البلاتين: الخصائص والتطبيقات

المواد الموجودة في الطبيعة - موضوع لا ينضب عمليا للقصص. علاوة على ذلك ، ليست جميعها معروفة على قدم المساواة. من الضروري أن تكتشف ، على الأقل بالنسبة للتطوير العام ، اللحظات الرئيسية المرتبطة بالبلاتين وخصائصه وميزات التطبيق.

أولئك الذين تخرجوا من المدرسة قبل بضعة عقود سيقولون بالتأكيد أن البلاتين هو المعدن لمجموعة فرعية جانبية من المجموعة الثامنة من الجدول الدوري للعناصر. ومع ذلك ، فإن هذا التصنيف قديم ، و الآن يتم تعيين البلاتين للمجموعة العاشرة من العناصر.

من المستحيل أن نقول كيف يبدو هذا المعدن في الطبيعة. في الواقع ، في شكله النقي لا يمكن الحصول عليه إلا بشكل مصطنع. تحتوي خامات البلاتين على شوائب صغيرة فقط من المادة الأساسية. من وجهة نظر مادية ، فهي خليط غير متماثل من Pt مع:

• نحاس
• حديد
• النيكل.
• الفضة
• مختلف معادن مجموعة البلاتين.

خامات البلاتين في كل مكان في حالة منتشرة. يتركز معظمهم في العالم الجديد. لأن شرف اكتشاف البلاتين ينتمي إلى الهنود القدماء. عندما بدأوا بالضبط في تعدين هذا المعدن ، حتى الخبراء لا يعرفون. ولكن بعد اكتشاف البلاتين من قبل الأوروبيين ، كان دورها في الاقتصاد سلبيًا على الأرجح.

لا عجب في عام 1735 في إسبانيا أنهم قرروا حظر استيراد البلاتين المستخرج سابقًا إلى المدينة. أمر ما تم تعدينه مرة أخرى في كولومبيا بأن يتم فصله بعناية من الفضة وغمره في الأنهار. وكل شيء تمكنا من جلبه إلى إسبانيا نفسها غرق في البحر في جو احتفالي.

لكن من الغريب أن أقل من نصف قرن قد مر ، حيث أن مدريد ، على العكس من ذلك ، قد حددت مسارًا لتحسين استيراد المواد الخام البلاتينية. ثم بدأوا في استخدامه على نطاق الدولة لتزوير العملات المعدنية من المعادن الثمينة الأخرى. بحلول عام 1820 ، وفقًا لمصادر مختلفة ، تحول في أوروبا من 3 إلى 7 أطنان من البلاتين. كان منه في فرنسا أن معايير متر والكيلوغرام. ولكن على أي حال ، لم يكن لها أي استخدام جدي.

الجاذبية النوعية للبلاتين النقي هي 21.45 جم لكل متر مكعب. انظر ، يذوب عند درجة حرارة حوالي 1768 درجة مئوية. الغليان (التبخر) يحدث عند 3825 درجة. إن خصائص درجة الحرارة هذه هي التي لم تسمح لفترة طويلة بعدم عزل المعدن النقي ، ناهيك عن إثبات استخدامه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البلاتين أصعب من الذهب والفضة ؛ فمن الصعب معالجته ميكانيكيًا.

هذا المعدن مطروق ومرن. قوته الشد مؤثرة للغاية.

يذوب فقط في:

• فودكا ملكية
• البروم السائل
• حامض الكبريتيك المسخن (ولكن ببطء شديد).

لذلك ، فإن جعله مغناطيسًا لفصله عن الفضة أو الذهب لا معنى له. تحتاج فقط إلى فهم أن المجوهرات البلاتينية الخالصة غير موجودة. قد تحتوي على تركيزات مختلفة من الحديد والنيكل ، وهذه الشوائب فقط تستجيب تمامًا للمغناطيس.

الغريب في ذلك في العالم الصغير ، قد يكون للبلاتين خصائص مغناطيسية. تمكن الفيزيائيون في التجربة من العثور عليهم في الطبقة الذرية للمعدن. تم الإعلان عن الافتتاح في عام 2018. لإعطاء الخواص المغناطيسية للمادة ، كان من الضروري استخدام السائل الأيوني - وهو نوع جديد من المواد تم إنشاؤه خصيصًا أثناء البحث. أما لون البلاتين ، فهو في الطبيعة مطلي باللون الفضي الأبيض. تم العثور على عينات رمادية داكنة في بعض الأحيان.

