Platinum on tiheä, vakaa ja harvinainen metalli, jota käytetään usein koruissa houkuttelevan, hopean kaltaisen ulkonäön vuoksi sekä lääketieteellisissä, elektronisissa ja kemiallisissa sovelluksissa sen erilaisten ja ainutlaatuisten kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien vuoksi ominaisuudet.
Ominaisuudet
- Atomisymboli: Pt
- Atomiluku: 78
- Elementtiluokka: Siirtymämetalli
- Tiheys: 21,45 grammaa / senttimetri3
- Sulamispiste: 3214,9 ° F (1768,3 ° C)
- Kiehumispiste: 6917 ° F (3825 ° C)
- Mohin kovuus: 4-4,5
Ominaisuudet
Platinametallilla on useita hyödyllisiä ominaisuuksia, mikä selittää sen käytön monilla teollisuudenaloilla. Se on yksi tiheimmistä metallielementeistä - melkein kaksi kertaa tiheämpi kuin lyijy - ja erittäin vakaa, mikä antaa metallille erinomaisen korroosio kestävät ominaisuudet. Hyvä sähkönjohdin, platina on myös taottava (pystyy muodostamaan rikkoutumatta) ja sitkeä (pystyy deformoitumaan menettämättä lujuutta).
Platinaa pidetään biologisesti yhteensopivana metallina, koska se ei ole myrkyllistä ja stabiilia, joten se ei reagoi kehon kudosten kanssa tai vaikuta niihin negatiivisesti. Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös osoittaneet, että platina estää tiettyjen syöpäsolujen kasvua.
Historia
Seos platinaryhmän metallit (PGM), joka sisältää platinaa, käytettiin koristamaan Thebes-arkku, egyptiläinen hauta, joka on peräisin noin 700 eKr. Tämä on aikaisin tunnettu platinan käyttö, vaikka esikolumbialaiset eteläamerikkalaiset tekivät myös koristeita kulta- ja platinalevystä seokset.
Espanjalaiset valloittajat olivat ensimmäisiä eurooppalaisia, jotka tapasivat metallia, vaikka he pitivät sitä haittana pyrkiessään hopeaan sen samanlaisen ulkonäön vuoksi. He viittasivat metalliin nimellä Platina—Versio Plata, espanjankielinen sana hopea - tai Platina del Pinto koska se löydettiin hiekasta Pinto-joen rannalla nykypäivän Columbiassa.
Ensimmäinen tuotanto ja suuri löytö
Vaikka monet englantilaiset, ranskalaiset ja espanjalaiset kemistit tutkivat 1700-luvun puolivälissä, Francois Chabaneau tuotti ensimmäisenä puhtaan platinametallinäytteen vuonna 1783. Vuonna 1801 englantilainen William Wollaston löysi menetelmän metallin talteenottamiseksi malmista, joka on hyvin samanlainen kuin nykyisin käytetty prosessi.
Platinummetallin hopeamainen ulkonäkö teki siitä nopeasti arvostetun hyödykkeen rojaltien ja varakkaiden keskuudessa, jotka etsivät uusimmasta jalometallista tehtyjä koruja.
Kasvava kysyntä johti suurten esiintymien löytämiseen Uralin vuoristossa vuonna 1824 ja Kanadassa vuonna 1888, mutta havainto, joka Platinan tulevaisuus muuttui perusteellisesti vasta vuonna 1924, kun maanviljelijä Etelä-Afrikassa kompastui platinakillan joenuoma. Tämä johti viime kädessä siihen, että geologi Hans Merensky löysi Bushveldin magmakompleksin, joka on maan suurin platinakerros.
Platinumin viimeaikainen käyttö
Vaikka jotkut platinan teolliset sovellukset (esim. Sytytystulppapinnoitteet) olivat käytössä 1900-luvun puoliväliin mennessä, suurin osa nykyisestä sähköisiä, lääketieteellisiä ja autoteollisuuden sovelluksia on kehitetty vasta vuodesta 1974, jolloin ilmanlaatua koskevat määräykset Yhdysvalloissa aloittivat autokatalyytin aikakausi.
Siitä lähtien platinasta on tullut sijoitusväline ja sillä käydään kauppaa New Yorkin tavarapörssi ja Lontoon platina- ja palladiumtori.
Platinan tuotanto
Vaikka platina esiintyy useimmiten luonnollisesti placer-kerrostumissa, platina ja platinaryhmä metalli (PGM) -kaivostyöläiset yleensä uuttavat metallin sperryliitistä ja cooperiteista, kahdesta platinaa sisältävästä malmista.
Platinaa löytyy aina muiden PGM: ien rinnalla. Etelä-Afrikan Bushveld-kompleksissa ja rajallinen määrä muita malmikappaleita, PGM-yhdisteitä esiintyy riittävässä määrin, jotta näiden metallien yksinomainen uuttaminen olisi taloudellista ottaa huomioon, että Venäjän Norilskissa ja Kanadan Sudburyn talletuksissa uutetaan platinaa ja muita platinametalleja nikkeli ja kupari-. Platinan uuttaminen malmista on sekä pääomaa että työvoimavaltaista. Yhden troy-unssin (31,135 g) puhtaan platinan tuottaminen voi kestää jopa 6 kuukautta ja 7-12 tonnia malmia.
