Платина
Платина – благородный металл, обладающий особым блеском, серебристо-белого цвета. Название «платина» в переводе означает «маленькое серебро».
Формула: Pt
Цвет: от стального серого до темно-серого
Блеск: Металлик
Твердость: 4 — 4½
Удельный вес: 14 — 19
Система кристаллов: Изометрическая
Название: От испанского «платина», уменьшительное от «плата», серебро. Новый металл, обнаруженный в крупных россыпных месторождениях во время испанского завоевания Южной Америки в шестнадцатом веке, был назван «платина-дель-Пинто» в честь реки Рио-Пинто, Колумбия.
Тип Местоположение: Река Пинто, муниципалитет Новита, департамент Чоко, Колумбия
Палладий-платиновый ряд.
Обратите внимание, что настоящая самородная платина в минералогическом смысле является довольно редким минералом, и большинство образцов, помеченных таким образом, на самом деле являются изоферроплатиной или однородными смесями изоферроплатины и тетраферроплатины.
Платина значение и свойства
Металл платины обладает рядом полезных свойств, что объясняет его применение в широком спектре отраслей промышленности. Это один из самых плотных металлических элементов—почти в два раза плотнее свинца—и очень стабильный, придающий металлу отличные коррозионностойкие свойства. Будучи хорошим проводником электричества, платина также податлива (может формироваться без разрушения) и пластична (может 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 негативного воздействия на них. Недавние исследования также показали, что платина подавляет рост некоторых раковых клеток.
История
Сплав металлов платиновой группы (PGMs), включающий платину, был использован для украшения Гробницы в Фивах, египетской гробницы, датируемой примерно 700 годом до н. э. Это самое раннее известное использование платины, хотя доколумбовые южноамериканцы также делали украшения из золота и платиновых сплавов.
Испанские конкистадоры были первыми европейцами, столкнувшимися с металлом, хотя они сочли его помехой в своей погоне за серебром из-за его схожего внешнего вида. Они называли этот металл Платиной—версией Платы, испанского слова, обозначающего серебро,—или Платина дель Пинто из-за его обнаружения в песках вдоль берегов реки Пинто в современной Колумбии.
Первая добыча и Крупное Открытие
Хотя Франсуа Шабано изучался рядом английских, французских и испанских химиков в середине 18 века, он был первым, кто получил чистый образец платинового металла в 1783 году. В 1801 году англичанин Уильям Волластон открыл метод эффективного извлечения металла из руды, который очень похож на процесс, используемый сегодня.
Серебристый внешний вид платинового металла быстро сделал его ценным товаром среди членов королевской семьи и богатых людей, которые искали украшения из новейших драгоценных металлов.
Растущий спрос привел к открытию крупных месторождений в Уральских горах в 1824 году и в Канаде в 1888 году, но открытие, которое коренным образом изменило будущее платины, произошло только в 1924 году, когда фермер в Южной Африке наткнулся на самородок платины в русле реки. Это в конечном счете привело к открытию геологом Хансом Меренским магматического комплекса Бушвельд, крупнейшего месторождения платины на земле.
Недавнее использование платины
Хотя некоторые промышленные применения платины (например, покрытия для свечей зажигания) использовались к середине 20-го века, большинство современных электронных, медицинских и автомобильных приложений были разработаны только с 1974 года, когда правила качества воздуха в США положили начало эре автокатализаторов.
С тех пор платина стала инвестиционным инструментом и торгуется на Нью-Йоркской товарной бирже и Лондонском рынке платины и палладия.
Производство платины
Хотя платина чаще всего встречается в россыпных месторождениях, добытчики платины и металлов платиновой группы (PGM) обычно извлекают металл из сперрилита и куперита, двух платиносодержащих руд.
Платина всегда находится рядом с другими PGM. В южноафриканском комплексе Бушвельд и ограниченном числе других рудных тел ПГМ встречаются в достаточных количествах, чтобы было экономично исключительно извлекать эти металлы; в то время как на месторождениях в Норильске и Садбери в Канаде платина и другие ПГМ извлекаются как побочные продукты никеля и меди. Извлечение платины из руды является как капиталоемким, так и трудоемким процессом. 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 платиносодержащей руды и погружение ее в реагент, содержащий воду; процесс, известный как «пенная флотация». Во время флотации воздух прокачивается через суспензию рудной воды. Частицы платины химически присоединяются к кислороду и поднимаются на поверхность в виде пены, которую снимают для дальнейшего рафинирования.
Заключительные этапы производства
После высыхания концентрированный порошок все еще содержит менее 1% платины. Затем он нагревается до температуры более 2732° F (1500° C) в электрических печах, и воздух снова продувается, удаляя примеси железа и серы. Электролитические и химические методы используются для извлечения никеля, меди и кобальта, в результате чего получается концентрат 15-20% ПГМ.
Царская водка (смесь азотной кислоты и соляной кислоты) используется для растворения платинового металла из минерального концентрата путем образования хлора, который присоединяется к платине с образованием хлороплатиновой кислоты. На заключительном этапе хлорид аммония используется для превращения хлороплатиновой кислоты в гексахлороплатинат аммония, который может быть сожжен с образованием чистого платинового металла.
Крупнейшие производители платины
Хорошей новостью является то, что не вся платина производится из первичных источников в этом длительном и дорогостоящем процессе. Согласно статистике Геологической службы США (USGS), около 30% из 8,53 миллиона унций платины, произведенной во всем мире в 2012 году, поступило из переработанных источников.
Благодаря своим ресурсам, сосредоточенным на комплексе Бушвельд, Южная Африка на сегодняшний день является крупнейшим производителем платины, обеспечивая более 75% мирового спроса, в то время как Россия (25 тонн) и Зимбабве (7,8 тонны) также являются крупными производителями. Англо Платинум (Амплатс), Норильский никель и Импала Платинум (Имплатс) являются крупнейшими индивидуальными производителями платинового металла.
Для металла, чье ежегодное мировое производство составляет всего 192 тонны, платина содержится во многих предметах повседневного обихода и имеет решающее значение для их производства.
Наибольшее применение, на долю которого приходится около 40% спроса, приходится на ювелирную промышленность, где он в основном используется в сплаве, из которого изготавливается белое золото. Подсчитано, что более 40% обручальных колец, продаваемых в США, содержат некоторое количество платины. США, Китай, Япония и Индия являются крупнейшими рынками сбыта платиновых ювелирных изделий.
Промышленное применение
Коррозионная стойкость платины и стабильность при высоких температурах делают ее идеальной в качестве катализатора в химических реакциях. Катализаторы ускоряют химические реакции, не подвергаясь при этом химическим изменениям.
Основное применение платины в этом секторе, на долю которого приходится около 37% общего спроса на металл, — это каталитические нейтрализаторы для автомобилей. Каталитические нейтрализаторы уменьшают количество вредных химических веществ, выделяемых выхлопными газами, инициируя реакции, в результате которых более 90% углеводородов (монооксид углерода и оксиды азота) превращаются в другие, менее вредные соединения.
Платина также используется для катализа 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 сплавы используются для изготовления магнитных дисков для жестких дисков компьютеров и переключающих контактов в автомобильных системах управления.
Медицинское Применение
Спрос со стороны медицинской промышленности растет, поскольку платину можно использовать как для ее проводящих свойств в электродах кардиостимуляторов, так и для слуховых и ретинальных имплантатов, а также для ее противораковых свойств в лекарствах (например, карбоплатин и цисплатин).
