เรียนรู้เกี่ยวกับ Platinum

ภาพรวมของคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้โลหะชนิดหนาแน่นนี้

แพลทินัมเป็นโลหะหนาแน่นมีเสถียรภาพและหายากที่มักใช้ในเครื่องประดับเพื่อให้ได้รูปลักษณ์ที่ดูคล้ายเงินเหมือนในทางการแพทย์อิเล็กทรอนิกส์และสารเคมีเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่แตกต่างและไม่เหมือนใคร

คุณสมบัติ

• อะตอมสัญลักษณ์: Pt
• จำนวนอะตอม: 78
• หมวดหมู่: โลหะการเปลี่ยนผ่าน
• ความหนาแน่น: 21.45 g / cm ³
• จุดหลอมเหลว: 3214.9 ° F (1768.3 ° C)
• จุดเดือด: 6917 ° F (3825 ° C)

• ความแข็งของ Moh: 4-4.5

ลักษณะ

โลหะแพลทินัมมีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ซึ่งจะอธิบายถึงการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่หนาแน่นที่สุดของโลหะ - เกือบสองเท่าหนาแน่นเป็นตะกั่วและมีเสถียรภาพมากทำให้โลหะมีคุณสมบัติป้องกัน การกัดกร่อนได้ ดีเยี่ยม ตัวนำไฟฟ้าที่ดีทองคำขาวยัง อ่อน และเหนียว

แพลทินัมถือเป็นโลหะที่เข้ากันได้ทางชีวภาพเนื่องจากไม่เป็นพิษและมีเสถียรภาพจึงไม่ทำปฏิกิริยากับหรือส่งผลเสียต่อเนื้อเยื่อของร่างกาย การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้แสดงให้เห็นถึงแพลทินัมเพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งบางชนิด

ประวัติศาสตร์

โลหะผสมของ โลหะกลุ่มแพลทินัม (PGMs) ซึ่งรวมถึงทองคำขาวถูกใช้เพื่อ ประดิษฐ์ Casket of Thebes, หลุมฝังศพของอียิปต์ซึ่งมีอายุย้อนกลับไปประมาณ 700 พันปี นี่คือการใช้ทองคำที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักกันดีแม้ว่าชาวอเมริกันยุคก่อนโคลัมเบียยังทำเครื่องประดับจาก โลหะผสม ทองคำและทองคำขาว

นักประดิษฐ์ชาวสเปนเป็นชาวยุโรปคนแรกที่พบกับโลหะแม้ว่าพวกเขาจะพบว่ามันเป็นความรำคาญในการแสวงหาเงินเพราะมีลักษณะคล้ายกัน พวกเขาอ้างถึงโลหะเป็น Platina - รุ่น Plata , คำภาษาสเปนสำหรับเงิน - หรือ Platina del Pinto เนื่องจากการค้นพบในทรายตามริมฝั่งของแม่น้ำ Pinto ในปัจจุบันโคลัมเบีย

แม้ว่าจะได้รับการศึกษาโดยนักเคมีชาวอังกฤษฝรั่งเศสและสเปนในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 Francois Chabaneau เป็นคนแรกที่สร้างตัวอย่างโลหะทองคำแท้ในปีพ. ศ. 2326 ในปี พ.ศ. 2344 อังกฤษวิลเลียมวอลลาสตันได้ค้นพบวิธีการสกัดโลหะจาก แร่ซึ่งคล้ายกับกระบวนการที่ใช้กันในปัจจุบัน

รูปลักษณ์คล้ายเงินของโลหะแพลตินัมทำให้เป็นสินค้าที่มีค่าระหว่างบรรดาเจ้านายและผู้มั่งคั่งที่แสวงหาเครื่องประดับที่ทำจากโลหะมีค่าล่าสุด

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นนำไปสู่การค้นพบเงินฝากขนาดใหญ่ในเทือกเขาอูราลในปีพ. ศ. 2367 และแคนาดาใน พ.ศ. 2431 แต่การค้นพบว่าจะเปลี่ยนอนาคตของแพลทินัมได้ไม่ถึงปีพ. ศ. 2467 เมื่อชาวนาในแอฟริกาใต้สะดุดข้ามเสาเข็มทองคำขาวในแม่น้ำ สิ่งนี้ทำให้นักธรณีวิทยา Hans Merensky ค้นพบสิ่งก่อสร้างที่มีความซับซ้อนของหินอ่อน Bushveld ซึ่งเป็นแหล่งเงินทองคำขาวที่ใหญ่ที่สุดในโลก

