Platin er et tæt, stabilt og sjældent metal, der ofte bruges i smykker for dets attraktive, sølvlignende udseende, som såvel som i medicinske, elektroniske og kemiske applikationer på grund af dets forskellige og unikke kemiske og fysiske ejendomme.
Ejendomme
- Atomsymbol: Pt
- Atomnummer: 78
- Elementkategori: Overgangsmetal
- Massefylde: 21,45 gram / centimeter3
- Smeltepunkt: 1768,3 ° C (3214,9 ° F)
- Kogepunkt: 3825 ° C (6917 ° F)
- Moh's hårdhed: 4-4.5
Egenskaber
Platinmetal har en række nyttige egenskaber, hvilket forklarer dets anvendelse i en lang række industrier. Det er et af de tætteste metalelementer - næsten dobbelt så tæt som bly - og meget stabilt, hvilket giver metallet fremragende korrosion resistente egenskaber. En god leder af elektricitet, platin er også formbar (i stand til at blive dannet uden at bryde) og duktil (i stand til at blive deformeret uden at miste styrke).
Platin betragtes som et biologisk kompatibelt metal, fordi det er ikke-toksisk og stabilt, så det reagerer ikke med eller påvirker kropsvæv negativt. Nyere forskning har også vist, at platin hæmmer væksten af visse kræftceller.
Historie
En legering af platinagruppemetaller (PGM'er), der inkluderer platin, blev brugt til at dekorere Thebes kiste, en egyptisk grav, der dateres tilbage til omkring 700 f.Kr. Dette er den tidligste kendte anvendelse af platin, selvom præ-colombianske sydamerikanere også lavede ornamenter af guld og platin legeringer.
Spanske erobrere var de første europæere, der stødte på metallet, selvom de fandt det en gener i deres forfølgelse af sølv på grund af dets lignende udseende. De henviste til metallet som Platina—En version af Plata, det spanske ord for sølv — eller Platina del Pinto på grund af dets opdagelse i sandet langs bredden af Pinto-floden i nutidens Columbia.
Den første produktion og en stor opdagelse
Selvom Francois Chabaneau blev undersøgt af en række engelske, franske og spanske kemikere i midten af det 18. århundrede, var den første til at producere en ren prøve af platinmetal i 1783. I 1801 opdagede engelskmanden William Wollaston en metode til effektiv udvinding af metallet fra malm, hvilket svarer meget til den proces, der anvendes i dag.
Platinemetals sølvlignende udseende gjorde det hurtigt til en værdsat vare blandt royalty og de rige, der søgte smykker fremstillet af det nyeste ædle metal.
Stigende efterspørgsel førte til opdagelsen af store forekomster i Ural-bjergene i 1824 og Canada i 1888, men det fund, der ville grundlæggende ændring af platinens fremtid kom først i 1924, da en landmand i Sydafrika snuble over en platinemugg i en flodleje. Dette førte i sidste ende til geolog Hans Merenskys opdagelse af Bushveld magtfulde kompleks, den største platinaflejring på jorden.
Nylige anvendelser af platin
Selvom nogle industrielle anvendelser af platin (fx tændrørbelægninger) var i brug i midten af det 20. århundrede, var det meste af det nuværende Elektroniske, medicinske og bilindustrielle applikationer er først blevet udviklet siden 1974, da luftkvalitetsreglerne i USA indledte autokatalysator æra.
Siden dengang er platin blevet et investeringsinstrument og handles på New York Mercantile Exchange og London Platinum og Palladium Market.
Produktion af platin
Selvom platin ofte forekommer naturligt i placeraflejringer, er platin og platinagruppemetal (PGM) minearbejdere ekstraherer normalt metallet fra sperrylit og cooperite, to platinholdige malme.
Platin findes altid sammen med andre PGM'er. I Sydafrikas Bushveld-kompleks og et begrænset antal andre malmlegemer, PGM'er forekommer i tilstrækkelige mængder til at gøre det økonomisk at udelukke disse metaller; der henviser til, at der i Ruslands Norilsk og Canadas Sudbury-forekomster ekstraheres platin og andre PGM'er som biprodukter fra nikkel og kobber. Udvinding af platin fra malm er både kapital og arbejdskrævende. Det kan tage op til 6 måneder og 7 til 12 tons malm at producere en troy ounce (31.135 g) ren platin.
