Platine : histoire de la découverte des métaux, domaines d’application, technologies minières

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Platine : histoire de la découverte des métaux, domaines d’application, technologies minières
Platinum. Image: Roberto Junior | Dreamstime
Editorial
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Le platine est un élément chimique, un métal (la formule du platine est Pt), et, de plus, très rare.

Cependant, cela ne nie pas un large éventail de ses applications – des bijoux aux stimulateurs cardiaques.

Platine est un métal précieux qui est inclus dans le groupe dit de transition, constituant la société de l’or, de l’argent et du cuivre. De par sa structure atomique, le platine est capable de se lier facilement avec d’autres éléments.

L’histoire de la découverte et l’origine du nom du métal

La première mention de cette substance remonte à 1557, lorsque le médecin et humaniste italien Jules César Scaliger décrit le métal qu’il a trouvé en Amérique centrale. Il n’était pas possible de faire fondre ce métal avec les moyens et les méthodes qui existaient à l’époque et dont disposaient les conquistadors espagnols. Par conséquent, Scaliger a appelé la nouvelle substance chimique platine, ce qui peut être traduit par « peu d’argent » ou même « argent ».

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Ce nom reflétait à la fois la couleur du métal (blanc argenté) et son inutilité pratique pour les gens de cette époque. Par conséquent, au début, les anciens métallurgistes d’Égypte et d’Amérique utilisaient le métal pour fabriquer des bijoux et des objets de décoration, en le mélangeant avec de l’or plus fusible.

C’est peut-être pour cela que le métal a longtemps été appelé or blanc. Les analogies étaient évidentes – comme l’or, il s’est avéré extrêmement résistant au ternissement et à la corrosion. En revanche, l’élément est très plastique et malléable : il peut être facilement déformé, étiré en fil, etc. Enfin, le platine est un métal noble à part entière, puisqu’il ne s’oxyde pas et n’est pas exposé aux acides courants.

Être dans la nature. Isotopes

Les réserves mondiales de platine sont faibles. La teneur en métal de la croûte terrestre est de 5 · 10-7 % en poids. On le trouve à la fois sous forme pure et sous forme de composés. Les minéraux les plus importants sont le polyxène, qui contient 6 à 10 % de fer, ainsi que le platine palladium, le ferroplatine, l’iridoplatine, la sperrylite PtAs2 et un certain nombre de composés chimiques plus complexes, notamment le nickel, le soufre et le palladium.

Le plus connu de ces minéraux est la braggite. Il se produit avec des pyrites de cuivre et de fer au contact de minerai d’or, cristallisant sous forme cubique ou, plus rarement, octaédrique. La braggite a un éclat métallique et contient également des traces de rhodium et d’antimoine.

Platinum
Platinum . Image: Björn Wylezich | Dreamstime

À ce jour, les scientifiques ont découvert pas mal d’isotopes de cet élément : 6 naturels et 37 artificiels. Les isotopes les plus courants :

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

Dépôts

L’extraction du platine dans le monde est concentrée en Afrique du Sud (80% de la production mondiale), en Russie et au Canada. Le platine latino-américain n’a atteint l’Europe qu’en 1735. Le métal a également été trouvé au Brésil dans la syénite minérale, où il se trouve avec de l’or.

Où est extrait le platine ? Parmi les plus gros gisements :

  • Dépôts alluvionnaires de l’Oural découverts dans la région de Nizhny Tagil ;
  • Mines de Laponie (Finlande), où le métal est lié avec des diamants ;
  • Gîtes dans les provinces canadiennes de l’Ontario et de la Colombie-Britannique, ainsi que dans les vastes régions adjacentes à la vallée du Yukon.
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Les gisements de platine en Russie, en plus de l’Oural, sont également situés au-delà du cercle polaire arctique, dans la région de Norilsk. L’Allemagne (la vallée du Rhin), l’Indonésie (l’île de Bornéo), l’Espagne, l’Irlande, les États-Unis, l’Australie et la Nouvelle-Zélande sont également officiellement considérés comme des pays d’extraction du platine. Le volume de la production y est faible et n’a pas encore d’importance économique mondiale.

Parmi les méthodes d’obtention exotiques, il convient de mentionner le fer météorique, qui contient souvent ce métal.

Technologies minières et de production

Comment le platine est-il extrait ? La méthode d’extraction est déterminée par la forme de trouver du platine dans la nature, dans la matière première. Par exemple, la majeure partie du minerai de platine extrait en Colombie-Britannique est brute et sous forme de pépites trouvées dans des zones relativement petites. Les pépites dans leur poids dépassent rarement une demi-once (14 grammes). La majeure partie du métal se présente sous forme de petits grains, qui sont séparés par les producteurs de platine en magnétiques et non magnétiques. Ces derniers représentent une grande partie du total.

