2021年5月广州期货交易所获得中国证监会批准，明确将铂、钯两个期货品种交由广州期货交易所研发上市。2023年6月28日，广州期货交易所在上海铂金周中国铂族金属市场峰会上，首次公开了铂、钯期货合约草案设计情况。2025年4月16日，广州期货交易所在苏州CLNB博览会上表示 2025 年将稳步推动铂、钯期货上市。2025年7月31日，广州期货交易所发布《关于就铂、钯期货和期权合约及相关规则公开征求意见的公告》，标志着铂、钯金属距离在我国期货市场上市又迈进一步。作为铂族金属的核心品种，铂与钯不仅在工业应用中具有重要地位，亦因其稀缺性和金融属性备受关注。今天，我们先后通过铂钯期货基础知识系列专题来了解和梳理铂和钯的基础知识及上下游发展现状，帮助投资者了解铂和钯产业链及潜在交易策略。
本文首先介绍了铂的基本属性和应用概况:铂钯均存在熔点高、硬度大、延展性好、电热性稳定、抗腐蚀优良、抗氧化能力强、催化活性良好等等特性，因此相互之间存在一定程度的替代作用，特别是铂和钯在催化领域有较高的替代性。其次，在应用领域方便，铂、钯均主要涉及汽车(主要是尾气催化剂)、工业(如石油化工、电子电气等)、首饰、投资等四大领。
一、铂金属简介
铂族金属(Platinum-GroupMetals，PGMs)，又称铂族元素，包括钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)六种金属元素，在元素周期表中属第5、6周期，与黄金白银相邻，且资源都极其稀缺，因此铂族金属与金、银统称为“贵金属”。铂族金属具有相似的物理化学性质，如熔点高、硬度大、延展性好、电热性稳定、抗腐蚀优良、抗氧化能力强催化活性良好等等，因此相互之间存在一定程度的替代作用，特别是铂和钯在催化领域有较高的替代性。
二、铂族金属的基本属性及应用概况
2.1 铂金的基本属性及应用
铂(Platinum)，是一种天然形成的白色贵金属，其化学元素符号为 Pt，原子序数为 78，铂属于铂系元素，原子量为 195.05，密度为 21.45g/cm3,熔点 1772℃，沸点3827℃。金属铂的反应活性很低，所以通常并不会引起危害。但是铂的所有化合物都有剧毒。铂早在公元前 700年就被人类发现，在人类使用铂金的2000多年历史中，它一直被认为是最高贵的金属之一。铂，以其亮白色的色泽和强金属光泽而闻名，具有密度高、熔点高、硬度大、延展性好等物理性质。其不仅密度高达 21.45g/cm，更在硬度上表现出色，达到 4~4.5的范畴，不易磨损的特性让铂金能够持久如新。其熔点高达约 1772℃，这使得它在高温环境下依然能保持稳定的性能。
铂金的可延展性是所有纯金属中最高的，胜过黄金白银，1克铂金便能拉伸出长达 2000米左右的细丝。其次，铂金化学性质稳定，具有良好的抗腐蚀性和抗化学侵蚀性，通常不会被氧化，不会与大多数酸(如盐酸、硝酸、氢氣酸)发生反应，仅能溶于王水(盐酸和硝酸的混合物)，但可被各种卤素、氰化物、硫和苛性碱腐蚀，铂的导热和导电性能良好。
此外，铂的密度较大，具有良好的耐腐蚀性和高温稳定性，适用于高温环境和特殊应用，铂具有较高的化学稳定性,不与普通酸反应,但能缓慢地溶解于王水中生成氣铂酸(HPtCle)。在空气中，铂能长期保持光泽,但在高温下会与氧气反应生成挥发性的氧化物。铂还具有强烈的络合倾向，容易形成配位化合物，如[Pt(NH;)2]Cl;和 K[Pt(NH;)Cls]。铂与卤素单质反应可以生成相应的卤化物，如四氯化铂(PtClg)。。
铂金因其良好的物理性质和稳定的化学性质，在汽车、工业、珠宝制作和投资等领域具有广泛的应用。其中，铂金在汽车、工业领域主要作为催化剂，在珠宝领域主要作为首饰原料，在投资领域则因其稀缺性具有一定投资价值。
铂金的高催化活性和稳定性使得它广泛应用于加氢和脱氨反应，尤其是作为一种极佳的催化剂，铂金在汽车、工业等领域具有不可替代的作用。在汽车行业中，铂金堪称“环保卫士”，因为在汽车催化转换器中，铂金作为内燃机汽车尾气催化剂的组成部分，能够有效转化90%以上汽车尾气排放中未燃烧的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氨氧化物(NO)等有害物质，进而最大程度地降低汽车尾气排放对空气造成的污染。此外，在石油化工领域，铂金同样大显身手，如在油炼制过程中，铂金催化剂被用于重整和异构处理，为汽油燃料的生产提供所需的更高的辛烷成分，进而提高产量和品质:在化工方面，铂网催化剂在硝酸生产中转化效率高达 96%-98%。
在玻璃工业中，铂铑合金漏板是超薄玻璃基板生产的核心耗材。在电子工业中，铂是制造电子元器件的关键材料，它被用于制造电子元件、电触点等，凭借出色的导电性和稳定性，保障电子产品稳定运行。且铂金航天航空、医药等领域也有着重要应用如在医疗器械制造方面，由于铂金具有良好的生物相容性，常被用于制作心脏起搏器、人工关节等。
在珠宝领域，铂金因其独特的白色光泽、稳定性和不易褪色变色等，成为珠宝制作中备受青睐的金属材料。铂金首饰不仅具有高雅、华贵的外观，还能长时间保持光泽，深受消费者喜爱。在投资领域,“物以稀为贵”，铂金作为一种稀有的贵金属，兼具工业金属和贵金属双重属性，具有较高的投资价值。投资者可以通过购买铂金条、铂金 ETF 等产品参与铂金市场，实现资产的保值增值。
目前，市场上流通的铂金主要有铂金条(锭)、海绵铂、颗粒铂等几种形式。其中，铂金锭的纯度通常为 99.95%，常用于贵金属投资和储备，常见于银行和贵金属交易所的现货市场。
2.2 铂金质量标准和分类
国家标准《铂锭》(GB/T37653-2019)是2019年6月4日实施的一项中华人民共和国国家标准，该标准规定了铂锭的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量证明书和订货单(或合同)内容，该标准适用于以各种含铂原料生产的铂锭。按照 GB/T18035 表示方法的规定,铂锭按铂化学成分分为3个牌号:IC-Pt99.99、IC-Pt99.95.IC-Pt99.9。
国家标准《海绵铂》(GB/T1419-2015)是2015年9月11日实施的一项中华人民共和国国家标准，该标准规定了海绵铂的要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存、质量证明书及订货单(或合同)，该标准适用于海绵铂产品。
海绵铂按铂的含量分为3个牌号:SM-Pt99.99，SM-Pt99.95，SM-Pt99.9.
