Platin: Geschichte der Metallfindung, Anwendungsgebiete, Bergbautechnologien

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Platin: Geschichte der Metallfindung, Anwendungsgebiete, Bergbautechnologien
Platinum. Bild: Roberto Junior | Dreamstime
Editorial
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Platin ist ein chemisches Element, ein Metall (die Formel von Platin ist Pt) und außerdem sehr selten.

Dies schließt jedoch ein breites Anwendungsspektrum nicht aus – von Schmuck bis hin zu Herzschrittmachern.

Platin ist ein Edelmetall, das zur sogenannten Übergangsgruppe gehört, die die Gesellschaft von Gold, Silber und Kupfer ausmacht. Aufgrund seiner atomaren Struktur ist Platin in der Lage, sich leicht mit anderen Elementen zu verbinden.

Die Geschichte der Entdeckung und die Herkunft des Namens des Metalls

Die erste Erwähnung dieser Substanz geht auf das Jahr 1557 zurück, als der italienische Arzt und Humanist Julius Caesar Scaliger das Metall beschrieb, das er in Mittelamerika fand. Es war nicht möglich, dieses Metall mit den Mitteln und Methoden zu schmelzen, die damals existierten und den spanischen Konquistadoren zur Verfügung standen. Daher nannte Scaliger die neue chemische Substanz Platin, was sich mit „kleines Silber“ oder gar „Silber“ übersetzen lässt.

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Dieser Name spiegelte sowohl die Farbe des Metalls (silberweiß) als auch seine praktische Nutzlosigkeit für die Menschen dieser Zeit wider. Daher verwendeten alte Metallurgen in Ägypten und Amerika das Metall anfangs zur Herstellung von Schmuck und Dekorationsgegenständen und mischten es mit schmelzbarem Gold.

Vielleicht wurde das Metall deshalb lange Weißgold genannt. Die Analogien lagen auf der Hand – es erwies sich wie Gold als äußerst widerstandsfähig gegen Anlaufen und Korrosion. Andererseits ist das Element sehr plastisch und formbar: es lässt sich leicht verformen, zu einem Draht ziehen etc. Schließlich ist Platin ein vollwertiges Edelmetall, da es nicht oxidiert und keinen üblichen Säuren ausgesetzt wird.

In der Natur sein. Isotope

Die Weltreserven an Platin sind gering. Der Metallgehalt in der Erdkruste beträgt 5 · 10-7 Gew.-%. Es kommt sowohl in reiner Form als auch in Verbindungen vor. Die wichtigsten Mineralien sind Polyxen, das 6–10 % Eisen enthält, sowie Palladiumplatin, Ferroplatin, Iridoplatin, PtAs2-Sperrylit und eine Reihe komplexerer chemischer Verbindungen, darunter Nickel, Schwefel und Palladium.

Das bekannteste dieser Mineralien ist Braggit. Es kommt zusammen mit Kupfer- und Eisenkies in Kontakt mit Golderz vor und kristallisiert in kubischer oder seltener oktaedrischer Form. Braggit hat einen metallischen Glanz und enthält auch Spuren von Rhodium und Antimon.

Platinum
Platinum . Bild: Björn Wylezich | Dreamstime

Bis heute haben Wissenschaftler einige Isotope dieses Elements entdeckt: 6 natürliche und 37 künstliche. Die häufigsten Isotope:

  1. Pt195 (33,83 % der Gesamtmenge).
  2. Pt194 (32,97 % der Gesamtmenge).
  3. Pt196 (25,24 % der Gesamtmenge).
  4. Pt198 (7,16 % der Gesamtmenge).
  5. Pt192 (0,78 % der Gesamtmenge).
  6. Pt190 (0,01 % der Gesamtmenge).

Einlagen

Der weltweite Platinabbau konzentriert sich auf Südafrika (80 % der Weltproduktion), Russland und Kanada. Lateinamerikanisches Platin gelangte erst 1735 nach Europa. Das Metall wurde auch in Brasilien im Mineral Syenit gefunden, wo es zusammen mit Gold vorkommt.