من المهم استخراج خام البلاتين من أحشاء الأرض ، وهناك عدة طرق لذلك.

على الرغم من الاكتشاف الأولي للرواسب البلاتينية في أمريكا الجنوبية ، يقع أكبر حقل في العالم في القرن الحادي والعشرين في إفريقيا. إذا بالضبط ، في جنوب أفريقيا. مجمع Bushveld هو تراكم عملاق لمعادن مجموعة البلاتين. يعتقد أنه ظهر منذ 2 مليار سنة نتيجة للعمليات البركانية. يشبه شكل حقل جنوب إفريقيا "هضبة" يبلغ قطرها 370 كم. يتكون المجمع من عدة آفاق موجهة إلى الداخل.

علاوة على ذلك ، فإن سمك الرواسب في 2 من ثلاثة أفق يبلغ حوالي 1 متر فقط. أفق Platrif ، الذي يتم تطويره بنشاط الآن ، يبلغ سمكه 5-90 م في أماكن مختلفة. يتم استخراجه بطريقة مفتوحة. تم افتتاح المجمع عام 1924. ومن هنا يذهب العالم ¾ من جميع البلاتين الملغومة إلى السوق العالمية.

ولكن حتى اليوم ، يتم تضمين بلادنا في قائمة الدول الرائدة لاستخراج خامات البلاتين. صحيح أنها بالفعل في المركز الثاني ، خلف جنوب إفريقيا بـ 5.8 مرة. كما يتم إرسال المعادن الثمينة من روسيا للتصدير. تحتل زيمبابوي المركز الثالث في الترتيب العالمي ، حيث تنتج حوالي 3 أضعاف البلاتين (9 أطنان).

كما يتم استخراج البلاتين:

• الولايات المتحدة الأمريكية (6000 كجم) ؛
• كندا (حوالي 5000 كجم) ؛
• دول أخرى (6100 كجم معًا).

يمكن استخراج هذا المعدن سواء المفتوح أو المنجم. تقع المحاجر بشكل رئيسي حيث توجد آلات تشكيل ثانوية. في هذه الأماكن ، تم ترسيب البلاتين بعد التدمير الميكانيكي للرواسب الأولية. لكن اكتشف الجيولوجيون منذ فترة طويلة أن الجزء الأكبر منه يتركز في طبقات تحت الأرض من خامات النيكل. يختلف تعدين المناجم قليلاً عن العمل على معادن معدنية أخرى. تجدر الإشارة إلى نسبة كبيرة فقط من العمل اليدوي.

بعد التخصيب ، يرتفع تركيزه بمقدار 3 مرات من حيث الحجم. في مجمع Bushveld ، يتطلب استخراج 1 كجم من البلاتين في نهاية المطاف (مع مراعاة الخسائر التكنولوجية) زيادة 500-1500 كجم من الخام. ثم يتم معالجة المنتج شبه النهائي في أفران المعالجة المعدنية والمحولات الخاصة ؛ ولكن النتيجة النهائية لا تتحقق إلا بعد التكرير ، عندما يكون تركيز المعدن 99.5٪.

البلاتين أفضل من الذهب لأنه أقوى منه. لذلك ، فإن عمر خدمة المنتجات البلاتينية أعلى بكثير. خدشهم أصعب بكثير. ونتيجة لذلك ، تقل احتمالية إصلاح هذه الأنواع من المجوهرات (وليس فقط). البلاتين "المسن" يختلف عن الذهب أكثر.

إنها بفضل الباتينا تكتسب لونًا رماديًا مع لمعان غير لامع. يحاول العديد من الملاك التخلص من هذا التأثير وتلميع مجوهراتهم. وفقا لأشخاص آخرين الزنجار يصنع معدنًا ثمينًا ، إن لم يكن أكثر قيمة ، على الأقل أكثر إثارة للاهتمام. من غير المرجح أن تنجح في عدم رؤية البث المباشر ، لاتخاذ القرار الصحيح. سوف تزول طبقة الروديوم على الذهب الأبيض تدريجياً ، وسوف تصبح أكثر إصفراراً.

