Платина - это плотный, стабильный и редкий металл, который часто используется в ювелирных изделиях из-за его привлекательного серебристого внешнего вида, так как а также в медицине, электронике и химии из-за его различных и уникальных химических и физических свойств. свойства.
Свойства
- Атомный символ: Pt
- Атомный номер: 78
- Категория элемента: переходный металл
- Плотность: 21,45 г / сантиметр3
- Точка плавления: 3214,9 ° F (1768,3 ° C)
- Точка кипения: 6917 ° F (3825 ° C)
- Твердость по Моосу: 4-4,5
Характеристики
Металлическая платина имеет ряд полезных свойств, что объясняет ее применение в самых разных отраслях промышленности. Это один из самых плотных металлических элементов - почти вдвое более плотный, чем свинец, - и очень прочный, что дает металлу превосходные качества. коррозия стойкие свойства. Платина - хороший проводник электричества, также податливый (может формироваться без разрушения) и пластичный (деформироваться без потери прочности).
Платина считается биологически совместимым металлом, поскольку она нетоксична и стабильна, поэтому не вступает в реакцию с тканями организма и не оказывает на них отрицательного воздействия. Недавние исследования также показали, что платина подавляет рост некоторых раковых клеток.
История
Сплав металлы платиновой группы (МПГ), который включает в себя платину, использовался для украшения Гроба в Фивах, египетской гробницы, которая датируется примерно 700 годом до нашей эры. Это самое раннее известное использование платины, хотя южноамериканцы доколумбовой эпохи также делали украшения из золота и платины. сплавы.
Испанские конкистадоры были первыми европейцами, которые столкнулись с этим металлом, хотя они посчитали его неприятным при поиске серебра из-за его похожего внешнего вида. Они называли металл Платина- версия Plata, испанское слово, обозначающее серебро, или Platina del Pinto из-за его открытия в песках на берегу реки Пинто в современной Колумбии.
Первая постановка и большое открытие
Несмотря на то, что в середине 18 века его изучали несколько английских, французских и испанских химиков, Франсуа Шабано был первым, кто произвел чистый образец металлической платины в 1783 году. В 1801 году англичанин Уильям Волластон открыл метод эффективного извлечения металла из руды, который очень похож на тот, который используется сегодня.
Внешний вид платинового металла, напоминающий серебро, быстро сделал его ценным товаром среди королевских особ и богатых, которые искали украшения, сделанные из новейшего драгоценного металла.
Растущий спрос привел к открытию крупных месторождений на Урале в 1824 году и в Канаде в 1888 году, но открытие коренным образом изменилось будущее платины только в 1924 году, когда фермер из Южной Африки наткнулся на самородок платины в русло реки. Это в конечном итоге привело к открытию геологом Гансом Меренским магматического комплекса Бушвельд, крупнейшего месторождения платины на Земле.
Недавнее использование платины
Хотя некоторые промышленные применения платины (например, покрытия свечей зажигания) использовались к середине 20-го века, большая часть нынешних электронные, медицинские и автомобильные приложения были разработаны только с 1974 года, когда правила качества воздуха в США инициировали введение эпоха автокатализаторов.
С того времени платина стала инвестиционным инструментом и торгуется на Нью-Йоркская товарная биржа и Лондонский рынок платины и палладия.
Производство платины
Хотя платина чаще всего встречается в россыпных месторождениях, платина и металл платиновой группы (МПГ) горняки обычно добывают металл из сперрилита и куперита, двух платиносодержащих руд.
Платина всегда находится рядом с другими МПГ. В комплексе Бушвельд в Южной Африке и в ограниченном количестве других рудные тела, МПГ встречаются в количествах, достаточных для того, чтобы добыча исключительно этих металлов была экономичной; тогда как на российских месторождениях Норильский никель и Канадский Садбери платина и другие МПГ добываются как побочные продукты никель и медь. Добыча платины из руды требует больших затрат как капиталовложений, так и трудозатрат. Для производства одной тройской унции (31,135 г) чистой платины может потребоваться до 6 месяцев и от 7 до 12 тонн руды.
