Платина: характеристики металла, свойства, основные месторождения

Платина: характеристики металла, свойства, основные месторождения

Главная страница » Платина: характеристики металла, свойства, основные месторождения

Платина (производная от испанского слова Platino) – высокой плотности, относительно редкий и потому дорогостоящий химический элемент серебристо-белого цвета. Для большей части людей это, пожалуй, исчерпывающие сведения о платине. Однако если рассматривать металл в химическом контексте, здесь всё намного сложнее.

Характеристики

Его главное достоинство – это тугоплавкость и твердость, при этом он способен кристаллизоваться в кубические решётки. Предварительно нагретую платину можно прокатывать и сваривать. Данный элемент способен поглощать некоторые газы.

  1. Плотность – 21,45 г/дм3.
  2. Серовато-белый цвет.
  3. Радиус атома – 0,138 нм.
  4. Температура плавления платины более -1769С.
  5. Удельная теплоёмкость – 25,9 Дж.
  6. Температура кипения – 4590С.

Сплавы на основе платины

Металл имеет магнитные свойства, а сплав на его основе с кобальтом применяется для изготовления мощных постоянных магнитов. Аноды, основанные на платине, применяются в производстве трубопроводов.

Соединения платины применяются в медицине и являются составной частью химиотерапии для лечения некоторых видов заболеваний.

Формирование сплавов металла относится к металлургической отрасли. Соединения на основе платины широко используются в ювелирном производстве преимущественно способом литья по выплавляемым моделям.

При формировании соединений с другими материалами учитывается удельная теплота плавления каждого компонента состава. Сплавы на основе платины широко применяются для изготовления украшений, благодаря таким свойствам:

  • высокому качеству материала;
  • красивому внешнему виду;
  • устойчивости к воздействию внешних факторов и коррозии;
  • легкости обработки;
  • сочетанию с бриллиантами.

Наиболее популярными являются соединения с содержанием примесей других компонентов 1–5%. Сплав, в состав которого входит 5% меди, имеет красивый внешний вид и применяется в основном для изготовления колец методом штамповки.

Низкие литейные свойства и высокая температура плавления усложняют его применения для другой технологии производства. Наличие в составе материала галлия (1–10% массы), марганца или кобальта (0,1–5%) и основного драгоценного компонента (84–96%) позволяет использовать соединение для литья мелких деталей изделий.

Основным недостатком сплава с низким содержанием платины является наличие микроскопических пор, образующихся на стадии литья заготовок. Хорошие литейные свойства имеет состав 950 пробы с содержанием кобальта 1,5–3,5%, галлия — до 1%, и меди.

Снижение концентрации галлия и кобальта влечет повышение температуры плавления состава. Наличие большего количества лигатурных добавок влияет на цвет и блеск состава.

Как отличить платину от других металлов

Белое золото отличается от платины тем, что платина — естественно белый металл, в то время как золото становится белым путем различных примесей к желтому сплаву серебра/никеля/палладия. Причем не так давно были открыты аллергические свойства никеля, поэтому его активно заменяют палладием. Золото достаточно часто покрывают родием для большей «серебристости» оттенка, который со временем тускнеет при ношении изделия.

Платина всегда будет «чище» других сплавов, обладая высокой 950 пробой, а это значит, что примесей других металлов практически нет, что снижает возникновение аллергических реакций до минимума. Достаточно редко встречаются пробы 850 и 900, изделия при этом получаются более тусклыми. Золото же изготавливается с пробой 500, 585 и в лучшем случае — 750.

Кольца из платины 950 пробы

Украшение из белого золота будет легче на десять процентов аналогичного из платины. Золото — очень мягкий металл, а платина — один из самых твёрдых сплавов, поэтому изделия не царапаются и не деформируются со временем.

Отличить платину от серебра ещё проще — последнее мягче даже золота и очень пластично. Более того, платина плотнее практически в два раза.

Исходя из всех достоинств и недостатков, несложно понять, лучше золото или платина? Помимо того, что платиновые украшения будут более долговечны и практичны, это еще и очень хороший способ вложения денег, ведь цена на металл продолжает регулярно расти.

Нюансы переработки платинового сырья

От примесей металл очищается сначала механическим способом, затем с применением химических веществ. Последний позволяет улучшить качество сплава и повысить его свойства.

Платиновые слитки нагреваются в специальных емкостях. Туда же добавляется царская водка. Таким образом, отделяются и растворяются ненужные неблагородные металлы и осадок с содержанием других элементов, который не поддается растворению.

Осадки необходимо отфильтровать и обработать царской водкой. Такие вещества как осмий и иридий идут на промышленные нужды, поэтому их после обработки сплава извлекают из котлов.

Образовавшиеся в процессе обработки осмий, палладий и иридий необходимо преобразовать. Это необходимо для того чтобы хлористый аммоний, добавляемый в состав, не мог на них влиять, и они не выпали в осадок. Для этого раствор изменяется прогревом с серной и щавелевой кислотами.

После ввода хлор-аммония платина выпадет в осадок в виде золотистых гранул. Ее извлекают и очищают нашатырем. Готовый продукт просушивают и используют по назначению.

Промышленная плавка платины

Способы плавления

При плавке благородных металлов и сплавов необходимо создать такие условия, при которых минимизируются их потери.

Плавят платину и ее сплавы в тигельных индукционных печах из оксида кальция, магнезита или оксида циркония. Емкости для плавки изготовляют из огнеупорных материалов. Если нужно получить изделие без примесей кальция или магния, можно использовать тигли из оксидов тория или циркония.

В качестве сырья для плавления используют разную платину: губчатую, спрессованную и в брикетах. Можно использовать также скрап. Дополнительные компоненты вводят в расплавленную платину при температуре 1850-1900 градусов по Цельсию. Несмотря на слабое взаимодействие платины с печными газами, плавку нужно вести очень быстро, не допуская раскисления металла.

