铂金:特性和应用

铂金:特性和应用
内容
  1. 这是什么?
  2. 起源故事
  3. 成分和性质
  4. 它是在哪里以及如何获得的?
  5. 与其他金属的比较
  6. 合金
  7. 应用
  8. 如何选择装修?
  9. 护理特点
  10. 有趣的事实

自然界中存在的物质是几乎取之不尽的故事主题。此外,并非所有这些都同样广为人知。至少对于一般开发而言,必须找出与铂相关的要点、其特性和应用特征。

这是什么?

几十年前从学校毕业的人会自信地说,铂是门捷列夫元素周期表第 8 族第二亚族的金属。然而,这种分类已经过时并且 铂现在属于第 10 组元素.

它的原子序数为78。它是一种在大型矿山中开采的矿物。有时还有各种尺寸的铂金块。

不可能说这种金属在自然界中的样子。事实上,它的纯粹形式只能通过人工获得。铂矿石只有少量的主要物质夹杂物。 从物理的角度来看,它们是 Pt 与以下物质的同构混合物:

  • 铜;
  • 铁;
  • 镍;
  • 银;
  • 各种铂族金属。

起源故事

铂矿石到处都是分散状态。他们中的大多数都集中在新大陆。这就是为什么 发现铂金的荣誉属于古印度人.他们究竟是什么时候开始开采这种金属的,连专家都不知道。但在欧洲人发现铂金之后,它在经济中的作用却是相当消极的。

这种金属的名字来源于西班牙语的“银”。它确实被用来伪造一枚成熟的银币。

难怪 1735 年西班牙决定禁止将以前开采的铂金进口到大都市。 再次在哥伦比亚开采的东西被命令小心地与银分离并被淹没在河流中。他们之前设法进口到西班牙的所有东西都在庄严的仪式中淹死在海中。

但奇怪的是,马德里反而开始增加铂金原材料的进口,至今还不到半个世纪。然后它开始在全国范围内用于伪造其他贵金属的硬币。 到 1820 年,根据各种消息来源,欧洲有 3 到 7 吨铂。 米和公斤的标准就是在法国制造的。但她仍然很久没有认真申请。

成分和性质

纯铂的比重为每1立方厘米21.45克。看。它在大约 1768 摄氏度的温度下熔化。沸腾(蒸发)发生在 3825 度。正是这种温度特性在很长一段时间内不允许不分离纯金属,更不用说建立它的用途了。此外,铂金比黄金和白银更坚硬,加工起来相当困难。

这种金属具有延展性和延展性。 它的抗拉强度令人印象深刻。

几乎不可能氧化铂或用任何碱腐蚀它。

它仅溶解于:

  • 皇家伏特加;
  • 液溴;
  • 加热的硫酸(但非常缓慢)。

重要提示:加热后,金属的反应性显着增加。但它没有磁性。

因此,将其带到磁铁上以将其与银或金分开是没有意义的。您只需要了解纯铂金首饰是不存在的。它们可以含有不同浓度的铁和镍,而这些杂质对磁铁的反应非常灵敏。

奇怪的是 在微观世界中,铂金很可能具有磁性。 实验中的物理学家设法在金属原子层附近检测到它们;开幕于2018年宣布。为了赋予物质铁磁性,有必要使用离子液体——一种在研究过程中专门创造的新型物质。至于铂金的颜色,在自然界中,它被涂成银白色调。有时也有深灰色样品。

它是在哪里以及如何获得的?

从地球深处提取铂矿石很重要,有几种方法可以做到这一点。

出生地

尽管最初在南美洲发现了铂金矿床,但 21 世纪世界上最大的铂金矿床位于非洲。确切地说,在南非。 Bushveld 复合物 - 铂族金属的巨大积累;人们普遍认为,它是在 20 亿年前由于火山作用而出现的。 南非田野的形状酷似一个直径370公里的“盘子”。该综合体由几个向内的视野组成。

同时,三个层位中的两个层位的沉积物厚度仅为1 m左右。 现在积极开发的地平线“Platrif”在不同地方的厚度为5-90 m。 它是在露天矿坑中开采的。该建筑群于 1924 年开放。3/4 的开采铂金从这里流向世界市场。

奇怪的是,在 19 世纪上半叶的俄罗斯(更具体地说,在乌拉尔),这种金属的开采量比世界上任何其他地方都多。

但即使在今天,我们的祖国仍被列入铂矿石开采领先国家之列。诚然,它已经排在第二位,落后于南非 5.8 倍。贵金属也从俄罗斯运往出口。世界排名第三的是津巴布韦,他们开采的铂金(9 吨)少了大约 3 倍。

还开采了铂金:

