Una panoramica delle proprietà e delle applicazioni di questo metallo denso
Il platino è un metallo denso, stabile e raro che viene spesso utilizzato in gioielleria per il suo aspetto attraente, simile all'argento, così come nelle applicazioni mediche, elettroniche e chimiche grazie alle sue diverse e uniche proprietà chimiche e fisiche.
Proprietà
- Simbolo atomico: Pt
- Numero atomico: 78
- Elemento Categoria: metallo di transizione
- Densità: 21,45 g / cm 3
- Punto di fusione: 3214,9 ° F (1768,3 ° C)
- Punto di ebollizione: 6917 ° F (3825 ° C)
- Durezza di Moh: 4-4.5
caratteristiche
Il platino metallico ha un numero di proprietà utili, il che spiega la sua applicazione in una vasta gamma di industrie. È uno degli elementi metallici più densi, quasi il doppio del piombo, e molto stabile, che conferisce al metallo eccellenti proprietà di resistenza alla corrosione . Un buon conduttore di elettricità, il platino è anche malleabile e duttile.
Il platino è considerato un metallo biologicamente compatibile perché non è tossico e stabile, quindi non reagisce o influisce negativamente sui tessuti corporei. Ricerche recenti hanno anche dimostrato che il platino inibisce la crescita di alcune cellule cancerose.
Storia
Una lega dei metalli del gruppo del platino (PGM) , che include il platino, è stata usata per decorare la Cofanetto di Tebe, una tomba egizia che risale al 700 aC circa. Questo è il primo uso conosciuto del platino, sebbene i sudamericani precolombiani producessero anche ornamenti in oro e leghe di platino.
I conquistadores spagnoli furono i primi europei ad imbattersi nel metallo, sebbene trovassero un fastidio nella loro ricerca dell'argento a causa del suo aspetto simile. Si riferivano al metallo come Platina - una versione di Plata , la parola spagnola per argento - o Platina del Pinto a causa della sua scoperta nelle sabbie lungo le rive del fiume Pinto nella Columbia moderna.
Sebbene studiato da un certo numero di chimici inglesi, francesi e spagnoli nella metà del XVIII secolo, Francois Chabaneau fu il primo a produrre un puro campione di platino metallico nel 1783. Nel 1801, l'inglese William Wollaston scoprì un metodo per estrarre efficacemente il metallo da minerale, che è molto simile al processo utilizzato oggi.
L'aspetto simile all'argento del platino metallico lo rese rapidamente un bene prezioso tra i reali e i ricchi che cercavano gioielli realizzati con l'ultimo metallo prezioso.
La crescente domanda portò alla scoperta di grandi giacimenti nei Monti Urali nel 1824 e in Canada nel 1888, ma la scoperta che avrebbe cambiato radicalmente il futuro del platino non arrivò fino al 1924 quando un contadino in Sudafrica inciampò in una pepita di platino in un letto del fiume. Questo alla fine ha portato alla scoperta del geologo Hans Merensky del complesso igneo di Bushveld, il più grande giacimento di platino sulla terra.
Sebbene alcune applicazioni industriali per il platino (ad es. Rivestimenti per candele) fossero in uso dalla metà del 20 ° secolo, la maggior parte delle attuali applicazioni elettroniche, mediche e automobilistiche sono state sviluppate solo dal 1974, quando le normative sulla qualità dell'aria negli Stati Uniti iniziarono l'era dell'autocatalizzatore.
Da allora, il platino è diventato anche uno strumento di investimento ed è quotato alla New York Mercantile Exchange e al London Platinum and Palladium Market.
Produzione
Sebbene il platino sia il più delle volte naturalmente presente nei depositi più distanti, i minatori del platino e del gruppo del platino (PGM) estraggono solitamente il metallo dalla sperrilite e dalla cooperite, due minerali contenenti platino.
Il platino si trova sempre accanto ad altri MGP. Nel complesso Bushveld in Sud Africa e in un numero limitato di altri corpi minerali, gli MGP si presentano in quantità sufficienti in modo da renderli economici per estrarre esclusivamente questi metalli; mentre nei depositi russi di Norilsk e Canada Sudbury il platino e altri MGP sono estratti come sottoprodotti di nichel e rame .
Estrarre il platino dal minerale è sia capitale che lavoro intenso. Possono essere necessari fino a 6 mesi e da 7 a 12 tonnellate di minerale per produrre una oncia troy (31,135 g) di platino puro.
Il primo passo in questo processo consiste nello schiacciare il minerale contenente platino e immergerlo in acqua contenente reagente; un processo noto come "spuma flottante".
