البلاتين: الخصائص والتطبيقات

المواد الموجودة في الطبيعة هي موضوع لا ينضب تقريبًا للقصص. علاوة على ذلك ، ليست جميعها معروفة جيدًا. من الضروري معرفة ، على الأقل للتطوير العام ، النقاط الرئيسية المرتبطة بالبلاتين وخصائصه وميزات التطبيق.

أولئك الذين تخرجوا من المدرسة منذ عدة عقود سيقولون بثقة أن البلاتين هو معدن لمجموعة فرعية من المجموعة الثامنة من الجدول الدوري للعناصر لمندلييف. ومع ذلك ، فإن هذا التصنيف عفا عليه الزمن و الآن البلاتين ينتمي إلى المجموعة العاشرة من العناصر.

من المستحيل تحديد شكل 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 الرئيسية. من وجهة نظر مادية ، فهي عبارة عن خليط متماثل من Pt مع:

• نحاس؛
• حديد؛
• النيكل.
• فضة؛
• مختلف معادن مجموعة البلاتين.

خامات البلاتين منتشرة في كل مكان. يتركز معظمهم في العالم الجديد. لهذا السبب يعود شرف اكتشاف البلاتين إلى الهنود القدماء... حتى الخبراء لا يعرفون بالضبط متى بدأوا في تعدين هذا المعدن. ولكن بعد اكتشاف الأوروبيين البلاتين ، تبين أن دوره في الاقتصاد سلبي إلى حد ما.

لا عجب في عام 1735 في إسبانيا أنهم قرروا حظر استيراد البلاتين المستخرج سابقًا إلى العاصمة. ما تم تعدينه مرة أخرى في كولومبيا أمر بفصله بعناية عن الفضة وإغراقه في الأنهار. وكل ما تمكنوا من استيراده إلى إسبانيا نفسها غرق في البحر في جو مهيب.

لكن من الغريب أن أقل من نصف قرن مضى منذ أن حددت مدريد ، على العكس من ذلك ، مسارًا لزيادة استيراد المواد الخام البلاتينية. ثم بدأوا في استخدامه على نطاق وطني لتزوير العملات من معادن ثمينة أخرى. بحلول عام 1820 ، وفقًا لمصادر مختلفة ، كان هناك من 3 إلى 7 أطنان من البلاتين في أوروبا. كان منه أن معايير المتر والكيلوغرام صنعت في فرنسا. لكن لا يزال هناك أي تطبيق جاد لفترة طويلة.

الثقل النوعي للبلاتين النقي 21.45 جرام لكل متر مكعب. نرى أنه يذوب عند درجة حرارة حوالي 1768 درجة مئوية. الغليان (التبخر) يحدث عند 3825 درجة. هذه هي خصائص درجة الحرارة التي لم تسمح لفترة طويلة بعزل المعدن النقي ، ناهيك عن إثبات استخدامه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البلاتين أصلب من الذهب والفضة ، ومن الصعب إلى حد ما تصنيعه ميكانيكيًا.

هذا المعدن مرن ومرن. قوتها الشد مثيرة للإعجاب.

يذوب فقط في:

• الفودكا الملكية
• البروم السائل
• حامض الكبريتيك الساخن (ولكن ببطء شديد).

لذلك ، لا معنى لإحضاره إلى المغناطيس لفصله عن الفضة أو الذهب. عليك فقط أن تفهم أنه لا توجد مجوهرات بلاتينية نقية. يمكن أن تحتوي على تركيزات مختلفة من الحديد والنيكل ، وهذه الشوائب بالتحديد هي التي تتفاعل جيدًا مع المغناطيس.

من الغريب أن في العالم المصغر ، قد يكون للبلاتين خصائص مغناطيسية. تمكن الفيزيائيون في التجربة من العثور عليها بالقرب من الطبقة الذرية للمعدن ؛ تم الإعلان عن الافتتاح في عام 2018. لنقل الخصائص المغناطيسية الحديدية إلى مادة ما ، يجب استخدام سائل أيوني - وهو نوع جديد من المواد تم إنشاؤه خصيصًا أثناء البحث. أما بالنسبة للون البلاتين ، فهو مطلي بطبيعته بلون أبيض فضي. في بعض الأحيان توجد أيضًا عينات رمادية داكنة.