海绵铂的化学成分
2.3 铂金一般可分为纯铂金、铂合金两种。
(一)纯铂金
纯铂金又称“足铂金”指铂金含量不低于 99%即含铂量千分数不低于 990的铂金材料。纯铂金是指含铂量或成色最高的铂金。其白色光泽自然天成，不会褪色，可与任何类型的皮肤相配，强度是黄金两倍，韧性更胜过一般的贵金属。
纯铂金具有较好的加工性能，可制作成所需的块状及拉成所需的丝条。因为纯粕金太软不能牢固地嵌紧晶石。为了提高铂金的硬度(适合铸造)及手工加工的需求，许多国家的饰品材料公司在纯铂金中，适当加入除铂之外的铂族元素和其它金属，便能获得理想的首饰制作材料。
从铂金的工业用途来看，有以下几点分类。
(1)自然铂:含有铁铱、钯等杂质铂矿物，呈银白色或暗灰色，属于等轴晶系，是不规则的粒状或鳞片状结合体，密度为 13.35-19g/cm，富有延展性。化学组成:铂晶体属等轴晶系的一种自然元素矿物。除含铂外自然铂常常含铁，含铁量达 9%时称为“粗铂矿”，更大时称为“铁铂矿”,最多可达 28%。还常含镍、金、铜、钯、铱和铑等,铂金钻石戒指最高含量可达 21.8%-30.0%,铱 27.79%-29.0%。
(2)海绵铂:含铂质量分数大于或等于 99.9%的灰色海绵状金属，按铂的含量分为3个型号:SM-Pt99.99、SM-Pt99.95和SM-Pt99.9。一般用火法及温法冶炼制取。
(3)高纯海绵铂:含铂质量分数大于或等于99.995%的灰色海绵状金属,它含量分为2个型号SM-Pt99.995和 SM-Pt99.999。一般从各类含铂物料中经分离提纯后制取,供化学工业、电气仪表、精密合金及测温材料等使用。
(4)极细铂粉:含铂质量分数大于或等于99.95%,平均粒径 7.0pn,松装密度为 0.4-0.7g/cm3振实密度为 0.71.1g/cm3。
(二)铂合金
虽然铂硬度比黄金高,但镶宝石尚显不足,必须加入其他金属制成铂合金方能用来制作饰品。铀合金是指铂与其他金属混和而成的合金如与钯、铑、钇、钌、钻、饿、铜等混和。饰品业使用铂钌合金和铂跋合金较多，在欧洲和香港使用铂钻合金铸造在日本用铂钯合金制造链条。国内铂金饰品一般是由纯铂金加工铂族合金制成,常加入的金属为钯、铑、铱等贵金属其中的铂金纯度一般均高达 90%以上。铂金的白色光泽亮白自然,常常配戴也不会褪色。国家规定只有铂金含量在 85%及以上饰品才能被称为“铂金饰品”，并必须含有“Pt”。
在铂金中加入非铂金元素主要目的有:①提升铂和金的硬度:②一般情况下减少铂和金的点:③加入铱、钌的铂合金，冷作硬化性能较好，适合机械加工:④加入钯的铂合金适用于加工铸件和手工制做。
铂合金主要有以下几点合金方式。
(1)铂铱合金。铂铱合金是指由铂与铱组成的合金，是最古老的铂合金，据说这种合金被用于制作皇冠。铂基含铱的二元合金，是最好的铂合金饰品材料。铂铱合金高温下为持续固溶体缓冷至700-975°C时发生固相分解，但相平衡过程进行得很慢。颜色呈银白色，很强金属光泽，密度较大,化学性质平稳,铱易挥发和氧化,能显着地提升铂的耐腐蚀性。该合金具有高硬度、高熔点、高抗腐蚀能力及低回路电阻等特点。
根据铱和铂的含量不同，一般可分为以下3种:①含 10%铱的铱铂合金密度为 21.54，溶点为1788°C:②含 15%铱的%铱铂合金密度为 21.59，溶点为 1821°C:③含 5%铱含量的铱铂合金,密度为 21.50 燃点为 1779°C。
(2)铂银合金。铂银合金强度大、弹性好、电阻系数小、热电势低、耐熟、抗腐蚀、无磁质量稳定。铂银合金冶炼和加工都很困难，一般用高频感应加热炉冶炼，铸锭须经均匀化后制作成板片和线缆等。
(3)铂铜合金。在铂金里加入铜变成合金，会很快硬化，也不会因为退火而表层变色是适合手工加工的铂合金。高温下为持续固溶体，低温下，在 3%~93%铜成份范围内存在有序转变，构造由立方晶格变成菱方晶格，导致合金显着加强，有PtCu2.5，PtCu5，PtCu8.5，PtCul5和PtCu25等合金。用高频炉或中频炉熔炼，铸锭须在均匀化后，加工成材。主要用于制造电器接点和电阻材料。PtCu2.5和PtCu8.5适用作电位计绕组。
(4)铂钌合金。以铂基含钌的二元合金，有 PtRu4，PtRu5，PtRu10 和 PtRul4 等合金牌号。钌大大提高抗王水和新生态氯气腐蚀能力。抗变色能力很强。在 900C以上钌选择性地氧化和挥发。用高频炉氩气保护熔炼。14%~15%Ru的合金可加工成材，大于 18%Ru 的合金难加工。PtRu8 和PtRu10 合金宜用冷加工工艺。用作中等和重负荷电接点，PtRu10也用作电位器绕组材料。此外，还用作笔尖、顶针座、唱机针，化学电极以及首饰制品等。
