Pregled lastnosti in uporabe tega gostega kovine
Platinum je gosta, stabilna in redka kovina, ki se zaradi svoje raznolike in edinstvene kemijske in fizikalne lastnosti pogosto uporablja v nakitu zaradi privlačnega, srebra podobnega videza, pa tudi zaradi medicinskih, elektronskih in kemičnih aplikacij.
Lastnosti
- Atomski simbol: Pt
- Atomska številka: 78
- Element Kategorija: prehodna kovina
- Gostota: 21,45 g / cm3
- Tališče: 3214.9 ° F (1768.3 ° C)
- Vrelišče: 6917 ° F (3825 ° C)
- Trdota Moha: 4-4.5
Značilnosti
Platinasta kovina ima številne uporabne lastnosti, kar pojasnjuje njegovo uporabo v številnih panogah. Je eden od najbolj gostih kovinskih elementov - skoraj dvakrat bolj gostega kot svinec - in zelo stabilen, kar daje kovinam odlične lastnosti korozije . Dober dirigent električne energije, platina je tudi voljna in duktilna.
Platinum velja za biološko kompatibilno kovino, ker je nestrupena in stabilna, tako da ne reagira ali negativno vpliva na telesna tkiva. Nedavna raziskava je pokazala tudi platino, ki zavira rast nekaterih rakavih celic.
Zgodovina
Zlitina kovin iz platinske skupine (PGM) , ki vključuje platino, je bila uporabljena za dekoriranje kovčke Thebes, egiptovske grobnice, ki sega v leto 700BC. To je najzgodnejša uporaba platine, čeprav so predkolumbijski Južnoameričani prav tako izdelovali okraske iz zlata in zlitin platine.
Španski osvajalci so bili prvi Evropejci, ki so naleteli na kovino, čeprav so se zaradi podobnega videza zdeli neprijetni pri zasledovanju srebra. Sklicevali so se na kovino kot Platino - verzijo Plate , španske besede za srebro - ali Platina del Pinto zaradi odkritja v peskah vzdolž obale reke Pinto v sodobnem dnevu Columbia.
Francois Chabaneau je bil prvi študent, ki je leta 1783 izdelal čisti vzorec platinske kovine, ki ga je študiral številni angleški, francoski in španski kemik. Leta 1801 je angleški William Wollaston odkril metodo za učinkovito pridobivanje kovine iz ruda, ki je zelo podobna današnjemu procesu.
Srebro podoben videz Platinove kovine je hitro postal dragocen izdelek med kraljevsko družino in bogatimi, ki so iskali nakit iz najnovejše plemenite kovine.
Rastoče povpraševanje je pripeljalo do odkritja velikih depozitov na Uralskih planinah leta 1824 in Kanade leta 1888, vendar ugotovitev, ki bi bistveno spremenila prihodnost platine, ni prišla šele leta 1924, ko je kmet v Južni Afriki naletel na platinasti nugget v strugi. To je končno pripeljalo do odkritja geologa Hansa Merenskega o vžigalnem kompleksu Bushveld, ki je največji platinasti nanos na zemlji.
Čeprav so se do sredine 20. stoletja uporabljale nekatere industrijske aplikacije za platino (npr. Premazi s svečkami), se je večina sedanjih elektronskih, medicinskih in avtomobilskih aplikacij razvila šele od leta 1974, ko so predpisi o kakovosti zraka v ZDA začeli avtokatalistično obdobje.
Od takrat je tudi platina postala investicijski instrument in se trguje na trgovski borzi v New Yorku in v Londonu na trgu Platinum in paladij.
Proizvodnja
Čeprav je platina najpogosteje naravno prisotna v rastlinjakih, platine in platine kovinske (PGM) rudarji običajno pridobivajo kovino iz sperilita in sodelujejo, dve platini, ki vsebujejo rude.
Platinum se vedno nahaja poleg drugih PGM-jev. V Južnoafriškem kompleksu Bushveld in omejenem številu drugih rudnih teles se PGM pojavljajo v zadostnih količinah, da bi bilo ekonomično izključno pridobiti te kovine; ker se na ruskih Norilskovih in kanadskih depozitih v Sudburyju platina in drugi PGM pridobivajo kot stranski proizvodi niklja in bakra .
Ekstrahiranje platine iz rude je tako kapitalsko kot delovno intenzivno. Lahko traja do 6 mesecev in 7 do 12 ton rude za proizvodnjo ene troje unč (31,135 g) čistega platina.
Prvi korak v tem postopku je, da se zlomi platina, ki vsebuje rude, in ga potopite v reagent, ki vsebuje vodo; postopek, imenovan "pena flotacija".
