Το Platinum είναι ένα πυκνό, σταθερό και σπάνιο μέταλλο που χρησιμοποιείται συχνά σε κοσμήματα για την ελκυστική, ασημένια εμφάνισή του, όπως καθώς και σε ιατρικές, ηλεκτρονικές και χημικές εφαρμογές λόγω των διαφόρων και μοναδικών χημικών και φυσικών της ιδιότητες.
Ιδιότητες
- Ατομικό σύμβολο: Pt
- Ατομικός αριθμός: 78
- Κατηγορία στοιχείου: Μεταβατικό μέταλλο
- Πυκνότητα: 21,45 γραμμάρια / εκατοστό3
- Σημείο τήξεως: 3214.9 ° F (1768.3 ° C)
- Σημείο βρασμού: 6917 ° F (3825 ° C)
- Moh's Hardness: 4-4.5
Χαρακτηριστικά
Το μέταλλο Platinum έχει πολλές χρήσιμες ιδιότητες, κάτι που εξηγεί την εφαρμογή του σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών. Είναι ένα από τα πυκνότερα μεταλλικά στοιχεία - σχεδόν διπλάσιο πυκνό από μόλυβδο - και πολύ σταθερό, δίνοντας το μέταλλο εξαιρετικό διάβρωση ανθεκτικές ιδιότητες. Ένας καλός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας, ο πλατίνας είναι επίσης Ελατός (μπορεί να σχηματιστεί χωρίς σπάσιμο) και όλκιμο (ικανό να παραμορφωθεί χωρίς απώλεια δύναμης).
Το λευκόχρυσο θεωρείται βιολογικά συμβατό μέταλλο επειδή είναι μη τοξικό και σταθερό, επομένως δεν αντιδρά ή επηρεάζει αρνητικά τους ιστούς του σώματος. Πρόσφατη έρευνα έδειξε επίσης ότι η πλατίνα αναστέλλει την ανάπτυξη ορισμένων καρκινικών κυττάρων.
Ιστορία
Ένα κράμα του μέταλλα ομάδας πλατίνας (PGMs), το οποίο περιλαμβάνει πλατίνα, χρησιμοποιήθηκε για να διακοσμήσει το Θήκη της Θήβας, έναν αιγυπτιακό τάφο που χρονολογείται από περίπου το 700 π.Χ. Αυτή είναι η παλαιότερη γνωστή χρήση πλατίνας, αν και οι προ-Κολομβιανοί Νότιοι Αμερικανοί έκαναν επίσης στολίδια από χρυσό και πλατίνα κράματα.
Οι Ισπανοί κατακτητές ήταν οι πρώτοι Ευρωπαίοι που αντιμετώπισαν το μέταλλο, αν και το βρήκαν ενόχληση στην αναζήτηση του ασημιού λόγω της παρόμοιας εμφάνισής του. Αναφέρθηκαν στο μέταλλο ως Πλατίνα- μια έκδοση του Πλάτα, η ισπανική λέξη για το ασήμι - ή Πλατίνα ντελ Πίντο λόγω της ανακάλυψής του στην άμμο κατά μήκος των όχθων του ποταμού Pinto στη σύγχρονη Κολούμπια.
Η πρώτη παραγωγή και μια μεγάλη ανακάλυψη
Αν και μελετήθηκε από έναν αριθμό Αγγλικών, Γάλλων και Ισπανών χημικών στα μέσα του 18ου αιώνα, ο Francois Chabaneau ήταν ο πρώτος που παρήγαγε ένα καθαρό δείγμα από μέταλλο πλατίνας το 1783. Το 1801, ο Άγγλος William Wollaston ανακάλυψε μια μέθοδο αποτελεσματικής εξαγωγής του μετάλλου από το μετάλλευμα, η οποία μοιάζει πολύ με τη διαδικασία που χρησιμοποιείται σήμερα.
Η ασημένια εμφάνιση της Platinum metal το έκανε γρήγορα ένα πολύτιμο αγαθό μεταξύ των βασιλιάδων και των πλούσιων που αναζήτησαν κοσμήματα από το τελευταίο πολύτιμο μέταλλο.
Η αυξανόμενη ζήτηση οδήγησε στην ανακάλυψη μεγάλων καταθέσεων στα Ουράλια Όρη το 1824 και στον Καναδά το 1888, αλλά το εύρημα που θα ριζικά αλλάξει το μέλλον της πλατίνας δεν ήρθε μέχρι το 1924 όταν ένας αγρότης στη Νότια Αφρική σκόνταψε ένα ψήγμα πλατίνας σε ένα κοίτη ποταμού. Αυτό οδήγησε τελικά στην ανακάλυψη του γεωλόγου Hans Merensky σχετικά με το πυριγενές σύμπλεγμα Bushveld, το μεγαλύτερο απόθεμα πλατίνας στη γη.
