Platina is een dicht, stabiel en zeldzaam metaal dat vaak in sieraden wordt gebruikt vanwege het aantrekkelijke, zilverachtige uiterlijk evenals in medische, elektronische en chemische toepassingen vanwege de verschillende en unieke chemische en fysische eigenschappen eigendommen.
Eigendommen
- Atoomsymbool: Pt
- Atoomnummer: 78
- Element Categorie: Overgangsmetaal
- Dichtheid: 21,45 gram / centimeter3
- Smeltpunt: 3214,9 ° F (1768,3 ° C)
- Kookpunt: 6917 ° F (3825 ° C)
- Moh's hardheid: 4-4.5
Kenmerken
Platinametaal heeft een aantal nuttige eigenschappen, wat de toepassing ervan in een groot aantal industrieën verklaart. Het is een van de dichtste metalen elementen - bijna twee keer zo dicht als lood - en zeer stabiel, waardoor het metaal uitstekend is corrosie resistente eigenschappen. Platina is ook een goede geleider van elektriciteit kneedbaar (kan worden gevormd zonder te breken) en ductiel (kan worden vervormd zonder kracht te verliezen).
Platina wordt beschouwd als een biologisch compatibel metaal omdat het niet giftig en stabiel is, dus het reageert niet met lichaamsweefsels en heeft er geen negatieve invloed op. Recent onderzoek heeft ook aangetoond dat platina de groei van bepaalde kankercellen remt.
Geschiedenis
Een legering van de metalen uit de platinagroep (PGM's), dat platina omvat, werd gebruikt om de kist van Thebe te versieren, een Egyptisch graf dat dateert uit ongeveer 700 v.Chr. Dit is het vroegst bekende gebruik van platina, hoewel pre-Columbiaanse Zuid-Amerikanen ook sieraden van goud en platina maakten legeringen.
Spaanse conquistadores waren de eerste Europeanen die het metaal tegenkwamen, hoewel ze het hinderlijk vonden bij hun jacht op zilver vanwege het vergelijkbare uiterlijk. Ze noemden het metaal Platina—Een versie van Plata, het Spaanse woord voor zilver - of Platina del Pinto vanwege zijn ontdekking in het zand langs de oevers van de Pinto-rivier in het hedendaagse Colombia.
De eerste productie en een grote ontdekking
Hoewel Francois Chabaneau in het midden van de 18e eeuw bestudeerd werd door een aantal Engelse, Franse en Spaanse chemici, was hij de eerste die in 1783 een puur staal van platinametaal produceerde. In 1801 ontdekte de Engelsman William Wollaston een methode om het metaal effectief uit erts te extraheren, die sterk lijkt op het proces dat tegenwoordig wordt gebruikt.
Het zilverachtige uiterlijk van platinametaal maakte het al snel tot een gewaardeerd handelsartikel onder royalty's en de rijken die op zoek waren naar sieraden gemaakt van het nieuwste edelmetaal.
De groeiende vraag leidde tot de ontdekking van grote afzettingen in het Oeralgebergte in 1824 en Canada in 1888, maar de bevinding fundamenteel verandering in de toekomst van platina kwam pas in 1924 toen een boer in Zuid-Afrika een platina-goudklomp tegenkwam in een rivierbedding. Dit leidde uiteindelijk tot de ontdekking van het Bushveld-stollingscomplex, de grootste platina-afzetting ter wereld, door geoloog Hans Merensky.
Recent gebruik van platina
Hoewel sommige industriële toepassingen voor platina (bijv. Bougiecoatings) halverwege de 20e eeuw in gebruik waren, zijn de meeste elektronische, medische en automobieltoepassingen zijn pas ontwikkeld sinds 1974 toen de luchtkwaliteitsvoorschriften in de VS de autokatalysator tijdperk.
Sindsdien is platina een beleggingsinstrument geworden en wordt het verhandeld op de New York Mercantile Exchange en de Platina- en palladiummarkt in Londen.
Productie van platina
Hoewel platina het vaakst van nature voorkomt in placerafzettingen, platina en platinagroep metaal (PGM) mijnwerkers halen het metaal meestal uit sperryliet en coöperiet, twee platina-houdende ertsen.
Platina wordt altijd naast andere PGM's gevonden. In het Bushveld-complex van Zuid-Afrika en een beperkt aantal andere ertslichamen, PGM's komen in voldoende hoeveelheden voor om het economisch te maken uitsluitend deze metalen te winnen; overwegende dat in de afzettingen in Norilsk in Rusland en Sudbury in Canada platina en andere PGM's worden gewonnen als bijproducten van nikkel en koper. Het winnen van platina uit erts is zowel kapitaal- als arbeidsintensief. Het kan tot 6 maanden en 7 tot 12 ton erts duren om één troy ounce (31,135 g) puur platina te produceren.