(5)铂钯金合金。是钯基添加铂和金的三元合金,高温下,为连续固溶体,约在 1250℃以下在靠近铂金一侧开始出现两相区，随着温度降低，两相区逐渐扩大。有 PdPtAu7.7-36.9、PdPtAu143和PdPtAu31-14等合金。PdPtAu7.7-36.合金作为热电偶负极与PtPdRh38-5配对,E1425°C=55.62mV设两种作为热偶正极与 AuPd35 配对,在 1400℃工作 2008h,热电势仅变化 0.44%,在 100℃ 1250℃热循环 20500 次，也只变化 0.8%。用熔铸-压力加工方法制取。用作高温热偶材料，可在 1200℃以上温度下长时间工作，具有抗震性、抗氧化性、抗沾污能力、灵敏度高、高温热电势很稳定。如在Aupd35 加0~0.99%铂还可进一步提高高温稳定性。
(6)铂钻合金：在铂金里加入钻，铂与钻可无限相溶，硬度快速上升，其固溶体为立方面心晶格，缓冷至 833°C,合金内开始出现有序转变。和铂钯合金相比,铂钴合金硬度更高。熔化后的金属流通性较好，并且钻的自身脱氧效果不错，针眼很少，是一种适合锻造的合金。铂钻合金带磁极强磁稳定性较高耐溶剂腐蚀性很好,氦氧化钾和热硫酸都不能把它腐蚀。是以铂为基的二元合金。
在高温下，铂与钻可无限互溶，其固溶体为面心立方品格，缓冷至 833℃，合金内开始出现有序转变。典型合金为 PtCo23.3，磁性极强，而且磁稳定比较高，磁各向同性。耐化学腐蚀性很好，氢氧化钾和热浓硫酸都不能腐蚀。剩磁0.64~0.83T,矫顽力 381.9~389.8kA/m,最大磁能积 73.6kJ/m3.最高可达 120kJ/m3，密度 15.5g/cm3，硬度 1961~2059MPa，电阻系数 42.4X10-2Q·mm2/m线膨胀系数 9.3X10-6/℃，弹性模量 196000MPa。用真空高频炉熔炼，加工性良好可加工成片线、管材。PtCo23.3是性能优良的永磁体，主要用于航天、航海、航空仪表、计测仪、电子钟表.磁控管等。
(7)铂金合金：以铂为基添加金所组成的铂合金。铂金合金在凝结时的环境温度很大，所以很难产生均一的成分需要从高温状况下进行急速冷却，不然会产生硬、脆的材料。在固相线以下高温区为连续固溶体，在 1250℃以下的广泛区域内存在固相分解a=a1+a2;在固溶度曲线范围内900℃以下存在调幅(Spinodal)分解，形成调幅结构。金与铂分别是铂与金的强化元素，添加少量就能使强度迅速增高，延伸性能明显降低。金对铂的强化效果远高于铂对金的强化效果。
在两相区内，经高温充分固溶处理的均匀合金时效强化效果显著，而非均匀合金时效强化效果较弱。调幅分解进一步提高力学性能。随着溶质浓度增高，合金的电阻率和对金热电势增大,电阻温度系数和导热系数减小,并约在等原子比例合金上达到最大(最小)值。在 1100℃以上金从合金中优先挥发并在表面形成薄层富金合金。富金合金可耐大多数酸腐蚀,但可被王水和氰化物溶液溶解:富铂合金不仅耐大多数酸腐蚀，也耐熔融玻璃浸蚀,金显著提高熔融玻璃对铂的浸润角。铂金合金凝固时均有强的偏析倾向，铸锭需长时间均匀化并采用热加工开坯。含 30%~40%和 5%~10%铂的富金合金主要用来制造人造纤维喷丝嘴，多种仪表元件和实验室器皿:含少量金的富铂合金可制作玻璃纤维喷丝嘴和坩埚器皿:铂金合金还可作成各种薄膜与厚膜元件。
铂分类
三、铂钯常见产品与质量标准
铂金与钯金最为常见的流通产品为金属锭或板材的形态，当前全球的铂钯现货定价中心——伦敦铂钯市场协会（LPPM）与期货定价中心纽约商品交易所（NYMEX），均要求铂金和钯金的交割品应以金属锭或金属板的形式进行交割，且纯度至少需达到99.95%。国内方面，2003年上海黄金交易所即开启了铂金现货交易，上海黄金交易所逐步成为我国铂金现货定价中心，但目前国内尚无钯金现货定价中心。从上海黄金交易所的交割要求来看，对于铂金的质量要求沿用了市场普遍要求，即LPPM、NYMEX和东京工业品交易所（TOCOM）认可的合格铂锭供货商生产的标准实物即可交割，此外，上海黄金交易所认定的合格供应商产品也可交割。
伦敦铂钯市场协会(LPPM)交割要求
