Vlastnosti a aplikace platiny

click fraud protection

Platina je hustý, stabilní a vzácný kov, který se často používá ve špercích pro svůj atraktivní, stříbrný vzhled, jako stejně jako v lékařských, elektronických a chemických aplikacích díky různým a jedinečným chemickým a fyzikálním vlastnosti.

Vlastnosti

  • Atomový symbol: Pt
  • Atomové číslo: 78
  • Kategorie prvku: Přechodný kov
  • Hustota: 21,45 gramů / centimetr3
  • Bod tání: 1768,3 ° C (3214,9 ° F)
  • Bod varu: 3 825 ° C
  • Mohova tvrdost: 4-4,5

Vlastnosti

Platinový kov má řadu užitečných vlastností, což vysvětluje jeho použití v široké škále průmyslových odvětví. Je to jeden z nejhustších kovových prvků - téměř dvakrát tak hustý jako olovo - a velmi stabilní, díky čemuž je kov vynikající koroze odolné vlastnosti. Dobrý vodič elektřiny, platina také tvárný (lze tvarovat bez přetržení) a tvárné (lze deformovat bez ztráty pevnosti).

Platina je považována za biologicky kompatibilní kov, protože je netoxický a stabilní, takže nereaguje ani nepříznivě neovlivňuje tkáně těla. Nedávný výzkum také ukázal, že platina inhibuje růst určitých rakovinných buněk.

instagram viewer

Dějiny

Slitina kovy skupiny platiny (PGM), která zahrnuje platinu, byla použita k výzdobě rakve Thebes, egyptské hrobky z doby kolem roku 700 př. n.l. Toto je nejdříve známé použití platiny, ačkoli předkolumbovští Jihoameričané také vyráběli ozdoby ze zlata a platiny slitiny.

Španělští dobyvatelé byli prvními Evropany, kteří se s tímto kovem setkali, ačkoli pro jeho podobný vzhled to považovali za obtíž ve snaze o stříbro. O kovu hovořili jako platina- verze Plata, španělské slovo pro stříbro - nebo Platina del Pinto kvůli jeho objevu v písku podél břehů řeky Pinto v dnešní Kolumbii.

První výroba a velký objev

Ačkoli byl Francois Chabaneau v polovině 18. století studován řadou anglických, francouzských a španělských chemiků, jako první v roce 1783 vyrobil čistý vzorek platinového kovu. V roce 1801 objevil Angličan William Wollaston způsob účinné extrakce kovu z rudy, který je velmi podobný dnešnímu procesu.

Stříbrný vzhled platinového kovu z něj rychle udělal cennou komoditu mezi královskou hodností a bohatými, kteří hledali šperky vyrobené z nejnovějšího drahého kovu.

Rostoucí poptávka vedla k objevu velkých ložisek v pohoří Ural v roce 1824 a v Kanadě v roce 1888, ale zjištění, které by budoucnost platiny zásadně změnila až v roce 1924, kdy zemědělec v Jižní Africe narazil na platinový nugget v řečiště. To nakonec vedlo k objevení geologa Hanse Merenského v magmatickém komplexu Bushveld, největším ložisku platiny na Zemi.

Nedávné použití platiny

Ačkoli se v polovině 20. století používaly některé průmyslové aplikace platiny (např. Povlaky zapalovacích svíček), většina současných elektronické, lékařské a automobilové aplikace byly vyvinuty až od roku 1974, kdy předpisy o kvalitě ovzduší v USA zahájily éra autokatalyzátoru.

Od té doby se platina stala investičním nástrojem a obchoduje se na ní New York Mercantile Exchange a London Platinum and Palladium Market.

Výroba platiny

Ačkoli platina se nejčastěji přirozeně vyskytuje v rýžoviskách, platina a kov platinové skupiny Horníci (PGM) obvykle získávají kov ze sperrylitu a cooperitu, dvou rud obsahujících platinu.

Platina se vždy nachází vedle jiných PGM. V jihoafrickém komplexu Bushveld a v omezeném počtu dalších rudní tělíska, PGM se vyskytují v dostatečném množství, aby byla ekonomická výlučná těžba těchto kovů; vzhledem k tomu, že v ruském Norilsku a Kanadě jsou ložiska Sudbury platina a další PGM těženy jako vedlejší produkty nikl a měď. Těžba platiny z rudy je náročná na kapitál i práci. Výroba jedné trojské unce (31,135 g) čisté platiny může trvat až 6 měsíců a 7 až 12 tun rudy.

