Platyna

Platyna to metal szlachetny znany ze swojej rzadkości, piękna i różnych zastosowań przemysłowych. Jest to pierwiastek chemiczny o symbolu Pt i liczbie atomowej 78 w układzie okresowym.

Wstęp: Platyna zwykle występuje w przyrodzie jako rzadki minerał, ale częściej jest otrzymywana jako produkt uboczny wydobycia innych metali, zwłaszcza z rud zawierających nikiel i miedź. Jest to gęsty, kowalny i wysoce odporny na korozję metal, dzięki czemu jest cenny do różnych celów, w tym biżuterii, katalizatorów w samochodach i zastosowań przemysłowych. Jej nazwa „platinum” pochodzi od hiszpańskiego słowa „platina” oznaczającego „mało”. srebro”, ponieważ pierwsi hiszpańscy odkrywcy często spotykali platynę obok srebra depozyty i początkowo uważał to za uciążliwe.

Definicja minerału: W kontekście geologicznym jest uważany za minerał, jeśli naturalnie występuje w skorupie ziemskiej. Zwykle tworzy się w postaci małych, przypominających bryłki ziaren lub nieregularnych ziaren w niektórych typach skały i złoża rudy. Minerały platynowe są powszechnie kojarzone z rudami niklu i miedzi, a ich głównym źródłem jest często mineralny sperrylit (PtAs2). Sperrylite to minerał arsenku platyny, który jest jednym z niewielu naturalnie występujących minerały zawierający platynę jako główny składnik.

Platyna może również występować w naturze jako stop z innymi pierwiastkami. Na przykład rodzima platyna, która składa się głównie z platyny (Pt) i mniejszych zanieczyszczeń, występuje rzadko. Zwykle występuje w osadach aluwialnych, często łączonych z innymi ciężkimi minerałami, takimi jak złoto i pallad.

Należy zauważyć, że zdecydowana większość światowej produkcji platyny pochodzi ze źródeł pierwotnych (rudy bogate w pierwiastki z grupy platyny), a nie z platyny rodzimej. Wydobywanie platyny z rud i jej przetwarzanie to złożony i energochłonny proces przemysłowy. Jest wysoko ceniony za połysk, trwałość i odporność na matowienie, co czyni go cennym materiałem w różnych gałęziach przemysłu i do celów dekoracyjnych.

Dane komórki: Grupa kosmiczna: Fm3m. a = 3.9231 Z = 4

Imię: Od hiszpańskiego platina, zdrobnienie od plata, srebro.

Stowarzyszenie: stopy Pt–Fe, chalkopiryt, chromit, magnetyt

Właściwości Platyny

Platyna to metal szlachetny znany ze swojej rzadkości, piękna i różnych zastosowań przemysłowych. Jest to pierwiastek chemiczny o symbolu Pt i liczbie atomowej 78 w układzie okresowym. Oto wprowadzenie i definicja platyny jako minerału:

Wstęp: Platyna zwykle występuje w przyrodzie jako rzadki minerał, ale częściej jest otrzymywana jako produkt uboczny wydobycia innych metali, szczególnie z rud zawierających nikiel i miedź. Jest to gęsty, kowalny i wysoce odporny na korozję metal, dzięki czemu jest cenny do różnych celów, w tym biżuterii, katalizatorów w samochodach i zastosowań przemysłowych. Jej nazwa „platyna” pochodzi od hiszpańskiego słowa „platina”, oznaczającego „małe srebro”, ponieważ pierwsi hiszpańscy odkrywcy często napotykali platynę obok złóż srebra i początkowo uważali ją za uciążliwą.

Definicja minerału: W kontekście geologicznym platyna jest uważana za minerał, jeśli naturalnie występuje w skorupie ziemskiej. Zwykle tworzy się w postaci małych, przypominających bryłki ziaren lub nieregularnych ziaren w niektórych typach skał i złóż rud. Minerały platyny są powszechnie kojarzone z rudami niklu i miedzi, a głównym źródłem minerałów platyny jest często mineralny sperrylit (PtAs2). Sperrylite to minerał arsenku platyny, który jest jednym z niewielu naturalnie występujących minerałów zawierających platynę jako główny składnik.

