Как получают платину. Металлы платиновой группы: обзор, список, свойства и применение. Область применения и история освоения платины



В ХХI веке платина – металл, высоко оцененный и ювелирами, и учеными, и производителями сложной техники. Заблуждения касательно того, не является ли платина природным сплавом железа и , а также бездумные опыты по соединению благородного металла с чем угодно (лишь бы хоть что-то получилось) остались в прошлом.

Обширная добыча платины почти доступна только в Южной Африке. Мировая доля платиновых руд Южной Африки составляет 70 процентов. Другими источниками платины являются также производство цветных металлов в Канаде и России. Для охотников за драгоценными металлами, которые обеспокоены запретом на золото, платина представляет собой интересную альтернативу смешению в депо драгоценных металлов из-за такой же высокой стоимости на единицу, как и золото.

Если бы кто-то избежал серебра, понадобилось бы около 60 унций, чтобы достичь стоимости платиновой монеты. Преимущества подшипника очевидны. Однако, как и в случае с серебром, налог на добавленную стоимость также применяется к платине. Если не использовать возможность дифференцированного налогообложения. Тогда это становится дешевле, но и выбор меньше.

Сегодня соединения платины прежде просчитываются и проектируются, а уже после выполняются. Современная наука позволяет довольно точно предсказывать поведение веществ в различных условиях, причем понимание простирается до механизмов атомарного взаимодействия элементов.

Однако природа с завидным постоянством припасает сюрпризы для человеческого знания. «Биография» платины состоит из подобных сюрпризов целиком.

Никакой налог с продаж не распространяется на покупку золота. В дополнение к двум наиболее известным платинам и палладиям, это также включает в себя четыре других металла, а именно рутений, родий, осмий и иридий. Все они имеют сходные физические и химические свойства и часто представлены в разных количествах при одной эксплуатации шахты. Из-за тесной взаимосвязи между металлами разделение было очень трудоемким. Платиновые металлы, такие как золото или серебро, также относятся к категории драгоценных металлов.

Как серебро, платина и палладий относятся к так называемым белым металлам. Оба они чрезвычайно устойчивы к температуре и коррозии, но все еще относительно мягки и поэтому легко подделываются, что соответствует их использованию в обработке ювелирных изделий. Однако палладий значительно сложнее по сравнению с платиной. Еще одно преимущество заключается в том, что они не реагируют с кислородом при комнатной температуре и, следовательно, сохраняют свой металлический блеск.

Порошковая металлургия начиналась с платины

В наше время порошковая металлургия является наиболее рациональным способом изготовления . Во многих случаях предварительное формование заготовки ведется с использованием дробленых сырьевых веществ. Прессование и последующее спекание высвобождает металл из «объятий» химических соединений.
Физические свойства платины вынудили металловедов прошлого обратить внимание на выгоды работы с измельченными в порошок субстанциями. Загрязненная примесями платина хрупка, легко крошится и с готовностью превращается в темно-серую тяжелую крошку. Не так уж и сложно засыпать измельченную платину в пресс-форму и накалить в горне!

Для середины XIX века этот метод оказался революционным, а вдохновителем металлургической революции послужила платина!

С другой стороны, они являются инертными по отношению к благородным металлам, но, с другой стороны, обладают высокой реакционной способностью и особыми каталитическими свойствами. Именно поэтому они пользуются большим спросом в промышленном секторе. Палладий по-прежнему намного эффективнее платины и обладает наибольшей поглощающей способностью для всех элементов водорода.

Добыча и обогащение

Благодаря своим выдающимся свойствам два металла, а также соответствующие сплавы приводят к многочисленным различным применениям. Безусловно, самое важное применение в автомобилестроении - в производстве катализаторов. Однако они также используются в электротехнике, медицине и ювелирной промышленности. Из-за высокой прочности, стойкости к разрыву и редкости, платина особенно подходит для производства дорогих ювелирных изделий, но это все чаще заменяется более благоприятным палладием.

