2008年第四季度评述

近期贵金属科技研究方面的热点动态
(2008年第四季度评述)
新近的研究热点:氨氧化催化网用铂合金近况(1


  世界各国现在均采用三步法生产硝酸,即用氨氧化生成NO,NO与O2反应生成NO2,NO2经水吸收生成硝酸。氨氧化催化反应一般用铂合金作为催化剂,Pt-Rh系、Pt-Rh-Pd系催化网几十年来一直在氨氧化常压、中压及高压氧化炉中使用。由于铂族金属储量少,价格昂贵,铂费用已成为硝酸生产中除氨以外的第二大成本支出。因此,各国一直致力于氨氧化新型催化剂的研究。除对非铂系催化剂进行研究外,近几年来,在铂系催化剂中,多元化、节铂、节铑、强化成为材料研究的主要方向。铂制造新工艺、新技术、新装备的研究,新网型及结构的发展,应用技术及分析技术的发展,使铂综合技术得到迅速提高。
采用铂合金催化剂氨氧化法制硝酸工艺获得成功,对现代工业的发展起了重大作用。铂合金催化剂得到了较大发展,材料成分已由最初的纯铂逐步发展到铂铑合金、铂钯铑合金,近年来又在合金中加入微量稀土元素,使催化网力学性能和催化性能有了较大提高,使用寿命延长,减少了贵金属损耗,从而降低了生产成本。由于纯铂的抗拉强度、高温强度、抗毒性和耐热性均较差,在使用中易开裂,使用周期短,因而铂耗较大,生产成本高。为了克服纯铂网的不足,采用在铂中加入能改善其力学性能,而又不影响催化效果的金属元素(如铑、钯等),研制成了铂/ 铑合金催化网(即二元网)、铂/ 钯/ 铑合金催化网(即三元网)、铂/ 钯/ 铑/ 稀土合金催化网(即四元网)。二元网主要有PtRh10、PtRh5和PtRh8三种合金牌号;三元网主要有PtPdRh5-5 和PtPdRh4-3.5两种合金牌号;四元网合金牌号有PtPdRhM5-5-0.6等。西方主要工业国,如西欧、北美普遍使用二元网,其中使用最多的是PtRh10合金催化网。俄罗斯及东欧国家普遍使用三元网,最常用的是PtPdRh5-5和PtPdRh4-3.5 合金催化网。在国内,较早一些的硝酸工厂使用PtPdRh4-3.5三元催化网。1970 年以后引进欧洲的硝酸装置,所使用的催化网是PtRh10二元网。四元网的推广应用是近几年的事。
昆明贵金属研究所与太原化肥厂开发了各种成分分别为Pt 5%~15%、Rh 1.5%~3.5%、RE0.01%~0 5%的氨氧化催化合金,Pt为余量。太原华贵金属有限公司开发了一种氨氧化剂用铂基合金,成分为Rh 4%~12%、Pd约10%o、Ce0为014%~0.019%,Pt为余量。如Pt-10Pd-10Rh-0.019Ce。

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