Wo wird Platin abgebaut? Zu den größten Lagerstätten:

  • Ural-Schwemmablagerungen in der Region Nischni Tagil gefunden;
  • Minen in Lappland (Finnland), wo das Metall mit Diamanten verbunden wird;
  • Vorkommen in den kanadischen Provinzen Ontario und British Columbia sowie in den weiten Gebieten angrenzend an das Yukon Valley.
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Platinvorkommen in Russland befinden sich neben dem Ural auch jenseits des Polarkreises in der Region Norilsk. Auch Deutschland (das Rheintal), Indonesien (die Insel Borneo), Spanien, Irland, die USA, Australien und Neuseeland gelten formell als Abbauländer für Platin. Das dortige Produktionsvolumen ist gering und hat noch keine weltwirtschaftliche Bedeutung.

Von den exotischen Gewinnungsmethoden ist meteorisches Eisen zu erwähnen, das dieses Metall häufig enthält.

Bergbau- und Produktionstechnologien

Wie wird Platin abgebaut? Die Extraktionsmethode wird durch die Form bestimmt, in der Platin in der Natur im Ausgangsmaterial vorkommt. Beispielsweise ist das meiste Platinerz, das in British Columbia abgebaut wird, roh und in Form von Nuggets, die in relativ kleinen Gebieten gefunden werden. Nuggets wiegen selten mehr als eine halbe Unze (14 Gramm). Das meiste Metall kommt in kleinen Körnern vor, die von Platinproduzenten in magnetische und nichtmagnetische getrennt werden. Letztere machen einen großen Teil der Gesamtsumme aus.

Platinum mining
Platinum mining. Bild: Michael Turner | Dreamstime

Reines Metall enthält oft Spuren von Nickel, wie spektrochemische Untersuchungen an Proben aus Russland, Spanien und Amerika belegen. Wenn beispielsweise in Russland Platin abgebaut wird, enthalten Proben aus Kitlim mindestens 0,1 % Nickel, und magnetische Rohstoffe aus Nischni Tagil enthalten bis zu 0,75 % Nickel.
Physikalische Eigenschaften

Das Element ist eines der dichtesten – 21.450 kg / m3, was mehr als der 21-fachen Dichte von Wasser oder der 6-fachen Dichte von Diamant entspricht. Zu den Haupteigenschaften dieses Metalls:

  1. Das Atomgewicht beträgt 195,1.
  2. Schmelzpunkt -1768,4 0С.
  3. Siedepunkt – 3825 0C.
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Für industrielle Anwendungen sind die magnetischen Eigenschaften eines bestimmten Metalls von Bedeutung. Die nichtmagnetische Form ist häufiger, sie hat eine erhöhte Dichte. Magnetische Eigenschaften werden durch das Vorhandensein von Eisen im Erz bestimmt. Interessanterweise ziehen einige Proben des Ural-Platins Eisenspäne stärker an als ein gewöhnlicher Magnet.

Chemische Eigenschaften

Die ersten chemischen Studien wurden bereits 1741 von dem britischen Wissenschaftler Charles Wood durchgeführt. Er war es, der dieses Element erstmals als Metall bezeichnete (das achte unter den damals bekannten) und einige der Eigenschaften von Platin beschrieb.

Reaktivität

Die Geschichte des Platins beinhaltet die Prüfung auf „Adel“. Das Metall hat es dank der Forschung der britischen Chemiker William Wollaston und Smithson Tennant bestanden. Anfang des 19. Jahrhunderts versuchte man, gereinigtes Platin in einer Mischung aus Salpeter- und Salzsäure aufzulösen. Nachdem das Metall vom Rest der Lösung getrennt wurde, wurden im Abfall Palladium, Rhodium, Osmium, Iridium und später Ruthenium gefunden.

