Физические и химические свойства платины. Платина вода
Платина | Virtual Laboratory Wiki
| Атомный номер | 78 |
| Внешний вид простого вещества | Тяжёлый мягкий серебристо-белый металл |
| Атомная масса(молярная масса) | 195,08 а. е. м. (г/моль) |
| Радиус атома | 139 пм |
| Энергия ионизации(первый электрон) | 868,1(9,00) кДж/моль (эВ) |
| Электронная конфигурация | [Xe] 4f14 5d9 6s1 |
| Ковалентный радиус | 130 пм |
| Радиус иона | (+4e) 65 (+2e) 80 пм |
| Электроотрицательность(по Полингу) | 2,28 |
| Электродный потенциал | Pt←Pt2+ 1,20В |
| Степени окисления | 4, 2, 0 |
| Плотность | 21,45 г/см³ |
| Удельная теплоёмкость | 0,133 Дж/(K·моль) |
| Теплопроводность | 71,6 Вт/(м·K) |
| Температура плавления | 2045 K |
| Теплота плавления | 21,76 кДж/моль |
| Температура кипения | 4100 K |
| Теплота испарения | ~470 кДж/моль |
| Молярный объём | 9,10 см³/моль |
| Структура решётки | кубическаягранецентрированая |
| Период решётки | 3,920 Å |
| Отношение c/a | n/a |
| Температура Дебая | 230,00 K |
Платина — 78 элемент периодической таблицы, атомная масса 195,08, благородный металл серо-стального цвета.
В Старом Свете платина не была известна, однако цивилизации Анд (инки и чибча) добывали и использовали её с незапамятных времён.
В Европе платина была неизвестна до XVIII в. В 1748 г. испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа первым привез на европейский континент образцы самородной платины, найденной в Перу. Впервые в чистом виде из руд платина была получена английским химиком У. Волластоном в 1803 г. Итальянский химик Джилиус Скалигер в 1835 году открыл неразложимость платины и таким образом доказал, что она является независимым химическим элементом.
Происхождение названия 
Править
Название платине было дано испанскими конкистадорами, которые в середине XVI в. впервые познакомились в Южной Америке (на территории современной Колумбии) с новым металлом, внешне похожим на серебро (исп. plata). Слово исп. Platina буквально означает «маленькое серебро», «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро.
Самородную платину добывают на приисках (см. подробнее в статье Благородные металлы)
Производство платины в виде порошка началось в 1805 английским ученым У. Х. Волластоном из южноамериканской руды. Сегодня платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO3. При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir3+ и Pd2+. Последующим добавлением хлорида аммония выделяют (Nh5)2PtCl6. Высушенный осадок прокаливают при 800–1000°C: (Nh5)2PtCl6 = N2 + 6HCl + Pt + h3. Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (Nh5)2PtCl6 и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении платиновых растворов химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.
Физические свойства Править
Серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения — 1769 °C и 3800 °C, удельное электросопротивление — 0,098 мкОм•м. Платина — один из самых тяжелых (плотность 21,5 г/см³; атомная плотность 6.62•1022 ат/см³) и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5•10−7% по массе.
Химические свойства
Править
По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей царской водкой: 3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3h3[PtCl6] + 4NO + 8h3O
Платина медленно растворяется в горячей серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов): Pt + 2Cl2 + 2NaCl = Na2[PtCl6]. При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объем поглощаемого водорода меньше и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.
При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: черный PtO, коричневый PtO2, красновато-коричневый PtO3, а также Pt2O3 и Pt3O4.
Для платины известны гидроксиды Pt(OH)2 и Pt(OH)4. Получают их при щелочном гидролизе соответствующих хлорплатинатов, например: Na2PtCl4 + 2NaOH = 4NaCl + Pt(OH)2Ї, Na2PtCl6 + 4NaOH = 6NaCl + Pt(OH)4Ї. Эти гидроксиды проявляют амфотерные свойства: Pt(OH)2 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)4], Pt(OH)2 +4HCl = h3[PtCl4] + 2h3O, Pt(OH)4 + 6HCl = h3[PtCl6] + 4h3O, Pt(OH)4 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)6]. Гексафторид PtF6 — один из сильнейших окислителей, способный окислить молекулы кислорода, ксенона или NO: O2 + PtF6 = O2+[PtF6]–.