铂金和钯金还以海绵状金属形式流通，主要是因为海绵状的铂和钯具有极高的比表面积，能够加快物理化学反应的过程。而从供需两端来看，海绵状的铂金和钯金本就就是部分生产流程所产出的产品，而下游需求也有很大部分直接需要使用海绵状的金属形态。海绵铂和海绵钯没有成为定价品种更多是由于历史原因，其极易拆分混合的特性使得交割过程风险增加。不过，随着市场进步，当下有了更多保障交割流程的技术手段，因此广期所拟上市的铂金期货和钯金期货创新性地将海绵状的金属形态也纳入了交割范围，更加方便于产业链上下游参与市场。
各市场部分交割要求对比
四、铂的应用领域
金属铂在催化剂、传感器、抗癌药物、石油精炼、电子设备制造等领域有着广泛应用。如用于生产计算机硬盘以增加多层陶瓷电容器和混合集成电路中的存储容量;生产玻璃，用于制造液晶显示器;用作牙齿修复材料等。
(一)铂基催化剂
铂基催化剂根据其是否含其他金属主要分为“纯铂催化剂”和“铂合金催化剂”。纯铂催化剂活性高、稳定性好，在实际工业中已经可以量产。但是纯铂催化剂成本过高，制约 PEMFCs 的商业化发展。铂合金催化剂能够有效降低铂载量、提高催化剂活性，还处于实验室研发阶段，制备工艺较为复杂，结构性能一致性较差，难以量化生产。
(1)汽车尾气及豪华汽车装饰
特别是在汽车尾气净化方面,铂金发挥着至关重要的作用,成为全球铂金需求的第一大部门。铂金是汽车尾气净化系统中最关键的成分，它能够有效减少氮化物的生成，进而降低汽车尾气中多种有害气体的排放。这一技术不仅有助于提升汽车行业的环保性能，还为铂金在汽车行业的应用开辟了更广阔的市场空间。全球铂金汽车尾气催化剂年均占总需求的38.44%。
(2)电子与电池领域
在电子领域，铂金凭借其出色的导电性和稳定性被广泛应用于电子器件的制造中。无论是集成电路、传感器，还是电池电极，铂金都是关键材料，为电子产品的性能和稳定性提供了重要保障。全球铂工业用途年均占全球总需求的 18.98%。
燃料电池是一种能够将氢气和氧气通过化学反应转化为电能的装置。而铂金，作为燃料电池中的关键催化剂,能够显著提升这一化学反应的效率。通过使用铂金催化剂,燃料电池能够更高效地转化氢气和氧气，进而产生电能，为新能源领域的发展贡献力量。
(3)化工行业
在化工行业中，铂金也发挥着重要作用。其独特的化学性质使得铂金成为许多化学反应的理想催化剂，特别是在氢化、脱氢和氧化等过程中，铂金展现出卓越的催化效能。同时，铂金还用于制造化工设备，其高耐腐蚀性和耐高温性确保了设备的稳定性和安全性。
(二)医疗用途
铂金在医疗行业中也发挥着至关重要的作用。其独特的物理和化学性质，使得铂金在医疗领域有着广泛的应用。例如，铂金可以用于制造医疗器械，包括手术刀、导管等，其耐腐蚀性和生物相容性能够确保医疗器械的长期使用和患者的安全。此外，铂金还用于制造牙科材料，如牙冠和牙桥，其美观度和耐用性深受牙科医生的推崇。同时，铂金在药物输送和生物传感器方面也展现出卓越的性能，为医疗行业的进步贡献了重要力量。
铂类抗癌药物是癌症化疗中不可缺少的药物，临床上对卵巢癌、前列腺癌、睾丸癌、肺癌等多种实体肿瘤都有非常明显的疗效。上市的铂类抗癌药物有四种:顺铂、卡铂、奥沙利铂和奈达铂，还有一些正在研制阶段的新药，比如环铂、乐铂、硫铂等。不同的药物特点不同，作用效果也不尽相同。
(三)珠宝首饰
铂金常用于婚戒、订婚戒指、项链、耳环等珠宝首饰的制作。由于其耐久性和独特的光泽，铂金饰品通常被视为高端珠宝的代表。铂金婚戒特别受到欢迎，因为它象征着永恒的爱情。全球铂金首饰年均占总需求的 30.06%。
(四)中国对铂的需求
我国铂金年均需求为 71.2t，占全球需求总量 的 28.08%，其中首饰的需求总量占比最大,2014年 其占比为国内需求总量的 77.38%。
五、铂的生产工艺
(一)铂的提炼制备方法
铂族金属几乎不会以单一金属的形式存在，几种铂族金属通常会共存,有时也包括铜、镍和铬等基本金属。铂钯需要经过一系列复杂的物理和化学工序才能被提炼、加工和提纯，即开采矿石、汰选集中得到精矿、熔解得到铳以及精炼得到高纯金属。铂族金属矿的开采主要来自 400 米至 2000米深的地下矿山，露天矿山的开采量不到 20%。开采出的矿石经过碾碎、研磨和泡沫浮选得到精矿，在这一过程中，4E金属(铂钯铑和黄金)的浓度会从 2-6克/每吨矿石，增加到大约 300 克/每吨精矿。
