Каталог
  

Когда открыли платину


Платина

Платина — благородный металл серебристо белого цвета. В таблице Менделеева этот химический элемент обозначается знаком Pt.

История платины

Древний мир уже знал металлическую платину. При археологических раскопках в Египте в руинах древних Фив был найден художественной работы футляр, относимый специалистами к VII в. до н. э. В этой реликвии древнего мира находилось зерно богатой иридием платины.

В начале I в. н. э. промывальщики золотоносных песков в Испании и Португалии стали проявлять заметный интерес к полезному использованию «белого свинца», или «белого золота», как тогда называли платину. По свидетельству римского писателя Плиния Старшего (автора 37-томной книги «Естественная история»), «белый свинец» добывался из золотых россыпей Валиссии (Северо-западная Испания) и Лузитании (Португалия). Плиний рассказывает, что «белый свинец» собирался при промывке вместе с золотом на дно корзин и плавился отдельно.

Задолго до захвата Южной Америки испанскими и португальскими конкистадорами — платина добывалась культурным туземным народом — инками, не только владевшими секретом очистки и ковки этого драгоценного металла, но и умевшими искусно выделывать из него различные предметы и украшения.

Эпоха падения Римской империи знаменуется исчезновением из обихода ювелиров и торговцев драгоценностями из платины. Прошло много столетий, и только во второй половине XVIII в. платиной и ее физико-химическими свойствами начали интересоваться ученые.

В 1735 году испанский математик Антонио де-Ульоа, находясь в Экваториальной Колумбии, обратил внимание на частое нахождение совместно с золотом неизвестного ему металла, блеск которого несколько напоминал блеск серебра, но всеми прочими качествами более походившего на золото. Этот диковинный металл заинтересовал де-Ульоа, и он привез в Испанию образцы колумбийской платины.

Антонио де-Ульоа

В XVIII столетии, когда платина еще не имела промышленного применения, ее подмешивали к золоту и к золотым и серебряным изделиям. Об этой «порче» драгоценных металлов узнало испанское правительство. Опасаясь возможности массовой подделки золотой монеты, оно решило уничтожать всю платину, добываемую совместно с золотом в колониальных владениях королевства. В 1735 году был издан декрет, предписывавший уничтожать всю добывающуюся в Колумбии платину. Этот декрет действовал несколько десятилетий. Специальные чиновники в присутствии свидетелей периодически бросали наличные запасы платины в реку.

В конце XVIII в. испанские короли сами стали «портить» золотую монету, подмешивая к ней платину.

Техническое использование платины

В 1752 году директор шведского монетного двора Шеффер объявил об открытии им нового химического элемента — платины. Спутники платины — палладий, иридий, родий, рутений и осмий — были открыты значительно позднее, в XIX веке. Шесть перечисленных химических элементов, стоящих в восьмой группе периодической системы Менделеева, составляют группу, именуемую платиновыми металлами. Все эти металлы обладают многими сходными физическими и химическими свойствами и встречаются в природе большей частью совместно.

На заре внедрения платины в технику ученые занимались ею большей частью из одного любопытства, но по мере углубленного изучения свойств платины она довольно быстро начала находить широкое применение, особенно в химической промышленности. Оказалось, что платина растворима только в царской водке, нерастворима в кислотах и постоянна при накаливании.

Вслед за появлением первых образцов химической посуды, изготовленной из платины, ее начали применять для изготовления перегонных аппаратов для серной кислоты. С этого момента стал резко увеличиваться рост обработки платины, так как ею стали пользоваться в производстве кислотоупорной и жароустойчивой лабораторной химической аппаратуры, инструментов и различных приборов (тиглей, колб, котлов, щипцов и т. д ).

В пирометрии используют исключительную устойчивость платины и ее сплавов к высоким температурам.

Монеты из платины

Ценные, а порой незаменимые свойства платины и палладия уже давно используются в каталитических процессах. Значительное количество платины расходуется на изготовление контакта для сернокислотных заводов, где она служит катализатором при окислении сернистого газа в серный ангидрид. Платина в виде сетки служит катализатором при окислении аммиака в аппаратах различных систем. Многочисленные органические синтезы также требуют применения платинового катализатора. Палладиевый катализатор применяется в производстве синтетического аммиака и при получении некоторых органических препаратов. В производстве синтетического аммиака по Габеру-Росеннолю применяется также осмий.