C обнаруженного Н. Бартлеттом взаимодействия между Хе и PtF6, приводящего к образованию XePtF6, началась химия инертных газов. PtF6 получают фторированием платины при 1000 °C под давлением. Фторирование платины при нормальным давлении и температуре 350-400 °C даёт фторид Pt(IV): Pt + 2F2 = PtF4 Фториды платины гигроскопичны и разлагаются водой. Тетрахлорид платины (IV) с водой образует гидраты PtCl4·nh3O, где n = 1, 4, 5 и 7. Растворением PtCl4 в соляной кислоте получают платинохлористоводородные кислоты H[PtCl5] и h3[PtCl6]. Синтезированы такие галогениды платины как PtBr4, PtCl2, PtCl2·2PtCl3, PtBr2 и PtI2. Для платины характерно образование комплексных соединений состава [PtХ4]2– и [PtX6]2–. Изучая комплексы платины, А. Вернер сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.
Реакционная способность Править
Файл:3 Rubl 1834.JPG Платина является одним из самых инертных металлов. Она нерастворима в кислотах и щелочах, за исключением царской водки. При комнатной температуре платина медленно окисляется кислородом воздуха, давая прочную плёнку оксидов. Платина также непосредственно реагирует с бромом, растворяясь в нём.
При нагревании платина становится более реакционноспособной. Она реагирует с пероксидами, а при контакте с кислородом воздуха — с щелочами. Тонкая платиновая проволока горит во фторе с выделением большого количества тепла. Реакции с другими неметаллами (хлором, серой, фосфором) происходят менее охотно. При более сильном нагревании платина реагирует с углеродом и кремнием, образуя твёрдые растворы, аналогично металлам группы железа.
В своих соединениях платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +8, из которых наиболее устойчивы +2 и +4. Для платины характерно образование многочисленных комплексных соединений, которых известно много сотен. Многие из них носят имена изучавших их химиков (соли Косса, Магнуса, Пейроне, Цейзе, Чугаева и т. д.). Большой вклад в изучение таких соединений внес русский химик Л. А. Чугаев (1873−1922), первый директор созданного в 1918 году Института по изучению платины.
Гексафторид платины PtF6 является одним из сильнейших окислителей среди всех известных химических соединений. С помощью него, в частности, канадский химик Нейл Бартлетт в 1962 году получил первое настоящее химическое соединение ксенона XePtF6.
Катализатор Править
Платина, особенно в мелкодисперсном состоянии, является очень активным катализатором многих химических реакций, в том числе используемых в промышленных масштабах. Например, платина катализирует реакцию присоединения водорода к ароматическим соединениям даже при комнатной температуре и атмосферном давлении водорода. Еще в 1821 немецкий химик И. В.Дёберейнер обнаружил, что платиновая чернь способствует протеканию ряда химических реакций; при этом сама платина не претерпевала изменений. Так, платиновая чернь окисляла пары винного спирта до уксусной кислоты уже при обычной температуре. Через два года Дёберейнер открыл способность губчатой платины при комнатной температуре воспламенять водород. Если смесь водорода и кислорода (гремучий газ) ввести в соприкосновение с платиновой чернью или с губчатой платиной, то сначала идет сравнительно спокойная реакция горения. Но так как эта реакция сопровождается выделением большого количества теплоты, платиновая губка раскаляется, и гремучий газ взрывается. На основании своего открытия Дёберейнер сконструировал «водородное огниво» — прибор, широко применявшийся для получения огня до изобретения спичек.
В технике Править
- Платина применяется как катализатор (чаще всего в сплаве с родием, а также в виде платиновой черни — тонкого порошка платины, получаемой восстановлением ее соединений).
- Платина применяется в ювелирном и зубоврачебном деле, а также в медицине.
- Изготовление стойкой химически и к нагреванию лабораторной посуды.
- Изготовление миниатюрных магнитов огромной силы (сплав платина-кобальт, ПлК-78).
- Специальные зеркала для лазерной техники.
- Чрезвычайно долговечные и стабильные электроконтакты и сплавы для радиотехники (ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30 (платина-иридий).
- Гальванические покрытия.
- Перегонные реторты для производства плавиковой кислоты.
- Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически на платине держится все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты — пероксодвусерная кислота — гидролиз — отгонка перекиси водорода).
- Нерастворимые аноды в гальванотехнике.
