鉑金:特性和應用

自然界中存在的物質是幾乎取之不盡的故事主題。此外,並非所有這些都同樣廣為人知。至少對於一般開發而言,必須找出與鉑相關的要點、其特性和應用特徵。

這是什麼?
幾十年前從學校畢業的人會自信地說,鉑是門捷列夫元素週期表第 8 族第二亞族的金屬。然而,這種分類已經過時並且 鉑現在屬於第 10 組元素.
它的原子序數為78。它是一種在大型礦山中開采的礦物。有時還有各種尺寸的鉑金塊。
不可能說這種金屬在自然界中的樣子。事實上,它的純粹形式只能通過人工獲得。鉑礦石的主要物質只有少量夾雜物。 從物理的角度來看,它們是 Pt 與以下物質的同構混合物:
- 銅;
- 鐵;
- 鎳;
- 銀;
- 各種鉑族金屬。

起源故事
鉑礦石到處都是分散狀態。他們中的大多數都集中在新大陸。這就是為什麼 發現鉑金的榮譽屬於古印度人.他們究竟是什麼時候開始開採這種金屬的,連專家都不知道。但在歐洲人發現鉑金之後,它在經濟中的作用卻是相當消極的。
這種金屬的名字來源於西班牙語的“銀”。它確實被用來偽造一枚成熟的銀幣。
難怪 1735 年西班牙決定禁止將以前開采的鉑金進口到大都市。 再次在哥倫比亞開采的東西被命令小心地與銀分離並被淹沒在河流中。他們之前設法進口到西班牙的所有東西都在莊嚴的儀式中淹死在海中。


但奇怪的是,馬德里反而開始增加鉑金原材料的進口,至今還不到半個世紀。然後它開始在全國范圍內用於偽造其他貴金屬的硬幣。 到 1820 年,根據各種消息來源,歐洲有 3 到 7 噸鉑。 米和公斤的標準就是在法國製造的。但她仍然很久沒有認真申請。


成分和性質
純鉑的比重為 21.45 g/1 cu。看。它在大約 1768 攝氏度的溫度下熔化。沸騰(蒸發)發生在 3825 度。正是這種溫度特性在很長一段時間內不允許不分離純金屬,更不用說建立它的用途了。此外,鉑金比黃金和白銀更堅硬,加工起來相當困難。
這種金屬具有延展性和延展性。 它的抗拉強度令人印象深刻。
幾乎不可能氧化鉑或用任何鹼腐蝕它。


它僅溶解於:
- 皇家伏特加;
- 液溴;
- 加熱的硫酸(但非常緩慢)。


重要提示:加熱後,金屬的反應性顯著增加。但它沒有磁性。
因此,將其帶到磁鐵上以將其與銀或金分開是沒有意義的。您只需要了解純鉑金首飾是不存在的。它們可以含有不同濃度的鐵和鎳,而這些雜質對磁鐵的反應非常靈敏。
奇怪的是 在微觀世界中,鉑金很可能具有磁性。 實驗中的物理學家設法在金屬原子層附近檢測到它們;開幕於2018年宣布。為了賦予物質鐵磁性,有必要使用離子液體——一種在研究過程中專門創造的新型物質。至於鉑金的顏色,在自然界中,它被塗成銀白色調。有時也有深灰色樣品。

它是在哪里以及如何獲得的?
從地球深處提取鉑礦石很重要,有幾種方法可以做到這一點。
出生地
儘管最初在南美洲發現了鉑金礦床,但 21 世紀世界上最大的鉑金礦床位於非洲。確切地說,在南非。 Bushveld 複合物 - 鉑族金屬的巨大積累;人們普遍認為,它是在 20 億年前由於火山作用而出現的。 南非田野的形狀酷似一個直徑370公里的“盤子”。該綜合體由幾個向內的視野組成。
同時,三個層位中的兩個層位的沉積物厚度僅為1 m左右。 現在積極開發的地平線“Platrif”在不同地方的厚度為5-90 m。 它是在露天礦坑中開采的。該建築群於 1924 年開放。3/4 的開採鉑金從這裡流向世界市場。

奇怪的是,在 19 世紀上半葉的俄羅斯(更具體地說,烏拉爾),這種金屬的開採量比世界上任何其他地方都多。
但即使在今天,我們的祖國仍被列入鉑礦石開採領先國家之列。誠然,它已經排在第二位,落後於南非 5.8 倍。貴金屬也從俄羅斯運往出口。世界排名第三的是津巴布韋,他們開采的鉑金(9 噸)少了大約 3 倍。
還開采了鉑金:
- 美國(6000 公斤);
- 加拿大(約 5000 公斤);
- 其他州(共 6100 公斤)。


