Le platine est un métal dense, stable et rare qui est souvent utilisé dans les bijoux pour son aspect attrayant et argenté, comme ainsi que dans les applications médicales, électroniques et chimiques en raison de ses divers et uniques produits chimiques et physiques Propriétés.
Propriétés
- Symbole atomique: Pt
- Numéro atomique: 78
- Catégorie d'élément: métal de transition
- Densité: 21,45 grammes / centimètre3
- Point de fusion: 1768,3 ° C (3214,9 ° F)
- Point d'ébullition: 6917 ° F (3825 ° C)
- Dureté de Moh: 4-4,5
Caractéristiques
Le platine métallique possède un certain nombre de propriétés utiles, ce qui explique son application dans un large éventail d'industries. C'est l'un des éléments métalliques les plus denses — presque deux fois plus dense que le plomb — et très stable, ce qui donne au métal un excellent corrosion propriétés résistantes. Bon conducteur d'électricité, le platine est aussi malléable (pouvant être formé sans rupture) et ductile (pouvant être déformé sans perdre de sa résistance).
Le platine est considéré comme un métal biologiquement compatible car il est non toxique et stable, il ne réagit donc pas avec les tissus corporels ni n'affecte négativement. Des recherches récentes ont également montré que le platine inhibe la croissance de certaines cellules cancéreuses.
L'histoire
Un alliage du métaux du groupe du platine (PGM), qui comprend du platine, a été utilisé pour décorer le cercueil de Thèbes, une tombe égyptienne qui remonte à environ 700 avant JC. Il s'agit de la première utilisation connue du platine, bien que les Sud-Américains précolombiens aient également fabriqué des ornements en or et en platine alliages.
Les conquistadors espagnols ont été les premiers Européens à rencontrer le métal, bien qu'ils l'aient trouvé gênant dans leur quête d'argent en raison de son apparence similaire. Ils ont appelé le métal comme Platina—Une version de Plata, le mot espagnol pour l'argent - ou Platina del Pinto en raison de sa découverte dans les sables le long des rives de la rivière Pinto dans la Colombie moderne.
La première production et une grande découverte
Bien qu'étudié par de nombreux chimistes anglais, français et espagnols au milieu du XVIIIe siècle, François Chabaneau fut le premier à produire un échantillon pur de platine métallique en 1783. En 1801, l'Anglais William Wollaston a découvert une méthode pour extraire efficacement le métal du minerai, qui est très similaire au processus utilisé aujourd'hui.
L'aspect argenté du métal platine en a rapidement fait une marchandise appréciée par la royauté et les riches qui recherchaient des bijoux fabriqués à partir du dernier métal précieux.
La demande croissante a conduit à la découverte de grands gisements dans les montagnes de l'Oural en 1824 et au Canada en 1888, mais la découverte changer fondamentalement l'avenir du platine n'est venu qu'en 1924, lorsqu'un agriculteur sud-africain est tombé sur une pépite de platine dans un lit de rivière. Cela a finalement conduit à la découverte par le géologue Hans Merensky du complexe igné Bushveld, le plus grand gisement de platine sur terre.
Utilisations récentes du platine
Bien que certaines applications industrielles du platine (par exemple, les revêtements de bougies d'allumage) aient été utilisées au milieu du 20e siècle, la plupart des Les applications électroniques, médicales et automobiles n'ont été développées que depuis 1974, lorsque les réglementations sur la qualité de l'air aux États-Unis ont lancé le ère de l'autocatalyseur.
Depuis ce temps, le platine est devenu un instrument d'investissement et est négocié sur le Bourse marchande de New York et le Marché du platine et du palladium de Londres.
Production de platine
Bien que le platine se trouve le plus souvent naturellement dans les dépôts de placers, le platine et métal du groupe du platine (PGM) les mineurs extraient généralement le métal de la sperrylite et de la coopérite, deux minerais contenant du platine.
Le platine se trouve toujours aux côtés d'autres PGM. Dans le complexe Bushveld en Afrique du Sud et un nombre limité d'autres gisements de minerai, les MGP sont présents en quantités suffisantes pour rendre économique l'extraction exclusive de ces métaux; tandis que dans les gisements de Norilsk en Russie et de Sudbury au Canada, le platine et d'autres MGP sont extraits comme sous-produits de nickel et cuivre. Extraire le platine du minerai est à la fois capital et laborieux. Cela peut prendre jusqu'à 6 mois et 7 à 12 tonnes de minerai pour produire une once troy (31,135 g) de platine pur.