كما أنها تتلاشى تدريجيًا ، ويجب تنظيفها بشكل منهجي. بعد كل شيء الفضة نشطة كيميائيًا ، وستتفاعل حتمًا مع أكثر المواد شيوعًا ، حتى الأكسجين الجوي. ومع ذلك ، فإن كل هذا الاختلاف لصالح البلاتين طغت عليه حقيقة أنه لا يمكن الوصول إليه بشكل ملحوظ من الذهب وخاصة الفضة.

التنغستن مثل البلاتين. ولكنها أرخص بكثير ، في حين أن قوة منتجات التنغستن كبيرة أيضًا. المشكلة هي أن معالجة التنغستن أصعب بكثير ، مما يعطيها شكلًا طبيعيًا. إن إعادة تصميم حلقة من التنغستن وضبط حجمها ليست مهمة سهلة حتى مع تقنية القرن الحادي والعشرين. تنشأ نفس الصعوبات عند استخدام تقليد التيتانيوم.

هناك عدد غير قليل من أنواع سبائك البلاتين. المجوهرات في معظمها مصنوعة من المعدن 950 الذي يحتوي على 95٪ من البلاتين النقي. في بعض الأحيان يمكنك العثور على سبيكة 900. عيوبها الواضحة ليست لونًا مشبعًا للغاية وتألقًا غير معبّر. لذلك ، من الناحية الجمالية ، يخسر الكثير للمعدن 950.

تنتشر سبائك البلاتين مع الإيريديوم على نطاق واسع. كلما زاد المكون الثاني ، كلما كان المركب أكثر حرارية. فترة التبلور من سبائك البلاتين والإيريديوم ضيقة نسبيًا. تزداد صلابة وقوة المادة بشكل ملحوظ.

لأغراض مختلفة ، لا يزال من الممكن دمج البلاتين مع:

• نحاس
• الروثنيوم.
• البلاديوم
• النيكل.
• الروديوم.

يتم استخدام نسبة كبيرة جدًا من البلاتين في الصناعة. يقدر التقنيون بشدة خاصية هذا المعدن لتسريع التفاعلات الكيميائية المختلفة دون التباعد. الآن يتم استخدامه في بعض الأحيان في الطب ، في المقام الأول للأطراف الاصطناعية للأسنان. بالفعل في منتصف القرن الماضي ، مثلت هذه التطبيقات عدة في المئة من جميع البلاتين الملغومة. المبلغ ينمو تدريجيا.

كما أن استخدامه في إنتاج حمض النيتريك (كعامل مؤكسد للأمونيا) واسع الانتشار. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يتم استخدام سبائك البلاتين الروديوم في كثير من الأحيان ، وليس المعدن النقي. أسباب هذا التفضيل تهم فقط التقنيين وهي خارج نطاق هذه المقالة.يستخدم معدن ثمين آخر في إنتاج حمض الكبريتيك ، هدرجة الهيدروكربونات ، الأسيتيلين ، الكيتونات.

لكن كما يستخدم البلاتين على نطاق واسع في صناعة تكرير النفط. إنه محفز ممتاز يسرع إنتاج البنزين. في أعمدة التقطير ، لا يتم وضع شبكة ، كما يعتقد في بعض الأحيان ، ولكن مسحوق البلاتين مقسم بدقة. إنه أكثر متانة وموليبدينوم ، وفاناديوم. وأيضا لصالح البلاتين هو دليل على زيادة الكفاءة.

يمكن استخدام البلاتين في مقاومة الأفران الكهربائية المقاومة. يمكنك مقابلتها في العديد من الاتصالات الكهربائية الأخرى.

هناك حاجة إلى سبائك البلاتين والكوبالت لإنشاء مغناطيس يجمع بين الدمج والأداء الهائل.

كل يوم ، يستخدم العديد من سائقي السيارات البلاتين بشكل ضمني. في السيارات ، توجد بشكل رئيسي في المحفزات. يساعد هذا المعدن على تقليل انبعاثات العادم ، وبالتالي تحسين الجو الحضري. يتم تطبيق طلاء البلاتين في المحفز على عنصر خزفي متآلف.