Соединения платины на службе у здравоохранения

Первые же исследования свойств различных соединений платины выявили немалый «отравительский» потенциал благородного металла. Соли платины легко усваиваются живыми организмами всеми возможными способами; попав же внутрь тела, они немедленно начинают свое разрушительное действие.

Однако в чистом виде платина настолько инертна, что может с успехом использоваться – и используется – в производстве зубных протезов и вживляемых в тело механизмов. Платиновые детали кардиостимуляторов и покрытия искусственных суставов сплавами платины – не редкость.

Платиновое богатство России

Инвестиционный спрос, в частности, резко возрос в ходе финансовых кризисов и связанного с ним поиска альтернативных инвестиционных форм в последние годы, поставив два металла в центр внимания инвесторов. На стороне предложения в виде подлинной добычи полезных ископаемых преобладают две страны, а именно Южная Африка и Россия. Хотя производство палладия все еще достаточно сбалансировано, Южная Африка несет ответственность за платину почти на три четверти всего мирового производства. В дополнение к крупным платиновым рудникам в Африке металл в России преимущественно получают как побочный продукт производства цветных металлов.



Хирургические инструменты из платины не нуждаются в долгом кипячении для стерилизации. На поверхности металла микробы чувствуют себя настолько неуютно, что особенно не заживаются. Поэтому скальпель из платинового сплава достаточно обмакнуть в спирт (для уничтожения свежего бактериального обсеменения), и он готов к работе!

Два металла в автомобильном секторе все еще находят свое основное применение. Без него катализатор не выходит. Учитывая, что увеличение импорта автомобилей. В Китае быстро становится ясно, что спрос на этот сегмент должен будет расти. С этой целью экологические воздействия автомобилей становятся все более ограничительными.

Инвестиционный спрос становится все более важным в последние годы. Даже если понимать инвесторов в отношении альтернатив реальным активам и кризисам, важно учитывать отрицательный эффект, который искусственно уменьшает инвестиционный спрос. Рынок лишается важного сырья, которое хранится где-то, только для того, чтобы продать его выгодно. Поэтому истинная и справедливая рыночная цена, основанная на базовом спросе на рынке, становится невозможной. С нашей точки зрения, значимые инвестиции в этот сегмент могут осуществляться через шахты.

Ядовитые соединения платины стали эффективным противораковым средством. Но из-за нежелательности накопления тяжелого металла в организме современная медицина отдает предпочтение «короткоживущей» органике, а платиновые препараты постепенно переходят в разряд лабораторных реактивов.

Лучшие магниты – с платиной!

Теория магнетизма объясняет, почему для изготовления эффективных магнитных сплавов требуются металлы высокой плотности. Магнит из сплава платины с кобальтом настолько «силен», что выдерживает груз, в две тысячи раз превосходящий по массе платино-кобальтовый слиток.

Попросту говоря, пятисантиметровый цилиндр из платино-кобальтового магнитного сплава может удерживать на весу автомобиль представительского класса, причем с водителем и пассажирами внутри.

Месторождения и добыча платины

В целом существенные дефициты предложения на рынке платины и палладия уже очевидны. В среднесрочной перспективе, однако, будет нехватка и снова заметное повышение цен. Самый простой способ для инвестора извлечь выгоду из этого - через соответствующие шахты, которые уже оказали сильное давление. Здесь вы можете взять некоторые сделки в ближайшие недели и месяцы.

Все базовые знания скоро будут доступны для всех подписчиков на нашей домашней странице в виде отдельной части. Предлагаемые здесь статьи не представляют собой рекомендации по покупке или продаже, явно или неявно, в качестве гарантии любых ценовых изменений. Статьи и отчеты предназначены исключительно для информирования читателей и не представляют собой никакой просьбы о действии. Мы не можем исключать тот факт, что другие фондовые биржи, СМИ или исследовательские фирмы обсуждают ценности, рекомендованные нами в течение того же периода.