- Анодные штанги для защиты от коррозии корпусов подводных лодок.
- Нагревательные элементы печей сопротивления.
В медицине Править
Соединения платины (преимущественно, тетрахлорплатинаты) применяются, как цитостатики («цис-платина»). Однако в настоящее время имеются более эффективные противораковые лекарственные средства.
В ювелирном деле
Править
Платина и её сплавы широко используются для производства ювелирных изделий.
Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн платины. До 2001 года большая часть ювелирных изделий из платины потреблялась в Японии. С 2001 года на долю Китая приходится примерно 50 % мировых продаж. В 1980 г. Китай потреблял около 1 % ювелирных изделий из платины. В настоящее время в Китае ежегодно продаётся около 10 млн изделий из платины общей массой около 25 тонн.
Российский спрос на ювелирную платину составляет 0,1 % от мирового уровня.
Монетарная функция Править
Платина, золото и серебро — основные металлы, выполняющие монетарную функцию. Однако платину стали использовать для изготовления монет на несколько тысячелетий позже золота и серебра. Отчасти из-за высокой температуры плавления.
Биологическая роль Править
Интересные факты
Править
- Самым крупным существующим в настоящий момент платиновым самородком является «Уральский гигант» весом 7 кг 860,5 г. Хранится в Алмазном фонде Московского Кремля.
- В Южной Америке в XVII веке платину считали «поддельным серебром» и однажды её запасы для предотвращения фальшивомонетничества утопили в океане.
- Первые в мире монеты из платины были выпущены в России (см. Платиновые монеты).
- В цикле рассказов Айзека Азимова «Я, робот» и других его произведениях позитронный мозг роботов сделан из губчатой платины (точнее — сплава платины и иридия).
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Платина. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .
ru.vlab.wikia.com
Платина царица благородных металлов платиноидов.
Самый недооцененный из тройки всем известных благородных металлов – это платина. Ничего удивительного в этом нет: платиновый самородок черен и неказист, и всякий нашедший его – перешагнет и пойдет дальше. В рудах платина и золото частенько сопутствуют друг другу. Однако золотодобытчики прошлого, выплавляя золото, попросту выбрасывали кусочки невзрачного металла. Вместе с золотом и серебром платина не плавилась; под молотом на наковальне становилась тверже; по виду слегка напоминала серебро – но грязное, негодное...
Словом, ненужная примесь шла в отходы. Да и было-то ее совсем немного! Настолько немного, что европейские литейщики благородных металлов даже о существовании платины как отдельного элемента Вселенной не догадывались вплоть до середины ΧVΙΙΙ века. В отличие от инков...
Запутанная история драгоценного металла
Распыленная звездная субстанция конденсируется в пыль. Гравитационные флуктуации формируют более или менее массивные комки материи. Разными путями межзвездное вещество, некоторую часть которого составляют благородные металлы, попадает на поверхность планет. Где и рассеивается в толще коры...
Процессы эрозионного разрушения коренных пород планеты с переформированием осадочных и метаморфических наслоений позволяют тяжелым металлам сконцентрироваться в месторождения. Редкие и немногочисленные – если говорить о платине и металлах платиновой группы.
Платина и платиноиды на Земле
В земной коре платины немного. Всего-то 0,0000005% (пять десятимиллионных процента) от массы Земли. Что не мешает заинтересованным в платине промышленникам добывать по 200 тонн благородного металла ежегодно.Разведанные запасы платины оцениваются в 80 тысяч тонн, причем основные месторождения располагаются на территории пяти государств. ЮАР и Зимбабве, Россия и Китай, США сосредотачивают примерно девять десятых мирового запаса платины. Канада, Южная Америка и прочие страны владеют мелкими месторождениями.
Впрочем, имеются оценки, позволяющие 90% сырой платины относить к южноафриканским копям. Что, конечно же, указывает не столько на исключительность южной Африки, сколько на недостаточность геологической разведки недр остальной части Земли.
Природные соединения платины
Чистая платина в природе встречается нечасто. Самородная платина – это, как правило, смесь нескольких металлов с преобладанием собственно платины. Наиболее типичные из соединений определяются как минералы. В поликсене – от 80 до 88% платины и около 10% железа. Купроплатина, помимо благородного металла, содержит до 14% меди и примерно столько же железа. Хорошо известна никелистая платина (находящаяся в жильных залежах в смеси с железом, медью и никелем).