  • 美国(6000 公斤);
  • 加拿大(约 5000 公斤);
  • 其他州(共 6100 公斤)。

采矿方法

这种金属既可以露天开采,也可以矿山开采。采石场主要位于发现二次砂矿的地方。在这些地方,铂是在原始矿床被机械破坏后沉积的。但 地质学家早就发现,其中大部分集中在镍矿的地下层中。 矿山生产与其他金属矿物的生产几乎没有区别;值得注意的是,只有相当大比例的体力劳动。

无论如何,开采的矿石必须被富集。在最初提取的形式中,每1000吨只有1-6公斤的目标原料。

富集后,其浓度上升了 3 个数量级。 在布什维尔德综合体,最终提取 1 公斤铂(考虑到技术损失)需要提升 500-1500 公斤矿石。 然后在清理冶金炉和专用转炉中加工半成品;但最终结果只有在精炼后才能达到,此时金属的浓度为 99.5%。

与其他金属的比较

铂金比黄金好,因为它比它更坚固。 因此,铂金产品的使用寿命明显更长。抓挠它们要困难得多。因此,这些类型的珠宝(而不仅仅是)不太可能被修复。 “老化”的铂金与黄金的区别更大。

由于铜绿,她获得了带有哑光光泽的灰色。许多业主试图摆脱这种影响并擦亮他们的珠宝。据其他人说 铜绿使贵金属,如果不是更有价值,那么至少更有趣。 如果没有现场观看,您就不可能做出正确的决定。白金上的铑层会逐渐磨损,变得更黄。

白银比铂金软,而后者当然要重得多。银制品的耐用性也不是很大。

它们也会逐渐褪色,必须进行系统清洁。毕竟 银具有反应性,不可避免地会与最常见的物质发生反应,甚至与大气中的氧气发生反应。 然而,所有这些有利于铂金的差异都被这样一个事实所掩盖,因为它明显比黄金更难获得,甚至比白银更难获得。

钨与铂相似。 但是价格便宜很多,而且钨制品的强度也很大。问题是钨更难加工,使其形状正常。即使采用 21 世纪的技术,重新制作钨环,调整其尺寸也不是一件容易的事。使用钛仿制品时也会出现同样的困难。

合金

铂合金的种类很多。 首饰大多由 950 金属制成,其中含有 95% 的纯铂。 有时您可以找到第 900 种合金。它的明显缺点是不太饱和的颜色和缺乏表现力的光泽。因此,在美学上,它比第 950 种金属损失不少。

铂与铱的合金很普遍。 第二个成分越多,连接就越难处理。铂铱合金的结晶区间比较窄。该物质的硬度和强度也显着增加。

出于各种目的,铂还可以与:

  • 铜;
  • 钌;
  • 钯;
  • 镍;
  • 铑。

应用

很大一部分铂用于工业。技术人员高度赞赏这种金属在不消耗的情况下加速各种化学反应的特性。现在它有时用于医学,主要用于牙齿修复。 早在上世纪中叶,这种用途就占开采的所有铂金的百分之几。 这个数字正在逐渐增加。

但就数量而言,无可争议的领导者一直是并且仍然是珠宝行业。她每年至少使用 50 吨铂金。

它还广泛用于生产硝酸(作为氨的氧化剂)。 诚然,在这种情况下,更常用的是铂铑合金,而不是纯金属。这种偏好的原因仅对技术人员感兴趣,超出了本文的范围。另一种贵金属用于生产硫酸、烃类加氢、乙炔、酮类。

铂还广泛用于炼油工业。 它是一种极好的催化剂,可以加速汽油的生产。在蒸馏塔中,并不像有时认为的那样放置网孔,而是放置精细分散的铂粉。它比钼和钒都更耐用。效率的提高也证明了对铂金的青睐。

在无线电电子产品中创建高质量触点时需要铂铱合金。

铂可用于电炉的电阻触点。 您可以在许多其他电气触点中遇到它。

需要铂钴合金来制造兼具紧凑性和卓越性能的磁铁。

每天,为自己隐含地,许多驾驶者使用铂金。 在汽车中,它主要存在于催化剂中。这种金属有助于降低废气的毒性,从而改善城市大气状况。催化剂中的铂涂层应用于整体陶瓷元件。

航天和航空工业需要用于燃料系统的铂电极。

回到医学上,值得注意的是,独特的手术器械是在铂金的基础上制成的。 它们可以用酒精燃烧器进行消毒,而无需消耗特殊试剂。牙医喜欢使用喷有薄薄一层铂金的器械。铂铱电极还用于控制心脏活动的节律,以及用于听力问题的假肢。

但不能不提“白色金属”在其他领域的作用。

所以, 它在玻璃行业的需求量很大.确切地说,不是窗玻璃,而是高品质的光学玻璃。铑-铂混合物有助于制造厚度小于 1 毫米的玻璃纤维模具。它在 1400-1500 度的温度下正常运行数千小时,这在玻璃熔炉内形成。

