Platina är en tät, stabil och sällsynt metall som ofta används i smycken för sitt attraktiva, silverliknande utseende, som samt inom medicinska, elektroniska och kemiska tillämpningar på grund av dess olika och unika kemiska och fysiska egenskaper.
Egenskaper
- Atomsymbol: Pt
- Atomnummer: 78
- Elementkategori: Övergångsmetall
- Densitet: 21,45 gram / centimeter3
- Smältpunkt: 1768,3 ° C (3214,9 ° F)
- Kokpunkt: 3825 ° C (6917 ° F)
- Mohs hårdhet: 4-4,5
Egenskaper
Platinametall har ett antal användbara egenskaper, vilket förklarar dess tillämpning i ett brett spektrum av industrier. Det är ett av de tätaste metallelementen - nästan dubbelt så tätt som bly - och mycket stabilt, vilket ger metallen utmärkt korrosion resistenta egenskaper. En bra ledare för elektricitet, platina är också formbar (kan formas utan att gå sönder) och duktil (kan deformeras utan att förlora styrka).
Platina anses vara en biologiskt kompatibel metall eftersom den är giftfri och stabil, så den reagerar inte med eller påverkar kroppsvävnader negativt. Ny forskning har också visat att platina hämmar tillväxten av vissa cancerceller.
Historia
En legering av platinagruppmetaller (PGM), som inkluderar platina, användes för att dekorera Thebes kista, en egyptisk grav som går tillbaka till cirka 700 f.Kr. Detta är den tidigast kända användningen av platina, även om prekolumbianska sydamerikaner också gjorde ornament av guld och platina legeringar.
Spanska erövrare 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 dagens Columbia.
Den första produktionen och en stor upptäckt
Även om det studerades av ett antal engelska, franska och spanska kemister i mitten av 1700-talet, var Francois Chabaneau den första som producerade ett rent prov av platinametall 1783. 1801 upptäckte engelsmannen William Wollaston en metod för att effektivt extrahera metallen från malm, vilket är mycket lik den process som används idag.
Platinametallens silverliknande utseende gjorde det snabbt till en uppskattad vara bland kungligheter och de rika som sökte smycken gjorda av den senaste ädelmetallen.
En växande efterfrågan ledde till upptäckten av stora insättningar i Uralbergen 1824 och Kanada 1888, men upptäckten som skulle grundläggande förändring av platinas framtid kom inte förrän 1924 då en jordbrukare i Sydafrika snubblade över en platinamugg i en flodbädd. Detta ledde till slut till geolog Hans Merenskys upptäckt av Bushveld magkomplex, den största platinafyndigheten på jorden.
Senaste användningen av platina
Även om vissa industriella applikationer för platina (t.ex. tändstiftbeläggningar) användes i mitten av 1900-talet, var det mesta av den nuvarande Elektroniska, medicinska och fordonsapplikationer har endast utvecklats sedan 1974 när luftkvalitetsregler i USA initierade autokatalysatortid.
Sedan dess har platina blivit ett investeringsinstrument och handlas på New York Mercantile Exchange och den London Platinum och Palladium Market.
Produktion av platina
Även om platina oftast förekommer naturligt i placeringsavlagringar, är platina och platinagruppmetall (PGM) gruvarbetare extraherar vanligtvis metallen från sperrylit och cooperite, två platinahaltiga malmer.
Platina finns alltid tillsammans med andra PGM. I Sydafrikas Bushveld-komplex och ett begränsat antal andra malmkroppar, PGM förekommer i tillräckliga mängder för att göra det ekonomiskt att exklusivt extrahera dessa metaller; I Rysslands Norilsk- och Kanadas Sudbury-avlagringar extraheras platina och andra PGM som biprodukter från nickel och koppar. Att utvinna platina från malm är både kapital- och arbetskrävande. Det kan ta upp till 6 månader och 7 till 12 ton malm att producera en troy ounce (31,135 g) av ren platina.