Med flotacijo se zrak prečrpira skozi tekočo vodo. Platinasti delci kemično pritrdijo na kisik in na površino padejo v peno, ki je posneto za nadaljnjo rafinacijo.
Po sušenju koncentrirani prašek še vedno vsebuje manj kot 1% platine. Nato se segreje na več kot 2732F ° (1500 ° C) v električnih pečeh in zrak se ponovno spušča, pri čemer se odstranijo železne in žveplove nečistoče.
Za ekstrakcijo niklja, bakra in kobalta se uporabljajo elektrolitske in kemične tehnike, kar ima za posledico koncentrat 15-20% PGM.
Aqua regia (mešanica dušikove kisline in klorovodikove kisline) se uporablja za raztapljanje platinske kovine iz mineralnega koncentrata z ustvarjanjem klora, ki se veže na platino, da se tvori kloroplatinska kislina.
V zadnjem koraku se amonijev klorid uporablja za pretvorbo kloroplatinske kisline v amonijev heksakloroplatinat, ki se lahko spali, da se tvori čista platinska kovina.
Dobra novica je, da v tem dolgem in dragem procesu ni vsake platine proizvedeno iz primarnih virov. Po statističnih podatkih Združenih držav o geološkem raziskovanju (USGS) je približno 30% od 8,53 milijonov unč platine, proizvedenih po vsem svetu v letu 2012, izhajalo iz recikliranih virov.
Južna Afrika je s svojimi viri v centru kompleksa Bushveld daleč največji proizvajalec platine, ki oskrbuje več kot 75% svetovnega povpraševanja, medtem ko sta Rusija (25 ton) in Zimbabve (7,8 tone) tudi veliki proizvajalci. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel in Impala Platinum (Implats) sta največji posamezni proizvajalci platinske kovine.
Aplikacije
Za kovine, katere letna svetovna proizvodnja je le 192 ton, se v platini pojavlja in je ključnega pomena za proizvodnjo številnih vsakdanjih predmetov.
Največja poraba, ki predstavlja približno 40% povpraševanja, je nakitna industrija, kjer se primarno uporablja v zlitini, ki ustvarja belo zlato. Ocenjuje se, da več kot 40% poročnih obročev, prodanih v ZDA, vsebuje nekaj platine. ZDA, Kitajska, Japonska in Indija so največji trgi za platinast nakit.
Zaradi Platinove odpornosti proti koroziji in visokotemperaturne stabilnosti je idealen kot katalizator pri kemičnih reakcijah. Katalizatorji pospešijo kemične reakcije, ne da bi jih v procesu kemično spremenili.
Glavna uporaba Platina v tem sektorju, ki predstavlja približno 37% celotnega povpraševanja po kovini, je v katalizatorjih za avtomobile. Katalizatorji zmanjšujejo škodljive kemikalije iz emisij izpušnih plinov z začetkom reakcij, ki preko 90% ogljikovodikov (ogljikovega monoksida in dušikovih oksidov) preidejo v druge, manj škodljive spojine.
Platinum se uporablja tudi za katalizacijo dušikove kisline in bencina; povečanje ravni oktan v gorivu.
V elektronski industriji se platinasti lončki uporabljajo za izdelavo polprevodniških kristalov za laserje, medtem ko se zlitine uporabljajo za izdelavo magnetnih diskov za računalniške trde diske in stikala kontaktov v avtomobilskih kontrolah.
Povpraševanje iz medicinske industrije narašča, saj se platina lahko uporablja tako za prevodne lastnosti v elektrodah srčnega spodbujevalnika kot tudi za slušne in mrežnične vsadke ter za lastnosti proti raku pri zdravilih (npr. Karboplatin in cisplatin).
Spodaj je seznam nekaterih številnih drugih aplikacij za platino:
- Z rodijem, ki se uporablja za izdelavo termometrov visoke temperature
- Če želite optično čisto, ravno steklo za televizorje, LCD-zaslone in monitorje
- Izdelati niti iz stekla za optična vlakna
- V zlitinah, ki se uporabljajo za oblikovanje konic avtomobilskih in letalskih svečk
- Kot nadomestek za zlato v elektronskih povezavah
- V premazih keramičnih kondenzatorjev v elektronskih napravah
- Pri visokotemperaturnih zlitinah za brizgalne šobe in nosilce izstrelkov
- V zobnih vsadkih
- Izdelati visokokakovostne piščalke
- V detektorjih dima in ogljikovega monoksida
- Za izdelavo silikonov
- V premazih za britev
Viri:
Wood, Ian. 2004. Platinum . Referenčne knjige (New York).
Mednarodno združenje metalskih skupin Platinum Group (IPA).
Vir: http://ipa-news.com/
USGS: Kovine platine iz skupine.
Vir: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/