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

على الرغم من الاكتشاف الأصلي للرواسب البلاتينية في أمريكا الجنوبية ، فإن أكبر إيداع في العالم في القرن الحادي والعشرين يقع في إفريقيا. لنكون أكثر دقة ، ثم في جنوب أفريقيا. مجمع بوشفيلد - تراكم عملاق من معادن مجموعة البلاتين ؛ يُعتقد أنه ظهر قبل ملياري سنة نتيجة العمليات البركانية. يشبه حقل جنوب إفريقيا في الشكل "صفيحة" يبلغ قطرها 370 كم. يتكون المجمع من عدة آفاق موجهة نحو الداخل.

في الوقت نفسه ، يبلغ سمك الرواسب في أفقين من ثلاثة أفق حوالي 1 متر فقط. أفق بلاتريف ، الذي يجري تطويره بنشاط ، يبلغ سمكه 5-90 مترًا في أماكن مختلفة. يتم تعدينها بطريقة مفتوحة. تم افتتاح المجمع عام 1924. من هنا يذهب ¾ من جميع البلاتين المستخرج إلى السوق العالمية.

ولكن حتى اليوم ، فإن بلدنا مدرج في قائمة الدول الرائدة في استخراج خامات البلاتين. صحيح أنها تحتل المركز الثاني بالفعل ، بفارق 5.8 مرة عن جنوب إفريقيا. يتم تصدير المعدن الثمين أيضًا من روسيا. تحتل زيمبابوي المرتبة الثالثة في الترتيب العالمي ، حيث يتم استخراج البلاتين حوالي 3 مرات أقل (9 أطنان).

وأيضًا يتم استخراج البلاتين:

• الولايات المتحدة الأمريكية (6000 كجم) ؛
• كندا (حوالي 5000 كجم) ؛
• الدول الأخرى (6100 كجم معًا).

يمكن استخراج هذا المعدن بالطرق المفتوحة وطرق التعدين. تقع المحاجر بشكل رئيسي حيث توجد آلات لصق ثانوية. في هذه الأماكن ، تم ترسيب البلاتين بعد التدمير الميكانيكي للرواسب الأولية. لكن اكتشف الجيولوجيون منذ فترة طويلة أن معظمه يتركز في طبقات تحت الأرض من خامات النيكل. يختلف التعدين في المناجم قليلاً عن العمل مع المعادن الفلزية الأخرى ؛ تجدر الإشارة إلى نسبة كبيرة فقط من العمل اليدوي.

بعد التخصيب ، يرتفع تركيزه بمقدار 3 أوامر من حيث الحجم. في مجمع بوشفيلد ، يتطلب استخراج 1 كجم من البلاتين في النهاية (مع مراعاة الخسائر التكنولوجية) رفع 500-1500 كجم من الخام. ثم تتم معالجة المنتج شبه النهائي في تكرير الأفران المعدنية والمحولات الخاصة ؛ لكن النتيجة النهائية لا تتحقق إلا بعد التكرير ، عندما يكون تركيز المعدن 99.5٪.

البلاتين أفضل من الذهب لأنه أقوى منه. لذلك ، فإن عمر خدمة منتجات البلاتين أعلى من ذلك بكثير. من الصعب خدشها. نتيجة لذلك ، فإن هذه الأنواع من المجوهرات (وليس فقط) أقل عرضة للإصلاح. بلاتينيوم المسنين يختلف أكثر عن الذهب.

بفضل الزنجار ، يكتسب لونًا رماديًا مع لمعان غير لامع. يحاول العديد من مرتديها التخلص من هذا التأثير وتلميع مجوهراتهم. وفقًا لأشخاص آخرين ، الزنجار يجعل المعدن الثمين ، إن لم يكن أكثر قيمة ، فهو على أي حال أكثر إثارة للاهتمام. بدون رؤيتها حية ، من غير المحتمل أن يكون من الممكن اتخاذ القرار الصحيح. تتلاشى طبقة الروديوم الموجودة على الذهب الأبيض تدريجيًا وتتحول إلى اللون الأصفر كثيرًا.

