Реферат: Платина
Ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêèå ïðîöåññû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 .
Ïåðåðàáîòêà ïëàòèíóñîäåðæàùèõ øëàìîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 .
Àôôèíàæ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 .
Ñûðüå äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 .
Ïåðåðàáîòêà øëèõîâîé ïëàòèíû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 .
Ïåðåðàáîòêà âòîðè÷íîãî ïëàòèíóñîäåðæàùåãî ñûðüÿ .. . . . . . . . . . 20 .
Приложение №1. ГОСТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 .
Приложение №2. Словарь терминов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Ïðîèçâîäñòâî è ïðèìåíåíèå ïëàòèíû.
Èñòîðè÷åñêàÿ ñïðàâêà.
“Áåëîå çîëîòî”, “ãíèëîå çîëîòî”… Ïîä ýòèìè íàçâàíèÿìè ïëàòèíà ôèãóðèðóåò â ëèòåðàòóðå XVIII â. Ýòîò ìåòàëë èçâåñòåí äàâíî, åãî áåëûå òÿæåëûå çåðíà íàõîäèëè ïðè äîáû÷å çîëîòà. Èç-çà âûñîêîé òóãîïëàâêîñòè îí îêàçàëñÿ íè íà ÷òî íå ïðèãîäíûì è ëèøü çàòðóäíÿë î÷èñòêó çîëîòà. Íàçâàíèå “ïëàòèíà” âîçíèêëî âñëåäñòâèå ñõîäñòâà ýòîãî ìåòàëëà ñ ñåðåáðîì, íàçâàíèå êîòîðîãî íà èñïàíñêîì ÿçûêå “plata”, ÷òî îçíà÷àåò “ñåðåáðèøêî”, “ïëîõîå ñåðåáðî”. Âïëîòü äî XVIII â. ýòîò öåííåéøèé ìåòàëë âìåñòå ñ ïóñòîé ïîðîäîé âûáðàñыâàëè â îòâàë, à íà Óðàëå è â Ñèáèðè çåðíà ñàìîðîäíîé ïëàòèíû èñïîëüçîâàëè êàê äðîáü ïðè ñòðåëüáå.
 Åâðîïå ïëàòèíó ñòàëè èçó÷àòü ñ ñåðåäèíû XVIII â., êîãäà èñïàíñêèé ìàòåìàòèê Àíòîíèî äå Óëüîà ïðèâåç îáðàçöû ýòîãî ìåòàëëà ñ çîëîòîíîñíûõ ìåñòîðîæäåíèé Ïåðó. Áûëè èññëåäîâàíèÿ, áûëè ñïîðû - ïðîñòîå ëè âåùåñòâî ïëàòèíà èëè “ñìåñü äâóõ èçâåñòíûõ ìåòàëëîâ - çîëîòà è æåëåçà”. Îáñòîÿòåëüíîå èçó÷åíèå ïëàòèíû â 1752 ã. ïðîâåë øâåäñêèé õèìèê Õåíðèê Øåôôåð, êîòîðûé äîêàçàë, ÷òî îíà ÿâëÿåòñÿ íå ñìåñüþ, à íîâûì õèìè÷åñêèì ýëåìåíòîì.
 1773-1774 ãã. Ì. äå-Ëèëü ïîëó÷èë êîâêóþ ôîðìó ïëàòèíû.  1783 ã. Øàáàíî çàïîíòåòîâàë ïðîöåññ ïîëó÷åíèÿ êîâêîé ïëàòèíû. Íà÷èíàÿ ñî âòîðîé ïîëîâèíû XVIII â. ïëàòèíîé, åå ñâîéñòâàìè, ìåòîäàìè ïåðåðàáîòêè è èñïîëüçîâàíèÿ ñòàëè èíòåðåñîâàòüñÿ ìíîãèå õèìèêè-àíàëèòèêè è òåõíîëîãè, â òîì ÷èñëå è ó÷åíûå Ïåòåðáóðãñêîé àêàäåìèè íàóê. Íàèáîëåå âàæíûå ðàáîòû â ýòîé îáëàñòè â ïåðâîé ïîëîâèíå XIX â. - ýòî ñîçäàíèå ìåòîäîâ ïîëó÷åíèÿ êîâêîé ïëàòèíû.