Prvním krokem v tomto procesu je drcení rudy obsahující platinu a její ponoření do činidla obsahujícího vodu; proces známý jako „pěnová flotace“. Během flotace je vzduch čerpán přes kaši rudy a vody. Částice platiny se chemicky připojují ke kyslíku a stoupají k povrchu v pěně, která je odsávána k další rafinaci.

Konečné fáze výroby

Po usušení obsahuje koncentrovaný prášek stále méně než 1% platiny. Poté se v elektrických pecích zahřeje na více než 2732 ° C (1500 ° C) a vzduch se znovu profoukne a odstraní se žehlička a nečistoty síry. K extrakci niklu, mědi a kovů se používají elektrolytické a chemické techniky kobalt, což má za následek koncentrát 15-20% PGM.

K rozpuštění kovového platiny se používá Aqua regia (směs kyseliny dusičné a kyseliny chlorovodíkové) z minerálního koncentrátu vytvářením chloru, který se váže na platinu za vzniku chloroplatiny kyselina. V závěrečném kroku se chlorid amonný použije k přeměně kyseliny chloroplatičité na hexachloroplatinát amonný, který lze spálit za vzniku čistého kovu platiny.

Největší producenti platiny

Dobrou zprávou je, že ne všechna platina se vyrábí z primárních zdrojů v tomto dlouhém a nákladném procesu. Podle USA geologický průzkum (USGS) Podle statistik asi 30% z 8,53 milionu uncí platiny vyrobených na celém světě v roce 2012 pocházelo z recyklovaných zdrojů.

Se svými zdroji soustředěnými v komplexu Bushveld je Jižní Afrika zdaleka největším producentem platiny, dodávají více než 75% světové poptávky, zatímco Rusko (25 tun) a Zimbabwe (7,8 tun) jsou také velké výrobci. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel a Impala Platinum (Implats) jsou největší jednotliví producenti platiny kov.

Aplikace

U kovu, jehož roční celosvětová produkce je pouhých 192 tun, se platina nachází a je kritická pro výrobu mnoha předmětů každodenní potřeby.

Největší využití, které představuje přibližně 40% poptávky, je klenotnický průmysl, kde se primárně používá ve slitině, která vyrábí bílé zlato. Odhaduje se, že více než 40% snubních prstenů prodávaných v USA obsahuje část platiny. USA, Čína, Japonsko a Indie jsou největšími trhy platinových šperků.

Průmyslové aplikace

Díky platinové korozní odolnosti a stabilitě za vysokých teplot je ideální jako katalyzátor při chemických reakcích. Katalyzátory urychlují chemické reakce, aniž by samy byly v procesu chemicky měněny.

Hlavní aplikace platiny v tomto sektoru, která představuje přibližně 37% celkové poptávky po kovu, je v katalyzátorech pro automobily. Katalytické konvertory snižují škodlivé chemikálie z emisí výfukových plynů iniciováním reakcí přeměňte 90% uhlovodíků (oxid uhelnatý a oxidy dusíku) na jiné, méně škodlivé, sloučeniny.

Platina se také používá ke katalýze kyseliny dusičné a benzínu; zvýšení hladiny oktanového čísla v palivu. V elektronickém průmyslu se platinové kelímky používají k výrobě polovodičových krystalů pro lasery slitiny se používají k výrobě magnetických disků pro pevné disky počítačů a spínacích kontaktů v automobilovém průmyslu řízení.

Lékařské aplikace

Poptávka lékařského průmyslu roste, protože platina může být použita pro obě její vodivé vlastnosti v kardiostimulátorech elektrody, stejně jako ušní a sítnicové implantáty, a pro své protirakovinné vlastnosti v léčivech (např. karboplatina a cisplatina).

Níže je uveden seznam některých z mnoha dalších aplikací platiny:

  • S rhodiem, které se používá k výrobě vysokoteplotních termočlánků
  • Vytvářet opticky čisté ploché sklo pro televizory, LCD a monitory
  • Na výrobu skleněných nití pro optická vlákna
  • Ve slitinách používaných k výrobě špiček automobilových a leteckých zapalovacích svíček
  • Jako náhrada za zlato v elektronických spojeních
  • V povlacích pro keramické kondenzátory v elektronických zařízeních
  • Ve vysokoteplotních slitinách pro tryskové palivové trysky a kužely předních raket
  • V zubních implantátech
  • Dělat vysoce kvalitní flétny
  • V detektorech kouře a oxidu uhelnatého
  • K výrobě silikonů
  • V povlacích na břitvy
instagram story viewer