В электротехнике платиновые металлы, как правило, применяются в виде сплавов. Вот далеко не полный список деталей электроаппаратов, где используются платиновые сплавы: иглы для выжигания, приборы для электрических измерений, электроды (катоды и антикатоды для рентгеновских трубок), проволоки и ленты для сопротивлений электрических печей, контакты магнето (автомобили, двигатели внутреннего сгорания), контактные точки (телеграфия, телефония), наконечники громоотводов и т. д.

В электрохимии платина применяется при получении различных электролитических продуктов. Медицина и зубоврачевание являются одними из старейших потребителей платины. Отметим также применение платины для хирургии в виде наконечников приборов, служащих для прижигания, шприцев для впрыскивания и вливания и т. п.

Ювелирное искусство занимает ведущее положение как потребитель платины в виде сплавов. Платиновые оправы для драгоценных камней дают лучший блеск и более чистую воду, чем оправы из других благородных металлов.

Наконец, в виде солей платина и ее спутники требуются для фотографии, для изготовления лекарственных препаратов (соли родия и рутения) и для приготовления красок по фарфору (родий, иридий — черная краска, палладий — серебристая).

Платина используется и в военном доле, например для изготовления контактов, служащих для производства детонации при взрыве мин, и т. п.

Применение платины

Добыча платины

Первое место в мировой добыче платины принадлежит району Онтарио в Канаде. Здесь в 1856 году были открыты крупные месторождения медно-никелевых руд Сюдбери, в которых на ряду с золотом и серебром присутствует и платина.

До первой мировой войны канадская платина не привлекала к себе внимания, и практический интерес к ней возник только в 1919 году, когда вследствие гражданской войны на Урале добыча русской платины сильно упала, и мировой рынок стал ощущать большой недостаток в этом ценном металле. С 1919 года шламы медно-никелевого производства Сюдбери стали подвергать тщательной переработке с целью извлечения металлов платиновой группы, тем более что себестоимость попутной добычи платины и ее спутников очень низка.

Второе место в мире по добыче платины занимает Россия. Заметные количества платины добываются в Колумбии. Из других стран, производящих платину, можно указать Эфиопию и Конго. Добытая непосредственно из недр платина, а также платина, полученная из руд, подвергается специальной обработке или аффинажу. Аффинаж состоит из обычных процессов, применяемых в небольших масштабах в практике аналитических лабораторий — растворения, выпаривания, фильтрования, осаждения и т. д. В результате этих операций получается чистая платина и раздельно ее спутники.

Добыча платины

Месторождения платины в России

Главной платиноносной провинцией Урала является западная зона глубинных изверженных пород, непрерывно прослеживающихся на протяжении 300 км в области Среднего Урала. Месторождения платины в этой зоне связаны, главным образом, с изверженными породами. При выветривании и разрушении этих пород и при перемывании продуктов выветривания реками образуются чисто платиновые россыпи, представляющие исключительную особенность Урала и давшие главную массу добытой до сих пор платины.

В области восточной зоны глубинных изверженных пород находится ряд менее ценных месторождений платины. Здесь платина встречается совместно с золотом и осмистым иридием. Благодаря разрушению и размыванию этих пород образуются смешанные золото-платиновые и золото-осмисто-иридиево-платиновые россыпи, менее ценные с точки зрения добычи платины, которая является здесь лишь примесью к золоту.

Уральская платина до войны 1914—1918 гг. занимала первое место на мировом рынке. В первой половине XIX в. (с 1828 по 1839 г.) в России из уральской платины чеканилась монета. Однако чеканка такой монеты была прекращена вследствие неустойчивости курса на платину и ввоза в Россию поддельной монеты.

Несмотря на то, что в России аффинажем платины начали заниматься тотчас же после открытия на Урале платиновых месторождений. до революции количество перерабатывавшейся в нашей стране платины составляло всего 10—13% добываемого металла. Большая часть сырой платины и полупродукты аффинажа вывозились за границу.

В Москве уже боле 100 лет существует аффинажный завод, где занимаются механической переработкой аффинированной платины и сплавов. Здесь же производят ковку, прокатку, протяжку проволоки, изготовление химической посуды, сетки электродов, контактов, пирометров, электронагревательных приборов и других изделий.

