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一、金银钯铂铑铱钌贵金属怎么生产的?总结出来的主要生产工艺
A混合精矿一鼓风炉硫化熔炼产出低硫一转炉吹炼为高硫一送提纯分离
20世纪30年代后,含铂族金属的硫化铜镣矿精矿一般经硫化熔炼产出低硫(低冰镣),再经转炉吹炼为高硫(高冰镣)。转炉渣中金和铂族金属含量常高于1xl。-6,可返回熔炼炉或专门设备中回收。当原料含铭高不宜返回时,常将转炉渣磨细送浮选或用炉渣贫化炉处理。火法冶炼过程的铂族金属回收率可达99%。
B混合精矿一成排多电极的矩形埋弧电弧炉硫化熔炼为高硫一送提纯分离
20世纪60年代,南非釆用成排6电极的矩形埋弧电弧炉取代鼓风炉,用P-S卧式转炉取代竖式转炉。几十年来,麦伦斯基铝矿浮选产出的混合精矿全部釆用火法熔炼。若精矿中贵金属含量为l。。-lS。g/t,高硫产率约15%0混合精矿中贵金属含量为2600~5000g/t时,高硫中贵金属含量有时高于0.5%~1%。UG-2矿精矿含量高,则采用功率密度更高的电弧炉。新建厂(如津巴布韦的Zimplats)多采用三电极交流圆筒形电弧炉(最高功率密度达250kW/m2)。美国斯蒂尔瓦特公司和俄罗斯诺里尔斯克镣公司的工艺与南非基本相似。
C合金熔炼法
合金熔炼法适用于高馅铜镣混合精矿的熔炼。
D硫酸介质热压氧浸或氯化物介质控制电位氯化浸出工艺
当贵金属产值超过铜镣的产值时,广泛釆用硫酸介质热压氧浸或氯化物介质控制电位氯化浸出工艺,以获得贵金属化学精矿(贵金属富集物),使贵金属和贱金属尽快分离,减少贵金属在有色金属冶炼过程中的积压、周转和损失。此工艺也适用于伴生贵金属的硫化铜镣混合精矿,在保证主金属铜、探回收率的条件下,尽快产出贵金属化学精矿(贵金属富集物)。
E萃取工艺
20世纪80年代后,在铂族金属提取和提纯过程中,不同结构的萃取工艺已逐步取代传统的选择性化学沉淀分离工艺,显著提高了有用组分的回收率和生产效率。
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二、镀铂、涂铂的废料中回收铂
从镀铂、涂铂的废料中回收铂,可以采用热膨胀法。利用基体金属与铂的热膨胀系数不 同,在加热条件下,使铂层发生胀裂。将镀铂废件放在750?950笆温度条件下,在氧化气氛 中恒温30min,在上述的温度范围内铂不被氧化,而与铂层接的基体金属(如M。、W)的表 面则被氧化,用5% NaOH(NaHCO3或NHqOH)碱液溶解结合层的基体金属氧化物。通过 振荡后铂层即脱落,沉于碱液槽底,在780?950笆下,将含铂的沉淀加热氧化,以升华基体 金属(如Mo、W),再经碱煮(或酸处理)含铂残渣,以进一步除去贱金属,经洗涤后,残 渣再用王水溶解,过滤、赶硝、用水稀释调节pH = 5?6,水解除杂,用NH4C1沉铂,获得 (NH4)2PtCl6,爐烧得纯海绵铂。
三、铂金属(PGM)包括铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)和锇(Os)共 6 种元素。我国铂金属矿产资源十分贫乏,远景储仅为 350 t,但铂金属年需求超过160 t,供需矛盾突出。汽车催化剂主要用来将尾气中的CO、未燃尽的CHx及 NOx 转变为无毒的CO2、H2O 和 N2。目前在汽车中应用最广泛的是以堇青石为担体的蜂窝状催化剂,铂金属(主要是 Pt、Pd 和 Rh)以高活性、微粒状的金属颗粒涂覆在担体表面。截至 2016 年底,我国汽车保有达1.94亿辆,80%左右的汽车安装了催化剂用来净化尾气。随着汽车催化剂使用寿命到达年限以及汽车的报废,年产生大 的失效汽车催化剂,是最重要的铂 金属二次资源。铂金属二次资源高效回收对解决我国铂金属矿产资源匮乏、供需矛盾问题具有重要意义。
四、金属间化合物
金属间化合物习惯上又称为中间相,是合金中除固溶体之外的第二类重要合金相。金属间化合物的晶体结构及物理、化学、力学性能与组元金属不同,甚至相差极大。长程有序金属间化合物原子间排列有序、结合力强,兼有金属键和共价键特征,表现出高温材料所期望的优异性能,如强度高、弹性模量大、自扩散慢,以及组织结构稳定性高等特点,有些金属间化合物还具有屈服强度的反常温度关系和良好的抗氧化性、耐腐蚀性能。TiAl、Ti3Al.NiAl、Ni’Al、FeAl和Fe3Al等铂化物是金属间化合物的典型代表。
室温脆性始终是金属间化合物实用化最大的问题,自1979年日本学者发现铱量硼可显著提高Ni’Al的室温塑性以来,国际上形成了高温结构材料用金属间化合物的研究热潮。至今已在某些金属间化合物的室温塑性、韧性改善理论和应用开发方面取得了突破性进展。
金属间化合物种类的数量非常庞大,在元素周期表中有三分之二的金属(包括类金属)之间可形成大批化合物,仅贵金属元素与其他金属(类金属)所形成的化合物就有4000种以上。金属间化合物不仅在高温结构材料方面具有广泛的潜在应用前景,有些化合物还具有优异的磁性、超导、抗氧化及催化性能,作为功能材料也极具研究与开发价值。
贵金属Ag和Au与其他金属可以形成电子/原子比分别为3/2、21/13和7/4的各种金属间化合物
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