Плавление платины в домашних условиях

Украшения из платины

Платиновые украшения не слишком популярны в России. Скорее всего, дело в привычке, в убеждении, что «хочешь выглядеть богато — носи золото». К тому же цена на этот благородный металл «кусается». 1 грамм стоит от 5500 до 7500 рублей (цена в немалой степени зависит от аппетитов продавца).

С Запада в Россию приходит мода на украшения, докатилась до нас мода на изделия из платины. Фирма Картье давно работает с драгоценным металлом. Вставки в платиновые серьги, кольца, колье часто делают из бриллиантов. Родниковая прозрачность, холодный огонь камня изумительно подходит к бесстрастной чистоте и белизне платины. Хороши в обрамлении элегантного металла бесцветные или белые камни.

  • Преимущества платиновой оправы в коррозионной стойкости, твердости, красоте, дорогом и респектабельном виде.
  • Недостаток один, но существенный. Платина далеко не демократичный металл, купить украшение из драгоценного металла сможет далеко не каждый.

Сплавы платины для ювелирных изделий

В украшениях используются сплавы платины с различными металлами. Это кобальт, медь, вольфрам, иридий. Они добавляют полезные свойства сплаву: улучшают механические свойства, удлиняют срок службы изделий, придают мягкость.

В России приняты следующие пробы сплавов:

  • 950 — самая популярная у ювелиров и потребителей;
  • 900 — применяется реже 950-й; у нее слабее белый цвет и меньший блеск;
  • 850 — в ювелирном производстве применяется не часто: блеск и белизна платины «убивается» серебром.
Читайте также  Пайка радиатора своими руками

Чем заменить платину

Не на что купить украшение из платины, но очень хочется — купите украшение из белого золота. Иногда эти металлы путают.

Главное отличие платины от белого золото в том, что собственно платина в белом золоте отсутствует. Технически белое золото — это ювелирный сплав из золота с серебром, никелем или палладием.

Последние исследования показывают, что более 10% людей страдают от аллергии на никель. В Европе использование никеля в ювелирных изделиях законодательно запрещено.

Добыча в России

В России платину обнаружили еще в 20-х годах XIX века на Урале, недалеко от Екатеринбурга: «белое золото» попадалось вместе с обычным. Она встречалась на Верх-Исетских, Невьянских и Билимбаевских приисках. Добыча развернулась с 1825 года, а на следующий год был открыт новый метод ее добычи — с помощью прессования и выдержки в раскаленном состоянии.

Залежи металла в России оказались крайне велики: только в 1828 году было добыто 1,5 тонны — больше, чем за последние 100 лет в Америке. К концу столетия было добыто в 40 раз больше платины, чем во всем мире. При этом попадались увесистые самородки: один из найденных кусков весил более 9,5 кг.

К середине XIX столетия после проведения исследований Франция и Англия начали закупку платины у Российской империи. Чуть позже покупателями стали Германия и Америка.

Однако применения платине долго не находили. В результате с 1828 года ее использовали в качестве металла для монет в 3, 6 и 12 рублей. Однако стоимость производства таких монет превышала номинал. В итоге к середине века выпуск был прекращен, а все имеющиеся деньги — изъяты. Основная версия этого заключается в повышении цены на платину в Европе, из-за чего стоимость чеканки монет превысила их номинал.

В итоге добыча металла упала в 20 раз, но все же Россия оставалась основным месторождением. Например, в 1915 году на ее долю пришлось 95% от мировой добычи, но все уходило на экспорт.

Долгое время Россия сохраняла первое место по объемам, хотя данные СССР были засекречены. Сегодня лидером является ЮАР, на втором месте — Россия, следом идут Зимбабве, Канада и США.

В РФ основным добытчиком является «Норильский никель». Крупнейшей залежью платины в РФ является прииск Кондёр, который находится в Хабаровском крае. Разработка производится артелью старателей «Амур» (группа компаний «Русская платина»).

СТРУКТУРА

Кристаллическая решетка платины принадлежит к кубической системе. Молекула циклогексена имеет форму правильного шестиугольника. В рассматриваемой реакционной системе атомная структура катализатора и реагирующие молекулы обладают одним общим качеством — элементами симметрии третьего порядка. В кристалле платины такой порядок расположения атомов присущ только октаэдрической грани. В узлах расположены атомы платины. а = 0,392 нм, Z = 4, пространственная группа Fm3m

Можно ли расплавить платину в домашних условиях

Интересно, есть ли возможность плавки платины в домашних условиях — сразу оговорюсь, что приступать к таким действиям следует в том случае, если вы разбираетесь в теме! Методы самостоятельного плавления кустарны и порой небезопасны.

Получить чистый продукт без примесей в таких условиях практически невозможно, все способы плавки не идеальны. Лучше обратиться за помощью к специалисту.

Необходимое оборудование и материалы

Некоторые любители плавят платину с помощью собранных своими руками газовых горелок с использованием кислородных баллонов, кто-то делает это сварочным аппаратом. Необходим также фарфоровый тигель (горшочек для нагрева).

Подготовка шихты

В целом процесс подготовки не отличается от промышленного, разумеется, в рамках ваших возможностей, которые в условиях дома крайне ограничены.

Процесс плавки

Сплав помещается в тигель и накаляется газовой горелкой, сварочным инвертором или другими самодельными приспособлениями до достижения необходимой температуры.

Получение отливок

Отлитый металл бывает разного вида в зависимости от созданной формочки. Тут играют роль ваши предпочтения. Главное — дать платине остыть и пользоваться инструментами предосторожности.