Постоянные магниты такой мощности – находка для создателей транспорта магнитной левитации, но высокая цена платины ограничивает масштабы использования платиновых магнитов. Однако в устройствах, требующих использования миниатюрных магнитов, сплав платины и кобальта незаменим! Масса драгоценного магнита, используемого в измерительной технике, чаще всего не превышает нескольких миллиграммов.

Соединения платины в природе

Поэтому в этот период может возникнуть симметричная информация и генерация мнений. В частности, образуются наночастицы с наивысшей чистотой и поверхностной активностью. диспергированных в воде или растворителях или на порошкообразных подложках. Наночастицы - это наш бизнес: в частности, производят самые чистые наночастицы из разных материалов и диспергируют их во время производственного процесса в выбираемых жидкостях. Наш лазерный метод гарантирует свободу от химического загрязнения и стабилизирует коллоиды электростатически.

Ювелирная платина

Русскому человеку подавай золото – во многом потому, что религиозные традиции, сформированные в дохристианские времена, основывались на культе Солнца. Восточные народы, а именно японцы, корейцы, китайцы и соседствующие с ними народности, не меньшее значение придают Луне.



Серебряные наночастицы в основном используются из-за их биологических, электрических или оптических свойств. Благодаря их высокой химической реактивности ионы серебра образуют твердые связи с серу, кислород - или азотсодержащими группами и предотвращают распространение бактерий и грибов.

В отличие от других коммерчески доступных химически синтезированных наночастиц, генерируемые лазером наночастицы производятся непосредственно из чистого серебра и, таким образом, имеют самую высокую чистоту. Мы производим такие серебряные наночастицы в воде и органических растворителях. Преимущества для новых разработок практически во всех областях, будь то изменение оптических свойств, Например, комбинация материалов или равномерное вложение высокочистых наночастиц серебра в полимеры для медицинских применений.

И если в европейском толковании эзотерических начал Луне соответствует , на Дальнем Востоке лунным металлом почитается платина. Платиновые кольца, браслеты, серьги, броши, заколки и прочие украшения популярны в восточной Азии настолько, что примерно треть годовой добычи драгоценного металла – то есть около 50-ти тонн – уходит «в народ».

Серебряные сплавы, например, с золотом, расширяют спектр применения с точки зрения оптических свойств, биоактивности и стойкости к коррозии. Золотые наночастицы в основном используются в биотехнологии и биомедицинской технике. Их особые свойства включают их оптическое поглощение в видимом диапазоне, их химическую инертность и их токсикологическую безвредность.

В отличие от других наночастиц наши наночастицы золота, полученные из лазера, производятся непосредственно из чистого золота и, таким образом, имеют самую высокую чистоту. Они полностью свободны от цитратов или консервантов, так что вступает в действие только чистая функциональность сопряжения. Кроме того, наши частицы золота также используются в аналитике и катализе.

Создание и усовершенствование технологий по производству цветной ювелирной платины поднимает спрос на металл в странах, до последнего времени прохладно относившихся к незолотым изделиям. И хотя арабо-индийское увлечение золотом неодолимо, в Европе, Америке, России и Австралии цветная платина входит в моду. Эксперты прогнозируют лавинообразный рост продаж украшений из оцвеченной платины, правда, только после выхода мировой экономики из кризиса...

Платиновые наночастицы представляют особый интерес для катализа, поскольку водород, кислород и другие газы связаны платиной. В форме наночастиц платина обладает гораздо большей эффективностью из-за высокой удельной поверхности: при размерах частиц 10 нм 20% атомов платины непосредственно взаимодействуют со средой наночастицы. По сравнению с клетками человека платина слегка токсична и поэтому также используется для коммерческой терапии рака. Некоторые новые технические приложения также извлекают выгоду из проводимости благородного металла.

Если платины станет много?

По подсчетам геологов, платины в земной коре меньше золота в десятки раз. Низкая концентрация металла в рудных образованиях является первопричиной его высокой цены. Однако в будущем, когда человечество проникнет в ядро планеты или научится транспортировать металлические астероиды, дефицит платины исчезнет. Что тогда?
В первую очередь, полагают машиностроители, широкое распространение найдет платинирование как способ борьбы с коррозией. В противостоянии электрохимическому разрушению металлов платине нет равных. Да и в создании устойчивых к истиранию поверхностей лидерство – за платиновыми сплавами.



