铂及铂族金属

十七、鉑及鉑族金屬

（一）鉑族金屬的性質、用途及礦產資源概況

鉑族金屬（platinum group elements，簡稱PGE）包括釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)六個元素。其中釕、銠、鈀為輕鉑族金屬（比重11~12），鋨、銥、鉑稱為重鉑族金屬（比重21.4~22）。鉑族金屬的合金具有耐高溫、耐磨擦的特性。在高溫下強度大，具有高延展性和低膨脹系數，熱電的穩定性好。

全世界鉑的儲量，主要分布在南非、蘇聯、加拿大、哥倫比亞、美國和澳大利亞等國。南非鉑產量占全世界的三分之二。鈀的主要產地是蘇聯，其次是南非。

（二）鉑族金屬的地球化學特徵

鉑族元素具有親鐵性，鈀、鉑、銠還具有親硫性，尤以鈀最明顯，因此易與鐵、鎳、鉛、銅、錫形成金屬鍵的化合物。Os4+、Ru4+、Ir4+、Ir3+高價離子易與硫、砷、銻、鉍、碲、硒等形成離子鍵化合物。在自然界鉑族元素獨立礦物較少，常見的有自然鉑和鉑族元素互化物。

鉑族元素在地函中含量較高，隕石內的含量平均為：Pt 2.0g/t，Pd 1.3g/t，Os 1.0g/t，Ir 0.7g/t，Rh 0.5g/t，Ru 1.3g/t。在地殼中，鉑族元素多富集於基性、超基性岩石中。在岩漿結晶分化作用過程中，鉑族金屬主要富集於鎂鐵質橄欖岩及純橄欖岩中，與鉻鐵礦共生；在蘇長岩、輝長岩中則與銅鎳硫化物緊密伴生。

在熱液作用中，鉑族元素表現出親硫性，常伴隨銅、鉬、鐵、鎳等元素遷移，在一定條件下以自然鉑型式包含於磁黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、鎳黃鐵礦、砷鎳礦等硫化物和硫砷化物中，但一般不具工業意義。表生作用過程中，鉑族元素礦物較穩定，在有利條件下可富集成砂礦，有時也可形成鈀華(Palladinite, PdO)和銻鈀華(Stibiopalladinite, Pd5Sb2)等次生礦物。

不同的鉑族金屬元素其地球化學特徵亦有差異：

鉑：是較穩定的化學元素，為鉑族元素中分布最廣的元素之一，在純橄欖岩中含量最高。在含鉑礦物中分布最廣的是鉑與鐵的合金，如粗鉑礦

[Polyxene, (Pt,Fe)，含Pt 80-88%，Fe 5-11%]，細鉑礦[Ferroplatinum, (Fe,Pt)，含Pt 71-79%，Fe 16-19%]，鉑銥礦[Platiniridum, (Pt,Ir,Fe)，含Pt 56-77%]。其次是鉑的硫化物－硫鉑礦[Cooperite, (PtS)，含Pt 80-82%]，砷化物－砷鉑礦[Sperrylite, (PtAs2)，含Pt 52-56%]和硫砷化物－硫砷鉑礦[Platarsite, (Pt,Rh,Ru)AsS]等。

鈀：有較高的活動性，主要含在超基性岩、基性岩中，在玄武岩中鈀比鉑含量高。鈀具有親硫性，在熱液作用階段，可含在黃銅礦（平均含Pd

1.02g/t）、鎳黃鐵礦（含Pd 1g/t）、磁黃鐵礦（含Pd 0.09g/t）、方黃銅礦等

硫化物及碲化物中。鈀鉑礦[(Pt,Pd)，含Pt 55-90%，Pd 7-40%]是最常見的含鈀礦物。

銥：在鉑族元素中化學性質最穩定，自然界中出現的銥礦物，以銥－鋨金屬互化物為主，常見於鉻鐵礦礦石中。

銠：具親硫性，常以硫化物形式存在，如硫砷銠礦[Hollingworthite, (Rh,Pt,Pd)AsS]，硫砷銥釕銠鉑礦[Irasite, (Ir,Ru,Rh,Pt)AsS]。