Московский аффинажный завод

www.alto-lab.ru

Платина: история открытия металла, области применения, технологии добычи

Платина – химический элемент, металл (формула платины – Pt), и притом очень редкий. Впрочем, это не отменяет широкого спектра его применения – от ювелирных изделий до кардиостимуляторов.

Платина – драгоценный металл, который входит в так называемую переходную группу, составляя компанию золоту, серебру и меди. По своей атомной структуре платина способна легко связываться с другими элементами.

Первое упоминание о данном веществе относится к 1557 году, когда итальянский врач и гуманист Юлий Цезарь Скалигер описал металл, найденный им в Центральной Америке. Расплавить этот металл существовавшими в те времена средствами и способами, которые были доступны испанским конкистадорам, не удалось. Поэтому Скалигер назвал новое химическое вещество платиной, что можно перевести как «маленькое серебро» или даже «серебришко».

Серебро: происхождение и уникальные свойства, технологии добычи, применение сегодня

В этом названии были отражены как цвет металла (серебристо-белый), так и его практическая бесполезность людям той эпохи. Поэтому вначале древние металлурги в Египте и Америке использовали металл для изготовления ювелирных и декоративных изделий, смешивая его с более легкоплавким золотом. Возможно, поэтому металл довольно долго называли белым золотом. Аналогии были очевидными – он, как и золото, оказался чрезвычайно устойчивым к потускнению и коррозии. С другой стороны, элемент является весьма пластичным и податливым: его легко можно деформировать, протягивать в проволоку и т.д. Наконец, платина – полноправный благородный металл, поскольку не окисляется, и не подвергается воздействию обычных кислот.

Нахождение в природе. Изотопы

Мировые запасы платины невелики. Содержание металла в земной коре составляет 5 · 10-7 мас.%. Он встречается как в чистом виде, так и в соединениях. Наиболее важными минералами являются поликсен, который содержит 6…10 % железа, а также палладиевая платина, ферроплатина, иридоплатина, сперрилит PtAs2, а также ряд более сложных химических соединений, включающих в себя никель, серу, палладий. Наиболее известным из таких минералов является брэггит. Он встречается вместе с медными и железными пиритами в контакте с золотой рудой, кристаллизуясь в кубической или, что реже, в октаэдрической форме. Брэггит обладает металлическим блеском и содержит также следы родия и сурьмы.

К настоящему времени учёными открыто довольно много изотопов данного элемента: 6 природных и 37 искусственных. Наиболее распространенные изотопы:

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

Добыча платины в мире сосредоточена в Южной Африке (80 % от общемирового объёма добычи), России и Канаде. В Европу латиноамериканская платина попала только в 1735 году. Металл также был обнаружен в Бразилии в минерале сиенит, где он находится вместе с золотом.

Где добывают платину? Среди наиболее крупных месторождений:

  • Уральские аллювиальные отложения, обнаруженные в районе Нижнего Тагила;
  • Лапландские копи (Финляндия), где металл находится в связанном состоянии вместе с алмазами;
  • Месторождения в канадских провинциях Онтарио и Британская Колумбия, а также на обширных территориях, примыкающих к долине реки Юкон.

Месторождения платины в России, кроме Урала, имеются также за Полярным кругом, в районе Норильска. Странами по добыче платины формально считаются также Германия (долина Рейна), Индонезия (остров Борнео), в Испания, Ирландия, США, Австралия и Новая Зеландия. Объём добычи там невелик и пока не имеет мирового экономического значения.

Из экзотических способов получения стоит упомянуть метеоритное железо, в котором часто содержится данный металл.

Как добывают платину? Способ добычи определяется формой нахождения платины в природе, в исходном сырье. Например, преобладающая часть платиновой руды, добываемой в Британской Колумбии – грубая и имеет вид самородков, которые обнаруживаются на сравнительно небольших площадях. Самородки в своём весе редко превышают половину унции (14 граммов). Большая часть металла встречается в небольших зернах, которые производителями платины разделяются на магнитные и немагнитные. Последние составляют большую долю от общего количества.

Что такое руда? Какие виды руды бывают? Как добывают? Страны-лидеры по добыче руды

Чистый металл часто содержит следы никеля, о чем свидетельствуют спектрохимические исследования образцов из России, Испании и Америки. Например, при добыче платины в России образцы из Китлима содержат не менее 0,1% никеля, а в нижнетагильском магнитном сырье присутствует до 0,75% никеля. Физические свойства

Элемент является одним из самых плотных – 21 450 кг/м3, что более чем в 21 раз превышает плотность воды или в 6 раз – плотность алмаза. Среди основных свойств данного металла:

  1. Атомный вес – 195,1.
  2. Температура плавления -1768,4 0С.
  3. Температура кипения – 3825 0C.