Первым шагом в этом процессе является измельчение руды, содержащей платину, и ее погружение в реагент, содержащий воду; процесс, известный как «пенная флотация». Во время флотации воздух прокачивается через суспензию рудной воды. Частицы платины химически прикрепляются к кислороду и поднимаются на поверхность в виде пены, которую снимают для дальнейшей очистки.
Заключительные этапы производства
После высыхания концентрированный порошок все еще содержит менее 1% платины. Затем он нагревается до более чем 2732F ° (1500C °) в электрических печах, и воздух снова продувается, удаляя железо и примеси серы. Электролитические и химические методы используются для извлечения никеля, меди и кобальт, в результате чего получается концентрат, содержащий 15-20% МПГ.
Царская водка (смесь азотной и соляной кислот) используется для растворения металлической платины. из минерального концентрата путем создания хлора, который присоединяется к платине с образованием платинохлористого кислота. На последней стадии хлорид аммония используется для превращения платинохлористоводородной кислоты в гексахлороплатинат аммония, который можно сжигать с образованием чистой металлической платины.
Крупнейшие производители платины
Хорошая новость заключается в том, что не вся платина производится из первичных источников с помощью этого длительного и дорогостоящего процесса. В соответствии с Геологическая служба США (USGS) По статистике, около 30% из 8,53 млн унций платины, произведенной в мире в 2012 году, было получено из вторичных источников.
Со своими ресурсами, сосредоточенными в комплексе Бушвельд, Южная Африка на сегодняшний день является крупнейшим производителем платины. обеспечивает более 75% мирового спроса, в то время как Россия (25 тонн) и Зимбабве (7,8 тонны) также являются крупными производители. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel и Impala Platinum (Implats) являются крупнейшие индивидуальные производители платины металл.
Приложения
Для металла, годовое мировое производство которого составляет всего 192 тонны, платина содержится во многих предметах повседневного обихода и имеет решающее значение для производства.
Наибольшее использование, на которое приходится около 40% спроса, - это ювелирная промышленность, где он в основном используется в сплаве, из которого делают белое золото. Подсчитано, что более 40% обручальных колец, продаваемых в США, содержат немного платины. США, Китай, Япония и Индия являются крупнейшими рынками платиновых ювелирных изделий.
Промышленное применение
Коррозионная стойкость и устойчивость к высоким температурам делают платину идеальным катализатором химических реакций. Катализаторы ускоряют химические реакции, не подвергаясь химическому изменению в процессе.
Основное применение платины в этом секторе, на которую приходится около 37% общего спроса на металл, - это каталитические преобразователи для автомобилей. Каталитические нейтрализаторы сокращают количество вредных химических веществ в выхлопных газах, инициируя реакции, которые превращать более 90% углеводородов (оксид углерода и оксиды азота) в другие, менее вредные, соединения.
Платина также используется для катализирования азотной кислоты и бензина; повышение октанового числа в топливе. В электронной промышленности платиновые тигли используются для изготовления полупроводниковых кристаллов для лазеров, в то время как из сплавов делают магнитные диски для жестких дисков компьютеров и переключают контакты в автомобилях. контроль.
Медицинские приложения
Спрос со стороны медицинской промышленности растет, так как платина может использоваться как из-за ее проводящих свойств в кардиостимуляторах. электроды, а также ушные имплантаты и имплантаты сетчатки, а также за его противораковые свойства в лекарствах (например, карбоплатине и цисплатин).
Ниже приведен список некоторых из многих других приложений для платины:
- Родий, используемый для изготовления высокотемпературных термопар.
- Чтобы сделать оптически чистое плоское стекло для телевизоров, ЖК-дисплеев и мониторов
- Сделать нитки из стекла для волоконной оптики.
- В сплавах, используемых для изготовления наконечников автомобильных и авиационных свечей зажигания.
- Как заменитель золота в электронных связях
- В покрытиях для керамических конденсаторов электронных устройств
- В жаропрочных сплавах для форсунок реактивного топлива и носовых обтекателей ракет.
- В зубных имплантатах
- Изготавливать качественные флейты
- В детекторах дыма и окиси углерода
- Для производства силиконов
- В покрытиях для бритв