Platyna może również występować w naturze jako stop z innymi pierwiastkami. Na przykład rodzima platyna, która składa się głównie z platyny (Pt) i mniejszych zanieczyszczeń, występuje rzadko. Zwykle występuje w osadach aluwialnych, często łączonych z innymi ciężkimi minerałami, takimi jak złoto i pallad.

Należy zauważyć, że zdecydowana większość światowej produkcji platyny pochodzi ze źródeł pierwotnych (rudy bogate w pierwiastki z grupy platyny), a nie z platyny rodzimej. Wydobywanie platyny z rud i jej przetwarzanie to złożony i energochłonny proces przemysłowy. Platyna jest wysoko ceniona ze względu na swój połysk, trwałość i odporność na matowienie, co czyni ją cennym materiałem w różnych gałęziach przemysłu i do celów dekoracyjnych.

Właściwości fizyczne, chemiczne i optyczne platyny

Platyna to wyjątkowy i cenny metal o szeregu właściwości fizycznych, chemicznych i właściwości optyczne dzięki czemu nadaje się do różnych zastosowań przemysłowych, naukowych i dekoracyjnych. Oto niektóre z kluczowych właściwości platyny:

Właściwości fizyczne:

1. Gęstość: Platyna jest bardzo gęstym metalem, którego gęstość wynosi około 21.45 gramów na centymetr sześcienny (g/cmXNUMX). Ta wysoka gęstość sprawia, że ​​jest ciężki i daje wrażenie solidności.
2. Temperatura topnienia: Platyna ma bardzo wysoką temperaturę topnienia wynoszącą około 1,768 stopni Celsjusza (3,214 stopni Fahrenheita). Ta wysoka temperatura topnienia sprawia, że ​​nadaje się do zastosowań wysokotemperaturowych.
3. Temperatura wrzenia: Temperatura wrzenia platyny jest jeszcze wyższa i wynosi około 3,827 stopni Celsjusza (6,920 stopni Fahrenheita), co czyni ją odporną na parowanie w wysokich temperaturach.
4. Plastyczność i ciągliwość: Platyna jest metalem bardzo plastycznym i ciągliwym, co oznacza, że ​​można ją łatwo kształtować, zwijać i rozciągać w różne formy, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań jubilerskich i procesów przemysłowych.
5. Twardość Platyna jest stosunkowo miękkim metalem w porównaniu do niektórych innych metali szlachetnych, ale nadal jest twardsza niż większość metali nieszlachetnych. Jego twardość można poprawić poprzez dodanie stopu z innymi pierwiastkami.
6. Kolor: Platyna ma charakterystyczny srebrzystobiały kolor, co przyczynia się do jej przydatności w biżuterii i innych celach dekoracyjnych.

Właściwości chemiczne:

1. Obojętność chemiczna: Jedną z najbardziej godnych uwagi właściwości chemicznych platyny jest jej odporność na korozję i reakcje chemiczne. Jest wysoce obojętny i nie reaguje łatwo z tlenem, wodą ani najpopularniejszymi kwasami, co czyni go doskonałym wyborem do stosowania w środowiskach korozyjnych.
2. Właściwości katalityczne: Platyna jest wysoce skutecznym katalizatorem różnych reakcji chemicznych. Jego powierzchnia może ułatwiać reakcje ważne w takich gałęziach przemysłu jak motoryzacja (w katalizatorach) i produkcja chemiczna.
3. Stopowanie: Platynę można łatwo łączyć z innymi metalami, takimi jak iryd, pallad i rod, w celu ulepszenia jego właściwości i stworzenia stopów o określonych właściwościach.