Для промышленного применения имеют значение магнитные свойства данного металла. Немагнитная форма встречается чаще, она обладает повышенной плотностью. Магнитные свойства определяются наличием железа в руде. Интересно, что некоторые образцы уральской платины притягивают железные опилки сильнее, чем обычный магнит.

Химические свойства

Первые химические исследования были проведены ещё в 1741 году британским ученым Чарльзом Вудом. Именно он впервые назвал данный элемент металлом (восьмым по счёту среди известных к тому времени), и описал некоторые характеристики платины.

Реакционная способность

История платины включает проверку на «благородность». Металл прошёл её благодаря исследованиям британских химиков Уильяма Уолластона и Смитсона Теннанта. В начале XIХ века они попытались растворить очищенную платину в смеси азотной и соляной кислот. После того, как металл была отделён от остальной части раствора, в отходах были обнаружены палладий, родий, осмий, иридий, а позже – и рутений. Характерно, что и в наши дни добыча ведётся по аналогичной технологии: образцы, содержащие элемент, растворяют в кислотной среде, отделяют от остальной части раствора и побочных продуктов и плавят при очень высоких температурах для получения чистого металла.

Применение платины

Платиновые цилиндры долго использовались в качестве международного стандарта для измерения веса. Ныне металл применяется для создания высокопрочных деталей для различных машин, инструментов и ювелирных изделий. Вследствие очень низкого уровня реактивности элемент используется в некоторых противораковых препаратах.

Согласно последним данным, около половины онкопациентов используют платиносодержащие препараты, поскольку противоопухолевые свойства платины уже хорошо изучены. Металл также используется в кардиостимуляторах, зубных коронках, и других устройствах из-за своей высокой стойкости к коррозии от жидкостей, образующихся в организме человека, и отсутствия реактивности к функциям жизнедеятельности. Где ещё используется платина? В сочетании с кобальтом этот металл применяется для создания сильных постоянных магнитов, которые используются в часовых механизмах, двигателях, медицинском оборудовании.

Примерно треть мирового объёма потребления платины как драгметалла приходится на ювелирное дело. В частности, большинство крупных алмазов вставляются именно в платиновые корпуса.

Катализаторы

Почти половина добываемой платины используется в каталитических конвертерах – узлах автомобиля, которые уменьшают токсичность выхлопных газов до приемлемых значений. Они могут выдерживать высокие температуры, необходимые для реакций окисления, в ходе протекания которых и снижается токсичность выбросов. Кроме того, платина используется в качестве катализатора при производстве удобрений, пластмасс и бензина.

Монетарные функции. Знаки отличия

Поскольку платина – драгоценный металл, то во многих странах её хранят в форме слитков, которые можно использовать в целях межбанковских платежей. Производятся также памятные знаки. Вместе с тем, из-за ограниченности запасов объём производства таких предметов, в сравнении с золотом или серебром, невелик.

Всё о добыче золота. Где и как добывается золото?

Цена платины и прогноз на 2018 год

Годовая добыча не превышает 120…130 т. Инвестиционная активность на рынке определяется значительными ценовыми колебаниями (см. Куда инвестировать деньги?). Сколько стоит платина? Начиная с февраля 2018 г. стоимость платины падает, и, по оценкам специалистов, прогнозируется на уровне 29…32 долларов США за грамм. Впрочем, курс платины и динамика цен в течение последних лет носят сезонный характер: к лету стоимость металла обычно возрастает. Прогноз по платине на 2018 год свидетельствует, что инвестиционные риски от вложения средств достаточно высоки: за последние 6 лет цена грамма данного металла снизилась почти вдвое: с 59 до 31 долларов США за грамм.

Интересные факты:

  1. Самый большой, найденный когда-либо самородок платины весил 7837 г.
  2. В своих исследованиях Вуд опирался на конфискованные британским флотом документы испанского ученого и военно-морского офицера Антонио де Уллоа, которые датируются 1735 годом.
  3. Впервые элемент обнаружили в аллювиальных отложениях реки Пинто, которая протекает по территории Колумбии.

promdevelop.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

Платина - это... Что такое Платина?

