Platyna: historia odkrywania metali, obszary zastosowań, technologie górnicze

— Zaktualizowano:
Platyna: historia odkrywania metali, obszary zastosowań, technologie górnicze
Platinum. Zdjęcie: Roberto Junior | Dreamstime
Editorial
Promdevelop editorial team

Platyna to pierwiastek chemiczny, metal (wzór platyny to Pt), a ponadto bardzo rzadki.

Nie neguje to jednak szerokiego zakresu jego zastosowania – od biżuterii po rozruszniki serca.

Platyna to metal szlachetny zaliczany do tak zwanej grupy przejściowej, składającej się na spółkę ze złota, srebra i miedzi. Dzięki swojej atomowej strukturze platyna może łatwo łączyć się z innymi pierwiastkami.

Historia odkrycia i pochodzenie nazwy metalu

Pierwsza wzmianka o tej substancji pochodzi z 1557 roku, kiedy włoski lekarz i humanista Julius Caesar Scaliger opisał metal, który znalazł w Ameryce Środkowej. Nie można było stopić tego metalu środkami i metodami, które istniały w tym czasie i były dostępne dla hiszpańskich konkwistadorów. Dlatego Scaliger nazwał nową substancję chemiczną platyną, co można przetłumaczyć jako „małe srebro” lub nawet „srebro”.

Zielony wodór – źródło energii przyszłości?
Zielony wodór – źródło energii przyszłości?

Nazwa ta odzwierciedlała zarówno kolor metalu (srebrno-biały), jak i jego praktyczną bezużyteczność dla ludzi tamtej epoki. Dlatego na początku starożytni metalurdzy w Egipcie i Ameryce używali metalu do wyrobu biżuterii i przedmiotów dekoracyjnych, mieszając go z bardziej topliwym złotem.

Być może dlatego przez długi czas metal ten nazywano białym złotem. Analogie były oczywiste – podobnie jak złoto okazało się niezwykle odporne na matowienie i korozję. Z drugiej strony element jest bardzo plastyczny i plastyczny: można go łatwo odkształcić, wciągnąć w drut itp. Wreszcie platyna jest pełnoprawnym metalem szlachetnym, ponieważ nie utlenia się i nie jest narażony na działanie zwykłych kwasów.

Bycie na łonie natury. Izotopy

Światowe rezerwy platyny są niewielkie. Zawartość metalu w skorupie ziemskiej wynosi 5 · 10-7% wag. Występuje zarówno w czystej postaci, jak iw związkach. Najważniejsze minerały to poliksen, który zawiera 6–10% żelaza, a także platynę palladową, żelazoplatynę, irydoplatynę, sperrylit PtAs2 oraz szereg bardziej złożonych związków chemicznych, w tym nikiel, siarkę i pallad.

Najbardziej znanym z tych minerałów jest braggit. Występuje wraz z pirytami miedzi i żelaza w kontakcie z rudą złota, krystalizując w formie kubicznej lub rzadziej oktaedrycznej. Braggite ma metaliczny połysk, a także zawiera śladowe ilości rodu i antymonu.

Platinum
Platinum . Zdjęcie: Björn Wylezich | Dreamstime

Do tej pory naukowcy odkryli sporo izotopów tego pierwiastka: 6 naturalnych i 37 sztucznych. Najczęstsze izotopy:

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

Depozyty

Wydobycie platyny na świecie koncentruje się w Afryce Południowej (80% światowej produkcji), Rosji i Kanadzie. Platyna z Ameryki Łacińskiej dotarła do Europy dopiero w 1735 roku. Metal ten znaleziono również w Brazylii w minerałach sjenitowych, gdzie występuje razem ze złotem.

Gdzie wydobywana jest platyna? Wśród największych złóż:

  • Uralne osady aluwialne znalezione w regionie Niżny Tagil;
  • Kopalnie w Laponii (Finlandia), gdzie metal jest łączony z diamentami;
  • Depozyty w kanadyjskich prowincjach Ontario i Kolumbii Brytyjskiej, a także na rozległych obszarach przylegających do Doliny Jukonu.
Globalizacja: przyczyny, konsekwencje, problemy, rola w gospodarce światowej
Globalizacja: przyczyny, konsekwencje, problemy, rola w gospodarce światowej

Złoża platyny w Rosji, oprócz Uralu, znajdują się również za kołem podbiegunowym, w rejonie Norylska. Niemcy (dolina Renu), Indonezja (wyspa Borneo), Hiszpania, Irlandia, USA, Australia i Nowa Zelandia są również formalnie uznawane za kraje wydobycia platyny. Wielkość produkcji jest tam niewielka i nie ma jeszcze światowego znaczenia gospodarczego.

Z egzotycznych metod pozyskiwania warto wspomnieć o żelazie meteorytowym, które często zawiera ten metal.

Technologie górnicze i produkcyjne

Jak wydobywa się platynę? Sposób wydobycia jest zdeterminowany formą znajdowania w surowcu platyny w naturze. Na przykład większość rudy platyny wydobywanej w Kolumbii Brytyjskiej jest szorstka i ma postać bryłek znalezionych na stosunkowo niewielkich obszarach. Samorodki w swojej wadze rzadko przekraczają pół uncji (14 gramów). Większość metalu występuje w postaci małych ziaren, które producenci platyny rozdzielają na magnetyczne i niemagnetyczne. Te ostatnie stanowią dużą część całości.

