属优异的物理化学性能逐渐被人们认识,已成为现代工业和技术领域的维生素;第三阶段(20世纪后期至今),贵金属继续作为财富象征及具有工业维生素的作用,其独特的催化活性和综合稳定性使其成为人类社会可持续发展的关键材料。
黄金可能是人类认知和利用的第一种金属。史前即被用来作装饰、器皿及货币,黄金的这种功能一直延续至今,成为财富与地位的象征,甚至成为被推崇的对象。在古代中国,黄金的颜色被作为皇帝的专用颜色。在西方,黄金的诱惑力是如此之大,以至于众多的冒险家远涉重洋去寻找黄金,并导致了美洲大陆在15世纪被发现。自公元8世纪或更早的时候开始,众多的炼金术士前赴后继地探寻“点石为金”及“炼铅成金”的途径,虽无一成功,但却为科学技术的主要分支一一实用化学的建立作了准备。人类绵延数千年的对黄金的追求与崇拜,其实都源于黄金无比美丽的色彩、珍稀的价值以及“真金不变”的稳定性。
银也是一种古老的金属,是人类继金和铜之后被认识及利用的第三种金属。由于美丽的银白色及稳定性,在古代主要用作饰品和货币。在漫长的历史长河中,黄金与白银的产量十分有限,并大都囤积于帝王及富人手中,或国家作为金融储备。
铂族金属的发现较晚。1550年,欧洲殖民主义者在进入中美洲寻找金银的过程中发现了钯。1804-1845年间,相继发现了把、车老、铱、锇和钌。与金银相比,铂更为稀少,也更稳定,自然也就作为财富收藏和装饰品,如用作高级铂石的镶座等。
在贵金属发展的第二阶段,近代及现代工业和科学技术中,三件事标志了贵金属及材料的迅猛发展。第一件事是不少大型贵金属矿的发现及开采。1886年在南非发现了至今仍久负盛名的Witwatersland金矿,此后在俄罗斯、美国、澳大利亚和加拿大也发现了大型金矿。1924年在南非约翰内斯堡附近发现了大型铂族金属矿矿脉。在加拿大和俄罗斯也发现了较大的铂矿。这些都为贵金属材料的展提供了基础;第二件事是贵金属许多优异的物理、化学性质被发现并使其进入工业应用,如1885年第一支Pt-10Rh/Pt热电偶的问世和1927年Pt-10Rh/Pt国际温标的确立,1871年溴化银感光干板的发明促使照相业银的大量工业应用;第三件事是许多世界大型贵金属公司的建立,如英国的JohnsonMattheyCo.、德国的Heraeus和美国的Enghard等。此阶段,贵金属已逐渐成为工业中不可缺少的元器件及关键材料,广泛应用于电气、化学、玻璃、石油、齿科、照相、医药以及饰品与装饰领域。在这些应用领域中,贵金属表现出其少、小、精、广、贵的特点,即批量及数量少,单件物品或元器件体积小,技术要求高精,常用于元器件的关键核心部位,应用领域广以及价值昂贵。20世纪40年代,原子能、电子计算机和空间技术的出现,尤其是70年代以来,由于计算机的广泛应用及光纤的实用化,人类进入了信息时代,进一步推动了贵金属材料的发展。由于贵金属资源稀少,分布极不均衡,而在国民经济、军工宇航及传统工业上具有极大的重要性,世界各国都将它列为“战略物资”。在这一阶段,贵金属的产量及需求,特别是工业应用的需求有大幅度的增长,而黄金的货币作用则相对下降了。
贵金属发展的第三阶段大致始于20世纪后期,贵金属除继续发挥“财富象征”和“工业维生素”的作用外,其独特的催化活性与高的综合稳定性,使其在工业催化及环境保护领域发挥了重要作用,并将成为今后人类社会可持续发展的关键材料之一。 -
在回收处理废铂钯铑过程中的业务总结
暂时的痛苦可以很好地磨炼并体现一个人的意志,使他在日后的困难面前振作起来,变得更加坚强。
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