A platina egy sűrű, stabil és ritka fém, amelyet vonzó, ezüstszerű megjelenése miatt gyakran használnak az ékszerekben valamint orvosi, elektronikus és vegyi alkalmazásokban, különféle kémiai és fizikai tulajdonságainak köszönhetően tulajdonságait.
Tulajdonságok
- Atomszimbólum: Pt
- Atomszám: 78
- Elem kategória: Átmeneti fém
- Sűrűség: 21,45 gramm / centiméter3
- Olvadáspont: 3214,9 ° F (1768,3 ° C)
- Forráspont: 6917 ° F (3825 ° C)
- Moh keménysége: 4-4,5
Jellemzők
A platina fém számos hasznos tulajdonsággal rendelkezik, ami megmagyarázza alkalmazását számos iparágban. Ez az egyik legsűrűbb fémelem - majdnem kétszer olyan sűrű, mint az ólom - és nagyon stabil, így a fém kiváló korrózió ellenálló tulajdonságokkal. Jó áramvezető, a platina is alakítható (törés nélkül kialakítható) és képlékeny (deformálható anélkül, hogy elveszítené az erőt).
A platinát biológiailag kompatibilis fémnek tekintik, mivel nem mérgező és stabil, ezért nem reagál és nem befolyásolja negatívan a test szöveteit. A legújabb kutatások azt is kimutatták, hogy a platina gátolja bizonyos rákos sejtek növekedését.
Történelem
A. Ötvözete platina csoport fémek (PGM), amely platinát tartalmaz, a thébai koporsó díszítésére használták, egy egyiptomi síremlékre, amely kb. Ez a platina legkorábbi ismert felhasználása, bár a kolumbia előtti dél-amerikaiak is készítettek díszt aranyból és platinából ötvözetek.
A spanyol konkistadorok voltak az első európaiak, akik találkoztak a fémmel, bár hasonló megjelenése miatt zavarónak találták az ezüstöt. A fémre úgy hivatkoztak Platina- a verziója Plata, a spanyol szó ezüst - vagy Platina del Pinto a Pinto folyó partja mentén a homokban fedezte fel a mai Kolumbia területén.
Az első produkció és egy nagy felfedezés
Annak ellenére, hogy a 18. század közepén számos angol, francia és spanyol vegyész tanulmányozta, 1783-ban Francois Chabaneau elsőként készített tiszta platinafém mintát. 1801-ben az angol William Wollaston felfedezett egy módszert a fém ércből való hatékony kinyerésére, amely nagyon hasonlít a ma alkalmazott eljárásra.
A platina fém ezüstszerű megjelenése hamarosan értékes árucikké tette a jogdíjak és a gazdagok körében, akik a legújabb nemesfémből készült ékszereket keresték.
A növekvő kereslet 1824-ben az Uráli-hegységben és 1888-ban Kanadában nagy lelőhelyek felfedezéséhez vezetett, de az a megállapítás, amely alapvetően megváltoztatta a platina jövőjét, csak 1924-ben jött létre, amikor egy dél-afrikai farmer belebotlott egy platina rögbe egy medre. Ez végül oda vezetett, hogy Hans Merensky geológus felfedezte a Bushveld magmás komplexet, amely a föld legnagyobb platina betétje.
A platina legújabb felhasználása
Noha a platina egyes ipari alkalmazásai (pl. Gyújtógyertya bevonatok) a 20. század közepére már használatban voltak, a jelenlegi elektronikus, orvosi és autóipari alkalmazásokat csak 1974 óta fejlesztettek ki, amikor az Egyesült Államokban a levegőminőségi előírások megindították a autokatalizátor korszak.
Ettől az időponttól kezdve a platina befektetési eszközzé vált New York-i árutőzsde és a London Platinum és Palladium Market.
Platina gyártása
Bár a platina leggyakrabban természetesen a placerás lerakódásokban fordul elő, a platina és platina csoport fém (PGM) bányászok általában a sperrylitből és a kooperitból, két platina tartalmú ércből nyerik ki a fémet.
A platina mindig megtalálható más PGM-ek mellett. A dél-afrikai Bushveld komplexumban és korlátozott számban más érctestek, a PGM-ek elegendő mennyiségben fordulnak elő, hogy gazdaságossá tegyék kizárólag e fémek kitermelését; mivel az orosz Norilszkban és a kanadai Sudbury lerakódásokban a platina és más nikkel és réz. A platinát az ércből kinyerni tőke- és munkaigényes. Akár 6 hónap és 7-12 tonna érc is eltarthat egy troy uncia (31,135 g) tiszta platina előállításához.