採礦方法
這種金屬既可以露天開採,也可以礦山開採。採石場主要位於發現二次砂礦的地方。在這些地方,鉑是在原始礦床被機械破壞後沉積的。但 地質學家早就發現,其中大部分集中在鎳礦的地下層中。 礦山生產與其他金屬礦物的生產幾乎沒有區別;值得注意的是,只有相當大比例的體力勞動。
無論如何,開采的礦石必須被富集。在最初提取的形式中,每1000噸只有1-6公斤的目標原料。
富集後,其濃度上升了 3 個數量級。 在布什維爾德綜合體,最終提取 1 公斤鉑(考慮到技術損失)需要提升 500-1500 公斤礦石。 然後在清理冶金爐和專用轉爐中加工半成品;但最終結果只有在精煉後才能達到,此時金屬的濃度為 99.5%。


與其他金屬的比較
鉑金比黃金好,因為它比它更堅固。 因此,鉑金產品的使用壽命明顯更長。抓撓它們要困難得多。因此,這些類型的珠寶(而不僅僅是)不太可能被修復。 “老化”的鉑金與黃金的區別更大。
由於銅綠,她獲得了帶有啞光光澤的灰色。許多業主試圖擺脫這種影響並擦亮他們的珠寶。據其他人說 銅綠使貴金屬,如果不是更有價值,那麼至少更有趣。 如果沒有現場觀看,您就不可能做出正確的決定。白金上的銠層會逐漸磨損,變得更黃。

白銀比鉑金軟,而後者當然要重得多。銀製品的耐用性也不是很大。
它們也會逐漸褪色,必須進行系統清潔。畢竟 銀具有反應性,不可避免地會與最常見的物質發生反應,甚至與大氣中的氧氣發生反應。 然而,所有這些有利於鉑金的差異都被這樣一個事實所掩蓋,即它明顯比黃金更難獲得,甚至更容易獲得白銀。


鎢與鉑相似。 但是價格便宜很多,而且鎢製品的強度也很大。問題是鎢更難加工,使其形狀正常。即使採用 21 世紀的技術,重新製作鎢環,調整其尺寸也不是一件容易的事。使用鈦仿製品時也會出現同樣的困難。


合金
鉑合金的種類很多。 首飾大多由 950 金屬製成,其中含有 95% 的純鉑。 有時您可以找到第 900 種合金。它的明顯缺點是不太飽和的顏色和缺乏表現力的光澤。因此,在美學上,它比第 950 種金屬損失不少。
鉑與銥的合金很普遍。 第二個成分越多,連接就越難處理。鉑銥合金的結晶區間比較窄。該物質的硬度和強度也顯著增加。

出於各種目的,鉑還可以與:
- 銅;
- 釕;
- 鈀;
- 鎳;
- 銠。



應用
很大一部分鉑用於工業。技術人員高度讚賞這種金屬在不消耗的情況下加速各種化學反應的特性。現在它有時用於醫學,主要用於牙齒修復。 早在上世紀中葉,這種用途就佔開采的所有鉑金的百分之幾。 這個數字正在逐漸增加。
但就數量而言,無可爭議的領導者一直是並且仍然是珠寶行業。她每年至少使用 50 噸鉑金。
它還廣泛用於生產硝酸(作為氨的氧化劑)。 誠然,在這種情況下,更常用的是鉑銠合金,而不是純金屬。這種偏好的原因僅對技術人員感興趣,超出了本文的範圍。另一種貴金屬用於生產硫酸、烴類加氫、乙炔、酮類。

但 鉑還廣泛用於煉油工業。 它是一種極好的催化劑,可以加速汽油的生產。在蒸餾塔中,並不像有時認為的那樣放置網孔,而是放置精細分散的鉑粉。它比鉬和釩都更耐用。效率的提高也證明了對鉑金的青睞。
在無線電電子產品中創建高質量觸點時需要鉑銥合金。
鉑可用於電爐的電阻觸點。 您可以在許多其他電氣觸點中遇到它。
需要鉑鈷合金來製造兼具緊湊性和卓越性能的磁鐵。

每天,為自己隱含地,許多駕駛者使用鉑金。 在汽車中,它主要存在於催化劑中。這種金屬有助於降低廢氣的毒性,從而改善城市大氣狀況。催化劑中的鉑塗層應用於整體陶瓷元件。
航天和航空工業需要用於燃料系統的鉑電極。
回到醫學上,值得注意的是,獨特的手術器械是在鉑金的基礎上製成的。 它們可以用酒精燃燒器進行消毒,而無需消耗特殊試劑。牙醫喜歡使用噴有薄薄一層鉑金的器械。鉑銥電極還用於控制心臟活動的節律,以及用於聽力問題的假肢。

但不能不提“白色金屬”在其他領域的作用。
所以, 它在玻璃行業的需求量很大.確切地說,不是窗玻璃,而是高品質的光學玻璃。銠-鉑混合物有助於製造厚度小於 1 毫米的玻璃纖維模具。它在 1400-1500 度的溫度下正常運行數千小時,這在玻璃熔爐內形成。
但也需要鉑來製造玻璃工業使用的機制。它們經久耐用,不會被任何試劑氧化,也不會與玻璃塊本身發生反應。
精良的捷克玻璃,成本幾乎驚人,是在鉑金坩堝內製成的。