Platinum mining
Platinum mining. Zdjęcie: Michael Turner | Dreamstime

Czysty metal często zawiera śladowe ilości niklu, o czym świadczą badania spektrochemiczne próbek z Rosji, Hiszpanii i Ameryki. Na przykład, gdy platyna jest wydobywana w Rosji, próbki z Kitlim zawierają co najmniej 0,1% niklu, a surowce magnetyczne Nizhny Tagil zawierają do 0,75% niklu.
Właściwości fizyczne

Pierwiastek jest jednym z najgęstszych – 21450 kg/m3, czyli ponad 21 razy gęstość wody lub 6 razy gęstość diamentu. Wśród głównych właściwości tego metalu:

  1. Masa atomowa to 195,1.
  2. Temperatura topnienia -1768,4 0С.
  3. Temperatura wrzenia – 3825 0C.
Protekcjonizm to polityka handlu zagranicznego państwa odnoszącego sukcesy”
Protekcjonizm to polityka handlu zagranicznego państwa odnoszącego sukcesy”

Do zastosowań przemysłowych właściwości magnetyczne danego metalu. Forma niemagnetyczna jest bardziej powszechna, ma zwiększoną gęstość. O właściwościach magnetycznych decyduje obecność żelaza w rudzie. Co ciekawe, niektóre próbki uralskiej platyny przyciągają opiłki żelaza silniej niż zwykły magnes.

Właściwości chemiczne

Pierwsze badania chemiczne przeprowadził już w 1741 r. brytyjski naukowiec Charles Wood. To on jako pierwszy nazwał ten pierwiastek metalem (ósmy wśród znanych w tamtym czasie) i opisał niektóre cechy platyny.

Reaktywność

Historia platyny obejmuje testy na „szlachtę”. Metal przeszedł go dzięki badaniom brytyjskich chemików Williama Wollastona i Smithsona Tennanta. Na początku XIX wieku próbowano rozpuścić oczyszczoną platynę w mieszaninie kwasu azotowego i solnego. Po oddzieleniu metalu od reszty roztworu w odpadach znaleziono pallad, rod, osm, iryd, a później ruten.

Charakterystyczne jest, że współczesne wydobycie prowadzone jest według podobnej technologii: próbki zawierające pierwiastek rozpuszcza się w środowisku kwaśnym, oddziela od reszty roztworu i produktów ubocznych i topi w bardzo wysokich temperaturach w celu uzyskania czystego metalu.

Zastosowanie platyny

Cylindry platynowe od dawna są używane jako międzynarodowy standard pomiaru masy. Teraz metal jest używany do tworzenia części o wysokiej wytrzymałości do różnych maszyn, narzędzi i biżuterii. Ze względu na bardzo niski poziom reaktywności pierwiastek stosowany jest w niektórych lekach przeciwnowotworowych.

Platinum coin
Platinum coin. Zdjęcie: Joshua Rainey | Dreamstime

Według najnowszych danych około połowa pacjentów z rakiem stosuje leki zawierające platynę, ponieważ właściwości przeciwnowotworowe platyny są już dobrze poznane. Metal jest również stosowany w rozrusznikach serca, koronach dentystycznych i innych urządzeniach ze względu na wysoką odporność na korozję powodowaną przez płyny ustrojowe oraz brak reaktywności na funkcje życiowe.

Gdzie jeszcze używana jest platyna? W połączeniu z kobaltem metal ten służy do tworzenia silnych magnesów trwałych stosowanych w mechanizmach zegarowych, silnikach i sprzęcie medycznym. Około jedna trzecia światowego zużycia platyny jako metalu szlachetnego przypada na biżuterię. W szczególności, większość dużych diamentów jest umieszczana w platynowych kopertach.

Katalizatory

Prawie połowa wydobywanej platyny jest wykorzystywana w katalizatorach – elementach pojazdów, które redukują emisję spalin do akceptowalnego poziomu.

Niezwykłe fakty dotyczące firmy Coca-Cola
Niezwykłe fakty dotyczące firmy Coca-Cola

Mogą wytrzymać wysokie temperatury wymagane w reakcjach utleniania, podczas których zmniejsza się toksyczność emisji. Ponadto platyna wykorzystywana jest jako katalizator w produkcji nawozów, tworzyw sztucznych i benzyny.

Funkcje pieniężne. Insygnia

Ponieważ platyna jest metalem szlachetnym, w wielu krajach jest przechowywana w postaci sztabek, które można wykorzystać do płatności międzybankowych. Produkowane są również tablice pamiątkowe. Jednak ze względu na ograniczone rezerwy wielkość produkcji takich przedmiotów w porównaniu ze złotem czy srebrem jest niewielka.

Cena platyny i prognoza

Roczna produkcja nie przekracza 120…130 ton. Aktywność inwestycyjną na rynku determinują znaczne wahania cen. Ile jest warta platyna? Od lutego 2018 r. cena platyny spada i według ekspertów jest prognozowana na poziomie 29…32 dolarów za gram.

Jednak kurs platyny i dynamika cen w ostatnich latach mają charakter sezonowy: do lata cena metalu zwykle rośnie. Prognoza dla platyny na 2018 rok wskazuje, że ryzyko inwestycyjne związane z inwestowaniem jest dość wysokie: w ciągu ostatnich 6 lat cena grama tego metalu spadła prawie o połowę: z 59 do 31 dolarów za gram.

Ciekawe fakty dotyczące platyny

  1. Największa znaleziona bryłka platyny ważyła 7837 g.
  2. Wood oparł swoje badania na dokumentach skonfiskowanych przez brytyjską marynarkę wojenną hiszpańskiemu naukowcowi i oficerowi marynarki Antonio de Ulloa, które pochodzą z 1735 roku.
  3. Pierwiastek został po raz pierwszy odkryty w osadach aluwialnych rzeki Pinto, która przepływa przez terytorium Kolumbii.
16
Zawartość Dzielić