78

Платина

4f145d96s1

Пла́тина (исп. Platina) — элемент 10 группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы восьмой группы), 6 периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 78; благородный металл серо-стального цвета.

История

В Старом Свете платина не была известна до XVIII века, однако цивилизации Анд (инки и чибча) добывали и использовали её с незапамятных времён. Первыми европейцами, познакомившимися с платиной, были конкистадоры в середине XVI века.

В 1735 году испанский король издаёт указ, повелевающий платину впредь в Испанию не ввозить. При разработке россыпей в Колумбии повелевалось тщательно отделять её от золота и топить под надзором королевских чиновников в глубоких местах речки Рио-дель-Пинто (приток Рио-Сан-Хуан (англ.)русск.), которую стали именовать Платино-дель-Пинто. А ту платину, которая уже привезена в Испанию, повелевалось всенародно и торжественно утопить в море. Дело в том, что платина легко сплавляется с золотом и по плотности от него почти не отличается, чем не преминули воспользоваться фальшивомонетчики.

В 1748 году 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 году. Итальянский химик Джилиус Скалигер в 1835 году открыл неразложимость платины и таким образом доказал, что она является независимым химическим элементом.

В России ещё в 1819 году в россыпном золоте, добытом на Урале, был обнаружен «новый сибирский металл», который сначала называли белым золотом. Платина встречалась на Верх-Исетских, а затем и на Невьянских и Билимбаевских приисках. Богатые россыпи платины были открыты во второй половине 1824 года, а на следующий год в России началась её добыча[2].

Происхождение названия

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 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.

Нахождение в природе

Месторождения

Основная часть месторождений платины (более 90 %) заключена в недрах пяти стран. К этим странам относится ЮАР, США, Россия, Зимбабве, Китай[3].

В России основными месторождениями металлов платиновой группы являются: Октябрьское, Талнахское и Норильск-1 сульфидно-медно-никелевые в Красноярском крае в районе Норильска (более 99 % разведанных и более 94 % оцененных российских запасов), Фёдорова Тундра (участок Большой Ихтегипахк) сульфидно-медно-никелевое в Мурманская области, а также россыпные Кондёр в Хабаровском крае, Левтыринываям в Камчатском крае, реки Лобва и Выйско-Исовское в Свердловской области[4].

Получение

Самородную платину добывают на приисках (см. подробнее в статье Благородные металлы), менее богаты рассыпные месторождения платины, которые разведываются, в основном, способом шлихового опробования.

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: 3(Nh5)2[PtCl6] = 2N2 + 2Nh4 + 18HCl + 3Pt. 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

Серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения — 1769 °C и 3800 °C, удельное электрическое сопротивление — 0,098 мкОм·м (при 0°С). 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 (кларк) 5·10−7% по массе. Твёрдость по Бринеллю 50 кгс/мм (по Моосу 3,5[5]).

Химические свойства

Растворение платины в горячей царской водке.

По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей царской водкой:

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):

При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объём 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: чёрный 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:

Эти гидроксиды проявляют амфотерные свойства:

Гексафторид платины PtF6 является одним из сильнейших окислителей среди всех известных химических соединений, способный окислить молекулы кислорода, ксенона или NO:

С помощью него, в частности, канадский химик Нейл Бартлетт в 1962 году получил первое настоящее химическое соединение ксенона XePtF6.

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):

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 [PtX4]2- и [PtX6]2-. Изучая комплексы платины, А. Вернер сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.

Реакционная способность

Монета 3 рубля, 1834

Платина является одним из самых инертных металлов. Она нерастворима в кислотах и щелочах, за исключением царской водки. 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 +6, 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.

Катализатор

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. Ещё 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.

Добыча и производство

До 1748 г. платина добывалась и производилась только на территории Америки, а в Старом Свете не была известна.

Когда платину стали завозить в Европу, её цена была вдвое ниже серебра. Ювелиры очень быстро обнаружили, что платина хорошо сплавляется с золотом, а так как плотность платины выше чем у золота, то незначительные добавки серебра позволили изготавливать подделки, которые невозможно было отличить от золотых изделий. Такого рода подделки получили столь широкое распространение, что испанский король приказал прекратить ввоз платины, а оставшиеся запасы утопить в море. Этот закон просуществовал до 1778 года. После отмены закона потребность в платине была небольшой, её использовали в основном для создания химического оборудования, приспособлений и в качестве катализаторов. Добываемой в Америке платины для этих целей было достаточно. Ни о каком значимом промышленном производстве говорить не приходилось.