Случается платине соединяться и с серой (минерал куперит), и с мышьяком (сперрилит), и с сурьмой. Однако гораздо чаще природная платина встречается в соединении с палладием или иридием. Остальные металлы платиновой группы присутствуют в рудах в незначительных, как правило, концентрациях. Особо крупных самородков платины в природе не обнаружено. Не слишком впечатляющие внешне, в Алмазном фоне России хранятся платиновые самородки массой в 5918 г и 7860 г. Найдены они на рассыпных месторождениях Кондер (Хабаровский край) и Исовский прииск (Урал). История освоения богатства
Встречавшаяся в россыпях издревле, платина не интересовала европейцев. Наиболее практично поступали народы северной Азии, использовавшие платиновую зернь в качестве дроби или картечи. Однако южноамериканские племена инка и чибча, добывавшие в Андах немало золота и серебра, к платине относились с большим пиететом. Не умея толком обработать тугоплавкий металл, они хранили платину как дар богов, и использовали ее в культовых ритуалах.Испанцы, презрительно обозвавшие новый для себя металл «серебришком», сообразили как при помощи платины фальсифицировать золото. Очень выгодно взять по бросовой (вдвое дешевле серебра) цене платину, и добавить ее в золотой сплав. Примешанная к золоту в относительно небольших количествах, платина не меняет цвета сплава. Зато позволяет сэкономить дорогой материал!
Вот почему испанские власти платину приказали топить: частью прямо в Колумбии, частью уже в Испании. И топили, пока мадридский двор сам не решил подзаработать фальшивомонетчеством. Глядя на фокусы власть предержащих, естествоиспытатели заинтересовались новым металлом, и, проведя ряд исследовательских опытов, сначала в 1750-м, и повторно аж в 1803-му году выделили из разрозненных образцов чистую платину.
Понадобилось еще 30 лет, чтобы Джулиус Скалигер, химик из Италии, привел неопровержимые доказательства: платина – химический элемент, а не грязное золото или испорченное примесями серебро. Впрочем, у Скалигера были предшественники, утверждавшие то же самое за 80 лет до него – но наука тех лет большой спешностью не отличалась. Фактически признание к платине пришло лишь в ΧΙΧ веке.
Английский инженер Уильям Уолластон (открывший родий и палладий) предложил изготавливать из платины сосуды для производства концентрированных кислот. Предложение оказалось дельным, и спрос на металл возрос.
Россия, обладавшая на тот момент сравнительно богатыми месторождениями платины, через десять лет после начала добычи благородного металла стала чеканить из него монету. Практического применения драгоценному металлу в России долго не находилось, и все припасы (более 16-ти тонн очищенной платины) в 1867-м году были проданы Англии.
Как это случалось и раньше, и позже, и не с одними только российскими правителями, потенциала своей «синицы в руках» они просто не рассмотрели.
Физико-химические свойства платины
По внешнему виду платина напоминает серебро, однако темнее и тусклее него. Цвет платины характеризуется как серовато-белый, в соединениях чистота окраски снижается. Температура плавления высока: 1768,3°C. Твердость не превышает трех с половиной единиц по Моосу. Кристаллическая структура платины – кубическая. В природе кристаллы платины встречаются в жильных месторождениях и самородках.Платина химически устойчива, однако реагирует с горячей царской водкой. Растворяется в броме. При нагревании вступает в реакцию с немногочисленными металлами и неметаллами. Растворяет в себе молекулярный водород. Известна как активный катализатор процессов окисления и присоединения водорода. В частности, губчатая платина способна спровоцировать возгорание смеси водорода и кислорода при низкой температуре газов. До изобретения спичек широко выпускались зажигалки, использующие этот принцип.
Применение платины
В современных условиях спрос на платину растет, а ее использование интенсифицируется. До середины прошлого века не менее половины добываемой платины потреблялось ювелирами, еще несколько процентов – зубопротезистами и медиками. Ювелирная платина (в особенности обработанная родием) – прекрасный материал для создания оправ бесцветных и белых камней, жемчугов, топазов, самоцветов с трудноуловимой окраской.Главным потребителем ювелирной платины до последнего времени оставалась Япония (теперь ее сменил Китай): там кольца из платины столь же обычны, как и украшения из золота. В Китае ежегодно распродается до 25 тонн ювелирных изделий, выполненных из платины.