Det första steget i denna process är att krossa platinahaltig malm och doppa den i det reagens som innehåller vatten; en process som kallas "skumflotation". Under flytningen pumpas luft genom malm-vattenuppslamningen. Platinapartiklar fäster sig kemiskt på syret och stiger upp till ytan i ett skum som avlägsnas för ytterligare raffinering.
De sista stadierna i produktionen
En gång torkat innehåller det koncentrerade pulvret fortfarande mindre än 1% platina. Därefter värms det upp till över 2732F ° (1500C °) i elektriska ugnar och luften blåses igenom och avlägsnar järn och svavelföroreningar. Elektrolytiska och kemiska tekniker används för att extrahera nickel, koppar och koboltvilket resulterar i ett koncentrat av 15-20% PGM.
Aqua regia (en sammansättning av salpetersyra och saltsyra) används för att lösa platinametall från mineralkoncentratet genom att skapa klor som fäster vid platina för att bilda kloroplatin syra. I det sista steget används ammoniumklorid för att omvandla kloroplatinsyra till ammoniumhexakloroplatinat, som kan brännas för att bilda ren platinametall.
De största producenterna av platina
Den goda nyheten är att inte all platina produceras från primära källor i denna långa och dyra process. Enligt United States Geological Survey (USGS) statistik, cirka 30% av de 8,53 miljoner uns platina som producerades över hela världen 2012 kom från återvunna källor.
Med sina resurser centrerade i Bushveld-komplexet är Sydafrika den absolut största producenten av platina, 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 största enskilda producenterna av platina metall.
Applikationer
För en metall vars årliga globala produktion är bara 192 ton finns platina i och är kritisk för produktionen av många vardagliga föremål.
Den största användningen, som står för cirka 40% av efterfrågan, är smyckesindustrin där den främst används i legeringen som tillverkar vitt guld. Det uppskattas att över 40% av vigselringar som säljs i USA innehåller lite platina. USA, Kina, Japan och Indien är de största marknaderna för platina smycken.
Industriella applikationer
Platinas korrosionsbeständighet och höga temperaturstabilitet gör den idealisk som katalysator i kemiska reaktioner. Katalysatorer påskyndar kemiska reaktioner utan att de själva förändras kemiskt under processen.
Platinas huvudsakliga tillämpning inom denna sektor, som står för cirka 37% av den totala efterfrågan på metallen, är katalysatorer för bilar. Katalysatorer minskar skadliga kemikalier från avgasutsläpp genom att initiera reaktioner som förvandla 90% kolväten (kolmonoxid och kväveoxider) till andra, mindre skadliga, föreningar.
Platina används också för att katalysera salpetersyra och bensin; öka oktannivåerna i bränsle. I elektronikindustrin används platina deglar för att göra halvledarkristaller för lasrar, medan legeringar används för att göra magnetskivor för datorns hårddiskar och växla kontakter i fordonsindustrin kontroller.
Medicinska applikationer
Efterfrågan från den medicinska industrin ökar eftersom platina kan användas för både dess ledande egenskaper hos pacemakers elektroder, såväl som öron- och retinalimplantat, och för dess anti-canceregenskaper i läkemedel (t.ex. karboplatin och cisplatin).
Nedan följer en lista över några av de många andra applikationerna för platina:
- Med rodium, används för att göra termoelement med hög temperatur
- Att göra optiskt rent, platt glas för TV-apparater, LCD-skärmar och bildskärmar
- Att göra trådar av glas för fiberoptik
- I legeringar som används för att bilda spetsarna på fordons- och aeronautiska tändstift
- Som en ersättning för guld i elektroniska anslutningar
- I beläggningar för keramiska kondensatorer i elektroniska enheter
- I högtemperaturlegeringar för jetbränslemunstycken och missilnosar
- I tandimplantat
- Att göra flöjter av hög kvalitet
- I rök- och kolmonoxiddetektorer
- För att tillverka silikoner
- I beläggningar för rakhyvlar