铂族元素的地球化学与铂矿床（司雪峰）.ppt

铂族元素的地球化学与铂矿床
以铂族矿床为例,探讨板块边界和岩浆岩成矿为主的区域成矿学理论
主讲司雪峰
主要内容
一、相关知识
铂族资源的基础知识
区域成矿学简介
二、铂族元素的地球化学与铂矿床
铂族的地球化学性质
典型的铂族矿床
板块边界和岩浆岩成矿为主的区域成矿学理论贯穿于全文。
铂族资源的基础知识
中国矿床情况简介
铂族金属概述
铂族金属资源
开发利用
供需形势
十五期间我国铂族矿床勘查方面的新进展
中国矿床情况简介
中国已探明储量的金属矿产有54种,即:铁矿、锰矿、铬矿、钛矿、钒矿、铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镁矿、镍矿、钴矿、钨矿、锡矿、铋矿、钼矿、***矿、锑矿、铂族金属(铂矿、钯矿、铱矿、铑矿、锇矿、钌矿)、金矿、银矿、铌矿、钽矿、铍矿、锂矿、锆矿、锶矿、铷矿、铯矿、稀土元素(钇矿、钆矿、铽矿、镝矿、铈矿、镧矿、镨矿、钕矿、钐矿、铕矿)、锗矿、镓矿、铟矿、***矿、铪矿、铼矿、镉矿、钪矿、硒矿、蹄矿。现就主要金属矿产分布简介如下。
铁矿已探明的铁矿区有1834处;铬铁矿有56处;
锰矿已探明的锰矿区共有213处;铜矿已探明矿区910处;
铝土矿有310处产地;铅锌矿有产地700多处;
镍矿有产地近百处;钼矿有产地222处;
钨矿探明产地252处;锡矿探明产地293处;
***、锑矿探明***产地103处、锑产地111处;
金矿探明矿区1265处;银矿探明产地569处。
稀土、稀有金属
铂族金属概述
铂族金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)六种金属。
铂族金属以其特别可贵的性能和资源珍稀而著称;与金、银合称“贵金属”。但其发现与利用相对于金、银来说要晚得多。金、银饰品在人类纪元之前的墓葬中就有发现,而人类对铂族金属的了解和利用,不过两百多年的历史。其中铂发现最早,1735年由尤尔洛()发现,其余几种元素都迟至19世纪才陆续有所了解
矿物原料特点
铂族金属既具有相似的物理化学性质,又有各自的特性。它们的共同特性是:除了锇和钌为钢灰色外,其余均为银白色;熔点高、强度大、电热性稳定、抗电火花蚀耗性高、抗腐蚀性优良、高温抗氧化性能强、催化活性良好。各自的特性又决定了不同的用途。例如铂还有良好的塑性和稳定的电阻与电阻温度系数,可锻造成铂丝、铂箔等;它不与氧直接化合,不被酸、碱侵蚀,只溶于热的王水中;钯可溶于浓***,室温下能吸收其体积350~850倍的氢气。铑和铱不溶于王水,能与熔融氢氧化钠和过氧化钠反应,生成溶解于酸的化合物;锇与钌不溶于王水,却易氧化成四氧化物。
矿物原料特点
目前已发现200余种铂族元素矿物。可分为4大类:①自然金属:自然铂、自然钯、自然铑、自然锇等;②金属互化物:钯铂矿、锇铱矿、钌锇铱矿,以及铂族金属与铁、镍、铜、金、银、铅、锡等以金属键结合的金属互化物;③半金属互化物:铂、钯、铱、锇等与铋、碲、硒、锑等以金属键或具有相当金属键成分的共价键型化合物;④硫化物与***化物。
工业矿物主要有***铂矿、自然铂、等轴铋碲钯矿、碲钯矿、***铂锇矿、碲钯铱矿及铋碲钯镍矿。***铂矿和等轴铋碲钯矿多见于原生铂矿床,自然铂多产于砂铂矿。
矿物原料特点
铂族金属矿物在矿石中的含量一般甚微,以每吨几克(g/t)计,矿物颗粒小,六个元素在不同的矿床中含量各异。如南非的布什维尔德杂岩中铂是主要元素,以铂为100的话,钯为40,钌为10,铑为6,铱为1,锇不及1。俄罗斯的诺里尔斯克则以钯为主(是铂的3倍)。加拿大的萨德伯里矿石中铂、钯比率接近。
铂族金属在矿石中常以有色金属的硫化物、***化物和硫***化物为其主要的载体矿物,特别是自然金、自然银、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、辉***镍矿与斑铜矿等,如在自然金中铂可达600 g/t,钯达1000 g/t;黄铜矿中的含钯量是磁黄铁矿中的100倍。
用途与技术经济指标
铂族金属早期主要用作首饰,本世纪50年代后开始大量应用于石油、汽车、电子、化工、原子能,以至环境保护行业。它们在这些工业中用量不大,但起着关键的作用,故素有“工业维生素”之称。
铂的用途最广,可单独或与其他铂族金属联合使用。铂可作制造***与氨的催化剂,生产高质量的航空汽油;电器与电子工业上的接触点和铂铑合金热电偶、铂铱火花塞电极;玻璃工业上用作铂坩埚;国防工业上可制造导弹发射燃料
目前铂族元素用得最多的是触媒剂和汽车工业,%和28%。1993年仅此一项就花去铂53t、钯22t、铑11t,总共86t,占当年铂、钯工业用量的50%,铑用量的90%。近年来正在研究改用较便宜的含钯催化剂代替铂-钯-铑三元催化剂。
矿业简史
1778年哥伦比亚发现砂铂矿,并开始采掘。1817年俄罗斯发现乌拉尔彼尔