Charakteristisch ist, dass der Abbau heute nach einer ähnlichen Technologie erfolgt: Proben, die das Element enthalten, werden in einer sauren Umgebung gelöst, von der restlichen Lösung und Nebenprodukten getrennt und bei sehr hohen Temperaturen geschmolzen, um reines Metall zu erhalten.

Aufbringen von Platin

Platinzylinder werden seit langem als internationaler Standard zur Gewichtsmessung verwendet. Jetzt wird das Metall verwendet, um hochfeste Teile für verschiedene Maschinen, Werkzeuge und Schmuck herzustellen. Aufgrund seiner sehr geringen Reaktivität wird das Element in einigen Krebsmedikamenten verwendet.

Platinum coin
Platinum coin. Bild: Joshua Rainey | Dreamstime

Neuesten Daten zufolge verwendet etwa die Hälfte der Krebspatienten platinhaltige Medikamente, da die Antitumoreigenschaften von Platin bereits gut verstanden sind. Das Metall wird auch in Herzschrittmachern, Zahnkronen und anderen Geräten aufgrund seiner hohen Korrosionsbeständigkeit durch Körperflüssigkeiten und seiner mangelnden Reaktivität gegenüber lebenswichtigen Funktionen verwendet.

Wo wird Platin noch verwendet? In Kombination mit Kobalt werden aus diesem Metall starke Permanentmagnete hergestellt, die in Uhrwerken, Motoren und medizinischen Geräten verwendet werden. Etwa ein Drittel des weltweiten Verbrauchs von Platin als Edelmetall entfällt auf Schmuck. Insbesondere die meisten großen Diamanten werden in Platingehäuse eingesetzt.

Katalysatoren

Fast die Hälfte des geförderten Platins wird in Katalysatoren verwendet – Fahrzeugkomponenten, die die Abgasemissionen auf ein akzeptables Maß reduzieren.

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Sie können den für Oxidationsreaktionen erforderlichen hohen Temperaturen standhalten, bei denen die Toxizität der Emissionen verringert wird. Darüber hinaus wird Platin als Katalysator bei der Herstellung von Düngemitteln, Kunststoffen und Benzin verwendet.

Geldfunktionen. Abzeichen

Da Platin ein Edelmetall ist, wird es in vielen Ländern in Form von Barren gelagert, die für Interbankenzahlungen verwendet werden können. Auch Gedenktafeln werden hergestellt. Aufgrund begrenzter Reserven ist das Produktionsvolumen solcher Gegenstände im Vergleich zu Gold oder Silber jedoch gering.

Platinpreis und Prognose

Die Jahresproduktion übersteigt 120…130 Tonnen nicht. Die Investitionstätigkeit am Markt wird durch erhebliche Preisschwankungen bestimmt. Wie viel ist Platin wert? Ab Februar 2018 sind die Kosten für Platin gesunken und werden laut Experten auf 29 bis 32 US-Dollar pro Gramm geschätzt.

Der Wechselkurs von Platin und die Preisdynamik der letzten Jahre sind jedoch saisonbedingt: Bis zum Sommer steigt der Preis des Metalls normalerweise. Die Prognose für Platin für 2018 zeigt, dass die Investitionsrisiken beim Investieren recht hoch sind: In den letzten 6 Jahren hat sich der Preis für ein Gramm dieses Metalls fast halbiert: von 59 auf 31 US-Dollar pro Gramm.

Interessante Fakten über Platin

  1. Das größte jemals gefundene Platinnugget wog 7837 g.
  2. Wood stützte seine Recherchen auf Dokumente, die von der britischen Marine des spanischen Wissenschaftlers und Marineoffiziers Antonio de Ulloa aus dem Jahr 1735 beschlagnahmt wurden.
  3. Das Element wurde erstmals in den alluvialen Ablagerungen des Flusses Pinto entdeckt, der durch das Gebiet Kolumbiens fließt.
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