Platina este un metal dens, stabil și rar, care este adesea folosit în bijuterii pentru aspectul său atractiv, asemănător cu argintul precum și în aplicații medicale, electronice și chimice datorită diferitelor și unice sale chimice și fizice proprietăți.
Proprietăți
- Simbol atomic: Pt
- Număr atomic: 78
- Categorie element: Metal de tranziție
- Densitate: 21,45 grame / centimetru3
- Punct de topire: 1768,3 ° C (3214,9 ° F)
- Punct de fierbere: 3825 ° C (6917 ° F)
- Duritatea lui Moh: 4-4,5
Caracteristici
Platina metalică 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 dense decât plumbul - și foarte stabil, oferind metalului excelent coroziune proprietăți rezistente. Platină este un bun conductor de electricitate maleabil (capabil să se formeze fără ruperea) și ductilă (capabil să se deformeze fără a pierde puterea).
Platina este considerată un metal compatibil biologic, deoarece este netoxică și stabilă, deci nu reacționează cu sau nu afectează negativ țesuturile corpului. Cercetări recente au arătat, de asemenea, că platina inhibă creșterea anumitor celule canceroase.
Istorie
Un aliaj al metale din grupul platinei (PGM), care include platină, a fost folosit pentru a decora sicriul din Teba, un mormânt egiptean care datează din anul 700 î.Hr. Aceasta este cea mai veche utilizare cunoscută a platinei, deși sud-americanii precolumbieni au realizat și ornamente din aur și platină aliaje.
Conchistadorii spanioli au fost primii europeni care s-au confruntat cu metalul, deși au găsit că este o pacoste în căutarea argintului din cauza aspectului său similar. Se refereau la metal ca Platina—O versiune a Plata, cuvântul spaniol pentru argint - sau Platina del Pinto datorită descoperirii sale în nisipurile de-a lungul malurilor râului Pinto, în Columbia modernă.
Prima producție și o mare descoperire
Deși studiat de mai mulți chimisti englezi, francezi și spanioli la mijlocul secolului al XVIII-lea, Francois Chabaneau a fost primul care a produs o probă pură de metal platinat în 1783. În 1801, englezul William Wollaston a descoperit o metodă de extragere eficientă a metalului din minereu, care este foarte asemănătoare cu procesul folosit astăzi.
Aspectul argintiu al metalului platiniu l-a transformat rapid într-o marfă de valoare printre regalități și cei bogați care căutau bijuterii din cele mai noi metale prețioase.
Cererea în creștere a dus la descoperirea unor depozite mari în Munții Ural în 1824 și Canada în 1888, dar constatarea care ar fi schimbarea fundamentală a viitorului platinei nu a venit până în 1924, când un fermier din Africa de Sud a dat peste o pepită de platină într-o albie. Acest lucru a dus în cele din urmă la descoperirea de către geologul Hans Merensky a complexului íne Bushveld, cel mai mare depozit de platină de pe pământ.
Utilizări recente ale platinei
Deși unele aplicații industriale pentru platină (de exemplu, acoperiri cu bujie) erau utilizate până la mijlocul secolului al XX-lea, majoritatea aplicațiile electronice, medicale și auto au fost dezvoltate abia din 1974, când reglementările privind calitatea aerului din SUA au inițiat era autocatalizatorului.
De atunci, platina a devenit un instrument de investiții și este tranzacționată pe New York Mercantile Exchange si Piața London Platinum și Palladium.
Producția de platină
Deși platina apare cel mai adesea în mod natural în depozitele de placer, platina și metalul grupului de platină Minerii (PGM) extrag de obicei metalul din sperrilit și cooperit, două minereuri care conțin platină.
Platina se găsește întotdeauna alături de alte PGM-uri. În complexul Bushveld din Africa de Sud și un număr limitat de altele corpurile minereului, PGM-urile apar în cantități suficiente, astfel încât să fie economică extragerea exclusivă a acestor metale; întrucât, în depozitele din Norilsk și Canada din Sudbury, platina și alte PGM sunt extrase ca subproduse ale nichel și cupru. Extragerea de platină din minereu este atât capitală, cât și intensivă în muncă. Poate dura până la 6 luni și 7 până la 12 tone de minereu pentru a produce o uncie troi (31,135g) de platină pură.