كما أنها تتلاشى تدريجيًا ، وسيتعين تنظيفها بشكل منهجي. بعد كل ذلك الفضة نشطة كيميائيًا ، وسوف تتفاعل حتمًا مع المواد الأكثر شيوعًا ، حتى مع الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي. ومع ذلك ، فإن كل هذا الاختلاف لصالح البلاتين طغت عليه حقيقة أنه أقل توفرًا بشكل ملحوظ من الذهب بل وأكثر من الفضة.

التنغستن يشبه البلاتين. لكنها أرخص بكثير ، في حين أن قوة منتجات التنغستن عالية أيضًا. المشكلة هي أن التنغستن يصعب معالجته في شكله الطبيعي. إن إعادة تصميم حلقة التنغستن وتعديل حجمها ليس بالمهمة السهلة ، حتى مع تكنولوجيا القرن الحادي والعشرين. تنشأ نفس الصعوبات عند استخدام تقليد التيتانيوم.

هناك أنواع قليلة من سبائك البلاتين. معظم المجوهرات مصنوعة من معدن 950 ، والتي تحتوي على 95٪ من البلاتين النقي. في بعض الأحيان يمكنك أن تجد السبائك رقم 900. عيوبه الواضحة ليست لونًا مشبعًا جدًا ولمعانًا غير معبر. لذلك ، من الناحية الجمالية ، فإنه يخسر الكثير حتى 950 معدنًا.

تنتشر سبائك البلاتين مع الإيريديوم. كلما زاد هذا المكون الثاني ، كلما كان المركب أكثر مقاومة للحرارة. نطاق التبلور لسبائك البلاتين الإيريديوم ضيق نسبيًا. كما تزداد صلابة وقوة المادة بشكل ملحوظ.

لأغراض مختلفة ، يمكن أيضًا خلط البلاتين مع:

• نحاس؛
• الروثينيوم.
• البلاديوم.
• النيكل.
• الروديوم.

يتم استخدام نسبة كبيرة جدًا من البلاتين في الصناعة. يقدر التقنيون تقديراً عالياً خاصية هذا المعدن لتسريع التفاعلات الكيميائية المختلفة دون استهلاك. في الوقت الحاضر يتم استخدامه أحيانًا في الطب ، بشكل أساسي للأطراف الصناعية السنية. بالفعل في منتصف القرن الماضي ، كان هذا الاستخدام يمثل عدة في المائة من جميع البلاتين المستخرج. هذا الرقم يتزايد تدريجياً.

كما ينتشر استخدامه على نطاق واسع في إنتاج حمض النيتريك (كمؤكسد للأمونيا). صحيح ، في هذه الحالة ، غالبًا ما يتم استخدام سبيكة من البلاتين والروديوم ، وليس معدنًا نقيًا. أسباب هذا التفضيل تهم التقنيين فقط وهي خارج نطاق هذه المقالة.يستخدم معدن ثمين آخر في إنتاج حامض الكبريتيك ، هدرجة الهيدروكربونات ، الأسيتيلين ، الكيتونات.

لكن كما يستخدم البلاتين على نطاق واسع في صناعة تكرير النفط. إنه محفز ممتاز لتسريع إنتاج البنزين. في أعمدة التقطير ، لا يتم وضع شبكة ، كما يُعتقد أحيانًا ، بل يتم وضع مسحوق بلاتيني مشتت بدقة. إنه أكثر متانة من كل من الموليبدينوم والفاناديوم. ويتجلى أيضًا في صالح البلاتين من خلال زيادة الكفاءة.

يمكن استخدام البلاتين في ملامسات المقاومة للأفران الكهربائية. يمكنك العثور عليها في العديد من نقاط التلامس الكهربائية الأخرى.

هناك حاجة إلى سبيكة البلاتين والكوبالت لإنشاء مغناطيس يجمع بين الاكتناز والأداء الرائع.

