En översikt över egenskaperna och applikationerna i denna täta metall
Platina är en tät, stabil och sällsynt metall som ofta används i smycken för sitt attraktiva, silverliknande utseende såväl som i medicinska, elektroniska och kemiska applikationer på grund av dess olika och unika kemiska och fysikaliska egenskaper.
Egenskaper
- Atomsymbol: Pt
- Atomnummer: 78
- Element Kategori: Övergångsmetall
- Densitet: 21,45 g / cm3
- Smältpunkt: 3214,9 ° F (1768,3 ° C)
- Kokpunkt: 6917 ° F (3825 ° C)
- Mohs hårdhet: 4-4,5
egenskaper
Platinmetall har ett antal användbara egenskaper, vilket förklarar dess tillämpning inom ett brett spektrum av industrier. Det är en av de tätaste metallelementen - nästan dubbelt så tät som bly - och mycket stabil, vilket ger metallen utmärkta korrosionsbeständiga egenskaper. En bra ledare av elektricitet, platina är även formbar och duktil.
Platina anses vara en biologiskt kompatibel metall eftersom den är giftfri och stabil, så den inte reagerar med eller negativt påverkar kroppsvävnad. Ny forskning har också visat att platina hämmar tillväxten av vissa cancerceller.
Historia
En legering av platinagruppmetallerna (PGM) , som innefattar platina, användes för att dekorera Thebes, en egyptisk grav som dateras till cirka 700 BC. Detta är den tidigast kända användningen av platina, även om prekolumbiska sydamerikaner också gjorde ornament från guld och platinalegeringar.
Spanska conquistadors var de första européerna som mötte metallen, även om de tyckte att det var en olägenhet i deras strävan efter silver på grund av dess liknande utseende. De hänvisade till metallen som Platina - en version av Plata , det spanska ordet för silver - eller Platina del Pinto på grund av dess upptäckt i sanden längs floden Pinto i modern Colombia.
Även om det studerades av ett antal engelska, franska och spanska kemister i mitten av 18th century, var Francois Chabaneau den första att producera ett rent urval av platina metall år 1783. År 1801 upptäckte engelskmannen William Wollaston en metod för att effektivt utvinna metallen från malm, vilket mycket liknar den process som används idag.
Platinmetallens silverliknande utseende gjorde det snabbt till en värdefull vara bland royalties och de rika som sökte smycken gjorda av den senaste ädelmetallen.
Den växande efterfrågan ledde till upptäckten av stora insättningar i Uralbergen 1824 och Kanada 1888, men upptäckten som i grunden skulle förändra platinens framtid kom inte fram till 1924 när en bonde i Sydafrika snubblat över en platinögon i en flodbädd. Detta ledde slutligen till geologen Hans Merenskys upptäckt av Bushveld igneous-komplexet, den största platina-insättningen på jorden.
Även om vissa industriella applikationer för platina (t ex tändplastbeläggningar) användes vid mitten av 1900-talet har de flesta av de nuvarande elektroniska, medicinska och fordonsapplikationerna endast utvecklats sedan 1974 då luftkvalitetsregler i USA initierade autokatalysatorens era.
Sedan dess har platina blivit ett investeringsinstrument och handlas på New York Mercantile Exchange och London Platinum and Palladium Market.
Produktion
Fastän platina oftast naturligt förekommer i placeringsföremål, extraherar platina- och platinagruppmetallmineraler vanligtvis metallen från sperrylit och cooperite, två platinainnehållande malmer.
Platina finns alltid tillsammans med andra PGM. I Sydafrikas Bushveld-komplex och ett begränsat antal andra malmkroppar förekommer PGM i tillräckliga mängder för att göra det ekonomiskt att uteslutande extrahera dessa metaller. medan i Rysslands Norilsk och Kanada Sudbury-deponier extraheras platina och andra PGM som biprodukter från nickel och koppar .
Utvinning av platina från malm är både kapital och arbetsintensiv. Det kan ta upp till 6 månader och 7 till 12 ton malm för att producera en troy uns (31.135 g) ren platina.