แม้ว่าในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 การใช้งานด้านการแพลทินัม (เช่นหัวเทียน) ในอุตสาหกรรมบางประเภทมีการใช้งานด้านอิเล็คทรอนิคส์ทางการแพทย์และยานยนต์ในปัจจุบันมากที่สุดนับตั้งแต่ปี พ.ศ. 2517 เมื่อกฎเกณฑ์ด้านคุณภาพอากาศของสหรัฐฯเริ่มต้นยุค autocatalyst

ตั้งแต่เวลานั้นแพลทินัมก็กลายเป็นเครื่องมือการลงทุนและมีการซื้อขายใน New York Mercantile Exchange และ London Platinum และ Palladium Market

การผลิต

ถึงแม้ว่าแพลทินัมมักจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติในหลุมฝังศพนักทองคำและ กลุ่มโลหะแพลทินัม (PGM) มักจะแยกโลหะออกจาก sperrylite และ cooperite ซึ่งเป็นแร่ทองคำขาวที่มีแร่ทองคำ 2 ก้อน

พบแพลทินัมควบคู่ไปกับ PGM อื่น ๆ ในแอฟริกาใต้ของ Bushveld complex และแร่ร่างกายอื่น ๆ จำนวน จำกัด PGMs เกิดขึ้นในปริมาณที่พอเพียงเพื่อให้สามารถแยกโลหะเหล่านี้ได้โดยเฉพาะ ขณะที่รัสเซีย Norilsk และของแคนาดา Sudbury เงินฝากทองคำขาวและ PGMs อื่น ๆ จะถูกแยกออกเป็นผลพลอยได้จาก นิกเกิล และ ทองแดง

การสกัดแร่ทองคำจากแร่เป็นทั้งทุนและแรงงานที่เข้มข้น อาจใช้เวลาถึง 6 เดือนและ 7 ถึง 12 ตันแร่ในการผลิตอลูมิเนียมบริสุทธิ์หนึ่งทรอยออนซ์ (31.135 กรัม)

ขั้นตอนแรกในกระบวนการนี้คือการขยับแพลทินัมที่มีแร่และจุ่มลงในน้ำยาที่มีน้ำ กระบวนการที่เรียกว่า 'ลอยฟอง'

ในระหว่างการลอยตัวอากาศจะถูกสูบผ่านสารละลายแร่ อนุภาคของแพลทินัมจะยึดติดกับออกซิเจนและเพิ่มขึ้นสู่ผิวหน้าในฟองที่ถูกตัดไขมันออกเพื่อให้กลั่นต่อไป

เมื่อแห้งแล้วผงเข้มข้นยังคงมีแพลทินัมน้อยกว่า 1% จากนั้นจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 2732 ° F (1500 ° C) ในเตาไฟฟ้าและอากาศจะถูกเป่าอีกครั้งเพื่อขจัดสิ่งสกปรกจาก เหล็ก และกำมะถัน

เทคนิคทางไฟฟ้าและเคมีถูกใช้ในการสกัดนิกเกิลทองแดงและ โคบอลต์ ส่งผลให้ PGM มีความเข้มข้น 15-20%

Aqua regia (การผสมกรดไนตริกและกรดไฮโดรคลอริก) ใช้ในการละลายโลหะทองคำขาวจากแร่เกลือแร่เข้มข้นโดยการสร้างคลอรีนที่ยึดติดกับทองคำขาวเพื่อสร้างกรดคลอโรแลคตินิก

ในขั้นตอนสุดท้ายแอมโมเนียมคลอไรด์จะใช้ในการแปลงกรด chloroplatinic เป็น hexemloroplatinate แอมโมเนียมซึ่งสามารถเผาเป็นโลหะแพลทินัมบริสุทธิ์ได้

ข่าวดีก็คือแพลทินัมที่ไม่ได้ผลิตมาจากแหล่งข้อมูลหลักในกระบวนการที่ยาวนานและมีราคาแพงนี้ ตามสถิติการสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา (USGS) ประมาณ 30% ของจำนวนแพลทินัม 8.53 ล้านออนซ์ที่ผลิตทั่วโลกในปี 2012 มาจากแหล่งที่นำกลับมาใช้ใหม่