Właściwości optyczne:

1. Połysk: Platyna ma wspaniały metaliczny połysk, co zwiększa jej atrakcyjność wizualną, co czyni ją poszukiwanym metalem do produkcji biżuterii i innych celów zdobniczych.
2. Odblaskowe: Platyna jest wysoce odblaskowa, zarówno w widmie widzialnym, jak i podczerwonym. Ta właściwość jest niezbędna w zastosowaniach takich jak sprzęt laboratoryjny i lustra.
3. Przejrzystość: Platyna nie jest przezroczysta, ponieważ jest gęstym metalem, który nie przepuszcza światła. Do niektórych zastosowań optycznych często stosuje się go w postaci cienkich folii.

Te właściwości sprawiają, że platyna jest wszechstronnym i cennym materiałem do różnych zastosowań, od biżuterii i przedmiotów dekoracyjnych po katalizatory przemysłowe, sprzęt laboratoryjny i inżynierię wysokotemperaturową. Jego wyjątkowa odporność na korozję i naloty w połączeniu z unikalnymi właściwościami katalitycznymi czynią go niezbędnym elementem w wielu dziedzinach technologii i nauki.

Powstawanie i występowanie platyny

Platyna jest stosunkowo rzadkim i szlachetnym metalem powstającym w wyniku naturalnych procesów geologicznych. Występuje w różnych warunkach geologicznych jako część określonych złóż rudy. Na powstawanie i występowanie platyny ma wpływ jej związek z innymi pierwiastkami, głównie niklem i miedzią. Oto przegląd tego, jak powstaje platyna i gdzie zwykle się ją znajduje:

Tworzenie platyny:

1. Procesy magmowe: Jej głównym źródłem są złoża rud magmowych, które powstają w wyniku chłodzenia i krzepnięcia stopionej skały (magmy) głęboko w płaszczu i skorupie ziemskiej. Depozyty te są powiązane z skały magmowe i są znane jako „złoża pierwiastków z grupy platynowców (PGE). PGE, w tym platyna, pallad i rod, często występują w tych złożach razem.
2. Krystalizacja: Podczas chłodzenia magm ze stopionego materiału krystalizują minerały bogate w platynę i inne PGE. Minerały te mogą obejmować siarczki, takie jak sperrylit (PtAs2), kooperyt (PtS) i braggit (Pt, Pd, Ni)S. Platyna często występuje w połączeniu z tymi minerałami.

Występowanie platyny:

1. Włamania warstwowe: Jednym z najważniejszych warunków geologicznych złóż platyny są intruzje warstwowe, czyli duże, warstwowe formacje skał magmowych, które często sięgają głęboko w skorupę ziemską. Intruzje te są zwykle kojarzone ze skałami ultramaficznym i maficznym i charakteryzują się obecnością minerałów siarczkowych bogatych w platynę.
2. Kompleksy ofiolitowe: Złoża platyny można znaleźć także w kompleksach ofiolitów, które są fragmentami skorupy oceanicznej i skał górnego płaszcza, które zostały wepchnięte w masy lądowe kontynentu. Kompleksy te mogą zawierać złoża rud zawierających platynę, szczególnie w połączeniu z rudami chromitu.
3. Osady aluwialne: W niektórych przypadkach platyna ulega erozji ze źródeł pierwotnych, takich jak intruzje warstwowe, i jest transportowana przez rzeki i strumienie. Z biegiem czasu może gromadzić się w osadach aluwialnych, często wraz z innymi ciężkimi minerałami, takimi jak złoto. W tym miejscu czasami można znaleźć rodzimą platynę, która jest prawie czystą platyną.
4. Pozostałości z procesów przemysłowych: Platyna jest czasem produktem ubocznym różnych procesów przemysłowych, zwłaszcza rafinacji rud niklu i miedzi. W takich przypadkach z pozostałości tych procesów ekstrahuje się platynę.

Należy zauważyć, że występuje on stosunkowo rzadko w skorupie ziemskiej, a jego wydobycie i wydobycie może stanowić wyzwanie ekonomiczne ze względu na jego niską liczebność w naturze. Największymi producentami platyny są zazwyczaj Republika Południowej Afryki, Rosja i Zimbabwe, gdzie występują znaczne złoża pierwiastków z grupy platynowców.