Âñåìèðíóþ èçâåñòíîñòü ïðèîáðåëè òðóäû ðóññêîãî ó÷åíîãî è îáùåñòâåííîãî äåÿòåëÿ À. À. Ìóñèíà-Ïóøêèíà (1760-1805). Åùå â 1797 ã. îí îòêðûë íîâûå ñïîñîáû ïîëó÷åíèÿ àìàëüãàìû ïëàòèíû, à çàòåì ðàçðàáîòàë ñîâåðøåííûå ìåòîäû åå êîâêè è î÷èñòêè îò æåëåçà. Ðàáîòû Ìóñèíà-Ïóøêèíà áûëè ïðîäîëæåíû Àðõèïîâûì, Âàðâèíñêèì, Ëþáàðñêèì, Ñîáîëåâñêèì è äð.
 1826 ã. âûäàþùèéñÿ èíæåíåð Ï.Ã. Ñîáîëåâñêèé âìåñòå ñ Â.Â. Ëþáàðñêèì ðàçðàáîòàë ïðîñòîé è íàäåæíûé ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ êîâêîé ïëàòèíû. Ñàìîðîäíóþ ïëàòèíó ðàñòâîðÿëè â öàðñêîé âîäêå, à èç ýòîãî ðàñòâîðà, äîáàâëÿÿ NH4 Cl, îñàæäàëè õëîðîïëàòèíàò àììîíèÿ (NH4 )2 [PtCl]. Ýòîò îñàäîê ïðîìûâàëè, à çàòåì ïðîêàëèâàëè íà âîçäóõå. Ïîëó÷åííûé ñïåêøèéñÿ ïîðîøîê (ãóáêó) ïðåññîâàëè â õîëîäíîì ñîñòîÿíèè, à çàòåì ïðåññîâàííûå áðèêåòû ïðîêàëèâàëè è êîâàëè. Ýòîò ñïîñîá ïîçâîëÿë äåëàòü èç óðàëüñêîé ïëàòèíû èçäåëèÿ âûñîêîãî êà÷åñòâà. Òàêèì îáðàçîì, Ñîáîëåâñêèé çàëîæèë îñíîâû ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè.
21 ìàðòà 1827 ã. â êîíôåðåíö-çàëå Ïåòåðáóðãñêîãî ãîðíîãî êàäåòñêîãî êîðïóñà íà ìíîãîëþäíîì òîðæåñòâåííîì ñîáðàíèè Ó÷åíîãî êîìèòåòà ïî ãîðíîé è ñîëÿíîé ÷àñòè áûëè ïîêàçàíû èçãîòîâëåííûå íîâûì ìåòîäîì ïåðâûå èçäåëèÿ èç ðóññêîé ïëàòèíû. Îòêðûòèå Ï.Ã. Ñîáîëåâñêîãî è Â.Â. Ëþáàðñêîãî ïîëó÷èëî ìèðîâóþ èçâåñòíîñòü.  1828 ã. Ñîáîëåâñêèé îïèñàë ñâîé ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ êîâêîé ïëàòèíû â Ïåòåðáóðãñêîì “Ãîðíîì æóðíàëå” ïîä íàçâàíèåì: “Îá î÷èùåíèè è îáðàáîòêå ñûðîé ïëàòèíû”.
Áëàãîäàðÿ ïðåäïðèèì÷èâîñòè ìèíèñòðà ôèíàíñîâ Å.Ô. Êàíêðèíà ñ 1828 ã. â Ðîсñèè ñòàëè âûïóñêàòü ïëàòèíîâûå ìîíåòû äîñòîèíñòâîì â 3, 6 è 12 ðóáëåé; íà ýòî áûëî çàòðà÷åíî îêîëî 14.5 ò ïëàòèíû.