精矿会在熔炉里经过干燥和再加工，然后被送进温度高达1500℃的加热炉中加热，得到中间物质铳(各种金属硫化物的互溶体)。熔炼后，铳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。钪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。
提炼基本金属后的含铂族金属的阳极泥用王水溶解，钯、铂、金均进入溶液。用盐酸处理以破坏亚硝酰化合物，然后加硫酸亚铁沉淀出金。加氯化铵，铂呈氯铂酸铵沉淀出，煅烧氯铂酸铵可得含铂 99.5%以上的海绵铂。往分离铂后的滤液中加入过量的氢氧化铵，再用盐酸酸化，沉淀出二氯二氨络亚钯形式的钯，再在氢气中加热煅烧可得纯度达 99.7%以上的海绵钯。海绵或颗粒状的铂钯用于工业应用，可通过高频感应电炉熔化制得金属锭，用于储存或投资。
随着砂铂矿资源日渐减少，且因近代有色金属工业发展,20世纪50年代以来铂族金属部分转向从铜镍硫化共生矿或炼铜炼镍副产品中提取。铜镍硫化共生矿在火法冶金时，精矿中所含的铂族金属 90%以上可富集于铜镍冰铜钪中。把这种合金硫化熔炼，用盐酸浸出分离镍,用控制电位氣化法分离铜，产出含铂族金属更富的铜镍合金。将此合金铸成阳极，进行电解时，铂族金属进入阳极泥，然后提纯得到高纯铂族金属。
具体开采过程如下所示:
(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。
(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。
(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°℃的加热炉中加热。熔炼后，铳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:铳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。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。
铂矿开采和精炼流程
因此，铂的生产方法大致可以分为两步，首先进行富集，得到铂族金属合金;再进行分离、提纯才能得到铂。目前，Fe-PGMs 深度富集技术包括:雾化-酸解法、碱熔-浸出法、碎化-酸解法、吹氧法、电解法。分离、提纯铂的方法有电解法、氯化法、干法制造。
(二)铂族金属的富集方法
(1)雾化-酸解法。雾化-酸解法是将Fe-PGMS合金融化后雾化制粉，得到Fe-PGMs 粉末，再用无机酸(硫酸、盐酸)溶解 Fe，过滤后得到 PGMS 富集物。此时 PGMs 富集物中 PGMs 含量约80-90wt%，还含有C、Si等杂质，因此还需要除C和Si。此方法操作简单，是目前国内PGMS 回收企业常用的富集方法，但废水量大、效率低、Si难被去除。
(2)碱熔-浸出法。碱熔融-浸出法是以 NaNO3、NaOH、KOH 等强碱或碱性强的钠盐作为添加剂，一定温度下与 Fe-PGMs 充分反应，破坏致密的硅铁合金相结构，使其转变为易于溶解的盐。焙烧产物酸溶除 Fe，过滤得到 PGMs 富集物。碱熔融-浸出法操作条件温和、回收效率高、能去除Si杂质，但溶解过程中会产生硅酸钠胶体，阻碍后续液固分离。
(3)碎化-酸解法。碎化-酸解法是将 Fe-PGMS 合金与 Zn、A|等贱金属共同熔炼，形成易碎化(粉化)Fe-Zn-PGMs或 Fe-AI-PGMS。将碎化产物用无机酸溶解，过滤得到PGMS富集物。Zn 碎化Fe-PGMs 原理是高温下 Zn 侵蚀 Fe-PGMS合金，加速了表层Fe 的氧化，02 通过疏松氧化层扩散至基体内部，与碳化物反应后形成裂缝，挥发的 zn 蒸气进入裂缝后氧化成 Zn0 致合金内部应力增大，加速了合金的破碎，最终达到 Fe-PGMS 合金碎化的目的。该工艺绿色环保，易于操作，但碎化过程引入了锌，增加了后续溶解所需酸用量。此外，由于碎化后 PGMS 活性高，无机酸可以将高活性PGMS部分溶解，导致PGMS分散。
(4)吹氧法。吹氧法是将Fe-PGM合金熔化，向熔体中吹入氧气，使 Fe、c、si氧化形成氧化物，这些氧化物与造渣剂结合形成熔炼渣浮于熔体表面。吹氧熔炼结束后，熔体倾倒出来得到PGMS 富集物和熔渣。此方法可以进一步将 Fe-PGMs 富集 10-20 倍。但是此方法需要更高的吹氧温度(1600-1800℃)。尤其是当Fe-PGMs 中的碳被氧化后，金属熔点急剧升高甚至发生凝固，影响吹氧富集。吹氧法具有处理量大、效率高的优点,但吹氧温度高，炉体耐火材料和吹氧枪损耗快,成本高。
