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.
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