Πρόσφατες χρήσεις του Platinum
Παρόλο που ορισμένες βιομηχανικές εφαρμογές για πλατίνα (π.χ. επιστρώσεις μπουζί) χρησιμοποιούνταν στα μέσα του 20ού αιώνα, οι περισσότερες από τις τρέχουσες Οι ηλεκτρονικές, ιατρικές και αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν αναπτυχθεί μόνο από το 1974 όταν οι κανόνες ποιότητας του αέρα στις ΗΠΑ ξεκίνησαν το εποχή αυτοκαταλύτη.
Από τότε, η πλατίνα έχει γίνει ένα επενδυτικό μέσο και διαπραγματεύεται στο Χρηματιστήριο Εμπορευμάτων της Νέας Υόρκης και το Αγορά Platinum και Palladium του Λονδίνου.
Παραγωγή πλατίνας
Αν και η πλατίνα συμβαίνει συνήθως φυσικά σε εναποθέσεις πλακούντα, πλατίνα και μέταλλο ομάδας πλατίνας (PGM) οι ανθρακωρύχοι συνήθως εξάγουν το μέταλλο από σπερρυλίτη και συνεργάζονται, δύο μεταλλεύματα που περιέχουν πλατίνα.
Το λευκόχρυσο βρίσκεται πάντα μαζί με άλλα PGM. Στο συγκρότημα Bushveld της Νότιας Αφρικής και σε περιορισμένο αριθμό άλλων μεταλλεύματα σώματα, PGMs εμφανίζονται σε επαρκείς ποσότητες έτσι ώστε να είναι οικονομικό να εξάγεται αποκλειστικά αυτά τα μέταλλα. λαμβάνοντας υπόψη ότι, στις καταθέσεις Norilsk της Ρωσίας και στο Sudbury του Καναδά, πλατίνα και άλλες PGM εξάγονται ως υποπροϊόντα νικέλιο και χαλκός. Η εξαγωγή πλατίνας από το μετάλλευμα είναι τόσο έντονη όσο και ένταση εργασίας. Μπορεί να χρειαστούν έως και 6 μήνες και 7 έως 12 τόνοι μεταλλεύματος για την παραγωγή μιας ουγγιάς troy (31.135g) καθαρού πλατίνας.
Το πρώτο βήμα αυτής της διαδικασίας είναι να συνθλίψει το μετάλλευμα που περιέχει πλατίνα και να το βυθίσει στο νερό που περιέχει το αντιδραστήριο. μια διαδικασία γνωστή ως «αφρός επίπλευσης». Κατά τη διάρκεια της επίπλευσης, ο αέρας αντλείται μέσω του πολτού μεταλλεύματος. Τα σωματίδια λευκόχρυσου προσκολλούνται χημικά στο οξυγόνο και ανεβαίνουν στην επιφάνεια σε αφρό που απομακρύνεται για περαιτέρω καθαρισμό.
Τα τελικά στάδια της παραγωγής
Μόλις στεγνώσει, η συμπυκνωμένη σκόνη περιέχει ακόμα λιγότερο από 1% πλατίνα. Στη συνέχεια θερμαίνεται σε πάνω από 2732F ° (1500C °) σε ηλεκτρικούς κλιβάνους και ο αέρας διοχετεύεται ξανά, αφαιρώντας σίδερο και ακαθαρσίες θείου. Χρησιμοποιούνται ηλεκτρολυτικές και χημικές τεχνικές για την εξαγωγή νικελίου, χαλκού και κοβάλτιο, με αποτέλεσμα συμπύκνωμα 15-20% PGM.
Το Aqua regia (μια σύνθεση νιτρικού οξέος και υδροχλωρικού οξέος) χρησιμοποιείται για τη διάλυση μετάλλου λευκοχρύσου από το συμπύκνωμα ορυκτών δημιουργώντας χλώριο που προσκολλάται στην πλατίνα για να σχηματίσει χλωροπλατίνη οξύ. Στο τελικό στάδιο, το χλωριούχο αμμώνιο χρησιμοποιείται για τη μετατροπή του χλωροπλατινικού οξέος σε εξαχλωροπλατινικό αμμώνιο, το οποίο μπορεί να καεί για να σχηματίσει καθαρό μέταλλο πλατίνας.
Οι μεγαλύτεροι παραγωγοί πλατίνας
Τα καλά νέα είναι ότι δεν παράγεται όλη η πλατίνα από πρωτογενείς πηγές σε αυτήν τη μακρά και ακριβή διαδικασία. Σύμφωνα με Γεωλογική έρευνα των Ηνωμένων Πολιτειών (USGS) στατιστικά στοιχεία, περίπου το 30% των 8,53 εκατομμυρίων ουγγιών πλατίνας που παρήχθησαν παγκοσμίως το 2012 προήλθε από ανακυκλωμένες πηγές.