Poszukiwanie i wydobycie platyny prowadzi się poprzez połączenie badań geologicznych, wierceń i technik wydobywczych w celu zlokalizowania i wydobycia metalu z jego pierwotnych źródeł, co czyni go niezbędnym zasobem do różnych zastosowań przemysłowych, w tym katalizatorów w samochodach i produkcji biżuterii o dużej wartości.

Obszary zastosowań i zastosowań

Platyna ma szerokie zastosowanie i jest wykorzystywana w różnych gałęziach przemysłu ze względu na unikalne połączenie właściwości fizycznych i chemicznych. Niektóre z jego głównych obszarów zastosowań i zastosowań obejmują:

1. Przemysł samochodowy:
   • Katalizatory: Jest kluczowym składnikiem katalizatorów, które służą do redukcji szkodliwych emisji z pojazdów poprzez przekształcanie substancji zanieczyszczających, takich jak tlenek węgla (CO), węglowodory (HC) i tlenki azotu (NOx) w mniej szkodliwe substancje. Pallad i rod, również należące do metali z grupy platynowców (PGM), są stosowane w katalizatorach obok platyny.
2. Biżuteria i ozdoby:
   • Cenna biżuteria: Platyna jest wysoko ceniona w branży jubilerskiej ze względu na jej lśniący wygląd, trwałość i rzadkość występowania. Jest często używany do wyrobu pierścionków zaręczynowych, obrączek ślubnych, naszyjników i innej pięknej biżuterii.
3. Elektronika:
   • Elektrody: Doskonała przewodność elektryczna, odporność na korozję i stabilność platyny sprawiają, że jest ona cennym materiałem na różne elementy elektroniczne, w tym elektrody stosowane w urządzeniach takich jak czujniki, rozruszniki serca i precyzyjne przyrządy pomiarowe.
4. Zastosowania medyczne i stomatologiczne:
   • Implanty: Platyna jest stosowana w implantach medycznych, takich jak rozruszniki serca i stenty, ze względu na jej biokompatybilność i odporność na korozję w organizmie człowieka.
   • Odbudowy zębów: Platynę można znaleźć w stopach dentystycznych stosowanych do wypełnień, takich jak korony, mosty i aparaty ortodontyczne.
5. Procesy przemysłowe:
   • Przemysł chemiczny: Platyna służy jako katalizator w licznych reakcjach chemicznych, w tym w produkcji chemikaliów, farmaceutyków i produktów petrochemicznych.
   • Rafinacja oleju: Platyna jest używana w ropa naftowa przemyśle do katalizowania różnych procesów rafinacji, takich jak usuwanie zanieczyszczeń ropa naftowa oraz produkcja benzyny wysokooktanowej.
6. Produkcja szkła:
   • Produkcja włókna szklanego: Wykorzystywany jest do produkcji wysokiej jakości włókien szklanych stosowanych w światłowodach i telekomunikacji.
7. Lotnictwo i eksploracja kosmosu:
   • Silniki rakietowe: Wysoka temperatura topnienia i odporność platyny na wysokie temperatury sprawiają, że nadaje się ona do stosowania w silnikach rakietowych i elementach lotniczych.
8. Energia odnawialna:
   • Ogniwa paliwowe: Jest stosowany jako katalizator w wodorowych ogniwach paliwowych, które można wykorzystać do czystego i wydajnego wytwarzania energii.
   • Ogniwa słoneczne: Jest stosowany w produkcji ogniw słonecznych, gdzie pomaga poprawić wydajność i trwałość ogniw.
9. Sprzęt laboratoryjny i naukowy:
   • Tygle: Tygle platynowe są używane w laboratoriach do zastosowań wymagających wysokiej temperatury i wysokiej czystości.
   • Termopary: Stosowany jest w termoparach do precyzyjnego pomiaru temperatury.
10. Waluta i sztabki:
    • W niektórych krajach, takich jak Wyspa Man i Wielka Brytania, jako waluty używano monet platynowych.
    • Platynowe sztabki i monety są również przedmiotem obrotu jako forma inwestycji.

