O prezentare generală a proprietăților și aplicațiilor acestui metal dens
Platina este un metal dens, stabil și rar, utilizat adesea în bijuterii pentru aspectul atrăgător, argintiu, precum și în aplicațiile medicale, electronice și chimice datorită proprietăților sale chimice și fizice diferite și unice.
Proprietăți
- Simbol Atomic: Pt
- Număr atomic: 78
- Element Categorie: Metal de tranziție
- Densitate: 21,45 g / cm3
- Punct de topire: 3214,9 ° F (1768,3 ° C)
- Punct de fierbere: 6917 ° F (3825 ° C)
- Duritatea lui Moh: 4-4.5
caracteristici
Platinum metal are o serie de proprietăți utile, ceea ce explică aplicarea sa într-o gamă largă de industrii. Este unul dintre cele mai dense elemente metalice - aproape de două ori mai dens decât plumbul - și foarte stabil, oferind proprietăți excelente de rezistență la coroziune . Un bun conductor de electricitate, platina este de asemenea maleabilă și ductilă.
Platina este considerată un metal compatibil din punct de vedere biologic, deoarece este netoxic și stabil, deci nu reacționează sau afectează negativ țesuturile organismului. Cercetările recente au arătat, de asemenea, că platina inhibă creșterea anumitor celule canceroase.
Istorie
Un aliaj din metalele din grupul de platină (PGM) , care include platina, a fost folosit pentru a decora castelul din Thebes, un mormânt egiptean care datează din jurul anului 700 î.en. Aceasta este cea mai veche utilizare cunoscută a platinei, deși americanii sud-americani au făcut, de asemenea, ornamente din aur și aliaje de platină.
Conchistadorii spanioli au fost primii europeni care au întâlnit metalul, deși au găsit o atingere în căutarea argintului datorită aspectului său similar. Ei se refereau la metal ca Platina - o versiune a Plata , cuvântul spaniol pentru argint - sau Platina del Pinto datorită descoperirii sale în nisipul de-a lungul malurilor râului Pinto din Columbia modernă.
Deși studiat de un număr de chimiști englezi, francezi și spanioli la mijlocul secolului al XVIII-lea, Francois Chabaneau a fost primul care a produs un eșantion pur de metal platinic în 1783. În 1801, englezul William Wollaston a descoperit o metodă pentru extragerea eficientă a metalului minereu, care este foarte asemănător cu procesul folosit astăzi.
Aspectul argintiu al platinumului metalic a transformat-o repede într-un bun produs valoros printre regalitate și cei bogați care au căutat bijuterii realizate din cele mai recente metale prețioase.
Creșterea cererii a dus la descoperirea unor depozite mari în Munții Urali în 1824 și în Canada în 1888, dar constatarea care va schimba fundamental viitorul platinei nu a venit până în 1924 când un fermier din Africa de Sud a dat peste un nugget de platină într-un albie. Acest lucru a condus, în cele din urmă, la descoperirea geologului Hans Merensky a complexului ignifug Bushveld, cel mai mare depozit de platină de pe pământ.
Deși unele aplicații industriale pentru platină (de ex. Acoperitoare cu bujii) erau în uz până la mijlocul secolului al XX-lea, majoritatea aplicațiilor electronice, medicale și auto au fost dezvoltate abia în 1974, când reglementările privind calitatea aerului din SUA au inițiat epoca autocatalizatorului.
De atunci, platina a devenit, de asemenea, un instrument de investiții și este tranzacționată pe New York Mercantile Exchange și pe piața Platinum și Palladium din Londra.
producere
Deși platina se întâlnește cel mai adesea în mod natural în depozitele de placer, minerii de platină și de metal din grupul de platină (PGM) extrag de obicei metalul din sperrylite și cooperite, două minereuri care conțin platină.
Platina este întotdeauna găsită alături de alte PGM-uri. În complexul Bushveld din Africa de Sud și un număr restrâns de alte organisme de minereu, PGM-urile se găsesc în cantități suficiente pentru a face economia să extragă exclusiv aceste metale; întrucât, la depozitele Sudbury din Norilsk și Canada, depozitele de platină și alte produse PGM sunt extrase sub formă de produse secundare de nichel și cupru .
Extragerea platinei din minereu este atât capital cât și muncă intensă. Poate dura până la 6 luni și 7-12 tone de minereu pentru a produce o uncie de troi (31,135 g) de platină pură.
Prima etapă a acestui proces este zdrobirea minereului care conține platină și scufundarea în reactiv care conține apă; un proces cunoscut sub numele de "flotarea spumei".