De eerste stap in dit proces is om platina dat erts bevat te breken en het onder te dompelen in het reagens dat water bevat; een proces dat bekend staat als 'schuimflotatie'. Tijdens de flotatie wordt lucht door de ertswatersuspensie gepompt. Platinadeeltjes hechten zich chemisch aan de zuurstof en stijgen naar de oppervlakte in een schuim dat wordt afgeschuimd voor verdere verfijning.
De laatste productiefasen
Eenmaal gedroogd bevat het geconcentreerde poeder nog steeds minder dan 1% platina. Het wordt vervolgens verwarmd tot meer dan 2732F ° (1500C °) in elektrische ovens en de lucht wordt er weer doorheen geblazen en verwijderd ijzer en zwavelverontreinigingen. Elektrolytische en chemische technieken worden gebruikt om nikkel, koper en kobalt, resulterend in een concentraat van 15-20% PGM's.
Aqua regia (een mengsel van salpeterzuur en zoutzuur) wordt gebruikt om platinametaal op te lossen uit het mineralenconcentraat door chloor te maken dat zich aan platina hecht om chloroplatinic te vormen zuur. In de laatste stap wordt ammoniumchloride gebruikt om het chloorplatinazuur om te zetten in ammoniumhexachloorplatinaat, dat kan worden verbrand tot puur platinametaal.
De grootste producenten van platina
Het goede nieuws is dat in dit lange en dure proces niet al het platina uit primaire bronnen wordt geproduceerd. Volgens Geologisch onderzoek van de Verenigde Staten (USGS) Volgens statistieken was ongeveer 30% van de 8,53 miljoen ounce platina die in 2012 wereldwijd werd geproduceerd, afkomstig van gerecyclede bronnen.
Met zijn middelen gecentreerd in het Bushveld-complex, is Zuid-Afrika verreweg de grootste producent van platina, voorzien in meer dan 75% van de wereldvraag, terwijl Rusland (25 ton) en Zimbabwe (7,8 ton) ook groot zijn producenten. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel en Impala Platinum (Implats) zijn de grootste individuele producenten van platina metaal.
Toepassingen
Voor een metaal waarvan de jaarlijkse wereldwijde productie slechts 192 ton is, wordt platina aangetroffen in en cruciaal voor de productie van veel alledaagse voorwerpen.
Het grootste gebruik, goed voor ongeveer 40% van de vraag, is de sieradenindustrie, waar het voornamelijk wordt gebruikt in de legering die witgoud maakt. Geschat wordt dat meer dan 40% van de in de VS verkochte trouwringen wat platina bevat. De VS, China, Japan en India zijn de grootste markten voor platina-sieraden.
Industriële toepassingen
De corrosiebestendigheid en hoge temperatuurbestendigheid van platina maken het ideaal als katalysator bij chemische reacties. Katalysatoren versnellen chemische reacties zonder zelf chemisch te worden gewijzigd in het proces.
De belangrijkste toepassing van platina in deze sector, goed voor ongeveer 37% van de totale vraag naar het metaal, is in katalysatoren voor auto's. Katalysatoren verminderen schadelijke chemicaliën uit uitlaatemissies door reacties op gang te brengen 90% van de koolwaterstoffen (koolmonoxide en stikstofoxiden) omzetten in andere, minder schadelijke, verbindingen.
Platina wordt ook gebruikt om salpeterzuur en benzine te katalyseren; verhoging van het octaangetal in brandstof. In de elektronica-industrie worden platinakroezen gebruikt om halfgeleiderkristallen voor lasers te maken legeringen worden gebruikt om magnetische schijven te maken voor computer harde schijven en schakelcontacten in de automobielsector controles.
Medische toepassingen
De vraag vanuit de medische industrie neemt toe, aangezien platina kan worden gebruikt voor beide geleidende eigenschappen in pacemakers ' elektroden, evenals auditieve en retinale implantaten, en vanwege de antikankereigenschappen in geneesmiddelen (bijv. carboplatine en cisplatine).
Hieronder vindt u een lijst van enkele van de vele andere toepassingen voor platina:
- Met rhodium, gebruikt om thermokoppels op hoge temperatuur te maken
- Om optisch zuiver, vlak glas te maken voor tv's, lcd's en monitoren
- Om glasdraden te maken voor glasvezel
- In legeringen die worden gebruikt om de uiteinden van bougies voor auto's en luchtvaart te vormen
- Als vervanging voor goud in elektronische verbindingen
- In coatings voor keramische condensatoren in elektronische apparaten
- In legeringen voor hoge temperaturen voor straalpijpen voor vliegtuigbrandstof en neuskegels van raketten
- Bij tandheelkundige implantaten
- Om fluiten van hoge kwaliteit te maken
- In rook- en koolmonoxidemelders
- Om siliconen te maken
- In coatings voor scheermessen