Přehled vlastností a použití tohoto hustého kovu
Platina je hustý, stabilní a vzácný kov, který je často používán v klenotnictví pro svůj atraktivní, stříbrný vzhled, stejně jako v lékařských, elektronických a chemických aplikacích díky svým různým a jedinečným chemickým a fyzikálním vlastnostem.
Vlastnosti
- Atomový symbol: Pt
- Atomové číslo: 78
- Prvek Kategorie: Přechodový kov
- Hustota: 21,45 g / cm3
- Bod tání: 3214,9 ° F (1768,3 ° C)
- Bod varu: 6917 ° F (3825 ° C)
- Moh 's tvrdost: 4-4.5
Charakteristiky
Platinový kov má řadu užitečných vlastností, což vysvětluje jeho použití v širokém spektru průmyslových odvětví. Jedná se o jeden z nejhustších kovových prvků - téměř dvakrát tak hustý jako olovo - a velmi stabilní, což dává kovu vynikající odolnost proti korozi . Dobrý vodič elektřiny, platina je také tvárná a tvárná.
Platina je považována za biologicky kompatibilní kov, protože je netoxická a stabilní, takže nereaguje nebo negativně ovlivňuje tkáně těla. Nedávný výzkum také ukázal, že platina inhibuje růst některých nádorových buněk.
Dějiny
Slitina platinových skupin kovů (PGM) , která zahrnuje platinu, byla použita k vyzdobení rakve z Théby, egyptské hrobky, která pochází z roku 700BC. To je nejdříve známé použití platiny, ačkoli pre-Columbian jihoameričané také dělali ornamenty ze zlata a platinových slitin .
Španělští conquistadori byli prvními Evropany, kteří se setkali s kovem, ačkoli si uvědomili, že je to nepříjemné při honbě stříbra kvůli jeho podobnému vzhledu. Oni odkazovali na kov jako Platina - verze Plata , španělské slovo pro stříbro - nebo Platina del Pinto kvůli jeho objevu v písku podél břehů řeky Pinto v moderní době Columbia.
Přestože studoval řada anglických, francouzských a španělských lékáren v polovině 18. století, Francois Chabaneau jako první vyrobil čistý vzorek platinového kovu v roce 1783. V roce 1801 objevil anglický William Wollaston metodu účinného extrahování kovu z ruda, která je velmi podobná procesu, který se dnes používá.
Stříbrný vzhled platinového kovu ji rychle udělil jako cennou komoditu mezi majiteli a bohatými, kteří hledali šperky vyrobené z nejnovějších drahých kovů.
Rostoucí poptávka vedla k objevu velkých ložisek v Uralských horách v roce 1824 a Kanadě v roce 1888, ale nález, který zásadně změnil budoucí platinu, nepřišel až v roce 1924, kdy zemědělec v Jižní Africe narazil na platinovou nugetu v korytě řeky. To nakonec vedlo k objevu geologa Hansa Merenského, který je největším platinovým ložiskem na zemi.
Ačkoli některé průmyslové aplikace platiny (např. Povlaky zapalovacích svíček) byly používány do poloviny 20. století, většina současných elektronických, lékařských a automobilových aplikací byla vyvinuta teprve od roku 1974, kdy byla v USA zavedena regulace kvality vzduchu v autokatalyzátoru.
Od té doby se platina stala také investičním nástrojem a je obchodována na burze New York Mercantile Exchange a London Platinum a Palladium Market.
Výroba
Přestože platina nejčastěji dochází přirozeně k plazivým usazeninám, baníři platinového a platinového kovu (PGM) obvykle extrahují kov ze sperrylitu a kooperitu, dvou platin obsahujících rudy.
Platinum se vždy nachází vedle jiných PGM. V komplexu Bushveld v Jihoafrické republice a v omezené řadě ostatních těl se PGM vyskytují v dostatečném množství, aby bylo ekonomické, aby tyto kovy byly výlučně extrahovány; vzhledem k tomu, že v ruských norilských a kanadských nákladech Sudbury se platiny a jiné PGM extrahují jako vedlejší produkty niklu a mědi .
Extrakce platiny z rudy je jak kapitálová, tak pracovní náročná. To může trvat až 6 měsíců a 7 až 12 tun rudy produkovat jednu trojskou unci (31.135g) čisté platiny.
Prvním krokem v tomto procesu je rozdrtit rudu obsahující platinu a ponořit ji do činidla obsahujícího vodu; proces nazývaný "flotace pěny".