 1913 ã. ïîä ðóêîâîäñòâîì Í. Í. Áàðàáîøêèíà íà áàçå èññëåäîâàòåëüñêèõ ðàáîò, ïðîâåäåííûõ â ëàáîðàòîðèè Ïåòåðáóðãñêîãî ãîðíîãî èíñòèòóòà, â ã. Åêàòåðèíáóðãå íà÷àëè ñòðîèòåëüñòâî àôôèíàæíîãî çàâîäà äëÿ ïåðåðàáîòêè äîáûâàåìîé øëèõîâîé ïëàòèíû.  1916 ã. íà÷àëè âûïóñêàòü ëèøü ãóá÷àòóþ ïëàòèíó è òîëüêî â 1923 ã. ñòàëè âûäåëÿòü ñïóòíèêè ïëàòèíû.
Ïðîèçâîäñòâî è ïîòðåáëåíèå.
Òàáëèöà 1. Ïðîèçâîäñòâî ïëàòèíû, êã
| Ñòðàíà | 1960 ã. | 1965 ã. | 1970 ã. | 1975 ã. | 1980 ã. | 1985 ã. |
| ÞÀÐ | 8900 | 16 600 | 33 200 | 57 600 | 68 400 | 71 000 |
| Êàíàäà | 6500 | 6300 | 6200 | 5400 | 5400 | 4700 |
| ÑØÀ | 318 | 354 | 250 | 200 | 220 | 250 |
Âàæíåéøèå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ïëàòèíû - õèìè÷åñêàÿ è íåôòåïåðåðàáàòûâàþùàÿ ïðîìûøëåííîñòü.  êà÷åñòâå êàòàëèçàòîðîâ ðàçëè÷íûõ ðåàêöèé èñïîëüçóåòñÿ îêîëî ïîëîâèíû âñåé ïîòðåáëÿåìîé ïëàòèíû.  õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè ïëàòèíó èñïîëüçóþò â ïðîöåññå ïðîèçâîäñòâà àçîòíîé êèñëîòû (ïî îöåíî÷íûì äàííûì íà ýòè öåëè åæåãîäíî èäåò 10-20 % ìèðîâîãî ïîòðåáëåíèÿ ïëàòèíû).
 íåôòåïåðåðàáàòûâàþùåé ïðîìûøëåííîñòè ñ ïîìîùüþ ïëàòèíîâûõ êàòàëèçàòîðîâ íà óñòàíîâêàõ êàòàëèòè÷åñêîãî ðèôîðìèíãà ïîëó÷àþò âûñîêîîêòàíîâûé áåíçèí, àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû è òåõíè÷åñêèé âîäîðîä èç áåíçèíîâûõ è ëèãðîèíîâûõ ôðàêöèé íåôòè.
Òàáëèöà 2. Ïîòðåáëåíèå ïëàòèíû ïî îòðàñëÿì â ÑØÀ â êîëè÷åñòâåííîì è ïðîöåíòíîì ñîîòíîøåíèÿõ.
