Un aperçu des propriétés et des applications de ce métal dense
Le platine est un métal dense, stable et rare qui est souvent utilisé dans les bijoux pour son aspect argenté attrayant, ainsi que dans les applications médicales, électroniques et chimiques en raison de ses propriétés chimiques et physiques diverses et uniques.
Propriétés
- Symbole atomique: Pt
- Numéro atomique: 78
- Element Catégorie: Métal de transition
- Densité: 21,45 g / cm 3
- Point de fusion: 1768.3 ° C (3214.9 ° F)
- Point d'ébullition: 3825 ° C (6917 ° F)
- La dureté de Moh: 4-4.5
Caractéristiques
Platinum métal a 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, conférant au métal d'excellentes propriétés de résistance à la corrosion . Bon conducteur d'électricité, le platine est aussi malléable et ductile.
Le platine est considéré comme un métal biologiquement compatible car il est non toxique et stable, de sorte qu'il ne réagit pas avec, ou affecte négativement les tissus du corps. Des recherches récentes ont également montré que le platine inhibe la croissance de certaines cellules cancéreuses.
Histoire
Un alliage de métaux du groupe du platine (MGP) , qui comprend du platine, a été utilisé pour décorer le cercueil de Thèbes, une tombe égyptienne qui remonte à environ 700 avant JC. C'est la première utilisation connue du platine, bien que les sud-américains précolombiens aient également fait des ornements d'or et d' alliages de platine.
Les conquistadors espagnols ont été les premiers Européens à rencontrer le métal, bien qu'ils l'aient trouvé une nuisance dans leur poursuite de l'argent en raison de son aspect semblable. 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 en Colombie moderne.
Bien qu'étudié par un certain nombre de chimistes anglais, français et espagnols au milieu du XVIIIe siècle, François Chabaneau fut le premier à produire un échantillon pur de platine en 1783. En 1801, l'anglais William Wollaston découvrit une méthode pour extraire efficacement le métal de minerai, qui est très similaire au procédé utilisé aujourd'hui.
L'apparence argentée de Platinum Metal en a rapidement fait une denrée précieuse parmi la royauté et les riches qui recherchaient des bijoux fabriqués à partir du dernier métal précieux.
La découverte de grands gisements dans les montagnes de l'Oural en 1824 et au Canada en 1888 a conduit à la découverte de gisements importants en 1928, lorsqu'un fermier en Afrique du Sud a trébuché 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 de Bushveld, le plus grand gisement de platine de la planète.
Bien que certaines applications industrielles du platine (par ex. Revêtements de bougies) aient été utilisées au milieu du XXe siècle, la plupart des applications électroniques, médicales et automobiles n'ont été développées que depuis 1974, date à laquelle les réglementations américaines sur la qualité de l'air ont commencé.
Depuis lors, le platine est également devenu un instrument d'investissement et est négocié sur le New York Mercantile Exchange et le London Platinum et le Palladium Market.
Production
Bien que le platine se trouve le plus souvent naturellement dans les dépôts de placers, les mineurs de platine et de métaux du groupe du platine (PGM) extraient habituellement le métal de la sperrylite et de la coopérative, deux minerais contenant du platine.
Platinum est toujours trouvé aux côtés d'autres PGM. Dans le complexe de Bushveld en Afrique du Sud et dans un nombre limité d'autres corps minéralisés, les MGP sont présents en quantités suffisantes pour rendre économique l'extraction exclusive de ces métaux; tandis que, dans les gisements russes de Norilsk et de Sudbury au Canada, le platine et d'autres MGP sont extraits comme sous-produits du nickel et du cuivre .
Extraire le platine du minerai nécessite beaucoup de capital et de main-d'œuvre. Il 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 écraser le minerai contenant du platine et à l'immerger dans un 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 d'eau minérale. Les particules de platine se fixent chimiquement sur l'oxygène et remontent à la surface dans une mousse qui est écrémée pour un affinage ultérieur.
Une fois séchée, la poudre concentrée contient encore moins de 1% de platine. Il est ensuite chauffé à plus de 2732 ° F (1500 ° C) dans des fours électriques et l'air est soufflé à nouveau, en éliminant les impuretés de fer et de soufre.
Des techniques électrolytiques et chimiques sont utilisées pour extraire le nickel, le cuivre et le cobalt , aboutissant à un concentré de 15 à 20% de MGP.
L'eau régale (une mixture d'acide nitrique et d'acide chlorhydrique) est utilisée pour dissoudre le platine métallique du concentré minéral en créant du chlore qui se fixe au platine pour former de l'acide chloroplatinique.
Dans la dernière étape, 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 bonnes nouvelles sont que tout le platine n'est pas produit à partir de sources primaires dans ce processus long et coûteux. Selon les statistiques de l'United States Geological Survey (USGS), 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 gros producteur de platine, fournissant plus de 75% de la demande mondiale, tandis que la Russie (25 tonnes) et le Zimbabwe (7,8 tonnes) sont aussi de gros producteurs. Anglo Platinum (Amplats), Norilsk Nickel et Impala Platinum (Implats) sont les plus grands producteurs individuels de platine métal.
Applications
Pour un métal dont la production mondiale annuelle est de seulement 192 tonnes, le platine est présent dans de nombreux objets de la vie quotidienne et est essentiel à la production de tels objets.
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 de l'or blanc. On estime que plus de 40% des alliances vendues aux États-Unis contiennent du platine. Les Etats-Unis, la Chine, le Japon et l'Inde sont les plus grands marchés pour les bijoux en platine.
La résistance à la corrosion du platine et sa stabilité à haute température en font un catalyseur idéal dans les réactions chimiques. Les catalyseurs accélèrent les réactions chimiques sans être eux-mêmes modifiés chimiquement dans le processus.
La principale application de Platinum dans ce secteur, représentant environ 37% de la demande totale pour le métal, est dans les convertisseurs catalytiques pour automobiles. Les convertisseurs catalytiques réduisent les produits chimiques nocifs des gaz d'échappement en déclenchant des réactions qui transforment 90% des hydrocarbures (monoxyde de carbone et oxydes d'azote) en d'autres composés moins nocifs.
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 les commandes automobiles.
La demande de l'industrie médicale augmente car le platine peut être utilisé pour ses propriétés conductrices dans les électrodes des stimulateurs cardiaques, ainsi que pour les implants auditifs et rétiniens, et pour ses propriétés anticancéreuses dans les médicaments (carboplatine et cisplatine, par exemple).
Voici une liste de quelques-unes des nombreuses autres applications pour le platine:
- Avec du rhodium, utilisé pour fabriquer des thermocouples à haute température
- Pour faire du verre plat optiquement pur pour les téléviseurs, les écrans LCD et les moniteurs
- Faire des fils de verre pour la fibre optique
- Dans les alliages utilisés pour former les pointes des bougies d'allumage automobile et aéronautique
- En remplacement de l'or dans les connexions électroniques
- Dans les revêtements pour condensateurs céramiques dans les appareils électroniques
- Dans les alliages à haute température pour les tuyères de carburéacteur et les cônes de nez de missile
- Dans les implants dentaires
- Pour faire des flûtes de haute qualité
- Dans les détecteurs de fumée et de monoxyde de carbone
- Pour fabriquer des silicones
- Dans les revêtements pour rasoirs
Sources:
Wood, Ian. 2004. Platine . Benchmark Books (New York).
L'Association internationale des métaux du groupe du platine (IPA).
Source: http://ipa-news.com/
USGS: métaux du groupe platine.
Source: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/