存量
鉑非常罕見,在地殼中的濃度只有百萬分之0.005。鉑金屬常被誤認(rèn)為是銀。自然界中的鉑常以未經(jīng)化合的單質(zhì)出現(xiàn),或與其他鉑系元素或鐵形成合金。單質(zhì)鉑元素通常出現(xiàn)在沖積層次生礦床。前哥倫布時期哥倫比亞喬科省的居民曾經(jīng)開采過的沖積層礦床至今仍然仍出產(chǎn)鉑系金屬。另一大沖積層礦藏位于俄羅斯烏拉爾山脈。
在鎳和銅礦中,鉑系金屬會以硫化物(如(Pt,Pd)S)、碲化物(如PtBiTe)、銻化物(PdSb)和砷化物(如PtAs2)的形態(tài)出現(xiàn),并且也會與鎳或銅形成合金。砷鉑礦石(砷化鉑PtAs2)也是此金屬的主要礦源,它出現(xiàn)在鎳礦當(dāng)中,主要分布在加拿大安大略的索德柏立盆地。1927至1975年間,美國阿拉斯加州普拉蒂納姆(Platinum,即“鉑”之意)共產(chǎn)出17噸鉑元素。礦場于1990年停止作業(yè)。較罕見的硫砷鉑礦((Pt,Pd,Ni)S)中含有鉑、鈀和鎳元素。硫砷鉑礦出現(xiàn)在南非豪登省布什維爾德雜巖體中的美蘭斯基礦層中。
1865年,人們在南非布什維爾德地區(qū)發(fā)現(xiàn)了鉻鐵礦,其后于1906年又發(fā)現(xiàn)了鉑礦。其原生礦床位于布什維爾德雜巖體。其余兩大礦床位于俄羅斯諾里爾斯克的大型銅鎳礦,以及加拿大的索德柏立盆地。索德柏立盆地的鎳礦開采量巨大,因為其中的鉑元素只占百萬分之0.5。美國則有較小的礦藏,例如蒙大拿州的阿布薩洛卡山脈。2010年,南非為鉑的產(chǎn)國,其占總產(chǎn)量的77%,其次為占13%的俄羅斯。2010年鉑的全球總產(chǎn)量為192噸。印度泰米爾納德邦亦有鉑礦藏,為此印度地質(zhì)調(diào)查局已與泰米爾納德礦物有限公司(TAMIN)簽署協(xié)議。
月球和隕石中的鉑含量更高,因此在地球上經(jīng)火流星撞擊后火山噴發(fā)的區(qū)域會有較高的鉑豐度。這種礦藏具有商業(yè)開采價值,例如索德柏立盆地。
鉑的用途是做化學(xué)反應(yīng)的催化劑,這種催化劑通常是鉑黑。19世紀(jì)早期,化學(xué)家開始用鉑粉末對氫的點燃反應(yīng)進(jìn)行催化。鉑目前應(yīng)用于汽車的催化轉(zhuǎn)換器,使廢氣中低濃度未燃燒的碳?xì)浠衔锬軌蛲耆紵?,產(chǎn)生二氧化碳和水汽。在石油業(yè)中,鉑可以用來催化若干個不同的反應(yīng),特別是將石腦油催化重整為更高辛烷值的汽油。二氧化鉑(或稱亞當(dāng)斯催化劑)是氫化反應(yīng)的催化劑,特別用于生產(chǎn)植物油。鉑金屬可以很好地催化過氧化氫分解為水和氧氣的反應(yīng)。
按催化反應(yīng)類別,貴金屬催化劑可分為均相催化用和多相催化用兩大類。均相催化用催化劑通常為可溶性化合物(鹽或絡(luò)合物),如氯化鈀、氯化銠、醋酸鈀、羰基銠、三苯膦羰基銠等。多相催化用催化劑為不溶性固體物,其主要形態(tài)為金屬絲網(wǎng)態(tài)和多孔無機(jī)載體負(fù)載金屬態(tài)。金屬絲網(wǎng)催化劑(如鉑網(wǎng)、銀網(wǎng))的應(yīng)用范圍及用量有限。絕大多數(shù)多相催化劑為載體負(fù)載貴金屬型,如Pt/A12O3、Pd/C、Ag/Al2O3、Rh/SiO2、Pt-Pd/Al2O3、Pt-Rh/Al2O3等。在全部催化反應(yīng)過程中,多相催化反應(yīng)占80%~90%。按載體的形狀,負(fù)載型催化劑又可分為微粒狀、球狀、柱狀及蜂窩狀。按催化劑的主要活性金屬分類,常用的有:銀催化劑、鉑催化劑、鈀催化劑和銠催化劑。
均相催化劑的組成較單純,通常為某種化合物。多相催化用負(fù)載型催化劑的組成較復(fù)雜,通常由活性金屬組分、助催化劑及載體組成。助催化劑是添加到催化劑中的少量物質(zhì),它本身無活性或活性很小,但能改善催化劑的性能。載體是催化劑活性組分的分散劑或支持物。載體的主要作用是增加催化劑的有效表面,提供合適的孔結(jié)構(gòu),保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。常用的催化劑載體有Al2O3、SiO2,多孔陶瓷、活性炭等。