當然,化學工業不能通過一種如此耐熱的物質和最腐蝕性的試劑。其中,用於研究和專家實驗室的坩堝和其他器具,尤其是清潔工業,均由鉑製成。
對,就是這樣 基於 Pt 創建一些用於創建半導體晶體的設備在。只有在它們內部,當雜質濃度低於百萬分之一原子時,才有可能創造這樣的條件。即使在鉑坩堝中,也會產生晶體,這對於製造激光器和低電流電氣工程中的觸點是必不可少的。

這種金屬適用於:
- 激光器內部使用的鏡子;
- 用於生產氫氟酸和高氯酸的蒸餾器;
- 電鍍設備用不溶性陽極;
- 電阻溫度計;
- 微波設備的各個部分;
- 抑制某些形式的腫瘤疾病的藥物;
- 生產硬幣和徽章、獎章和訂單;
- 合成維生素和其他一些藥物製劑的設備。


如何選擇裝修?
從一開始,您就需要關注價格。 具有相同樣品的鉑金將至少比黃金貴三倍.而且,和她合作的珠寶商也不多。這些大師中的絕大多數都在西歐工作。建議從那裡專注於裝飾。但是不要相信價格標籤和賣家的話,而是要求官方證書。
鈷和釕的添加劑可以延長產品的使用壽命。 加了銥的首飾更容易刮花,但可以省錢。選擇樣本時必須首先考慮到他們的財務能力。
重要提示:所有機械化鉑金首飾都易碎且壽命短。您不應該節省嚴格手工製作的工匠的產品選擇。


還有一些提示:
- 鉑金在視覺上與任何寶石相結合;
- 最好的選擇(如果有資金的話)是把它和鑽石結合起來;
- 插入的石頭必須符合一般概念;
- 雕刻的銘文和圖畫會很快過時;
- 當然,您需要聯繫官方珠寶店,而不是地下通道中間的第一個出口或售貨亭。

護理特點
這裡沒有具體要求。清潔通常使用鉑的特殊製劑進行。您可以在大多數珠寶店購買。 有些人使用不飽和肥皂溶液或高度稀釋的氨水。 有時也使用液體餐具洗滌劑;然而,肥皂和凝膠被認為會導致失去特有的光澤。
最溫和的選擇是用清水清洗,然後用軟布輕輕擦拭。在家拋光是不可能的。
它只能由經驗豐富的珠寶商使用特殊設備進行。 鉑金產品應與其他金屬製成的首飾分開存放。這將保護它們在被較硬的物體觸摸時不會變形。


有趣的事實
鉑金的高價值不僅在於其獨特的特性,還在於它的相對稀有性。 據計算,即使在礦床(以及整個地殼)中,Pt 的濃度也比金的濃度低 30 倍。 從 1828 年到 1845 年,我國製造了鉑金幣。它們的面值分別為3、6和12盧布,使用的金屬總量超過14噸。鉑金在 1751 年才進入貴金屬類別——自它在歐洲出名以來已經過去了大約 200 年。
但這種金屬不僅存在於地球上。在隕石的化學分析中多次發現。
在我們國家,在採礦的最初 10 年中,開采的鉑金數量與發現烏拉爾礦床之前的幾個世紀中在整個美國開采的鉑金數量一樣多。和 正是在俄羅斯,發現了最大的(一般熔化的)金塊和我們這個時代最大的金塊。 1735 年,當意大利人 D. Scaliger 證明其不可分解性時,鉑獲得了化學元素的地位;以前認為它是一種簡單的物質。

僅在 68 年後,在英格蘭才從礦石中分離出化學純鉑。在金屬形式中,它是完全生物中性的。然而,個別化合物(主要是氟)可能會危及生命。並且在 1867 年,所有俄羅斯的鉑金庫存(在解除暫停銷售後立即)被英國購買。但 早在二十世紀初,我國就佔世界產量的至少90% (因為南部非洲的巨大儲量僅在 1920 年代中期才被發現)。
因此,1918 年 5 月成立了專門研究鉑的研究所也就不足為奇了。現在它是普通與無機化學研究所的一部分。 單獨的含鉑礦物也含有銻、砷或硫,但它們不如金屬化合物常見。 因此,在克拉斯諾亞爾斯克地區北部開采的礦物諾里爾斯克礦含有 25% 的鐵和 26% 的鎳。奇怪的是,在鉑的工業生產階段之一,可以使用糖溶液。

而且這種金屬的名稱也相當多樣化:它被稱為“爛金”和“青蛙金”。它的小晶體呈立方體。 最初,在 19 世紀上半葉,用於桶的環和箍在我國由鉑金製成。 在導電性方面,這種金屬不如銅、鋁和銀。只有在 200 度以上的溫度下,鉑才開始被大氣中的氧氣氧化。


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