Primul pas al acestui proces este sfărâmarea minereului care conține platină și scufundarea acestuia în apa care conține reactiv; un proces cunoscut sub numele de „flotație de spumă”. În timpul plutirii, aerul este pompat prin nămolul minereu-apă. Particulele de platină se atașează chimic de oxigen și se ridică la suprafață într-o spumă care este degresată pentru rafinare ulterioară.
Etapele finale ale producției
Odată uscată, pulberea concentrată conține încă mai puțin de 1% platină. Apoi este încălzit la peste 2732F ° (1500C °) în cuptoare electrice și aerul este suflat din nou, eliminând fier și impuritățile de sulf. Tehnici electrolitice și chimice sunt utilizate pentru a extrage nichel, cupru și cobalt, rezultând un concentrat de 15-20% PGM.
Aqua regia (un amestec de acid azotic și acid clorhidric) este utilizat pentru a dizolva metalul platinic din concentratul mineral prin crearea clorului care se atașează la platină pentru a forma cloroplatinic acid. În etapa finală, clorura de amoniu este utilizată pentru a converti acidul cloroplatinic în hexacloroplatinat de amoniu, care poate fi ars pentru a forma un metal platinic pur.
Cei mai mari producători de platină
Vestea bună este că nu toată platina este produsă din surse primare în acest proces lung și costisitor. Conform Studiul Geologic al Statelor Unite (USGS) statistici, aproximativ 30% din cele 8,53 milioane de uncii de platină produse la nivel mondial 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 platină metal.
Aplicații
Pentru un metal a cărui producție anuală globală este de doar 192 de tone, platina se găsește în și este esențială pentru producția multor articole de zi cu zi.
Cea mai mare utilizare, reprezentând aproximativ 40% din cerere, este industria bijuteriilor, unde este utilizată în principal în aliajul care produce aur alb. Se estimează că peste 40% din verighetele vândute în SUA conțin niște platină. SUA, China, Japonia și India sunt cele mai mari piețe pentru bijuteriile din platină.
Aplicații industriale
Rezistența la coroziune a platinei și stabilitatea la temperaturi ridicate îl fac ideal ca catalizator în reacțiile chimice. Catalizatorii accelerează reacțiile chimice fără ca ele însele să fie modificate chimic în proces.
Principala aplicație Platinum în acest sector, reprezentând aproximativ 37% din cererea totală de metal, este în convertoarele catalitice pentru automobile. Convertorii catalitici reduc substanțele chimice dăunătoare din emisiile de eșapament prin inițierea unor reacții care transformă 90% din hidrocarburi (monoxid de carbon și oxizi de azot) în altele, mai puțin dăunătoare, compuși.
Platina este, de asemenea, utilizată pentru a cataliza acidul azotic și benzina; creșterea nivelului octanic în combustibil. În industria electronică, creuzetele de platină sunt utilizate pentru a produce cristale semiconductoare pentru lasere, în timp ce aliajele sunt folosite pentru a face discuri magnetice pentru hard disk-urile computerului și pentru a comuta contactele în automobile controale.
Aplicații medicale
Cererea din industria medicală este în creștere, deoarece platina poate fi utilizată atât pentru proprietățile sale conductoare în stimulatoarele cardiace electrozi, precum și implanturile auditive și retiniene și pentru proprietățile sale anticancerigene în medicamente (de exemplu, carboplatină și cisplatină).
Mai jos este o listă cu unele dintre numeroasele alte aplicații pentru platină:
- Cu rodiu, folosit pentru a produce termocupluri la temperaturi ridicate
- Pentru a face sticlă plată optic pură pentru televizoare, LCD-uri și monitoare
- Pentru a face fire de sticlă pentru fibra optică
- În aliajele utilizate pentru a forma vârfurile bujiilor auto și aeronautice
- Ca înlocuitor al aurului în conexiunile electronice
- În acoperiri pentru condensatori ceramici în dispozitive electronice
- În aliajele de temperatură ridicată pentru duzele de combustibil pentru jet și conurile nasului de rachetă
- La implanturile dentare
- Pentru a face flauturi de înaltă calitate
- În detectoarele de fum și monoxid de carbon
- Pentru fabricarea siliconilor
- În acoperiri pentru aparate de ras