但也需要铂来制造玻璃工业使用的机制。它们经久耐用,不会被任何试剂氧化,也不会与玻璃块本身发生反应。

精良的捷克玻璃,成本几乎惊人,是在铂金坩埚内制成的。

当然,化学工业不能通过一种如此耐热的物质和最腐蚀性的试剂。其中,用于研究和专家实验室的坩埚和其他器具,尤其是清洁工业,均由铂制成。

对,就是这样 基于 Pt 创建一些用于创建半导体晶体的设备在。只有在它们内部,当杂质浓度低于百万分之一原子时,才有可能创造这样的条件。即使在铂坩埚中,也会产生晶体,这对于制造激光器和低电流电气工程中的触点是必不可少的。

这种金属适用于:

  • 激光器内部使用的镜子;
  • 用于生产氢氟酸和高氯酸的蒸馏器;
  • 电镀设备用不溶性阳极;
  • 电阻温度计;
  • 微波设备的各个部分;
  • 抑制某些形式的肿瘤疾病的药物;
  • 生产硬币和徽章、奖章和订单;
  • 合成维生素和其他一些药物制剂的设备。

如何选择装修?

从一开始,您就需要关注价格。 具有相同样品的铂金将至少比黄金贵三倍.而且,和她合作的珠宝商也不多。这些大师中的绝大多数都在西欧工作。建议从那里专注于装饰。但是不要相信价格标签和卖家的话,而是要求官方证书。

钴和钌的添加剂可以延长产品的使用寿命。 加了铱的首饰更容易刮花,但可以省钱。选择样本时必须首先考虑到他们的财务能力。

重要提示:所有机械化铂金首饰都易碎且寿命短。您不应该节省严格手工制作的工匠的产品选择。

还有一些提示:

  • 铂金在视觉上与任何宝石相结合;
  • 最好的选择(如果有资金的话)是把它和钻石结合起来;
  • 插入的石头必须符合一般概念;
  • 雕刻的铭文和图画会很快过时;
  • 当然,您需要联系官方珠宝店,而不是地下通道中间的第一个出口或售货亭。

护理特点

这里没有具体要求。清洁通常使用铂的特殊制剂进行。您可以在大多数珠宝店购买。 有些人使用不饱和肥皂溶液或高度稀释的氨水。 有时也使用液体餐具洗涤剂;然而,肥皂和凝胶被认为会导致失去特有的光泽。

最温和的选择是用清水清洗,然后用软布轻轻擦拭。在家抛光是不可能的。

它只能由经验丰富的珠宝商使用特殊设备进行。 铂金产品应与其他金属制成的首饰分开存放。这将保护它们在被较硬的物体触摸时不会变形。

有趣的事实

铂金的高价值不仅在于其独特的特性,还在于它的相对稀有性。 据计算,即使在矿床(以及整个地壳)中,Pt 的浓度也比金的浓度低 30 倍。 从 1828 年到 1845 年,我国制造了铂金币。它们的面值分别为3、6和12卢布,使用的金属总量超过14吨。铂金在 1751 年才进入贵金属类别——自它在欧洲出名以来已经过去了大约 200 年。

但这种金属不仅存在于地球上。在陨石的化学分析中多次发现。

在我们国家,在采矿的最初 10 年中,提取的铂金与发现乌拉尔矿床之前的几个世纪中在整个美国开采的铂金一样多。和 正是在俄罗斯,发现了最大的(一般熔化的)金块和我们这个时代最大的金块。 1735 年,当意大利人 D. Scaliger 证明其不可分解性时,铂获得了化学元素的地位;以前认为它是一种简单的物质。

仅在 68 年后,在英格兰才从矿石中分离出化学纯铂。在金属形式中,它是完全生物中性的。然而,个别化合物(主要是氟)可能会危及生命。并且在 1867 年,所有俄罗斯的铂金库存(在解除暂停销售后立即)被英国购买。但 早在二十世纪初,我国就占世界产量的至少90% (因为南部非洲的巨大储量仅在 1920 年代中期才被发现)。

因此,1918 年 5 月成立了专门研究铂的研究所也就不足为奇了。现在它是普通与无机化学研究所的一部分。 单独的含铂矿物也含有锑、砷或硫,但它们不如金属化合物常见。 因此,在克拉斯诺亚尔斯克地区北部开采的矿物诺里尔斯克矿含有 25% 的铁和 26% 的镍。奇怪的是,在铂的工业生产阶段之一,可以使用糖溶液。

而且这种金属的名称也相当多样化:它被称为“烂金”和“青蛙金”。它的小晶体呈立方体。 最初,在 19 世纪上半叶,用于桶的环和箍在我国由铂金制成。 在导电性方面,这种金属不如铜、铝和银。只有在 200 度以上的温度下,铂才开始被大气中的氧气氧化。

有关铂金及其特性的更多信息,请观看视频。

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