بالعودة إلى الطب ، تجدر الإشارة إلى أن القائم على البلاتين يصنع أدوات جراحية فريدة. يمكن تطهيرها باستخدام مواقد الكحول دون إنفاق كواشف خاصة. يحب أطباء الأسنان العمل باستخدام الأدوات التي ترش طبقة رقيقة من البلاتين. تستخدم أقطاب البلاتين-إيريديوم للتحكم في إيقاع نشاط القلب ، وللأطراف الصناعية لمشاكل السمع.

ولكن لا يسع المرء إلا أن يذكر دور "المعدن الأبيض" في مجالات أخرى.

لذا هناك طلب كبير على إنتاج الزجاج.. بدلا من ذلك ، ليس زجاج النوافذ ، ولكن النظارات البصرية عالية الجودة. يساعد مزيج الروديوم والبلاتين على جعل الألياف الزجاجية تموت بسمك أقل من 1 مم. لعدة آلاف من الساعات ، تعمل بشكل صحيح عند درجة حرارة 1400-1500 درجة ، تتطور داخل أفران زجاجية.

الزجاج التشيكي الفاخر ، الذي يكلف مالًا رائعًا تقريبًا ، مصنوع بدقة داخل بوتقات البلاتين.

بالطبع ، لا يمكن للصناعة الكيميائية أن تمر بمثل هذه المادة المقاومة للحرارة وأكثر الكواشف الكاوية. فيه بوتقات مصنوعة من البلاتين ، وأطباق أخرى للأبحاث والمختبرات المتخصصة ، للصناعات النظيفة بشكل خاص.

لذا ، بالضبط بناء على Pt إنشاء بعض الأجهزة المستخدمة لإنشاء بلورات أشباه الموصلاتج. فقط داخلها يمكن إنشاء مثل هذه الظروف عندما يكون تركيز الشوائب أقل من 1 ذرة لكل مليون. حتى في البوتقات البلاتينية ، فإنها تنتج البلورات اللازمة لإنشاء الليزر واتصالات الهندسة الكهربائية ذات التيار المنخفض.

يستمر هذا المعدن:

• المرايا المستخدمة داخل الليزر ؛
• معوقات لإنتاج أحماض الهيدروفلوريك وبركلوريك.
• أنودات غير قابلة للذوبان للمعدات الجلفانية.
• موازين الحرارة المقاومة
• الأجزاء الفردية من معدات الميكروويف ؛
• الأدوية التي تقمع أشكال معينة من السرطان ؛
• إنتاج العملات المعدنية والشارات والميداليات والأوامر ؛
• المعدات التي يتم فيها تصنيع الفيتامينات وبعض المستحضرات الدوائية الأخرى.

منذ البداية ، من الضروري التركيز على السعر. سيكون البلاتين مع عينة مماثلة أغلى بثلاث مرات على الأقل من الذهب. علاوة على ذلك ، لا يوجد الكثير من تجار المجوهرات الذين يعملون معها. تعمل الغالبية العظمى من هؤلاء الأساتذة في أوروبا الغربية. من المستحسن التركيز على المجوهرات من هناك. ولكن لا تثق في السعر وكلمات البائعين ، بل تطلب شهادات رسمية.

يمكن أن تزيد إضافات الكوبالت والروثينيوم من عمر المنتج. غالبًا ما يتم خدش المجوهرات مع إضافة الإيريديوم ، ولكن يمكن أن توفر المال. يجب اختيار العينة بشكل أساسي مع مراعاة قدراتها المالية.

وبعض النصائح الإضافية:

• يتم دمج البلاتين بصريًا مع أي أحجار كريمة ؛
• الخيار الأفضل (إذا كانت الأموال متوفرة) هو دمجه مع الماس ؛
• يجب أن تتوافق الأحجار المدخلة مع المفهوم العام ؛
• النقوش والرسومات المحفورة يمكن أن تخرج بسرعة عن الموضة ؛
• وبالطبع ، تحتاج إلى الاتصال بمتجر المجوهرات الرسمي ، وليس أول متجر تضربه في الطريق أو كشكًا في منتصف الممر السفلي.