În timpul flotării, aerul este pompat prin șlamul de minereu-apă. Particulele de platină se atașează chimic pe oxigen și se ridică la suprafață într-o spumă care este îndepărtată pentru o rafinare ulterioară.
După uscare, pulberea concentrată conține în continuare mai puțin de 1% platină. Apoi se încălzește la cuptoarele electrice cu o temperatură de peste 2732 ° C (1500 ° C), iar aerul se suflă din nou prin îndepărtarea impurităților de fier și sulf.
Se utilizează tehnici electrolitice și chimice pentru a extrage nichel, cupru și cobalt , rezultând un concentrat de 15-20% PGM.
Aqua regia (o combinație de acid azotic și acid clorhidric) este utilizată pentru a dizolva metalul de platină din concentratul mineral, prin crearea de clor care se atașează la platină pentru a forma acidul cloroplatinic.
În etapa finală, clorura de amoniu este utilizată pentru a transforma acidul cloroplatinic în hexacloroplatinat de amoniu, care poate fi ars pentru a forma metal de platină pur.
Vestea bună este că nu toate platina este produsă din surse primare în acest proces lung și costisitor. Potrivit statisticilor USGS, aproximativ 30% din cele 8,53 milioane de uncii de platină produse în întreaga lume în 2012 provin din surse reciclate.
Cu resursele sale centrate pe complexul Bushveld, Africa de Sud este de departe cel mai mare producător de platină, furnizând peste 75% din cererea mondială, în timp ce Rusia (25 tone) și Zimbabwe (7,8 tone) sunt, de asemenea, mari producători. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel și Impala Platinum (Implats) sunt cei mai mari producători individuali de metal platină .
Aplicații
Pentru un metal a cărui producție anuală la nivel mondial este de doar 192 de tone, platina se găsește și este critică pentru producerea multor obiecte de zi cu zi.
Cea mai mare utilizare, care reprezintă aproximativ 40% din cerere, este industria bijuteriilor, unde este utilizată în principal în aliajul care produce aur alb. Se estimează că peste 40% din inelele de nuntă vândute în SUA conțin niște platină. Statele Unite, China, Japonia și India sunt cele mai mari piețe de bijuterii din platină.
Rezistența la coroziune a platinei și stabilitatea la temperaturi ridicate o fac ideală ca un catalizator în reacțiile chimice. Catalizatorii accelerează reacțiile chimice fără a fi modificați chimic în proces.
Principala aplicație Platinum în acest sector, reprezentând aproximativ 37% din cererea totală pentru metal, este în convertizoarele catalitice pentru automobile. Convertizoarele catalitice reduc substanțele chimice nocive datorate emisiilor de gaze de eșapament prin inițierea reacțiilor care transformă peste 90% din hidrocarburi (monoxid de carbon și oxizi de azot) în alți compuși mai puțin dăunători.
Platina este, de asemenea, utilizată pentru a cataliza acidul azotic și benzina; creșterea nivelului de octan în combustibil.
În industria electronică, creuzetele de platină sunt utilizate pentru a face cristale semiconductoare pentru lasere, în timp ce aliajele sunt folosite pentru a face discuri magnetice pentru hard disk-uri de calculator și pentru a comuta contactele în automatele de control.
Cererea din industria medicală crește, deoarece platina poate fi folosită atât pentru proprietățile sale conductive în electrozii stimulatoarelor cardiace, cât și pentru implanturile ficatului și retinei și pentru proprietățile anti-cancer ale medicamentelor (de exemplu, carboplatină și cisplatină).
Mai jos este o listă a câtorva dintre celelalte aplicații pentru platină:
- Cu rodiu, folosit pentru a face termocupluri la temperaturi ridicate
- Pentru a realiza sticlă cu plasmă optic pură pentru televizoare, LCD-uri și monitoare
- Pentru a realiza fire de sticlă pentru fibră optică
- În aliajele utilizate pentru a forma vârfurile bujiilor auto și aeronautice
- Ca înlocuitor al aurului în conexiunile electronice
- În acoperiri pentru condensatoare ceramice în dispozitive electronice
- În aliajele cu temperatură ridicată pentru duzele combustibilului cu jet de apă și conurile de rachete
- În implanturile dentare
- Pentru a face fluiere de înaltă calitate
- În detectoarele de fum și monoxid de carbon
- Pentru fabricarea siliconilor
- În acoperiri pentru brici
surse:
Lemn, Ian. 2004. Platină . Benchmark Books (New York).
Asociația Internațională a Metalelor Grupului Platinum (IPA).
Sursa: http://ipa-news.com/
USGS: Metalele grupului Platinum.
Sursa: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/