プラチナ:金属発見の歴史、応用分野、鉱業技術

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プラチナ:金属発見の歴史、応用分野、鉱業技術
Platinum. 写真: Roberto Junior | Dreamstime
Editorial
Promdevelop editorial team

白金は化学元素であり、金属であり(白金の式はPtです)、さらに非常にまれです。

ただし、これは、ジュエリーからペースメーカーまで、その幅広い用途を否定するものではありません。

プラチナは、いわゆる移行グループに含まれる貴金属であり、金、銀、銅の会社を構成しています。白金はその原子構造により、他の元素と簡単に結合できます。

発見の歴史と金属の名前の由来

この物質の最初の言及は、イタリアの医師でヒューマニストのジュリアスシーザースカリガーが中央アメリカで見つけた金属について説明した1557年にさかのぼります。当時存在し、スペインの征服者が利用できた手段と方法でこの金属を溶かすことはできませんでした。したがって、スカリゲルは新しい化学物質をプラチナと呼びました。これは「小さな銀」または「銀」とさえ翻訳することができます。

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この名前は、金属の色(シルバーホワイト)とその時代の人々にとっての実用的な無用さの両方を反映しています。したがって、当初、エジプトとアメリカの古代の冶金学者は、金属を使用して宝石や装飾品を作り、より溶けやすい金と混ぜ合わせました。

おそらくそれが、この金属が長い間ホワイトゴールドと呼ばれていた理由です。類推は明白でした-それは、金のように、変色や腐食に対して非常に耐性があることが証明されました。一方、この要素は非常に可塑性があり、展性があり、簡単に変形したり、ワイヤーに引き込んだりすることができます。最後に、プラチナは酸化せず、一般的な酸にさらされないため、本格的な貴金属です。

自然の中にいること。アイソトープ

プラチナの世界の埋蔵量は少ないです。地球の地殻の金属含有量は5・10-7 wt。%です。それは純粋な形と化合物の両方で見られます。最も重要な鉱物は、6〜10%の鉄を含むポリキセンと、パラジウムプラチナ、フェロプラチナ、イリドプラチナ、PtAs2スペリーライト、およびニッケル、硫黄、パラジウムなどのより複雑な化合物です。

これらの鉱物の中で最もよく知られているのはブラジャイトです。これは、金鉱石と接触している銅と鉄の黄鉄鉱と一緒に発生し、立方体またはまれに八面体の形で結晶化します。ブラジットは金属光沢があり、ロジウムとアンチモンの痕跡も含まれています。

Platinum
Platinum . 写真: Björn Wylezich | Dreamstime

現在までに、科学者はこの元素のかなりの数の同位体を発見しました:6つは天然で37つは人工です。最も一般的な同位体:

  1. Pt195(全体の33.83%)
  2. Pt194(全体の32.97%)
  3. Pt196(全体の25.24%)。
  4. Pt198(全体の7.16%)
  5. Pt192(全体の0.78%)
  6. Pt190(全体の0.01%)

デポジット

世界のプラチナ採掘は、南アフリカ(世界の生産量の80%)、ロシア、カナダに集中しています。ラテンアメリカのプラチナは1735年にヨーロッパに到達しただけです。この金属はブラジルの鉱物シエナイトでも発見されており、金と一緒に発見されています。

プラチナはどこで採掘されますか?最大の預金の中で:

  • ニジニタギル地域で見つかった沖積堆積物;
  • ラップランド鉱山(フィンランド)。金属がダイヤモンドと結合しています。
  • カナダのオンタリオ州とブリティッシュコロンビア州、およびユーコン渓谷に隣接する広大な地域の鉱床。
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ロシアのプラチナ鉱床は、ウラル山脈に加えて、北極圏を越えてノリリスク地域にもあります。ドイツ(ラインバレー)、インドネシア(ボルネオ島)、スペイン、アイルランド、米国、オーストラリア、ニュージーランドも正式にプラチナの採掘国と見なされています。そこの生産量は少なく、世界経済的にはまだ重要ではありません。

エキゾチックな入手方法の中で、この金属を含むことが多い隕石鉄について言及する価値があります。

鉱業および生産技術

プラチナはどのように採掘されますか?抽出の方法は、原料中の自然界のプラチナを見つけるという形によって決定されます。たとえば、ブリティッシュコロンビアで採掘されたプラチナ鉱石のほとんどは粗く、比較的狭い地域で見られるナゲットの形をしています。重量のナゲットが0.5オンス(14グラム)を超えることはめったにありません。金属の大部分は小さな粒子で発生し、プラチナ生産者によって磁性と非磁性に分離されます。後者は全体の大部分を占めています。