| Ïëàòèíà | 1960 ã. | 1965 ã. | 1970 ã. | 1975 ã. | 1980 ã. | |||||
| Âñåãî: | 10 007 | 13 484 | 14 558 | 21 065 | 34 800 | |||||
|  òîì ÷èñëå ïî îòðàñëÿì: | ||||||||||
| Àâòîìîáèëüíàÿ | - | - | - | - | - | - | 8491 | 40% | 15 200 | 44% |
| Õèìè÷åñêàÿ | 2216 | 22% | 4093 | 30% | 4378 | 30% | 4629 | 22% | 5600 | 16% |
| Íåôòåïåðåðàáàòûâàþùàÿ | 1109 | 12% | 2526 | 19% | 5595 | 38% | 3359 | 16% | 5500 | 16% |
| Ýëåêòðîòåõíè÷åñêàÿ | 3325 | 33% | 3322 | 25% | 2562 | 18% | 2290 | 11% | 3800 | 11% |
| Ñòåêîëüíàÿ | 1847 | 18% | 1617 | 12% | 1071 | 7% | 1052 | 5% | 2400 | 7% |
| Ìåäèöèíñêàÿ | 494 | 5% | 825 | 6% | 217 | 2% | 532 | 3% | 1100 | 3% |
| Þâåëèðíàÿ | 1016 | 10% | 1101 | 8% | 735 | 5% | 712 | 3% | 1200 | 3% |
 àâòîìîáèëüíîé ïðîìûøëåííîñòè ïëàòèíó òàêæå èñïîëüçóþò êàòàëèòè÷åñêèå ñâîéñòâà ýòîãî ìåòàëëà - äëÿ äîæèãàíèÿ è îáåçâðåæèâàíèÿ âûõëîïíûõ ãàçîâ, ñ öåëüþ îñíàùåíèÿ àâòîìîáèëåé ñïåöèàëüíûìè óñòðîéñòâàìè ïî î÷èñòêå âûõëîïíûõ ãàçîâ îò âðåäíûõ ïðèìåñåé.
Ñòàáèëüíîñòü ýëåêòðè÷åñêèõ, òåðìîýëåêòðè÷åñêèõ è ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïëþñ âûñî÷àéøàÿ êîððîçèîííàÿ è òåðìè÷åñêàÿ ñòîéêîñòü ñäåëàëè ýòîò ìåòàëë íåçàìåíèìûì äëÿ ñîâðåìåííîé ýëåêòðîòåõíèêè, àâòîìàòèêè è òåëåìåõàíèêè, ðàäèîòåõíèêè, òî÷íîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ.
Íåçíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü ïëàòèíû èäåò â ìåäèöèíñêóþ ïðîìûøëåííîñòü. Èç ïëàòèíû è åå ñïëàâîâ èçãîòîâëÿþò õèðóðãè÷åñêèå èíñòðóìåíòû, êîòîðûå, íå îêèñëÿÿñü, ñòåðèëèçóþòñÿ â ïëàìåíè ñïèðòîâîé ãîðåëêè. Íåêîòîðûå ñîåäèíåíèÿ ïëàòèíû èñïîëüçóþò ïðîòèâ ðàçëè÷íûõ îïóõîëåé. Ïî ñòðóêòóðå áîëüøèíñòâî èç ýòèõ âåùåñòâ - ýòî íåýëåêòðîëèòû, öèñ- èçîìåðû, ïðîèçâîäíûå äâóõâàëåíòíîé ïëàòèíû. Ñàìûì ýôôåêòèâíûì ñîåäèíåíèåì ñ÷èòàåòñÿ öèñ- äèõëîðîäèàìèíîïëàòèíà (II) [Pt(NH3 )2 Cl2 ]. Ýòî àêòèâíîå â õèìè÷åñêîì ñîîòíîøåíèè âåùåñòâî, â êîòîðîì èîíû Cl– ÷àñòè÷íî çàìåùàþòñÿ ìîëåêóëàìè âîäû ñ îáðàçîâàíèåì èîíà [Pt(NH3 )2 (H2 O)2 ]2+ . Ïðîöåññ èîíèçàöèè äèõëîðîäèàìèíîïëàòèíû èäåò ãëàâíûì îáðàçîì â êëåòêàõ, ãäå êîíöåíòðàöèÿ õëîðèäîâ íèæå, ÷åì â ñûâîðîòêå êðîâè. Ïðîäóêò ãèäðîëèçà [Pt(NH3 )2 Cl2 ] ðåàãèðóåò ñ àçîòèñòûìè îñíîâàíèÿìè ÄÍÊ êàê áèôóíêöèîíàëüíûé àãåíò, âûçûâàÿ îáðàçîâàíèå ïîïåðå÷íûõ ñâÿçåé ìåæäó íèòÿìè ÄÍÊ. Ýòî ñëóæèò îñíîâíîé ïðè÷èíîé íàðóøåíèÿ äåëåíèÿ è ãèáåëè îïóõîëåâûõ êëåòîê. Äîïîëíèòåëüíûì ìåõàíèçìîì ïðîòèâîîïóõîëåâîãî äåéñòâèÿ äèõëîðîäèàìèíîïëàòèíû ÿâëÿåòñÿ àêòèâàöèÿ èììóíèòåòà îðãàíèçìà.