Рост спроса на ювелирную платину и металлы платиновой группы наблюдается и в Европе. Однако в России украшения из платины непопулярны: у нас находит сбыт лишь 0,1% общемирового объема платиновых изделий.
Львиная доля (не менее 90%) добываемого металла уходит в промышленность. Из платины производятся приспособления для химической индустрии: лабораторная посуда и оборудование, фильтры, электроды. Не менее половины технической платины идет на производство всевозможных катализаторов, в том числе и автомобильных.
Не обходится без платины и электротехника, и стекольное производство. Платиновые или платинированные контакты не боятся разрядных дуг. Фильеры из платины используются для получения стекловолокна.
Космическая отрасль без стабильности платины как электропроводящего, коррозиеустойчивого и термостойкого материала вряд ли бы достигла современных высот. Один из эталонов массы изготовлен из сплава платины с иридием: это – цилиндр высотой в 39 и диаметром тоже в 39 миллиметров.
Используется платина и как металл банковский: стоимость платины стабильно высока, прирост цены постоянен; как объект инвестирования этот благородный металл весьма выгоден!
Не находившая применения в прошлом, сегодня платина востребована как никогда. И если за гипотетическими золотыми астероидами посылать космические тягачи человечество то ли хочет, то ли не хочет, то за небесным телом из платины экспедицию снарядят без раздумий: настолько полезны уникальные свойства благородного металла.
Предыдущая статья: Рутений
Следующая статья: Металлы платиновой группы
А вы читали другие статьи этого раздела? Металлы платиновой группы - платиноидыfinesell.ru
Физические и химические свойства платины
Платина является блестящим серебристо-белым металлом. Она относится к 10 группе элементов периодической системы Д.И. Менделеева.
Драгоценный металл платина и его физические свойства
Мы объединили в специальную таблицу все основные характеристики, определяющие физические свойства платины. Чтобы было удобнее сравнивать, мы добавили в таблицу также ключевые свойства золота, серебра и металлов платиновой группы.
«Платиновые» плотность и твёрдость
Платина обладает большой плотностью и является одним из самых тяжелых драгоценных металлов, уступая лишь осмию и иридию. Изделия из платины немного тяжелее золотых и более чем в два раза тяжелее серебряных изделий такого же объёма.
Что касается твёрдости как еще одного важного свойстве этого драгоценного металла, платина тверже и устойчивее к механическим воздействиям, чем золото и серебро. Именно поэтому для изготовления ювелирных украшений может использоваться практически чистая платина, в то время как в золотые и серебряные сплавы для придания прочности добавляется значительное количество легирующих материалов.
Насколько легко расплавить платину?
Долгое время люди не могли использовать платину по причине ее высокой температуры плавления. Первым, кому удалось получить расплав платины, был величайший французский ученый Антуан Лавуазье. В апреле 1782 года, применив сконструированный им аппарат для подачи горящего кислорода, Лавуазье расплавил крошечный кусочек платины, помещенный в древесный уголь. Это событие поразило ученый мир. Вскоре опыт был повторен на специальном заседании Академии наук в Париже. Именно туда, несмотря на большие сложности и денежные затраты, был перевезен аппарат Лавуазье.
При этом историческом событии присутствовали Бенджамин Франклин, живший в то время в Париже как представитель революционного правительства Соединенных Штатов, и некий граф ду Норд. Под этим вымышленным именем скрывался… сын Екатерины Великой, будущий российский царь Павел I, который путешествовал инкогнито. На следующий день после опыта, Франклин писал своему другу Джозефу Пристли (которого сейчас считают основоположником современной химии):
«Вчера граф ду Норд был в Академии наук, когда демонстрировались различные эксперименты для его увеселения: один из них проводил месье Лавуазье, показывая, что самое сильное пламя получается в древесном угле, на который направлена струя дефлогистицированного воздуха. При температуре, полученной таким образом, он расплавил платину в огне, который был во много раз мощнее, чем огонь, полученный от самого сильного зажигательного зеркала».
Заключительный абзац письма от Бенджамина Франклина, написанного 7 июня 1782 года, на следующий день после эффектной демонстрации плавки платины.
Другие физические свойства платины
Платина отличается хорошей ковкостью, пластичностью, высокой прочностью на разрыв. Обладает относительно низкой тепло- и электропроводимостью, и одним из самых низких коэффициентов расширения среди металлов.