鋨：具親硫性，在鉻鐵礦礦石，銅鎳礦石及部分鉬礦石中含鋨。鋨常與釕、銥形成多種金屬互化物和硫砷化物，如六方銥鋨礦[Iridosmine, (Os,Ir)]、等軸鋨銥礦[Osmiridium, (Ir,Os)]、硫釕鋨銥礦[Rutheniridosmine Sulfide, (Ru,Os,Ir)S2]等。

釕：既有親鐵性，又有親硫性。在銅鎳礦石中的銅、鐵、鎳、鈷的硫化物內均含有釕。獨立礦物有硫釕礦(Laurite, RuS2)、硫釕鋨銥礦[(Ru,Os,Ir)S2]、硫砷釕礦[Ruarsite, (Ir,Ru,Rh,Pt)AsS]。

（三）鉑族金屬的工業礦物及礦石類型

1. 鉑族金屬的主要工業礦物

鉑族金屬礦物目前已發現有二百餘種，具工業意義的鉑族礦物主要有：

(1) 自然元素及金屬化合物：重要的有自然銥、等軸鋨銥礦、等軸鉑鋨銥

礦、銥鋨礦、自然鋨、釕銥鋨礦、自然鉑、粗鉑礦。

(2) 硫及硫砷化合物：這類礦物有硫鉑礦、硫鈀鉑礦、硫鈀礦、鉑硫鈀

礦、硫釕礦、鋨硫釕礦、硫砷銥礦、硫砷鉑礦等。

(3) 碲、碲銻及碲鉍化物：有黃碲鈀礦、碲鈀礦、碲鉑礦、碲鎳鉑鈀礦、

等軸碲鉍鈀礦等。

(4) 銻化物：主要有六方銻鈀礦(Sudburyite, (Pd,Ni)Sb)、銻鈀礦（或銻鈀

華）、豐灤礦（Fengluanite，即等軸砷銻鈀礦）等。

(5) 砷化物：有砷鉑礦、等軸砷鈀礦、砷鎳鈀礦、峨嵋礦[Omeiite,

(Os,Ru)As2]、安多礦[Anduoite, (Ru,Os)As2]等。

(6) 氧化物：鈀華。

鉑族金屬除少數獨立礦床外，大部分是從其他礦石中提取的。在鉻鐵礦礦石、銅鎳礦石的選礦中可回收較多的鉑族金屬礦物。

（四）鉑族金屬礦床類型及典型礦床實例

鉑的獨立礦床很少，原生礦床主要與基性、超基性侵入岩有關。鉑族金屬礦床分為以下幾類：

1. 岩漿型鉑礦床

鉑族金屬礦床與基性、超基性岩漿岩關係密切，所以常與銅鎳硫化物礦床、鉻鐵礦礦床、以及釩鈦磁鐵礦礦床伴生。鉑族金屬主要賦存於銅鎳硫化物礦石、鉻尖晶石類礦石或鈦磁鐵礦礦石中。

這類礦床的礦石中，鉑族金屬含量一般為幾到幾十g/t，根據與其伴生的礦床類型不同，可以把岩漿型鉑礦床分成以下幾類。

（一）含鉑銅鎳硫化物礦床

這類礦床是最有經濟意義的鉑礦床類型，在儲量上占首位。三十年代薩德伯里(Sudbury)是世界上最大的產鉑礦床，六十年代蘇聯在西伯利

亞發現了巨大的諾里爾斯克(Norilsk)含鉑銅鎳硫化物礦床，使鉑產量躍

居世界第一位。含礦岩體主要為二輝橄欖岩、富鎂的輝長岩、蘇長岩、

輝石岩類。

這類礦床中鉑族金屬成獨立礦物與銅鎳硫化物伴生，主要礦物有：鋨、釕、銥的硫化物，鉑、鈀的砷化物、碲鉍化物、銻化物、自然鉑、

自然鈀，六方銻鈀礦等。有時鉑族礦物也形成獨立礦體。

該類礦床分布廣泛，如中國雲南元謀－永仁銅鎳鉑礦床，南非布什