Platinum mining
Platinum mining. Image: Michael Turner | Dreamstime

Le métal pur contient souvent des traces de nickel, comme en témoignent les études spectrochimiques d’échantillons provenant de Russie, d’Espagne et d’Amérique. Par exemple, lorsque le platine est extrait en Russie, les échantillons de Kitlim contiennent au moins 0,1 % de nickel et les matières premières magnétiques de Nizhny Tagil contiennent jusqu’à 0,75 % de nickel.
Propriétés physiques

L’élément est l’un des plus denses – 21 450 kg / m3, soit plus de 21 fois la densité de l’eau ou 6 fois la densité du diamant. Parmi les principales propriétés de ce métal :

  1. Le poids atomique est de 195,1.
  2. Point de fusion -1768.4 0С.
  3. Point d’ébullition – 3825 0C.
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Pour les applications industrielles, les propriétés magnétiques d’un matériau métallique donné. La forme non magnétique est plus courante, elle a une densité accrue. Les propriétés magnétiques sont déterminées par la présence de fer dans le minerai. Fait intéressant, certains échantillons de platine de l’Oural attirent la limaille de fer plus fortement qu’un aimant ordinaire.

Propriétés chimiques

Les premières études chimiques ont été menées dès 1741 par le scientifique britannique Charles Wood. C’est lui qui a le premier appelé cet élément un métal (le huitième parmi ceux connus à l’époque) et décrit certaines des caractéristiques du platine.

Réactivité

L’histoire du platine comprend des tests de « noblesse ». Le métal y est passé grâce aux recherches des chimistes britanniques William Wollaston et Smithson Tennant. Au début du 19ème siècle, ils ont essayé de dissoudre le platine purifié dans un mélange d’acides nitrique et chlorhydrique. Une fois le métal séparé du reste de la solution, du palladium, du rhodium, de l’osmium, de l’iridium et plus tard du ruthénium ont été trouvés dans les déchets.

Il est caractéristique qu’aujourd’hui l’exploitation minière soit réalisée selon une technologie similaire : les échantillons contenant l’élément sont dissous dans un environnement acide, séparés du reste de la solution et des sous-produits, et fondus à très haute température pour obtenir du métal pur.

Application de platine

Les cylindres en platine sont depuis longtemps utilisés comme étalon international pour mesurer le poids. Maintenant, le métal est utilisé pour créer des pièces à haute résistance pour diverses machines, outils et bijoux. En raison de son très faible niveau de réactivité, l’élément est utilisé dans certains médicaments anticancéreux.

Platinum coin
Platinum coin. Image: Joshua Rainey | Dreamstime

Selon les dernières données, environ la moitié des patients atteints de cancer utilisent des médicaments contenant du platine, car les propriétés antitumorales du platine sont déjà bien comprises. Le métal est également utilisé dans les stimulateurs cardiaques, les couronnes dentaires et d’autres dispositifs en raison de sa haute résistance à la corrosion des fluides corporels et de son manque de réactivité aux fonctions vitales.

Où d’autre est le platine utilisé? En combinaison avec le cobalt, ce métal est utilisé pour créer de puissants aimants permanents utilisés dans les mécanismes d’horlogerie, les moteurs et les équipements médicaux. Environ un tiers de la consommation mondiale de platine en tant que métal précieux revient aux bijoux. En particulier, la plupart des gros diamants sont insérés dans des boîtiers en platine.

Catalyseurs

Près de la moitié du platine extrait est utilisé dans les convertisseurs catalytiques – des composants de véhicules qui réduisent les émissions de gaz d’échappement à des niveaux acceptables.

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Ils peuvent supporter les hautes températures nécessaires aux réactions d’oxydation, au cours desquelles la toxicité des émissions est réduite. De plus, le platine est utilisé comme catalyseur dans la production d’engrais, de plastiques et d’essence.

Fonctions monétaires. Insigne

Le platine étant un métal précieux, il est stocké dans de nombreux pays sous forme de lingots pouvant être utilisés pour les paiements interbancaires. Des panneaux commémoratifs sont également produits. Cependant, en raison de réserves limitées, le volume de production de ces articles, par rapport à l’or ou à l’argent, est faible.

Prix du platine et prévisions

La production annuelle ne dépasse pas 120…130 tonnes. L’activité d’investissement sur le marché est déterminée par d’importantes fluctuations de prix. Combien vaut le platine ? À partir de février 2018, le coût du platine a baissé et, selon les experts, il est projeté au niveau de 29…32 dollars américains par gramme.

Cependant, le taux de change du platine et la dynamique des prix ces dernières années sont saisonniers : à l’été, le prix du métal augmente généralement. Les prévisions pour le platine pour 2018 indiquent que les risques d’investissement liés à l’investissement sont assez élevés : au cours des 6 dernières années, le prix d’un gramme de ce métal a presque diminué de moitié : de 59 à 31 dollars américains le gramme.

Faits intéressants sur le platine

  1. La plus grosse pépite de platine jamais découverte pesait 7 837 g.
  2. Wood a basé ses recherches sur des documents confisqués par la marine britannique au scientifique et officier de marine espagnol Antonio de Ulloa, qui remontent à 1735.
  3. L’élément a été découvert pour la première fois dans les dépôts alluviaux de la rivière Pinto, qui traverse le territoire colombien.
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