Det første trin i denne proces er at knuse platinholdig malm og nedsænke den i det reagens, der indeholder vand; en proces kendt som 'skumflotation'. Under flotation pumpes luft gennem malm-vandopslæmningen. Platinpartikler binder sig kemisk til iltet og stiger til overfladen i et skum, der er skummet af for yderligere raffinering.
De sidste stadier i produktionen
Når det er tørret, indeholder det koncentrerede pulver stadig mindre end 1% platin. Derefter opvarmes det til over 2732F ° (1500C °) i elektriske ovne, og luften blæses igen igennem og fjerner jern og svovlurenheder. Elektrolytiske og kemiske teknikker anvendes til at ekstrahere nikkel, kobber og kobolthvilket resulterer i et koncentrat på 15-20% PGM'er.
Aqua regia (en sammensætning af salpetersyre og saltsyre) bruges til at opløse platinmetal fra mineralkoncentratet ved at skabe klor, der binder sig til platin for at danne kloroplatin syre. I det sidste trin bruges ammoniumchlorid til at omdanne chloroplatinsyre til ammoniumhexachloroplatinat, som kan brændes til dannelse af rent platinmetal.
De største producenter af platin
Den gode nyhed er, at ikke alt platin produceres fra primære kilder i denne lange og dyre proces. Ifølge United States Geological Survey (USGS) statistik kom omkring 30% af de 8,53 millioner ounce platin produceret over hele verden i 2012 fra genbrugte kilder.
Med sine ressourcer centreret i Bushveld-komplekset er Sydafrika langt den største producent af platin, leverer over 75% af verdens efterspørgsel, mens Rusland (25 tons) og Zimbabwe (7,8 tons) også er store producenter. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel og Impala Platinum (Implats) er største individuelle producenter af platin metal.
Ansøgninger
For et metal, hvis årlige globale produktion kun er 192 tons, findes platin i og kritisk for produktionen af mange hverdagsprodukter.
Den største anvendelse, der tegner sig for ca. 40% af efterspørgslen, er smykkeindustrien, hvor den primært bruges i den legering, der fremstiller hvidguld. Det anslås, at over 40% af vielsesringe, der sælges i USA, indeholder noget platin. USA, Kina, Japan og Indien er de største markeder for platin smykker.
Industrielle applikationer
Platinas korrosionsbestandighed og høje temperaturstabilitet gør den ideel som en katalysator i kemiske reaktioner. Katalysatorer fremskynder kemiske reaktioner uden selv at blive kemisk ændret i processen.
Platins vigtigste anvendelse i denne sektor, der tegner sig for ca. 37% af den samlede efterspørgsel efter metallet, er i katalysatorer til biler. Katalysatorer reducerer skadelige kemikalier fra udstødningsemissioner ved at indlede reaktioner, der omdanne 90% af kulbrinterne (kulilte og nitrogenoxider) til andre, mindre skadelige, forbindelser.
Platin bruges også til at katalysere salpetersyre og benzin; øge oktanniveauet i brændstof. I elektronikindustrien bruges platin digler til at fremstille halvlederkrystaller til lasere, mens legeringer bruges til at fremstille magnetiske diske til computerharddiske og skifte kontakter i bilindustrien kontrolelementer.
Medicinske applikationer
Efterspørgslen fra den medicinske industri vokser, da platin kan bruges til begge dets ledende egenskaber i pacemakere elektroder såvel som aurale og retinale implantater og for dets anticanceregenskaber i lægemidler (fx carboplatin og cisplatin).
Nedenfor er en liste over nogle af de mange andre applikationer til platin:
- Med rhodium, der bruges til at fremstille termoelementer ved høj temperatur
- At fremstille optisk rent, fladt glas til tv'er, LCD-skærme og skærme
- At fremstille tråde af glas til fiberoptik
- I legeringer, der bruges til at danne spidserne af bil- og aeronautiske tændrør
- Som erstatning for guld i elektroniske forbindelser
- I belægninger til keramiske kondensatorer i elektroniske enheder
- I højtemperaturlegeringer til jetbrændstofdyser og missilnæskegler
- I tandimplantater
- At fremstille fløjter af høj kvalitet
- I detektorer til røg og kulilte
- Til fremstilling af silikoner
- I belægninger til barbermaskiner