La première étape de ce processus consiste à broyer le minerai contenant du platine et à l'immerger dans le réactif contenant de l'eau; un processus connu sous le nom de «flottation par mousse». Pendant la flottation, l'air est pompé à travers la boue de minerai-eau. Les particules de platine se fixent chimiquement sur l'oxygène et remontent à la surface dans une mousse qui est écrémée pour un raffinage supplémentaire.
Les dernières étapes de la production
Une fois séchée, la poudre concentrée contient encore moins de 1% de platine. Il est ensuite chauffé à plus de 2732F ° (1500C °) dans des fours électriques et l'air est soufflé à nouveau, éliminant le fer et les impuretés soufrées. Des techniques électrolytiques et chimiques sont utilisées pour extraire le nickel, le cuivre et cobalt, résultant en un concentré de 15-20% de PGM.
Aqua regia (une concoction d'acide nitrique et d'acide chlorhydrique) est utilisé pour dissoudre le platine métallique du concentré minéral en créant du chlore qui se fixe au platine pour former du chloroplatinique acide. Dans l'étape finale, le chlorure d'ammonium est utilisé pour convertir l'acide chloroplatinique en hexachloroplatinate d'ammonium, qui peut être brûlé pour former du platine pur.
Les plus grands producteurs de platine
La bonne nouvelle est que tout le platine n'est pas produit à partir de sources primaires dans ce processus long et coûteux. Selon Commission géologique des États-Unis (USGS) Selon les statistiques, environ 30% des 8,53 millions d'onces de platine produites dans le monde en 2012 provenaient de sources recyclées.
Avec ses ressources centrées sur le complexe Bushveld, l'Afrique du Sud est de loin le plus grand producteur de platine, fournissant plus de 75% de la demande mondiale, tandis que la Russie (25 tonnes) et le Zimbabwe (7,8 tonnes) sont également importants producteurs. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel et Impala Platinum (Implats) sont les les plus grands producteurs individuels de platine métal.
Applications
Pour un métal dont la production mondiale annuelle n'est que de 192 tonnes, le platine se trouve dans de nombreux articles du quotidien et est essentiel à la production de ceux-ci.
La plus grande utilisation, représentant environ 40% de la demande, est l'industrie de la bijouterie où elle est principalement utilisée dans l'alliage qui produit l'or blanc. On estime que plus de 40% des alliances vendues aux États-Unis contiennent du platine. Les États-Unis, la Chine, le Japon et l'Inde sont les plus grands marchés pour les bijoux en platine.
Applications industrielles
La résistance à la corrosion et la stabilité à haute température du platine le rendent idéal comme catalyseur dans les réactions chimiques. Les catalyseurs accélèrent les réactions chimiques sans être eux-mêmes chimiquement modifiés au cours du processus.
La principale application du platine dans ce secteur, qui représente environ 37% de la demande totale de métal, est dans les pots catalytiques pour automobiles. Les convertisseurs catalytiques réduisent les produits chimiques nocifs des émissions d'échappement en déclenchant des réactions qui transformer 90% des hydrocarbures (monoxyde de carbone et oxydes d'azote) en d'autres, moins nocifs, composés.
Le platine est également utilisé pour catalyser l'acide nitrique et l'essence; augmenter les niveaux d'octane dans le carburant. Dans l'industrie électronique, les creusets en platine sont utilisés pour fabriquer des cristaux semi-conducteurs pour les lasers, tandis que les alliages sont utilisés pour fabriquer des disques magnétiques pour les disques durs d'ordinateurs et les contacts de commutation dans l'automobile contrôles.
Applications médicales
La demande de l'industrie médicale augmente car le platine peut être utilisé à la fois pour ses propriétés conductrices dans les stimulateurs cardiaques. électrodes, ainsi que les implants auditifs et rétiniens, et pour ses propriétés anticancéreuses dans les médicaments (par exemple, carboplatine et cisplatine).
Vous trouverez ci-dessous une liste de certaines des nombreuses autres applications du platine:
- Avec du rhodium, utilisé pour fabriquer des thermocouples à haute température
- Pour fabriquer du verre plat optiquement pur pour les téléviseurs, les écrans LCD et les moniteurs
- Pour fabriquer des fils de verre pour fibre optique
- Dans les alliages utilisés pour former les pointes des bougies d'allumage automobiles et aéronautiques
- En remplacement de l'or dans les connexions électroniques
- Dans les revêtements des condensateurs céramiques des appareils électroniques
- En alliages haute température pour buses de carburéacteur et cônes de nez de missile
- Dans les implants dentaires
- Pour fabriquer des flûtes de haute qualité
- Dans les détecteurs de fumée et de monoxyde de carbone
- Pour fabriquer des silicones
- Dans les revêtements pour rasoirs