(5)电解法。电解法则是根据 PGMs电极电位比 Fe 高的特点，将Fe-PGMs 作为阳极，惰性材料(石墨或钛)作为阴极，通电后阳极Fe迁移至阴极，PGMS富集在阳极泥中。上述方法不耗酸，无废液产生，能同时回收Fe和PGMS，较为环保，但目前研究相对较少。
(三)分离、提纯铂
(1)电解法。电解法是一种利用电解原理提取铂金的方法。该方法通过电解含铂溶液，使铂离子在阴极上析出金属铂。采用电解法来提炼铂金,可将铂金溶液中的金和其他金属分离开来，以获得纯净的铂金。电解法具有操作简单、提纯度高、产量大等优点，但同时也存在能耗较高、需要大量电解质等缺点。
电解法生产铂的基本流程
(2)氯化法。氯化法是一种常用的铂金提炼方法。该方法是将矿石中的铂金转化为氯化物。再通过蒸馏等方法得到金属铂。
先将物料放入玻璃反应釜内，加少量水润湿，缓慢加入盐酸，接通导热油开始加热至沸腾，加入硝酸，溶解开始，反应非常剧烈，视反应情况，缓慢补加硝酸，注意反应滞后，冒缸，等液面较为平稳时，，再补加少量硝酸，溶解结束后，继续加热浓缩，趁热加入试剂A进行赶硝作业，直至无黄烟冒出时为终点。化学反应方程式为:
3P+4HNO:+18HC1-3H,PtC1.+8H0+NO 个
过滤除去不溶物，滤出铂的溶液，控制含铂50-80克/升。操作时，将溶液煮沸，加入固体氯化铵，搅拌使之充分溶化反应，这时有黄色氯铂酸铵沉淀析出，静置半小时后取 40 毫升上清液过滤，加固体氯化铵搅拌，没有黄色沉淀，说明氯化铵已加够量。实践表明，溶液中铂的浓度在 50克/升以上时，直收率可达99%。其化学方程式为:
H,PtC1.+2NH,CI⇋(NH),PtC1 ↓ +2HCL
过滤，滤饼用盐酸酸化(PH=1-2)的5%的氯化铵水洗涤不少于5遍，以滤液变白为止，抽干称重，黄饼压实抽干后含铂 30%。氣铂酸铵放在高铝瓷坩埚中放入马弗炉中煅烧,煅烧后的料称为一次粗铂，称重送铂的精制。化学方程式为:
3(NH)PtC1.⇋3Pt+16HCL+2NHCI+2N₂个氯化法具有操作简单、提纯度高、产量大等优点，但同时也会产生大量废气和废水，对环境造成一定污染。
氯化法生产铂的基本流程
(3)干法制造。工业生产可从矿石用干法制造。将矿石中的铂金进行高温焙烧，使其转化为氧化物或氯氧化物，再与还原剂反应得到金属铂。以铂碳为例,从铂碳中利用干法提取铂就是通过高温煅烧铂碳来分离铂和碳,在此过程中,高温使碳氧化为二氧化碳并排出,而铂由于它的高熔点而保持金属状态。焙烧法具有操作简单、能耗低等优点，但同时也存在提纯度较低、产量小等缺点。
干法制造铂的基本流程
(四)铂的精制
1、一次粗铂溶解
王水溶解→浓缩→赶硝→加水稀释→过滤→氣化铵沉铂→氣铂酸铵→煅烧→二次粗铂
2、二次粗铂溶解
将二次粗铂掰碎，放到玻璃反应釜中加热溶解，此过程比较快，溶解完毕，溶液呈清亮的橙红色，将上述溶液蒸发浓缩到一定体积时，会冒出大量黄烟,，烟少点时，玻璃反应釜壁出现液珠,玻璃反应釜颜色为深褐色，液珠距液面10公分高，此时赶硝，一直赶至冒白烟为止。
降低温度，开始转钠盐，氯化钠要缓慢加入，防止溢缸，边加氯化钠边搅拌，一直将氣化钠加完，同时应加入氧化剂溴酸钠，使钯保持高价状态而水解，形成过滤性能较好的沉淀。开启加热，煮 20-30分钟，关掉加热器。化学反应方程式为:
H,PtCl.+2NaCI-Na,PtCI.+2HCI
缓慢加水稀释降温，注意冒缸，水加完后，充分搅拌使钠盐溶解，过滤，将滤液转入桶内进入水解步骤。
3、水解
(1)提前配制烧碱溶液备用
(2)缓慢加入烧碱溶液，搅拌，加至PH=9并稳定PH=9 为止，此过程一般不少于2小时。过滤，水解渣颜色为铁锈红色，略混，单独存放。
(3)第二次水解:过滤后的母液PH值=6.5-7，第二次加碱调 PH 值=9，过滤。
(4)去钯:首先取样化验母液中的钯含量，计算出母液中钯的克数，然后调母液 PH值，再加入配制好的试剂B沉钯，半小时后进行过滤，如果溶液中只有铂时，不用此过程。
(5)过滤与赶澳:净化富集了铂的滤液，要进行赶澳。操作时，先用盐酸酸化至 PH=0.5,然后加热至沸，使澳化物分解生成气态的HBr和Br2与溶液分离。