Ennek a folyamatnak az első lépése a platinát tartalmazó érc összetörése és a vizet tartalmazó reagensbe merítése; „habos flotálás” néven ismert folyamat. A flotálás során a levegőt az ércvíz-szuszpenzión keresztül pumpálják át. A platinarészecskék kémiailag kapcsolódnak az oxigénhez, és a további finomítás céljából leolvasztott habban a felszínre emelkednek.
A termelés végső szakaszai
Száradás után a koncentrált por még mindig kevesebb, mint 1% platinát tartalmaz. Ezután elektromos kemencékben 2732F ° (1500C °) fölé melegítik, és a levegőt ismét átfújják, eltávolítva Vas és kén szennyeződések. Elektrolitikus és kémiai technikákat alkalmaznak a nikkel, réz és kobalt, ami 15-20% PGM koncentrátumot eredményez.
Az Aqua regia (salétromsav és sósav főzete) a platina fém oldására szolgál az ásványi koncentrátumból klór létrehozásával, amely a platinához kötődik, és kloroplatinszerűvé válik sav. Az utolsó lépésben ammónium-kloridot használnak a klór-platinsav ammónium-hexaklór-platináttá történő átalakítására, amelyet elégetve tiszta platinafém képződhet.
A legnagyobb platina gyártók
Jó hír, hogy ebben a hosszú és drága folyamatban nem minden platina termelődik elsődleges forrásokból. Alapján Amerikai Egyesült Államok Földtani Intézete (USGS) statisztikák szerint a 2012-ben világszerte előállított 8,53 millió uncia platina mintegy 30% -a újrahasznosított forrásokból származott.
A Bushveld komplexumra összpontosított erőforrásaival Dél-Afrika messze a legnagyobb platina termelő, ellátja a világ keresletének 75% -át, miközben Oroszország (25 tonna) és Zimbabwe (7,8 tonna) is nagy termelők. Az Anglo Platinum (Amplats), a Norilsk Nickel és az Impala Platinum (Implats) a legnagyobb platina gyártók fém.
Alkalmazások
Egy olyan fém esetében, amelynek éves globális termelése csupán 192 tonna, a platina sok mindennapi cikkben megtalálható és kritikus jelentőségű.
A legnagyobb felhasználási terület, amely a kereslet mintegy 40% -át teszi ki, az ékszeripar, ahol elsősorban a fehéraranyt előállító ötvözetben használják. Becslések szerint az Egyesült Államokban értékesített jegygyűrűk több mint 40% -a tartalmaz platinát. Az USA, Kína, Japán és India a legnagyobb platina ékszerek piaca.
Ipari alkalmazások
A platina korrózióállósága és magas hőmérsékleti stabilitása ideális katalizátorként a kémiai reakciókban. A katalizátorok felgyorsítják a kémiai reakciókat anélkül, hogy maguk kémiailag megváltoznának a folyamat során.
A Platinum fő alkalmazási területe ebben az ágazatban, amely a fém iránti teljes kereslet körülbelül 37% -át teszi ki, a gépjárművek katalizátoraiban található. A katalizátorok reakciókat indítva csökkentik a kipufogógázokból származó káros vegyi anyagokat a szénhidrogének (szén-monoxid és nitrogén-oxidok) 90% -át más, kevésbé káros, vegyületek.
A platinát salétromsav és benzin katalizálására is használják; az üzemanyag oktánszintjének növelése. Az elektronikai iparban platinatégelyeket használnak félvezető kristályok készítésére a lézerekhez, míg ötvözetekből mágneslemezeket készítenek számítógépes merevlemezekhez és kapcsolókat kapcsolnak az autóiparban vezérlők.
Orvosi alkalmazások
Az orvosi ipar iránti kereslet növekszik, mivel a platina vezetőképessége miatt mind a pacemakerekben felhasználható elektródák, valamint aurális és retina implantátumok, valamint gyógyszerek rákellenes tulajdonságai (pl. karboplatin és ciszplatin).
Az alábbiakban felsoroljuk a platina alkalmazásának számos egyéb alkalmazását:
- Ródiummal, magas hőmérsékletű hőelemek előállítására használják
- Optikailag tiszta, sík üveg készítéséhez tévék, LCD-k és monitorok számára
- Üvegszálak készítése száloptikához
- Gépjármű- és repüléstechnikai gyújtógyertyák csúcsainak kialakításához használt ötvözetekben
- Az arany helyettesítésére az elektronikus kapcsolatokban
- Elektronikus eszközök kerámia kondenzátorainak bevonataiban
- Magas hőmérsékletű ötvözetekben sugárhajtómű-fúvókákhoz és rakéta-orr-kúpokhoz
- Fogbeültetésekben
- Kiváló minőségű furulyák készítéséhez
- Füst- és szén-monoxid-érzékelőkben
- Szilikonok gyártásához
- Borotvák bevonatában