Με τους πόρους που επικεντρώνονται στο συγκρότημα Bushveld, η Νότια Αφρική είναι μακράν ο μεγαλύτερος παραγωγός πλατίνας, προμηθεύει πάνω από το 75% της παγκόσμιας ζήτησης, ενώ η Ρωσία (25 τόνοι) και η Ζιμπάμπουε (7,8 τόνοι) είναι επίσης μεγάλες παραγωγοί. Οι Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel και Impala Platinum (Implats) είναι οι μεγαλύτεροι μεμονωμένοι παραγωγοί πλατίνας μέταλλο.
Εφαρμογές
Για ένα μέταλλο του οποίου η ετήσια παγκόσμια παραγωγή είναι μόλις 192 τόνοι, η πλατίνα βρίσκεται και είναι κρίσιμη για την παραγωγή πολλών καθημερινών αντικειμένων.
Η μεγαλύτερη χρήση, που αντιπροσωπεύει περίπου το 40% της ζήτησης, είναι η βιομηχανία κοσμημάτων όπου χρησιμοποιείται κυρίως στο κράμα που παράγει λευκό χρυσό. Υπολογίζεται ότι πάνω από το 40% των γαμήλιων δαχτυλιδιών που πωλούνται στις ΗΠΑ περιέχουν κάποια πλατίνα. Οι ΗΠΑ, η Κίνα, η Ιαπωνία και η Ινδία είναι οι μεγαλύτερες αγορές κοσμημάτων από πλατίνα.
Βιομηχανικές εφαρμογές
Η αντοχή στη διάβρωση της πλατίνας και η σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία το καθιστούν ιδανικό ως καταλύτη στις χημικές αντιδράσεις. Οι καταλύτες επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις χωρίς να αλλάζουν χημικά στη διαδικασία.
Η κύρια εφαρμογή της Platinum σε αυτόν τον τομέα, που αντιπροσωπεύει περίπου το 37% της συνολικής ζήτησης για μέταλλο, είναι σε καταλυτικούς μετατροπείς αυτοκινήτων. Οι καταλυτικοί μετατροπείς μειώνουν τις επιβλαβείς χημικές ουσίες από τις εκπομπές καυσαερίων ξεκινώντας αντιδράσεις που μετατρέψτε το 90% των υδρογονανθράκων (μονοξείδιο του άνθρακα και οξείδια του αζώτου) σε άλλα, λιγότερο επιβλαβή, ενώσεις.
Το λευκόχρυσο χρησιμοποιείται επίσης για να καταλύσει το νιτρικό οξύ και τη βενζίνη. αύξηση των επιπέδων οκτανίου στα καύσιμα. Στη βιομηχανία ηλεκτρονικών, τα χωνευτήρια πλατίνας χρησιμοποιούνται για την παραγωγή κρυστάλλων ημιαγωγών για λέιζερ, ενώ Τα κράματα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μαγνητικών δίσκων για σκληρούς δίσκους υπολογιστών και για εναλλαγή επαφών στην αυτοκινητοβιομηχανία έλεγχοι.
Ιατρικές εφαρμογές
Η ζήτηση από την ιατρική βιομηχανία αυξάνεται καθώς η πλατίνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τις αγώγιμες ιδιότητές της στους βηματοδότες. ηλεκτρόδια, καθώς και ακουστικά και αμφιβληστροειδή εμφυτεύματα, και για τις αντικαρκινικές του ιδιότητες σε φάρμακα (π.χ. καρβοπλατίνη και σισπλατίνη).
Παρακάτω είναι μια λίστα με μερικές από τις πολλές άλλες εφαρμογές για πλατίνα:
- Με ρόδιο, χρησιμοποιείται για την κατασκευή θερμοστοιχείων υψηλής θερμοκρασίας
- Για να κάνετε οπτικά καθαρό, επίπεδο γυαλί για τηλεοράσεις, LCD και οθόνες
- Για την κατασκευή νημάτων από γυαλί για οπτικές ίνες
- Σε κράματα που χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν τις άκρες των μπουζί αυτοκινήτων και αεροναυτικών
- Ως υποκατάστατο του χρυσού στις ηλεκτρονικές συνδέσεις
- Σε επιστρώσεις για κεραμικούς πυκνωτές σε ηλεκτρονικές συσκευές
- Σε κράματα υψηλής θερμοκρασίας για ακροφύσια καυσίμου jet και κώνους μύτης πυραύλων
- Σε οδοντικά εμφυτεύματα
- Για να φτιάξετε φλάουτα υψηλής ποιότητας
- Σε ανιχνευτές καπνού και μονοξειδίου του άνθρακα
- Για την κατασκευή σιλικόνων
- Σε επικαλύψεις ξυραφιών