Более высокая чистота приводит к более высокой каталитической активности. Однако удаление лигандов из химически синтезированных коллоидов металлов является сложным и обычно не вполне возможно. Лазерные наночастицы получают непосредственно из чистой платины и, таким образом, имеют самую высокую чистоту. Полученные наночастицы также не содержат лиганда, что означает, что наночастицы дают максимальную поверхностную активность. Такие наночастицы платины производятся в воде и органических растворителях - и они необязательно объединены непосредственно с каталитическими материалами-носителями для достижения максимальной эффективности адсорбции.

Значит ли это, что ресурс двигателей и трансмиссий может быть повышен в разы (если не в десятки раз) благодаря увеличению доступности платины? Несомненно! Ну, а неломающиеся агрегаты не стыдно и колонизаторам ближних к Земле планет вручить. Иначе перед инопланетянами стыдно...

В общем, чем больше платины – тем быстрее прогресс техники. В этом-то и заключается главная роль благородного металла в жизни человечества.

В дополнение к их высокой чистоте эти нанокатализаторы обладают высокой каталитической активностью. Также возможно производить ряды платиновых сплавов. Наш лазерный процесс также позволяет осаждение и иммобилизацию не содержащих лиганд наночастиц практически на любом каталитическом субстрате. Продукт представляет собой сухой, долговременный порошок для хранения.

Запатентованный метод в основном открывает широкий спектр каталитически активных комбинаций материалов. Наночастицы, например, золота, платины, палладия, родия или сплавов, специфичных для клиента, могут быть объединены с широким диапазоном частиц носителя.

Металлы платиновой группы - это шесть благородных драгоценных химических элементов, которые расположены рядом в периодической таблице. Все они являются переходными металлами 8-10 групп 5-6 периода.

Металлы платиновой группы: список

Группа состоит из следующих шести химических элементов, расположенных в порядке возрастания атомного веса:

Лазерные наночастицы обладают высокой электростатической устойчивостью из-за поверхностных дефектов. Без лигандов сродство к поверхности носителя увеличивается, а каталитические центры не блокируются. Прямое сравнение с химически синтезированными наночастицами продемонстрировало 100-кратное повышение эффективности осаждения. Частицы золота, нанесенные на диоксид титана из лазерного процесса, демонстрируют более высокую стабильность процесса в случае окисления спирта. Для пользователей и исследователей принципиально интересно, что загрузка, в отличие от химического синтеза, регулируется независимо от размера частиц.

  • Ru - рутений.
  • Rh - родий.
  • Pd - палладий.
  • Os - осмий.
  • Ir - иридий.
  • Pt - платина.

Металлы платиновой группы обладают серебристо-белым оттенком, за исключением осмия, цвет которого голубовато-белый. Их химическое поведение парадоксально в том, что они обладают высокой устойчивостью к воздействию большинства реагентов, но используются в качестве катализаторов, легко ускоряющих или контролирующих скорость окисления, восстановления и реакций гидрирования.

Физические свойства платины

Рост или вызванный кальцием рост не происходит, поскольку наш процесс протекает с комнатной температурой и без удаления лиганда. Испанские золотые скрубберы в Колумбии назвали его «унижающей достоинство» платиной, потому что они не знали стоимости металла и не использовали для этого. «Платина» буквально означает «маленькое серебро». Платина - серо-белый, серебристый, относительно мягкий благородный металл из восьмой подгруппы периодической системы элементов. Его наиболее важным представителем является палладий, родий, рутений, иридий и осмий, как группа платиновых металлов.

Рутений и осмий кристаллизуются в гексагональную плотноупакованную систему, а другие обладают гранецентрированной кубической структурой. Это выражается в большей твердости рутения и осмия.