4、沉淀氯铂酸铵:配制饱和的氯化铵溶液，加氯化铵饱和溶液前，首先用盐酸调 PH，使铂从+2 价转化为+4 价，加氯化铵饱和溶液沉淀氯铂酸铵。沉淀用酸化(2%)的氯化铵(5%)水来漂洗洗至滤液颜色发白即可。
5、煅烧:将洗好的黄饼抽干，放到高铝坩埚中并转入马弗炉烧。
6、酸煮海绵铂:将烧好的海绵铂掰碎，越碎越好，放到烧杯中，用1:1的盐酸溶液煮沸1小时，漂洗至块状铂中间呈中性为止，抽干进烘箱105 度烘干。
7、成品海绵 99.9%铂称重入库。
精制铂的基本流程
六、废料中提取铂
铂催化剂回收说的是从使用过的催化剂中提取纯铂的过程，在铂催化剂的回收过程中，主要采用湿法提取和热法提取两种技术，那么下面我就好好跟大家介绍一下这两种技术。
湿法提取是通过化学方法将铂从催化剂中溶解出来。在铂完全溶解后，接下来的步骤是通过化学沉淀或电化学手段从溶液中回收铂，然后通过热处理和熔炼步骤提炼出较纯的铂金。
热法提取则涉及在高温下直接对含铂的催化剂进行熔炼处理。这一过程要求在非常高的温度下进行，保证铂能够从原料中被有效分离出来。
这两种回收提炼方法各有它的适用场景和优势。湿法提取适合于铂含量较低或杂质多的催化剂，能够在较低温度下进行，操作更为精细。而热法提取适合于铂含量高、需要快速处理大量材料的情况，可以有效减少处理时间。
(一)湿法提取
金属铂作为一种重要的贵金属，因其优异的催化性能、耐腐蚀性和高温稳定性，在化工、汽车、电子、医学等领域有着广泛的应用。铂的萃取工艺是实现其高效回收与提纯的关键技术之一。本文将详细介绍金属铂的萃取工艺，包括工艺流程、关键技术和应用前景。
(1)铂废料预处理
铂的萃取通常从含铂废料开始，这些废料可能来自于工业催化剂、电子元件、珠宝等。首先.需要对废料进行预处理，以去除杂质并提高铂的浓度。预处理步骤主要包括:
第一，粉碎与筛分:将废料粉碎成细小颗粒，以增加反应表面积。
第二，酸洗:使用浓硝酸等强酸，在加热条件下溶解废料中的贱金属(如铜、铁、镁等)，从而与铂分离。
第三，过滤与洗涤:过滤去除不溶性杂质，并用清水洗涤滤渣以去除残留酸液。
(2)王水溶解
王水(浓硝酸与浓盐酸按一定比例混合)具有极强的氧化性，能够溶解大部分贵金属。将预处理后的铂渣加入过量王水中，加热溶解,除去浓硝酸后得到铂浓缩液。王水溶解过程中需严格控制温度和时间，以避免铂的损失。
(3)溶剂萃取
溶剂萃取是铂族金属分离的关键技术之一，通过选择合适的有机萃取剂，可以将铂从其他贵金属和杂质中分离出来。具体步骤如下:
第一，选择萃取剂:常用的铂萃取剂包括 N-2-氯苯基-N’-苯甲酰基硫脲和磷酸三丁酯，这些萃取剂对铂具有较好的选择性和萃取能力。
第二，有机相制备:有机相通常由萃取剂和稀释剂组成，稀释剂可以选择甲苯、正辛烷、异戊醇或正十二烷等。
第三，萃取操作:将有机相与铂浓缩液充分混合，通过调节pH值(通常控制在 4-5)和温度(80-85℃)，使铂选择性地转入有机相中。萃取过程通常在多级串联的设备中进行，以提高萃取效率。
第四，分相:萃取结束后，静置使有机相和水相分层，分别收集有机相(负载有机相)和水相(萃余液)。
(4)反萃取与还原
反萃取是将负载有机相中的铂重新转入水相的过程，具体步骤如下:
第一，调节酸度:使用盐酸调节负载有机相的酸度，通常控制盐酸浓度为0.8-1.2mol/L。
第二，反萃取剂:常用的反萃取剂包括硫脲，其浓度通常为0.5-0.8wt%。
液。
第三，反萃取操作:将调节好酸度的负载有机相与反萃取剂充分混合，静置分相后收集反萃
第四，还原:向反萃液中加入还原剂(如盐酸肼、水合肼或甲醛)，加热煮沸，使铂从溶液中还原析出，形成黑色的海绵铂。过滤、洗涤、煅烧、冷却后即可得到高纯度的铂粉。
(5)应用与发展前景
随着科技的发展和对环保要求的提高，铂的需求量不断增加，其萃取工艺也在不断改进。未来，铂的萃取工艺将朝着以下方向发展:
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第一，开发高效、环保的萃取剂:新型萃取剂应具有更高的选择性和萃取效率，同时减少对环境的影响。
第二，优化工艺流程:通过优化工艺流程，缩短处理时间，提高金属回收率，降低生产成本。第三，拓展应用领域:随着新能源、环境保护等领域的快速发展，铂的应用领域将不断拓展其萃取工艺也将迎来新的机遇和挑战。
总之，金属铂的萃取工艺是一个复杂而精细的过程，涉及到化学、物理等多个学科的知识。通过不断的技术创新和工艺优化，可以实现铂的高效回收和提纯，为工业生产和科学研究提供高质量的铂材料。