Òàáëèöà 3. Öåíû íà ïëàòèíó, äîëë. çà 1 òð. óíöèþ.
| 1960ã. | 1965ã. | 1970ã. | 1975ã. | 1980ã. | 1985ã. | íîÿá. 1994 | íîÿá. 1995 |
| 83,5 | 98 | 132,5 | 170 | 420 | 480 | 407-416 | 406-407 |
Ðîñò ñïðîñà íà ïëàòèíó â ìèðå ÿâëÿåòñÿ çàëîãîì âûñîêèõ öåí. Ïî îöåíî÷íûì äàííûì êðóïíåéøåé â ìèðå êîìïàíèè ïî ìàðêåòèíãó ìåòàëëîâ ïëàòèíîâîé ãðóïïû Johnson Matthey (JM) ñïðîñ íà ïëàòèíó âûðîñ â 1994 ãîäó íà 7% è äîñòèã óðîâíÿ â 4.32 ìëí òðîéñêèõ óíöèé. Ïðè ýòîì ñ 1993 ãîäà ñîêðàùàåòñÿ ïîòðåáëåíèå ïëàòèíû â ïðîìûøëåííîñòè. Îäíàêî ðîñò çàêàçîâ þâåëèðîâ è àâòîìîáèëåñòðîèòåëåé ïåðåêðûâàåò ýòî ñîêðàùåíèå. Ïîòðåáëåíèå ïëàòèíû â þâåëèðíîì ïðîèçâîäñòâå îöåíèâàåòñÿ â 50 ò. Âòîðîé ôàêòîð ïîâûøåíèÿ ñïðîñà íà ýòîò ìåòàëë - ðîñò èñïîëüçîâàíèÿ åãî â àâòîêàòàëèçàòîðàõ. Çà ýòî ðûíîê ïëàòèíû äîëæåí áûòü áëàãîäàðåí ïàðòèè çåëåíûõ, ïîñêîëüêó èìåííî ââåäåíèå áîëåå ñòðîãèõ ìåð ïî îãðàíè÷åíèþ âðåäíûõ âûáðîñîâ â àòìîñôåðó ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî ïî÷òè âñå íîâûå àâòîìîáèëè îñíàùàþòñÿ àâòîêàòàëèçàòîðàìè.
Òàáëèöà 4. Ïîòðåáëåíèå ïëàòèíû â ìèðå â 1993 ã. (ïî èíôîðìàöèè Johnson Matthey), %.
| Íåôòåïåðåðàáîòêà | 12 % |
| Þâåëèðíàÿ ïðîìûøëåííîñòü | 30 % |
| Èíâåñòèöèè | 8 % |
| Ïðîèçâîäñòâî ñòåêëà | 3 % |
| Ýëåêòðîòåõíèêà | 4 % |
| Õèìè÷åñêàÿ ïðîìûøëåííîñòü | 5 % |
| Àâòîêàòàëèçàòîðû | 35 % |
| Äðóãèå | 3 % |
Îñíîâíûå ñâîéñòâà ïëàòèíû.
Ïîëîæåíèå â ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìå ýëåìåíòîâ.
Ïëàòèíà - ñèìâîë Pt (ëàò. Platinum), õèìè÷åñêèé ýëåìåíò 6-ãî ïåðåõîäíîãî ïåðèîäà ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû. Äëÿ íåãî õàðàêòåðíî çàïîëíåíèå 5d -ýëåêòðîííûõ îðáèòàëåé ïðè íàëè÷èè îäíîãî èëè äâóõ s -ýëåêòðîíîâ íà áîëåå âûñîêèõ 6s - ýëåêòðîííûõ îðáèòàëÿõ.