Ensimmäinen vaihe tässä prosessissa on murskata platinaa sisältävä malmi ja upottaa se reagenssiin, joka sisältää vettä; prosessi, joka tunnetaan nimellä 'vaahdotus'. Vaahdotuksen aikana ilma pumpataan malmivesilietteen läpi. Platinahiukkaset kiinnittyvät kemiallisesti happeen ja nousevat pinnalle vaahdossa, joka kuoritaan pois edelleen puhdistettavaksi.
Tuotannon loppuvaiheet
Kuivattuaan väkevöity jauhe sisältää edelleen alle 1% platinaa. Sitten se kuumennetaan yli 2732 F °: een (1500 ° C) sähköuunissa ja ilma puhalletaan uudelleen läpi poistamalla rauta- ja rikkiepäpuhtaudet. Elektrolyyttisiä ja kemiallisia tekniikoita käytetään nikkelin, kuparin ja koboltti, mikä johtaa 15 - 20% PGM: ien konsentraattiin.
Aqua regiaa (typpihapon ja suolahapon keittäminen) käytetään platinametallin liuottamiseen mineraalitiivisteestä luomalla klooria, joka kiinnittyy platinaan kloroplatiinisen muodostamiseksi happo. Viimeisessä vaiheessa ammoniumkloridia käytetään kloroplatiinihapon muuttamiseksi ammoniumheksaklooriplatinaatiksi, joka voidaan polttaa puhtaaksi platinametalliksi.
Suurimmat platinan tuottajat
Hyvä uutinen on, että kaikkea platinaa ei tuoteta ensisijaisista lähteistä tässä pitkässä ja kalliissa prosessissa. Mukaan Yhdysvaltain geologinen tutkimuskeskus (USGS) Tilastojen mukaan noin 30% maailmanlaajuisesti tuotetusta 8,53 miljoonasta unssista platinaa vuonna 2012 tuli kierrätetyistä lähteistä.
Etelä-Afrikka on ylivoimaisesti suurin platinan tuottaja Bushveld-kompleksiin keskittyvillä resursseilla, toimittaa yli 75 prosenttia maailman kysynnästä, kun taas Venäjä (25 tonnia) ja Zimbabwe (7,8 tonnia) ovat myös suuria tuottajille. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel ja Impala Platinum (Implats) ovat suurimmat platinan yksittäiset tuottajat metalli.
Sovellukset
Metallille, jonka vuotuinen maailmanlaajuinen tuotanto on vain 192 tonnia, platinaa löytyy ja se on kriittinen monien arjen esineiden tuotannolle.
Suurin käyttö, joka muodostaa noin 40% kysynnästä, on koruteollisuus, jossa sitä käytetään pääasiassa valkokulta valmistavassa seoksessa. On arvioitu, että yli 40% Yhdysvalloissa myydyistä vihkisormuksista sisältää jonkin verran platinaa. Yhdysvallat, Kiina, Japani ja Intia ovat suurimmat platinakorujen markkinat.
Teolliset sovellukset
Platinan korroosionkestävyys ja korkean lämpötilan stabiilisuus tekevät siitä ihanteellisen katalysaattorina kemiallisissa reaktioissa. Katalyytit nopeuttavat kemiallisia reaktioita muuttamatta itseään kemiallisesti prosessissa.
Platinan pääasiallinen käyttökohde tällä alalla, noin 37% metallin kokonaiskysynnästä, on autojen katalysaattoreissa. Katalysaattorit vähentävät pakokaasupäästöistä aiheutuvia haitallisia kemikaaleja käynnistämällä sellaisia reaktioita muuttaa 90 prosenttia hiilivedyistä (hiilimonoksidi ja typen oksidit) muiksi, vähemmän haitallisiksi, yhdisteet.
Platinaa käytetään myös typpihapon ja bensiinin katalysointiin; oktaaniluvun lisääminen polttoaineessa. Elektroniikkateollisuudessa platinaupokkaita käytetään puolijohdekiteiden valmistamiseen lasereille, kun taas metalliseoksia käytetään magneettilevyjen valmistamiseen tietokoneiden kiintolevyille ja kytkinkoskettimille autoteollisuudessa säätimet.
Lääketieteelliset sovellukset
Lääketieteellisen teollisuuden kysyntä kasvaa, koska platinaa voidaan käyttää sekä sen johtavista ominaisuuksista sydämentahdistimissa elektrodit sekä aura- ja verkkokalvon implantit sekä sen syöpälääkkeet lääkkeissä (esim. karboplatiini ja sisplatiini).
Alla on luettelo joistakin monista muista platinan sovelluksista:
- Rodiumilla, jota käytetään korkean lämpötilan lämpöparien valmistamiseen
- Optisesti puhtaan, tasaisen lasin valmistaminen televisioille, LCD-näytöille ja näytöille
- Lasikuitujen valmistaminen kuituoptiikkaa varten
- Seoksissa, joita käytetään autoteollisuuden ja ilmailun sytytystulppien kärjen muodostamiseen
- Korvaa kultaa elektronisissa yhteyksissä
- Elektronisten laitteiden keraamisten kondensaattoreiden pinnoitteissa
- Korkean lämpötilan seoksissa suihkepolttoainesuuttimille ja ohjusten nenäkartioille
- Hammasimplantteissa
- Tehdä korkealaatuisia huiluja
- Savu- ja hiilimonoksidiantureissa
- Silikonien valmistus
- Partakoneissa