Během flotace je čerpán vzduch z kaše rudy-voda. Platinové částice se chemicky připevňují na kyslík a vznikají na povrchu v pěně, která je odmaštěna pro další rafinování.
Po vysušení obsahuje koncentrovaný prášek ještě méně než 1% platiny. Poté se zahřívá v elektrické peci na teplotu vyšší než 2732 ° C (1500 ° C) a znovu se odfouká vzduch, čímž se odstraní nečistoty železa a síry.
Pro extrakci niklu, mědi a kobaltu se používají elektrolytické a chemické techniky, což vede k koncentraci 15-20% PGM.
Aqua regia (směs kyseliny dusičné a kyseliny chlorovodíkové) se používá k rozpuštění kovu platiny z minerálního koncentrátu vytvářením chloru, který se připojí k platině za vzniku kyseliny chloroplatinové.
V závěrečném kroku se používá chlorid amonný k převedení kyseliny chloroplatinové na hexachloroplatinát amonný, který může být spalován za vzniku čistého platinového kovu.
Dobrou zprávou je, že ne všechny platiny se vyrábějí z primárních zdrojů v tomto dlouhém a nákladném procesu. Podle statistik Spojených států amerických o geologickém průzkumu (USGS) asi 30% celosvětově vyrobených platin v hodnotě 8,53 milionu uncí pochází z recyklovaných zdrojů.
S jejími zdroji soustředěnými v komplexu Bushveld je Jihoafrická republika zdaleka největším producentem platiny, která dodává více než 75% světové poptávky, zatímco Rusko (25 tun) a Zimbabwe (7,8 tun) jsou také velkými producenty. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel a Impala Platinum (Implats) jsou největšími individuálními producenty platinového kovu.
Aplikace
Pro kov, jehož roční celosvětová produkce činí pouhých 192 tun, se nachází platina a je kritická pro výrobu mnoha předmětů každodenní potřeby.
Největší využití, které představuje asi 40% poptávky, je klenotnictví, kde se primárně používá ve slitině, která vyrábí bílé zlato. Odhaduje se, že více než 40% snubních prstenů prodávaných v USA obsahuje nějakou platinu. USA, Čína, Japonsko a Indie jsou největšími trhy pro platinové šperky.
Platinová odolnost proti korozi a vysokoteplotní stabilita jej činí ideální jako katalyzátor při chemických reakcích. Katalyzátory urychlují chemické reakce, aniž by se v procesu chemicky změnily.
Platinum je hlavní aplikace v tomto odvětví, které tvoří přibližně 37% celkové poptávky po kovu, v katalyzátorech pro automobily. Katalyzátory redukují škodlivé chemické látky z emisí výfukových plynů iniciováním reakcí, které převádějí více než 90% uhlovodíků (oxid uhelnatý a oxidy dusíku) do jiných méně škodlivých sloučenin.
Platina se také používá k katalýze kyseliny dusičné a benzinu; zvýšení oktanových úrovní v palivu.
V elektronickém průmyslu se platinové kelímky používají k výrobě polovodičových krystalů pro lasery, zatímco slitiny se používají k výrobě magnetických disků pro pevné disky a spínače kontaktů v automatikách.
Poptávka v lékařském průmyslu roste, jelikož platina může být použita jak pro své vodivé vlastnosti v elektrodách kardiostimulátorů, tak i pro zvukové a retinální implantáty a pro své protirakovinné vlastnosti u léků (např. Karboplatina a cisplatina).
Níže je seznam některých z mnoha dalších aplikací platiny:
- S rhodiem se používají k výrobě vysokoteplotních termočlánků
- Pro výrobu opticky čistého, plochého skla pro televizory, LCD a monitory
- Pro výrobu vláken ze skel pro optické vlákno
- V slitinách používaných k vytvoření špiček automobilových a aeronautických zapalovacích svíček
- Jako náhrada za zlato v elektronických přípojkách
- V povlacích pro keramické kondenzátory v elektronických zařízeních
- V slitinách s vysokou teplotou pro trysky tryskového paliva a kuželovité nosní kužele
- U zubních implantátů
- Chcete-li vytvořit vysoce kvalitní flétny
- V detektorech kouře a oxidu uhelnatého
- Výroba silikonů
- V nátěrech pro holicí strojky
Zdroje:
Wood, Ian. 2004. Platinum . Benchmark Books (New York).
Mezinárodní asociace kovů platinové skupiny (IPA).
Zdroj: http://ipa-news.com/
USGS: Platinová skupina kovů.
Zdroj: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/