废料提取铂的工艺流程(以废铂钨合金为例)
(二)热法提取
氧化焙烧温度对废钯铂碳催化剂回收影响大。
通常焙烧温度在 400℃-600℃较为适宜。空气流量是氧化焙烧过 程关键参数之一。合适空气流量能保证充分氧化反应进行。一般每克 催化剂空气流量需达 10-20L/h。废钯铂碳催化剂颗粒大小影响焙烧 效果。较小颗粒能增大与氧气接触反应面积。理想颗粒粒径在 0.10.5mm 之间。
氧化焙烧时间不同回收效果存在差异。
一般氧化焙烧时间控制在 2-4小时。焙烧设备材质会影响催化 剂回收效率。选用耐高温耐腐蚀材质设备很重要。例如不锈钢材质设备较为常用。反应炉内压力对氧化焙烧有一定作用。常压下多数氧化焙烧反应能正常开展。部分特殊情况需在微正压下进行焙烧。催化剂中钯铂含量不同焙烧策略有别。高含量钯铂催化剂焙烧条件更严苛。 碳载体在氧化焙烧中会发生氧化反应。
控制碳载体氧化程度对回收很关键。氧化焙烧环境的湿度可能影 响回收。尽量保持干燥环境利于反应进行。相对湿度控制在30%以下为 宜。不同批次废钯铂碳催化剂性质有差异。需根据实际情况调整氧化 焙烧参数。升温速率对氧化焙烧过程影响明显。合适升温速率在 510℃/min 之间。降温方式也会对催化剂回收有影响。缓慢降温有助于 稳定回收产物结构。
氧化焙烧过程会产生一定废气。需配套废气处理设备确保环保。废气中可能含有一氧化碳等污染物。催化剂预处理能提升氧化焙烧效果。比如采用酸洗等方式去除杂质。氧化焙烧过程中可能出现烧结现象。要注意避免烧结影响回收质量。不同来源废钯铂碳催化剂成分有不同。针对不同成分制定专属焙烧方案。氧化焙烧法回收钯铂成本需 控制。合理优化工艺可降低成本提高效益。
废铂催化剂的氧化培烧法(以废铂铼催化剂为例)
七、铂生产成本
铂族金属(PGMS)是地球上最稀缺、工业价值最高的金属之一。它们不仅是汽车尾气催化转化器的核心材料(占全球用量的 40%)，更是氢燃料电池质子交换膜、半导体蚀刻靶材、抗癌药物的关键成分。据美国地质调查局(USGS)数据，全球已探明铂族金属储量仅约7万吨，其中南非独占 63%，俄罗斯占 11%。
然而，传统提纯工艺面临两大痛点:
第一，矿石品位极低:南非布什维尔德矿区(世界最大铂矿)的铂含量仅为 2-5克/吨，需开采300 吨矿石才能获得1公斤铂:
第二，提炼工序复杂:从矿石到纯金属需经历破碎、浮选、高温熔炼、化学溶解、电解等十余道工序，耗时 3-6个月，综合成本高达800-1200美元/盎司。
2023年10月，俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)宣布，其研发的“辐照提纯”技术正式进入量产阶段。据官方披露，该技术可将铂族金属(铂、钯、铑等)的提炼成本降低50%以上，并显著缩短生产周期。
Rosatom 此次披露的技术核心在于利用核反应堆的中子辐照,直接改造矿石分子结构,颠覆了传统物理化学提纯路径。根据《俄罗斯科学院通报》论文，其原理可分为三步:1.中子活化:将含铂矿石置于反应堆中，接受中子流轰击，使铂原子核吸收中子变为放射性同位素铂-199;2.同位素分离:辐照后的矿石经粉碎处理，通过电磁场筛选出放射性铂同位素:3.衰变提纯:铂-199的半衰期为 30 分钟，衰变后转化为稳定同位素钌-199，再通过化学置换反应提取高纯度铂。
该技术最大优势在于跳过传统工艺中 80%的中间环节。据测算，单次辐照可处理 20吨矿石耗时仅 72 小时，铂回收率从82%提升至98%，综合成本骤降至400美元/盎司以下。
俄罗斯诺里尔斯克镍业(全球最大钯生产商)已与Rosatom 签署合作协议，计划在克拉斯诺亚尔斯克建设首个辐照提纯基地,2025年前实现年产铂族金属50吨(相当于全球年供应量的6%)。若技术全面铺开，俄罗斯可能从“资源大国”升级为“技术垄断者”，进一步掌控氢能、半导体等战略产业命脉。
南非铂矿平均开采成本达 950美元/盎司，若俄罗斯低价铂涌入市场，该国半数矿山恐面临倒闭。南非矿业协会紧急呼吁政府补贴技术升级，但业内普遍认为，其老化的基础设施和电力危机(年均停电200天)难以支撑转型。
中国已启动“难冶金属核能提取”重大专项，中广核研究院在甘肃试验电子束辐照提钌技术;欧盟则通过《关键原材料法案》，计划投资 30 亿欧元开发铂族金属替代材料，目标 2030年将氢燃料电池铂用量降低 90%。