Platinum mining
Platinum mining. 写真: Michael Turner | Dreamstime

ロシア、スペイン、アメリカのサンプルの分光化学研究からも明らかなように、純金属には微量のニッケルが含まれていることがよくあります。たとえば、ロシアでプラチナが採掘される場合、Kitlimのサンプルには少なくとも0.1%のニッケルが含まれ、Nizhny Tagilの磁性原料には最大0.75%のニッケルが含まれます。
物理的特性

この元素は最も密度の高いものの1つであり、21,450 kg / m3であり、これは水の密度の21倍以上、またはダイヤモンドの密度の6倍です。この金属の主な特性の中で:

  1. 原子量は195.1です。
  2. 融点-1768.40С。
  3. 沸点-3825°C。
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工業用途の場合、特定の金属物質の磁気特性。非磁性の形態がより一般的であり、密度が高くなっています。磁気特性は、鉱石中の鉄の存在によって決定されます。興味深いことに、ウラルプラチナのサンプルの中には、通常の磁石よりも強く鉄のやすりを引き付けるものがあります。

化学的性質

最初の化学研究は、1741年に英国の科学者チャールズウッドによって実施されました。この元素を最初に金属と呼び(当時知られているものの中で8番目)、プラチナの特徴のいくつかを説明したのは彼でした。

反応性

プラチナの歴史には、「貴族」のテストが含まれます。英国の化学者ウィリアム・ウォラストンとスミソン・テナントの研究のおかげで、金属はそれを通過しました。 19世紀の初めに、彼らは精製された白金を硝酸と塩酸の混合物に溶解しようとしました。金属が残りの溶液から分離された後、パラジウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、そして後にルテニウムが廃棄物中に見つかりました。

今日の採掘は、同様の技術に従って行われているのが特徴です。元素を含むサンプルは酸性環境に溶解され、残りの溶液や副産物から分離され、非常に高温で溶融されて純金属が得られます。

プラチナの塗布

プラチナシリンダーは、重量を測定するための国際標準として長い間使用されてきました。現在、この金属は、さまざまな機械、工具、宝飾品用の高強度部品を作成するために使用されています。反応性が非常に低いため、この元素は一部の抗がん剤に使用されています。

Platinum coin
Platinum coin. 写真: Joshua Rainey | Dreamstime

最新のデータによると、プラチナの抗腫瘍特性はすでによく理解されているため、がん患者の約半数がプラチナ含有薬を使用しています。この金属は、体液による腐食に対する耐性が高く、重要な機能に対する反応性がないため、ペースメーカー、歯冠、およびその他のデバイスにも使用されています。

プラチナは他にどこで使用されていますか?コバルトと組み合わせて、この金属は時計仕掛け、モーター、および医療機器で使用される強力な永久磁石を作成するために使用されます。貴金属としての世界のプラチナ消費量の約3分の1が宝飾品に当てはまります。特に、ほとんどの大きなダイヤモンドはプラチナケースに挿入されています。

触媒

採掘されたプラチナのほぼ半分は、触媒コンバーター(排気ガスを許容レベルまで削減する車両コンポーネント)で使用されています。

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それらは酸化反応に必要な高温に耐えることができ、その間排出物の毒性が減少します。さらに、プラチナは肥料、プラスチック、ガソリンの製造における触媒として使用されます。

金銭的機能。記章

プラチナは貴金属であるため、多くの国で銀行間決済に使用できる棒状に保管されています。記念のサインも作られています。しかし、埋蔵量が限られているため、金や銀に比べて生産量は少ないです。

プラチナ価格と予測

年間生産量は120〜130トンを超えません。市場への投資活動は、大幅な価格変動によって決定されます。プラチナの価値はいくらですか? 2018年2月以降、プラチナのコストは下落しており、専門家によると、1グラムあたり29〜32米ドルのレベルで予測されています。

ただし、近年のプラチナの為替レートと価格のダイナミクスは季節的なものであり、夏までに金属の価格は通常上昇します。 2018年のプラチナの予測は、投資による投資リスクが非常に高いことを示しています。過去6年間で、この金属の1グラムの価格はほぼ半分になりました。1グラムあたり59〜31米ドルです。

プラチナに関する興味深い事実

  1. これまでに見つかった最大のプラチナナゲットの重量は7837gでした。
  2. ウッドは、1735年にさかのぼる、スペインの科学者で海軍士官のアントニオデウロアからイギリス海軍によって没収された文書に関する彼の研究に基づいています。
  3. この元素は、コロンビアの領土を流れるピント川の沖積堆積物で最初に発見されました。
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