История открытия

Хотя платиносодержащие золотые артефакты датированы 700 г. до н. э., присутствие этого металла является, скорее, случайностью, чем закономерностью. Иезуиты в XVI веке упоминали серые плотные камешки, связанные с аллювиальными месторождениями золота. Эти камешки нельзя было расплавить, но они образовывали сплав с золотом, при этом слитки становились ломкими, и их уже было невозможно очистить. Камешки стали называть platina del Pinto - гранулы серебристого материала из реки Пинто, впадающей в Колумбии.

Ковкая платина, которую можно получить только после полной очистки металла, была выделена французским физиком Шабано в 1789 году. Из нее был сделан кубок, преподнесенный папе Пию VI. Об открытии палладия в 1802 году сообщил английский химик Уильям Волластон, который назвал хим. элемент группы платиновых металлов в честь астероида. Волластон впоследствии заявлял об обнаружении еще одного вещества, присутствующего в платиновой руде. Его он назвал родием из-за розового цвета солей металла. Открытия иридия (по имени богини радуги Ириды из-за пестрой окраски его солей) и осмия (от греческого слова «запах» из-за хлорного запаха его летучего окисла) были сделаны английским химиком Смитсоном Теннантом в 1803 году. Французские ученые Ипполит-Виктор Колле-Дескоти, Антуан-Франсуа Фуркруа, и Николя-Луи Воклен выделили два металла одновременно. Рутений, последний изолированный и идентифицированный элемент, получил свое название по латинскому наименованию России от русского химика Карла Карловича Клауса в 1844 году.

В отличие от таких легко выделяемых в относительно чистом состоянии путем простого огневого рафинирования веществ, как золото, платиновой группы требуют сложной водно-химической обработки. Эти методы не были доступны до конца 19 века, поэтому выявление и изоляция платиновой группы отстала от серебра и золота на тысячи лет. Кроме того, высокая температура плавления этих металлов ограничивала их применение, пока исследователи в Британии, Франции, Германии и России не разработали методы преобразования платины в форму, пригодную для обработки. Как драгоценные металлы платиновой группы начали использоваться в ювелирных изделиях с 1900 года. Хотя такое применение остается актуальным и сегодня, промышленное намного его превзошло. Палладий стал очень востребованным материалом для контактов в телефонных реле и других системах проводной коммуникации, обеспечивая длительный срок службы и высокую надежность, а платина, из-за своей устойчивости к искровой эрозии, во время Второй мировой войны стала применяться в свечах зажигания боевых самолетов.

После войны расширение методов молекулярной конверсии при переработке нефти создало огромный спрос на каталитические свойства, которыми обладают металлы платиновой группы. К 1970-м годам потребление выросло еще больше, когда стандарты автомобильных выбросов в США и других странах привело к использованию данных химических элементов в каталитической конверсии выхлопных газов.


Руды

За исключением малых россыпных месторождений платины, палладия и осмистого иридия (сплава иридия и осмия), практически нет руды, в которой бы основным компонентом был химический элемент - металл платиновой группы. Минералы, как правило, содержатся в сульфидных рудах, в частности в пентландите (Ni, Fe) 9 S 8 . Наиболее распространены лаурит RuS 2 , ирарсит, (Ir,Ru,Rh,Pt)AsS, осмиридиум (Ir,Os), куперит, (PtS) и браггит (Pt,Pd)S.

Крупнейшее в мире месторождение металлов платиновой группы - Бушвельдский комплекс в ЮАР. Большие запасы сырья сосредоточены в месторождениях Садбери в Канаде и Норильско-Талнахском в Сибири. В США наибольшие залежи минералов платиновой группы расположены в Стилуотере, Монтана, но здесь они значительно меньше, чем в ЮАР и России. Крупнейшими в мире производителями платины являются Южная Африка, Россия, Зимбабве и Канада.


Добыча и обогащение

Основные южноафриканские и канадские месторождения эксплуатируются шахтным способом. Практически все металлы платиновой группы извлекаются из медных или никелевых сульфидных минералов с помощью флотационной сепарации. Плавка концентрата производит смесь, которая вымывается из меди и сульфидов никеля в автоклаве. Твердый остаток выщелачивания содержит от 15 до 20% металлов платиновой группы.