แอฟริกาใต้เป็นผู้ผลิตทองคำรายใหญ่ที่สุดในโลกโดยมีการจัดหามากกว่า 75% ของความต้องการของโลกขณะที่รัสเซีย (25 ตัน) และซิมบับเว (7.8 ตัน) เป็นผู้ผลิตรายใหญ่ด้วย Platinum Anglo (Amplats), Norilsk Nickel และ Impala Platinum (Implats) เป็น ผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดของ โลหะ แพลทินัม

การประยุกต์ใช้งาน

สำหรับโลหะที่มีการผลิตทั่วโลกประจำปีมีเพียง 192 ตันพบว่าทองคำขาวมีความสำคัญต่อการผลิตสินค้าทุกวัน

การใช้งานที่ใหญ่ที่สุดโดยคิดเป็นประมาณ 40% ของความต้องการเป็นอุตสาหกรรมเครื่องประดับที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะผสมที่ทำจากทองคำขาว คาดว่ากว่า 40% ของแหวนแต่งงานขายในสหรัฐอเมริกามีแพลทินัมบาง สหรัฐอเมริกา, จีน, ญี่ปุ่นและอินเดียเป็นตลาดเครื่องประดับทองคำที่ใหญ่ที่สุด

ความต้านทานการสึกกร่อนของแผ่นแพลทินัมและเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูงเหมาะสำหรับการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาทางเคมี ตัวเร่งปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาทางเคมีโดยที่ตัวเองไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในกระบวนการ

โปรแกรมประยุกต์หลักของแพลทินัมในภาคนี้ซึ่งคิดเป็นประมาณ 37% ของความต้องการทั้งหมดของโลหะอยู่ในตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับรถยนต์ ตัวเร่งปฏิกิริยาลดสารเคมีที่เป็นอันตรายจากการปล่อยไอเสียด้วยการเริ่มปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดไฮโดรคาร์บอน 90% (คาร์บอนมอนอกไซด์และออกไซด์ของไนโตรเจน) เข้าสู่สารอื่น ๆ ที่เป็นอันตรายน้อยกว่า

แพลทินัมยังใช้เพื่อกระตุ้นกรดไนตริกและน้ำมันเบนซิน การเพิ่มระดับออกเทนในน้ำมันเชื้อเพลิง

ในอุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้าทองคำขาวจะมีการใช้ทองคำขาวสำหรับทำคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์สำหรับเลเซอร์ในขณะที่อัลลอยด์ใช้ทำดิสก์แม่เหล็กสำหรับฮาร์ดดิสก์คอมพิวเตอร์และเปลี่ยนการติดต่อในตัวควบคุมยานยนต์

ความต้องการของอุตสาหกรรมทางการแพทย์เติบโตขึ้นเนื่องจากแพลทินัมสามารถนำมาใช้กับทั้งสองคุณสมบัติในตัวนำไฟฟ้าเช่นเดียวกับการปลูกรากฟันเทียมทางหูและม่านตาและเพื่อต่อต้านมะเร็งในยา (เช่น carboplatin และ cisplatin)

ด้านล่างเป็นรายการของโปรแกรมอื่น ๆ อีกมากมายสำหรับแพลทินัม:

• ด้วยโรเดียมใช้ทำเทอร์โมคัปเปิ้ลอุณหภูมิสูง
• เพื่อให้ความคมชัดบริสุทธิ์ของแก้วจอแบนสำหรับทีวีแอลซีดีและจอภาพ
• ทำด้ายแก้วสำหรับใยแก้วนำแสง
• ในโลหะผสมที่ใช้ในการสร้างหัวเทียนของหัวเทียนรถยนต์และ aeronautic
• เพื่อทดแทนทองคำในการเชื่อมต่อทางอิเล็กทรอนิกส์
• เคลือบสำหรับตัวเก็บประจุเซรามิกในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
• ในโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงสำหรับหัวฉีดไอพ่นและกรวยจมูกขีปนาวุธ
• ในรากฟันเทียม
• ทำขลุ่ยที่มีคุณภาพสูง
• ในเครื่องตรวจจับควันและคาร์บอนมอนอกไซด์
• การผลิตซิลิโคน
• ในการเคลือบสำหรับมีดโกน

_{แหล่งที่มา:}

_{Wood, Ian 2547. แพลทินัม Benchmark Books (นิวยอร์ก)}

_{สมาคมโลหะโลหะแห่งประเทศต่างๆ (IPA)}

_{ที่มา: http://ipa-news.com/}

_{USGS: โลหะกลุ่มลาตินั่ม}

_{ที่มา: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/ platinum/}