В 1819 году платину впервые обнаружили на Урале близ Екатеринбурга, а в 1824 г. были открыты платиновые россыпи в Нижнетагильском округе. Разведанные запасы платины были столь велики, что Россия почти сразу заняла первое место в мире по добыче этого металла. Только в 1828 году в России было добыто 1,5 т платины — больше, чем за 100 лет в Южной Америке. На Урале появились целые платинодобывающие районы, из которых наиболее важными в промышленном отношении стали Исовской и Тагильский[6].

К концу XIX века в Российской империи добывалось платины в 40 раз больше чем во всех остальных странах мира. Причём представлена она была и весьма увесистыми самородками. Например, у одного из найденных на Урале самородков масса составляла 9,639 кг, впоследствии он был переплавлен[7].

К середине XIX в. в Англии и Франции были проведены обширные исследования по аффинажу платины. В 1859 году французский химик Анри Этьен Сент-Клер Девиль впервые разработал промышленный способ получения слитков чистой платины. С этого времени почти вся добываемая на Урале платина скупалась английскими и французскими фирмами, в частности, «Джонсон, Маттей и К°». Позже к закупкам платины у Российской империи подключились американские и немецкие компании.

Даже после значительных зарубежных закупок, большая часть добываемой Россией платины не находила достойного применения. Поэтому, начиная с 1828 года, по предложению министра финансов Егора Канкрина, в Российской империи начали выпускать платиновые монеты номиналом 3, 6 и 12 рублей[8]. При этом, 12-рублёвая платиновая монета имела массу 41,41 г, а в рублёвой серебряной монете было 18 г чистого серебра. То есть по стоимости металла платиновые монеты были дороже серебряных в 5,2 раза. С 1828 по 1845 гг. было выпущено 1 372 000 трёхрублёвых монет, 17 582 шестирублёвых и 3 303 двенадцатирублёвых общей массой 14,7 т. Основную выгоду от добычи получали владельцы рудников — Демидовы. Только в 1840 было добыто 3,4 т платины. В 1845 году, по настоянию министра финансов Фёдора Вронченко выпуск платиновых монет был прекращён, и все они были срочно изъяты из обращения. Основной версией столь поспешного шага считается повышение европейских цен на платину, в результате которого монеты стали стоить дороже номинала. После прекращения чеканки монет производство платины в Российской империи упало в 20 раз, и к 1915 году на долю России приходилось 95 % от мирового производства платины. Оставшиеся 5 % производила Колумбия. Причём почти вся российская платина поступала на экспорт. Например, в 1867 году Англия скупила весь запас российской платины — более 16 т.

К концу XIX в. Российская империя производила 4,5 тонны платины в год.

До Первой мировой войны второй после Российской империи страной по объёмам добычи платины была Колумбия; с 1930-х гг. стала Канада, а после Второй мировой войны — Южная Африка.

В 1952 году Колумбия добыла 0,75 т платины, США — 0,88 т, в Канада — 3,75 т, а Южно-Африканский Союз — 7,2 т. В СССР данные по добыче платины были засекречены.

В 2007 году в мире было добыто 213 т платины, а в 2008 году — 200 т. Лидерами добычи были:

  •  ЮАР (в 2007 году добыто 166,0 т, а в 2008 году — 153,0 т),
  •  Россия (в 2007 году — 27,0 т. , в 2008 году — 25,0 т),
  •  Канада (в 2007 году — 6,2 т. , в 2008 году — 7,2 т),
  •  Зимбабве (в 2007 году — 5,3 т. , в 2008 году — 5,6 т),
  •  США (в 2007 году — 3,9 т. , в 2008 году — 3,7 т),
  •  Колумбия (в 2007 году — 1,4 т. , в 2008 году — 1,7 т)[9].

Лидером добычи платины в России является ГМК «Норильский никель».

Кроме того, на территории Хабаровского края располагается прииск Кондёр, который является крупнейшим в мире россыпным месторождением платины[10]; его разработку ведёт Артель старателей «Амур» (входит в Группу компаний «Русская платина»), по итогам 2011 года на прииске добыто около 3,7 тонны платины[11].

Разведанные мировые запасы металлов платиновой группы составляют около 80 000 т и распределены, в основном, между ЮАР (87,5 %), Россией (8,3 %) и США (2,5 %).