لا توجد متطلبات محددة هنا. عادةً ما يتم التنقية باستخدام مستحضرات خاصة للبلاتين. يمكنك شرائها من معظم متاجر المجوهرات. بعض الناس يستخدمون الصابون غير المشبع أو الأمونيا المخففة للغاية. في بعض الأحيان يتم استخدام المنظفات السائلة ؛ ومع ذلك ، يعتقد أن الصابون والهلام يؤدي إلى فقدان اللمعان المميز.

يتم تنفيذه فقط من قبل تجار المجوهرات ذوي الخبرة في المعدات الخاصة. يجب تخزين المنتج البلاتيني بشكل منفصل عن المجوهرات المصنوعة من معادن أخرى. هذا سيحميهم من التشوه عندما يلمسها جسم أصعب.

لا يرجع ارتفاع قيمة البلاتين إلى خصائصه الفريدة فحسب ، بل يرجع أيضًا إلى ندرة المقارنة. ويقدر أنه حتى في الرواسب (وكذلك في قشرة الأرض بأكملها) ، فإن تركيز Pt أقل 30 مرة من تركيز الذهب. من عام 1828 إلى عام 1845 ، تم صنع العملات البلاتينية في بلادنا. كانت قيمتها الاسمية 3 و 6 و 12 روبل ، وتجاوز إجمالي كمية المعادن المستهلكة 14 طنًا. سقط البلاتين في فئة المعادن الثمينة فقط في 1751 - مرت 200 سنة تقريبًا منذ أن أصبحت معروفة في أوروبا.

وفي بلادنا ، في السنوات العشر الأولى من الاستخراج ، تم استخراج الكثير من البلاتين كما كان خلال القرون السابقة لاكتشاف رواسب الأورال ، تم استخراجها في جميع أنحاء أمريكا. و في روسيا تم العثور على كل من أكبر ، (إعادة الذوبان) ، وأكبر من شذرات التي نجت حتى عصرنا. حصل البلاتين على حالة عنصر كيميائي في عام 1735 ، عندما أثبت الإيطالي D. Scaliger عدم قابليته للتلف ؛ يعتقد سابقا أن هذه مادة بسيطة.

تم عزل البلاتين النقي الكيميائي من الخام فقط بعد 68 عامًا في إنجلترا. في شكل معدني ، فهو محايد بيولوجيًا تمامًا. ومع ذلك ، يمكن أن تكون المركبات الفردية (في المقام الأول مع الفلور) مهددة للغاية للحياة. وفي عام 1867 ، اشترت إنجلترا جميع احتياطيات البلاتين الروسية (مباشرة بعد رفع الوقف الاختياري للبيع). لكن في السنوات الأولى من القرن العشرين ، شكل بلدنا 90٪ على الأقل من الإنتاج العالمي (لأنه تم العثور على احتياطيات رائعة في جنوب إفريقيا فقط في منتصف 1920s).

ليس من المستغرب ، لذلك ، أنه في مايو 1918 تم إنشاء معهد خاص لدراسة البلاتين. الآن هو جزء من معهد الكيمياء العامة وغير العضوية. تحتوي المعادن الفردية التي تحتوي على البلاتين أيضًا على الأنتيمون أو الزرنيخ أو الكبريت ، ولكنها أقل شيوعًا من المركبات مع المعادن. وبالتالي ، فإن معدن نوريلسكايت المستخرج من شمال إقليم كراسنويارسك يتضمن 25٪ من الحديد و 26٪ من النيكل. من الغريب أنه في إحدى مراحل الإنتاج الصناعي للبلاتين ، يمكن استخدام محلول السكر.

وأسماء هذا المعدن متنوعة تمامًا: يسمونه "الذهب الفاسد" و "الذهب الضفدع". بلورات صغيرة لها شكل مكعب. في البداية ، في النصف الأول من القرن التاسع عشر ، كانت حلقات وأطواق البراميل مصنوعة من البلاتين في بلدنا. في الموصلية الكهربائية ، هذا المعدن أدنى من النحاس والألومنيوم والفضة. يبدأ البلاتين في الأكسدة مع الأكسجين الجوي فقط عند درجات حرارة من 200 درجة.

اقرأ المزيد عن البلاتين وخصائصه في الفيديو.