يستخدم العديد من سائقي السيارات ضمنًا البلاتين لأنفسهم كل يوم. في السيارات ، يتم احتوائه بشكل أساسي في المحفزات. يساعد هذا المعدن على تقليل سمية غازات العادم ، وبالتالي تحسين حالة الجو الحضري. يتم تطبيق طلاء البلاتين في المحفز على عنصر خزفي متآلف.

بالعودة إلى الطب ، تجدر الإشارة إلى أن الأدوات الجراحية الفريدة مصنوعة على أساس البلاتين. يمكن تطهيرها بمحارق الكحول دون الحاجة إلى كواشف خاصة. يحب أطباء الأسنان العمل بأدوات مغطاة بطبقة رقيقة من البلاتين. تستخدم أقطاب البلاتين إيريديوم للتحكم في إيقاع القلب والأطراف الاصطناعية لمشاكل السمع.

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

وبالتالي، يزداد الطلب عليه في إنتاج الزجاج... أو بالأحرى ، ليس زجاج النوافذ ، ولكن زجاج بصري عالي الجودة. مركب الروديوم والبلاتينيوم يساعد على جعل يموت الألياف الزجاجية أقل من 1 مم. لقد كان يعمل لعدة آلاف من الساعات عند درجة حرارة 1400-1500 درجة ، والتي تتطور داخل أفران الزجاج.

الزجاج التشيكي النخبة ، الذي يكلف نقودًا رائعة تقريبًا ، مصنوع داخل بوتقة البلاتين.

بالطبع ، لا يمكن للصناعة الكيميائية أن تمر بمثل هذه المادة المقاومة للحرارة وأكثر الكواشف الكاوية. يتم استخدامه لصنع البوتقات من البلاتين والأواني الأخرى للبحث والمختبرات المتخصصة ، للصناعات النظيفة بشكل خاص.

ذلك بالضبط على أساس Pt إنشاء بعض الأجهزة المستخدمة في إنشاء بلورات أشباه الموصلاتالخامس. فقط داخلها يمكن خلق مثل هذه الظروف عندما يكون تركيز الشوائب أقل من 1 ذرة في المليون. حتى في البوتقات البلاتينية ، يتم إنتاج البلورات اللازمة لإنشاء الليزر وللاتلامس في الهندسة الكهربائية منخفضة التيار.

يذهب هذا المعدن إلى أبعد من ذلك:

• المرايا المستخدمة داخل الليزر.
• معالجات لإنتاج أحماض الهيدروفلوريك والبيركلوريك ؛
• الأنودات غير القابلة للذوبان لمعدات الطلاء الكهربائي ؛
• موازين الحرارة المقاومة
• أجزاء منفصلة من معدات الميكروويف ؛
• الأدوية التي تثبط بعض أشكال السرطان ؛
• إنتاج العملات المعدنية والشارات والميداليات والأوامر ؛
• معدات تصنيع الفيتامينات وبعض المستحضرات الدوائية الأخرى.

منذ البداية ، عليك التركيز على السعر. سيكون البلاتين ذو النقاوة المماثلة أغلى بثلاث مرات على الأقل من الذهب... علاوة على ذلك ، لا يوجد الكثير من تجار المجوهرات الذين يعملون معها. الغالبية العظمى من هؤلاء الحرفيين يعملون في أوروبا الغربية. من المستحسن التركيز على المجوهرات من هناك. لكن لا تثق في بطاقة الأسعار وكلمات البائعين ، ولكن اطلب شهادات رسمية.

يمكن أن تؤدي إضافة الكوبالت والروثينيوم إلى زيادة عمر المنتج. من المرجح أن تخدش المجوهرات المضاف إليها الإيريديوم ، لكنها توفر المال. يجب اختيار العينة أولاً وقبل كل شيء مع مراعاة قدراتك المالية.