При нагревании до красного каления активно испаряется.
Драгоценный металл платина: химические свойства
Платина относится к благородным металлам – она не окисляется и не подвержена коррозии. Является одним из самых инертных металлов, не взаимодействует с какими-либо органическими и минеральными кислотами, щелочами. В обычных условиях растворяется только в «царской водке» (смеси концентрированных азотной и соляной кислот) и в жидком броме. Медленно растворяется в горячей серной кислоте.
При нагревании способность платины к взаимодействию с другими веществами значительно увеличивается.
Важнейшим химическим свойством платины (и металлов платиновой группы) является способность выступать в качестве катализатора реакций.
ВСЕ ЮВЕЛИРНЫЕ МЕТАЛЛЫ: КАТАЛОГ | ЮВЕЛИРНЫЕ МЕТАЛЛЫ — СПРАВОЧНИК
Все о платине | Все о золоте | Все о серебре | Палладий
Платиновые сплавы и их пробы | Почему изделия из платины дороже золотых? | Применение платины — ювелирное и промышленное | Как определить платина или нет?
juvelirum.ru
Как происходит добыча платины: объемы добычи и основные этапы
Читайте также: «Основные месторождения платины в мире»
Платина в природе встречается вместе с другими металлами, входящими в так называемую «платиновую группу». Металлами платиновой группы (МПГ) называют шесть металлов, расположенных рядом в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и имеющих сходные физические и химические свойства:
— платина,— палладий,— родий,— рутений,— иридий,— осмий.
Металлы платиновой группы обычно встречаются в месторождениях никеля, меди и золота.
Платина и МПГ являются одними из самых редких элементов на Земле. Из немногих известных месторождений, самые большие находятся в ЮАР и России. В мире насчитывается всего около десяти значимых компаний, которые занимаются добычей металлов платиновой группы. Из всех МПГ наибольшее значение имеют платина и палладий, которые добываются в значительных объемах. Остальные металлы платиновой группы – родий, рутений, иридий и осмий, добываются в значительно меньшем количестве, как побочный продукт.
Сколько платины добывается в мире ежегодно?
Как можно увидеть из таблицы 1, во всем мире в год добывается около 450 тонн металлов платиновой группы. Из них платина составляет менее половины. Для сравнения, годовая мировая добыча золота составляет около 3000 тонн, то есть примерно в 15 раз больше, чем платины.
Таблица 1. Мировая добыча МПГ, тонн.
| 2008 год | 2009 год | 2010 год | 2011 год | 2012 год | |
| Платина | 193 | 184 | 192 | 200 | 183 |
| Палладий | 206 | 195 | 203 | 213 | 201 |
| Прочие металлы платиновой группы | 69 | 69 | 71 | 73 | 68 |
| Всего | 468 | 448 | 466 | 486 | 452 |
(по данным USGS)
Основными поставщиками металлов платиновой группы являются ЮАР, Россия, Канада, США, Зимбабве, Ботсвана (см. таблицу 2). Япония также добывает МПГ, однако извлекает его как побочный продукт из импортируемой руды.
Таблица 2. Мировая добыча МПГ по странам, тонн.
| 2011 год | 2012 год | |
| Платина | ||
| ЮАР | 148,0 | 133,0 |
| Россия | 25,9 | 24,6 |
| Зимбабве | 10,8 | 11,0 |
| Канада | 8,0 | 7,0 |
| США | 3,7 | 3,6 |
| Япония | 1,7 | 1,5 |
| Прочие страны | 1,9 | 2,3 |
| Палладий | ||
| Россия | 84,3 | 82,0 |
| ЮАР | 82,7 | 74,0 |
| Канада | 14,3 | 12,2 |
| США | 12,4 | 12,3 |
| Зимбабве | 8,2 | 9,0 |
| Япония | 7,5 | 7,0 |
| Ботсвана | 2,1 | 2,6 |
| Прочие страны | 1,5 | 1,9 |
| Остальные металлы платиновой группы | ||
| Южная Африка | 58,1 | 53,0 |
| Россия | 12,5 | 12,0 |
| Зимбабве | 1,8 | 2,2 |
| Канада | 0,8 | 0,7 |
(по данным USGS)
Этапы получения платины
Добыча и получение платины является сложным технологическим процессом, который состоит из трех основных этапов, характерных практически для всех добываемых металлов:
— Добыча руды
— Обогащение руды
— Получение чистого металла
Этап 1: добыча платиновой руды
Способ добычи руды во многом зависит от природы месторождения. Различают «открытый» и «закрытый» способы добычи.