Det första steget i denna process är att krossa platina innehållande malm och fördjupa den i reagens innehållande vatten; en process som kallas "skumflotation".
Under flotation pumpas luft genom malmuppslamningen. Platinpartiklarna ansluter kemiskt till syre och stiger till ytan i en skum som avskumas för ytterligare raffinering.
Efter torkning innehåller det koncentrerade pulvret fortfarande mindre än 1% platina. Den värms sedan till över 1500 ° C i elektriska ugnar och luft blåses igenom igen, vilket avlägsnar järn och svavel föroreningar.
Elektrolytiska och kemiska tekniker används för att extrahera nickel, koppar och kobolt , vilket resulterar i ett koncentrat av 15-20% PGM.
Aqua regia (en sammansättning av salpetersyra och saltsyra) används för att lösa upp platinmetall från mineralkoncentratet genom att skapa klor som fäster vid platina för att bilda klorplatinsyra.
I sista steget används ammoniumklorid för att omvandla klorplatinsyran till ammoniumhexakloroplatinat, som kan brännas för att bilda ren platinametall.
Den goda nyheten är att inte allt platina produceras från primära källor i denna långa och dyra process. Enligt USA: s Geological Survey (USGS) statistik kom cirka 30% av de 8,53 miljoner uns platina som producerades över hela världen 2012 från återvunna källor.
Med sina resurser centrerade vid Bushveld-komplexet är Sydafrika den överlägset största producenten av platina, som levererar över 75% av världens efterfrågan, medan Ryssland (25 ton) och Zimbabwe (7,8 ton) också är stora producenter. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel och Impala Platinum (Implats) är de största enskilda tillverkarna av platina metall.
tillämpningar
För en metall vars årliga globala produktion bara är 192 ton, finns platina i och kritisk för produktionen av många vardagliga föremål.
Den största användningen, som står för cirka 40% av efterfrågan, är smycken industrin där den används främst i legeringen som gör vitguld. Det beräknas att över 40% av bröllopsringar som säljs i USA innehåller lite platina. USA, Kina, Japan och Indien är de största marknaderna för platina smycken.
Platinets korrosionsbeständighet och hög temperatur stabilitet gör den idealisk som en katalysator i kemiska reaktioner. Katalysatorer påskyndar kemiska reaktioner utan att de själva förändras kemiskt.
Platinens huvudsakliga tillämpning inom denna sektor, som står för cirka 37% av den totala efterfrågan på metallen, finns i katalysatorer för bilar. Katalysatorer reducerar skadliga kemikalier från avgasutsläpp genom att initiera reaktioner som vänder över 90% kolväten (kolmonoxid och kväveoxider) till andra, mindre skadliga föreningar.
Platina används också för att katalysera salpetersyra och bensin; ökar oktanhalten i bränsle.
I elektronikindustrin används platina crucibles för att göra halvledarkristaller till lasrar, medan legeringar används för att göra magnetiska diskar för dators hårddiskar och byta kontakter i bilkontroll.
Efterfrågan från den medicinska industrin växer, eftersom platina kan användas för både dess ledande egenskaper i pacemakerelektroder, såväl som aural och retinalimplantat och för dess anti-cancer egenskaper i droger (t.ex. karboplatin och cisplatin).
Nedan är en lista över några av de många andra applikationerna för platina:
- Med rodium, brukade göra hög temperatur termoelement
- Att göra optiskt rent, platt glas för TV, LCD och monitorer
- Att göra trådar av glas för fiberoptik
- I legeringar användes för att bilda tipsen för bil- och flygplans tändstift
- Som ersättning för guld i elektroniska anslutningar
- I beläggningar för keramiska kondensatorer i elektroniska apparater
- I hög temperatur legeringar för jet bränsle munstycken och missil näskeglar
- I tandimplantat
- För att göra högkvalitativa flöjter
- I rök- och kolmonoxiddetektorer
- Att tillverka silikon
- I beläggningar för rakhyvlar
källor:
Trä, Ian. 2004. Platinum . Benchmark Books (New York).
International Platinum Group Metals Association (IPA).
Källa: http://ipa-news.com/
USGS: Platinum-gruppmetaller.
Källa: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/