Применение

В технике

  • С первой четверти XIX века применялась в России в качестве легирующей добавки для производства высокопрочных сталей[12]
  • Платина применяется как катализатор (чаще всего в сплаве с родием, а также в виде платиновой черни — тонкого порошка платины, получаемой восстановлением её 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.
  • Изготовление термометров сопротивления.
  • Покрытия для элементов СВЧ-техники (волноводы, аттенюаторы, элементы резонаторов).

В медицине

Соединения платины (преимущественно, тетрахлорплатинаты) применяются, как цитостатики («цис-платина»). Однако в настоящее время имеются более эффективные противораковые лекарственные средства.

В ювелирном деле

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

Основная статья: Платиновые монеты

Платиновая монета 1835 года номиналом 12 рублей.

Платина, золото и серебро — основные металлы, выполняющие монетарную функцию. Однако платину стали использовать для изготовления монет на несколько тысячелетий позже золота и серебра.

Первые в мире платиновые монеты были выпущены и находились в обращении в Российской империи с 1828 по 1845 год. Чеканка началась с трехрублевиков. В 1829 г. «были учреждены платиновые дуплоны» (шестирублевики), а в 1830 г.— «квадрупли» (двенадцатирублевики). Были отчеканены следующие номиналы монет: достоинством 3, 6 и 12 рублей. Трехрублевиков было отчеканено 1 371 691 шт., шестирублевиков — 14 847 шт. и двенадцатирублевиков — 3474 шт[2].

В 1846 г. чеканка платиновой монеты была прекращена, хотя к этому году добыча уральской платины составила около 2000 пудов или 32 000 кг, из которых в монету было перечеканено 14 669 кг. Громадное количество платины, скопившееся на Петербургском монетном дворе частью в виде монеты, а частью в необработанном виде (по разным данным от 720 до 2000 пудов), было продано английской фирме Джонсон, Маттэ и Ко. В результате Англия, которая не добывала ни одного грамма платины, долго была в этой отрасли монополистом[13].

После 1846 года ни одна страна не позволяла себе «роскоши» вводить в обращение платиновые монеты. Выпускаемые разными странами в настоящее время платиновые монеты являются инвестиционными монетами. В период с 1992 по 1995 год инвестиционные платиновые монеты номиналами 25, 50 и 150 рублей выпускал Банк России.

Биологическая роль

Интересные факты

  • Самым крупным существующим в настоящий момент платиновым самородком является «Уральский гигант» массой 7860,5 г. Был обнаружен в 1904 г. на Исовском прииске. Ныне хранится в Алмазном фонде Московского Кремля.
  • В цикле рассказов Айзека Азимова «Я, робот» и других его произведениях позитронный мозг роботов сделан из губчатой платины (точнее — сплава платины и иридия).

См. также

  • Металлы платиновой группы

Примечания

  1. ↑ Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 568. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
  2. ↑ 1 2 Максимов М. М. Уральское золото // Очерк о золоте. — М.: Недра, 1977. — С. 83. — 128 с.
  3. ↑ Месторождение платины
  4. ↑ Металлы платиновой группы. Информационно-аналитический центр «Минерал»
  5. ↑ Поваренных А. С. Твердость минералов. — АН УССР, 1963. — С. 197-208. — 304 с.
  6. ↑ Всоцкий Н. К. Месторождения платины Исовского и Нижне-Тагильского районов на Урале. Вып. I. Спб., 1913; Пушкарёв Е. В. История открытия и добычи платины на Урале.
  7. ↑ Кравчук, П. А. Рекорды природы. — Любешов: Эрудит, 1993. — С. 85. — 216 с. — ISBN 5-7707-2044-1
  8. ↑ М.Аксёнова, Е.Журавлёва, Т.Евсеева, О.Елисеева //Деньги мира. — Москва: Мир энциклопедий Аванта+, 2007. — С. 109, 131-132. — 184 с. — ISBN 978-5-98986-060-9
  9. ↑ Mineral Commodity Summaries 2009
  10. ↑ Хребет Кондёр
  11. ↑ Беднеющие руды вооружают горняков
  12. ↑ Смотри: Семен Бадаев
  13. ↑ Высоцкий Н.К. Ч. 1 // Платина и районы ее добычи. — Петроград, 1923. — 344 с.

dic.academic.ru


Смотрите также