Открытым способом обычно добывают платину на вторичных россыпных месторождениях, где платина накапливалась в результате разрушения первичной породы. Сначала производят «вскрышу» — снимают слой грунта для того, чтобы добраться до платиносодержащей россыпи. Затем специальной карьерной техникой непосредственно добывают породу с включенной в нее платиной.
Однако большая часть платины содержится в первичных месторождениях, входя в состав медно-никелевых руд. Добыча платины из таких месторождений идет «закрытым» способом, который подразумевает строительство шахт. Для добычи руды закрытым способом используются традиционные для таких условий методы: шахтеры вручную просверливают отверстия в породе, закладывают взрывчатку и осуществляют взрыв. Отколовшиеся куски породы транспортируют к стволу шахты и поднимают на поверхность. Условия добычи предполагают много ручного труда, хотя в последнее время появляются усовершенствования в виде низкопрофильных бурильных машин и транспортеров, которые могут работать в низких шахтах.
Этап 2: обогащение платиновой руды
Добытая руда обычно содержит от 1 до 6 грамм металлов платиновой группы на тонну, в зависимости от месторождения. Основная цель обогащения – значительно повысить содержание ценного металла в руде. В этом случае руда будет более доступной для осуществления более тонких операций по химической очистке, в результате которых металл выделяется в чистом виде.
Обогащение руды основано на физических особенностях металла и представляет собой цепь операций, в результате которой появляется концентрат с содержанием платины примерно в 1400 грамм на тонну породы. В россыпных месторождениях в результате обогащения появляется так называемая шлиховая платина, содержащая 70-90% металлов платиновой группы.
К примеру, можно рассмотреть процесс обогащения руд Бушвельдского комплекса в ЮАР. С учетом различного содержания металлов в разных рудах Бушвельдского комплекса и потерь при переработке, для получения 1 грамма чистой платины необходимо от 0,5 до 1,5 тонн руды.
Добытая порода дробится и измельчается. Полученная масса смешивается с водой и специальными реагентами, а затем через нее прокачивается воздух. В результате образуются пузырьки, к которым прилипают частицы породы, содержащие МПГ. Пузырьки с прилипшими частицами всплывают на поверхность, образуя пену, которая собирается и высушивается. В результате этой операции получается концентрат, который содержит от 100 до 1000 грамм чистого металла на тонну.
Далее концентрат выплавляют в электропечах при температуре до 1500 °С, в результате чего нежелательные минералы превращаются в шлак и удаляются. Затем полученная масса подается в конвертеры, где продувается воздухом для удаления серы и железа. В результате, получается концентрат с содержанием чистого металла в 1400 грамм на тонну.
Этап 3: получение чистого металла (аффинаж платины)
Полученный в результате обогащения руды концентрат поступает на аффинажные заводы. Эти предприятия располагают специальным оборудованием и технологиями, позволяющими выделять металл в чистом виде. При этом аффинажные заводы могут находится на значительном расстоянии от места добычи и обогащения руды. К примеру, обогащенная руда из месторождений Канады переправляется на аффинажные заводы, находящиеся в Европе.
Для аффинажа используют цепь сложных термохимических реакций очистки, в результате которых выделяются шесть металлов платиновой группы, а также некоторое количество золота и серебра, которые обычно присутствуют в платиносодержащих рудах.
Очищенные металлы имеют чистоту более 99,95% и производятся в форме слитков, гранул или мелкого порошка. Время от добычи руды до получения чистого металла обычно составляет от 6 недель для палладия и до 20 недель для родия (без учета времени на транспортировку).
ВСЕ ЮВЕЛИРНЫЕ МЕТАЛЛЫ: КАТАЛОГ | ЮВЕЛИРНЫЕ МЕТАЛЛЫ — СПРАВОЧНИК
Все о платине | Все о золоте | Все о серебре | Палладий
Главные месторождения платины | Физико-химические свойства металла платина | Пробы сплавов из платины | Где применяют платину? | Почему изделия из платины дороже золотых?
juvelirum.ru