Należy zauważyć, że platyna jest stosunkowo drogim i rzadkim metalem, co może mieć wpływ na jej zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Ponadto wysokie koszty wydobycia i rafinacji odgrywają rolę w określaniu dostępności i wykorzystania platyny w różnych sektorach. Jego unikalne właściwości, zwłaszcza zdolności katalityczne i odporność na korozję, czynią go nieocenionym w zastosowaniach, w których inne materiały nie spełniają swoich oczekiwań.

Źródła wydobycia i dystrybucja

Platyna jest wydobywana głównie z określonych źródeł geologicznych i nie jest równomiernie rozmieszczona na całym świecie. Większość produkcji platyny pochodzi z kilku kluczowych regionów posiadających znaczne złoża platyny. Oto niektóre z głównych źródeł wydobycia i dystrybucji platyny:

1. Republika Południowej Afryki:

• Republika Południowej Afryki jest największym na świecie producentem platyny, odpowiadającym za znaczną część światowych dostaw. Kompleks Bushveld w Afryce Południowej to rozległa formacja geologiczna zawierająca liczne złoża pierwiastków z grupy platyny (PGE), w tym platyny, palladu, rodu i innych. Kopalnie w tym regionie, takie jak kopalnie Rustenburg i Mogalakwena, należą do najbardziej produktywnych na świecie.

2. Rosja:

• Rosja jest drugim co do wielkości producentem platyny na świecie. Większość rosyjskiej produkcji platyny pochodzi z regionu Norylsk-Talnach na Syberii. Znajdujące się tu złoża są także częścią dużych intruzów bogatych w PGE.

3. Zimbabwe:

• Kolejnym znaczącym producentem platyny jest Zimbabwe. Kopalnie takie jak projekt Great Dyke przyczyniły się do rosnącej roli Zimbabwe w światowej produkcji platyny.

4. Kanada:

• Kanada słynie z produkcji platyny w kopalni Lac des Iles w Ontario. Kanadyjskie wydobycie platyny wydobywa przede wszystkim nikiel wraz z pierwiastkami z grupy platynowców.

5. Stany Zjednoczone:

• Kompleks Stillwater w Montanie w Stanach Zjednoczonych jest godnym uwagi źródłem platyny i palladu. Jest to jedno z niewielu miejsc poza RPA i Rosją, w których wydobycie platyny jest opłacalne ekonomicznie.

6. Inne kraje:

• Kilka innych krajów również produkuje platynę w mniejszym stopniu, w tym między innymi Australia, Kolumbia i Botswana.

Należy zauważyć, że chociaż występuje w różnych częściach świata, największe i najbardziej produktywne złoża skupiają się zaledwie w kilku regionach. Ponadto platyna jest często produkowana jako produkt uboczny innych operacji wydobywczych, zwłaszcza tych skupiających się na niklu i miedzi. Pierwiastki z grupy platynowców (PGE), do których należą platyna, pallad, rod, iryd, ruten i osm, często występują razem w tych złożach.

Wydobywanie i wydobywanie platyny to procesy kapitałochłonne, a wysoka wartość rynkowa tego metalu odzwierciedla wyzwania i koszty związane z jego produkcją. Ponadto na dostępność platyny mogą wpływać takie czynniki, jak stabilność polityczna, warunki gospodarcze i przepisy dotyczące ochrony środowiska w krajach, w których jest ona wydobywana. Czynniki te mogą mieć wpływ na globalną dystrybucję platyny i jej dostawy do różnych gałęzi przemysłu, w tym do sektora motoryzacyjnego i jubilerskiego.

Referencje

• Bonewitz, R. (2012). Skały i minerały. wydanie 2. Londyn: Wydawnictwo DK.
• Handbookofmineralogy.org. (2019). Podręcznik Mineralogia. [online] Dostępne pod adresem: http://www.handbookofmineralogy.org [dostęp: 4 marca 2019 r.].
• Mindat.org. (2019). Platinum: Informacje o minerałach, dane i lokalizacje.. [online] Dostępne pod adresem: https://www.mindat.org/ [Dostęp. 2019].