Иногда до флотации используется гравитационное разделение. В результате получается концентрат, содержащий до 50% платиновых металлов, что избавляет от необходимости выплавки.


Механические свойства

Металлы платиновой группы значительно отличаются механическими свойствами. Платина и палладий довольно мягкие и очень ковкие. С этими металлами и их сплавами можно работать как в горячем, так и в холодном состоянии. Родий сначала обрабатывают горячим, а позже его можно обрабатывать холодным с довольно частым отжигом. Иридий и рутений должны быть нагреты, холодной обработке они не поддаются.

Осмий - самый твердый из группы и имеет наиболее высокую температуру плавления, но его склонность к окислению накладывает свои ограничения. Иридий наиболее коррозионностойкий из платиновых металлов, а родий ценится за сохранение своих свойств при высоких температурах.


Структурные применения

Поскольку дочиста отожженная платина очень мягкая, она восприимчива к царапинам и порче. Для увеличения твердости ее сплавляют со множеством других элементов. Платиновые драгоценности очень популярны в Японии, где ее называется «хаккин» и «белое золото». Сплавы для ювелирных изделий содержат 90% Pt и 10% Pd, который легко обрабатывать и паять. Добавление рутения повышает твердость сплава, сохраняя стойкость к окислению. Сплавы платины, палладия и меди используются в кованых изделиях, так как они тверже платино-палладиевых и менее затратны.

Тигли, используемые для производства монокристаллов в полупроводниковой промышленности, требуют коррозионной устойчивости и стабильности при высоких температурах. Для этого применения лучше всего подходят платина, платина-родий и иридий. Платинородиевые сплавы используются в производстве термопар, которые предназначены для измерения повышенных температур до 1800 °C. Палладий применяют как в чистом, так и в смешанном виде в электрических устройствах (50% потребления), в стоматологических сплавах (30%). Родий, рутений и осмий редко используются в чистом виде - они служат легирующей добавкой для других металлов платиновой группы.


Катализаторы

Около 42% всей платины, произведенной на Западе, используется в качестве катализатора. Из них 90% применяется в автомобильных выхлопных системах, где тугоплавкие гранулы или сотовые конструкции с платиновым покрытием (а также палладиевым и родиевым) содействуют преобразованию несгоревших углеводородов, окиси углерода и окислов азота в воду, углекислый газ и азот.

Сплав платины и 10% родия в виде раскаленной докрасна металлической сетки служит катализатором в реакции между аммиаком и воздухом для получения окислов азота и азотной кислоты. При подаче вместе со смесью аммиака метана можно получить синильную кислоту. При переработке нефти платина на поверхности гранул оксида алюминия в реакторе является катализатором преобразования длинноцепочечных молекул нефти в разветвленные изопарафины, которые желательны в смеси высокооктановых бензинов.


Гальваника

Все металлы платиновой группы можно наносить гальванически. Из-за твердости и блеска получаемого покрытия наиболее часто применяется родий. Хотя его стоимость выше, чем платины, меньшая плотность позволяет использовать меньшую массу материала при сопоставимой толщине.

Палладий - металл платиновой группы, который проще всего использовать для нанесения покрытий. Благодаря этому прочность материала значительно повышается. Рутений нашел применение в инструментах, предназначенных для обработки трением при низком давлении.

Химические соединения

Органические комплексы металлов платиновой группы, такие как комплексы алкилплатины, используются в качестве катализаторов в процессе полимеризации олефинов, производстве полипропилена и полиэтилена, а также при окислении этилена в ацетальдегид.

Соли платины находят все более широкое применение в химиотерапии рака. Например, они входят в состав таких лекарств, как "Карбоплатин" и "Цисплатин". Покрытые оксидом рутения электроды используются в производстве хлора и хлората натрия. Сульфат и фосфат родия применяются в родиевых