Durante la flottazione, l'aria viene pompata attraverso l'impasto di acqua minerale. Le particelle di platino si attaccano chimicamente all'ossigeno e salgono in superficie in una schiuma che viene rimossa per ulteriore raffinazione.
Una volta essiccato, la polvere concentrata contiene ancora meno dell'1% di platino. Viene quindi riscaldato a oltre 2732 ° F (1500 ° C) in forni elettrici e l'aria viene nuovamente soffiata, eliminando le impurità di ferro e zolfo.
Tecniche elettrolitiche e chimiche sono impiegate per estrarre nichel, rame e cobalto , ottenendo un concentrato di PGM del 15-20%.
Aqua regia (una miscela di acido nitrico e acido cloridrico) viene utilizzata per dissolvere il metallo di platino dal concentrato di minerali creando cloro che si lega al platino per formare acido cloroplatinico.
Nella fase finale, il cloruro di ammonio viene utilizzato per convertire l'acido cloroplatinico in esacloroplatinato di ammonio, che può essere bruciato per formare puro metallo di platino.
La buona notizia è che non tutto il platino è prodotto da fonti primarie in questo lungo e costoso processo. Secondo le statistiche di United States Geological Survey (USGS), circa il 30% degli 8,53 milioni di once di platino prodotti in tutto il mondo nel 2012 provenivano da fonti riciclate.
Con le sue risorse concentrate nel complesso Bushveld, il Sudafrica è di gran lunga il più grande produttore di platino, fornendo oltre il 75% della domanda mondiale, mentre la Russia (25 tonnellate) e lo Zimbabwe (7,8 tonnellate) sono anche grandi produttori. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel e Impala Platinum (Implats) sono i maggiori produttori individuali di metallo platino .
applicazioni
Per un metallo la cui produzione globale annua è di sole 192 tonnellate, il platino si trova in, e fondamentale per la produzione di, molti oggetti di uso quotidiano.
L'uso maggiore, che rappresenta circa il 40% della domanda, è l'industria della gioielleria in cui viene principalmente utilizzato nella lega che produce oro bianco. Si stima che oltre il 40% delle fedi vendute negli Stati Uniti contenga del platino. Gli Stati Uniti, la Cina, il Giappone e l'India sono i maggiori mercati di gioielli in platino.
La resistenza alla corrosione del platino e la stabilità alle alte temperature lo rendono ideale come catalizzatore nelle reazioni chimiche. I catalizzatori accelerano le reazioni chimiche senza che esse vengano chimicamente alterate nel processo.
L'applicazione principale del platino in questo settore, che rappresenta circa il 37% della domanda totale per il metallo, è nei convertitori catalitici per automobili. I convertitori catalitici riducono le sostanze chimiche nocive dalle emissioni di scarico avviando reazioni che trasformano il 90% di idrocarburi (monossido di carbonio e ossidi di azoto) in altri composti meno dannosi.
Il platino è anche usato per catalizzare acido nitrico e benzina; aumentare i livelli di ottano nel carburante.
Nel settore dell'elettronica, i crogioli di platino vengono utilizzati per produrre cristalli di semiconduttori per laser, mentre le leghe vengono utilizzate per creare dischi magnetici per dischi rigidi per computer e per commutare contatti in controlli automobilistici.
La domanda proveniente dall'industria medica sta crescendo man mano che il platino può essere utilizzato sia per le proprietà conduttive negli elettrodi dei pacemaker, che per gli impianti uditivi e retinici e per le sue proprietà anti-cancro nei farmaci (ad esempio carboplatino e cisplatino).
Di seguito è riportato un elenco di alcune delle molte altre applicazioni per il platino:
- Con rodio, utilizzato per realizzare termocoppie ad alta temperatura
- Per rendere il vetro piano otticamente puro per TV, LCD e monitor
- Per realizzare fili di vetro per fibre ottiche
- In leghe utilizzate per formare le punte delle candele automobilistiche e aeronautiche
- Come sostituto per l'oro nelle connessioni elettroniche
- In rivestimenti per condensatori ceramici in dispositivi elettronici
- In leghe resistenti alle alte temperature per ugelli per jet fuel e coni di punta del missile
- Negli impianti dentali
- Per fare flauti di alta qualità
- In rivelatori di fumo e monossido di carbonio
- Per produrre siliconi
- In rivestimenti per rasoi
fonti:
Legno, Ian. 2004. Platino . Benchmark Books (New York).
L'International Platinum Group Metals Association (IPA).
Fonte: http://ipa-news.com/
USGS: Platinum Group Metals.
Fonte: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/