وبعض النصائح الأخرى:

• يتم دمج البلاتين بصريًا مع أي أحجار كريمة ؛
• الخيار الأفضل (إذا كانت الأموال متوفرة) هو الجمع بينه وبين الماس ؛
• يجب أن تتوافق الحجارة التي يتم إدخالها مع المفهوم العام ؛
• يمكن أن تخرج الحروف والتصاميم المحفورة بسرعة عن الأنماط ؛
• وبالطبع ، يجب أن تذهب إلى متجر مجوهرات رسمي ، وليس إلى أول منفذ بيع بالتجزئة تصادفه في الطريق أو إلى كشك في منتصف نفق.

لا توجد متطلبات محددة هنا. يتم التنظيف عادةً باستخدام عوامل التنظيف الخاصة بالبلاتين. يمكنك شرائها من معظم متاجر المجوهرات. بعض الناس يستخدمون الماء والصابون غير المشبع أو الأمونيا المخففة بدرجة عالية. في بعض الأحيان يتم استخدام منظفات غسل الأطباق السائلة ؛ ومع ذلك ، يعتقد أن الصابون والمواد الهلامية تسبب فقدان اللمعان.

يتم تنفيذه فقط من قبل صائغي المجوهرات ذوي الخبرة باستخدام معدات خاصة. قم بتخزين العنصر البلاتيني بشكل منفصل عن المجوهرات المصنوعة من المعادن الأخرى. هذا سوف يحميهم من التشوه عند لمسه بأداة صلبة.

لا ترجع القيمة العالية للبلاتين إلى خصائصه الفريدة فحسب ، بل ترجع أيضًا إلى ندرته النسبية. تشير التقديرات إلى أنه حتى في الترسبات (كما هو الحال في قشرة الأرض بأكملها) ، يكون تركيز Pt أقل بمقدار 30 مرة من تركيز الذهب. من 1828 إلى 1845 صنعت العملات المعدنية البلاتينية في بلادنا. كانت قيمتها الاسمية 3 و 6 و 12 روبل ، وتجاوز إجمالي كمية المعدن المستهلك 14 طنًا. يقع البلاتين في فئة المعادن الثمينة فقط في عام 1751 - مرت حوالي 200 عام منذ أن أصبح معروفًا في أوروبا.

وفي بلدنا ، في السنوات العشر الأولى من التعدين ، تم استخراج الكثير من البلاتين كما هو الحال في أمريكا بأكملها خلال القرون التي سبقت اكتشاف رواسب الأورال. و تم العثور في روسيا على أكبر (أعيد صهرها بشكل عام) وأكبر شذرات موجودة. حصل البلاتين على حالة عنصر كيميائي في عام 1735 ، عندما أثبت الإيطالي D. Scaliger عدم قابليته للذوبان ؛ في السابق كان يُعتقد أنه مادة بسيطة.

تم عزل البلاتين النقي كيميائيًا من المعدن الخام بعد 68 عامًا فقط في إنجلترا. في شكله المعدني ، فهو محايد بيولوجيًا تمامًا. ومع ذلك ، يمكن أن تكون المركبات الفردية (التي تحتوي بشكل أساسي على الفلور) مهددة للحياة بشكل كبير. وفي عام 1867 ، اشترت إنجلترا جميع الأسهم الروسية من البلاتين (مباشرة بعد رفع وقف المبيعات). لكن حتى في السنوات الأولى من القرن العشرين ، كانت بلادنا تستحوذ على 90٪ على الأقل من الإنتاج العالمي (لأن الاحتياطيات الرائعة في جنوب إفريقيا تم العثور عليها فقط في منتصف العشرينات من القرن الماضي).

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

وأسماء هذا المعدن متنوعة تمامًا: يطلق عليه "الذهب الفاسد" و "الذهب الضفدع". بلوراتها الصغيرة لها شكل مكعب. في البداية ، في النصف الأول من القرن التاسع عشر ، كانت حلقات وأطواق البراميل مصنوعة من البلاتين في بلدنا. من حيث التوصيل الكهربائي ، هذا المعدن أدنى من النحاس والألمنيوم والفضة. يبدأ البلاتين في التأكسد مع الأكسجين الجوي فقط عند درجات حرارة أعلى من 200 درجة.

لمزيد من المعلومات حول البلاتين وخصائصه ، انظر الفيديو.