Платина

 

Синонимы: белое золото, гнилое золото, лягушачье золото. поликсен

Происхождение названия. Происходит от испанского слова platina — уменьшительное от plata (серебро). Название "платина" можно перевести как серебришко или сребрецо.

Платина, наряду с золотом, несомненно, была известна человеку еще в глубокой древности. В Европе платина привлекла к себе внимание лишь в середине XVIII в., после того как испанский математик Антонио де Ульоа, путешествовавший по Южной Америке, в 1735 г. металлические зерна, по цвету похожие на серебро, но сильно отличавшиеся от него по другим свойствам.

Первоначально обнаружена в золотоносных песках реки Пинто в Колумбии. Описана в 1750 г. как белое золото или "платина из Пинто".

Содержание

Формула платины

Pt (Pt,Fe,Pd).

Химический состав платины

Платина
Платина самородная фото

Чистая платина встречается весьма редко. Самородная платина как вид представляет собой твердый раствор, содержащий более 50% Pt (80–88 %) с металлом той же или других групп, преимущественно с железом. Отсюда первоначальное название обычной платины поликсен (по-гречески "принимающий много гостей"). Сплавление (образование твердых растворов) платиновых металлов обусловлено близостью их атомных радиусов, вызванной "лантанидным сжатием".

Большинство образцов представлено железистой разновидностью (поликсеном), а нередко и интерметаллидами: изоферроплатиной (Pt,Fe)3Fe и тетраферроплатиной (Pt,Fe)Fe.  Платина, представленная поликсеном, является наиболее распространен ным в земной коре из минералов платиновой подгруппы. Постоянно присутствует Fe — до 9,2 % (в изоферроплатине), иногда снижается до 4–5 % (соответственно меняется и содержание Pt). Из других изоморфных примесей устанавливаются: Pd — 0,1–2,0 %, иногда до 21 % — палладистая платина; Ir — до 7 % — иридистая платина; Rh — 0,1–0,5 %, иногда до 4–5 % — родистая платина; Cu — до 0,8 %; Ni — следы до десятых долей процента, иногда в весьма существенных количествах — никелистая платина.

Разновидности:

  • ферроплатина, содержащая 10—30% Fe;
  • купроплатина с 14% Си;
  • норильскит с 25% Fe и 26% Ni;
  • никель-платина, содержащая около 3% Ni;
  • палладистая платина с 7—40% Pd;
  • платинистый иридий, содержащий до 70% 1г;
  • родистая платина с 5% Rh.

Кристаллографическая характеристика

Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L44L36L29PC. Пространственная группа Fm3m (O5h). a0 = 3,9158. а0 = 3,924 А (чистая Pt), 3,831 А (чистый Ir), Z = 4

Кристаллическая структура плотноупакованная кубическая — атомы в узлах гранецентрированной кубической решетки (тип Cu).

Облик кристаллов. В комбинациях граней, кроме господствующей формы {100}, наблюдаются {110}, {210}, {310} и некоторые другие. Из двойников преимущественно развиты двойники прорастания по (100) и срастания по (111). Известны кристаллы поликсена скелетного развития.

Форма нахождения в природе

Обычно наблюдается в виде мелких зерен или самородков весом до 8 кг. Самый крупный самородок, встреченный в коренных месторождениях Урала, весил 427,5 г. Самородки, находимые в россыпях, достигали размера 10 × 18 см и веса 8–9 кг. Самые крупные самородки платины, демонстрируемые на выставке Алмазного фонда России, весят 5918,4 и 7860,5 грамма. Редко встречающиеся мелкие кристаллы большей частью имеют кубическую форму.

Отдельные зерна самородной платины, встречающиеся в рудах, часто группируются в мелкие кучки, иногда образуя сплошные массы — самородки.

Физические свойства платины

Оптические

  • Цвет стально-серый до серебристо-белого с желтым оттенком (платинистый иридий) поликсена от серебряно-белого до стально-черного.

В полированных шлифах белый, изотропный.

  • Черта металлическая стальносерая.
  • Блеск типичный металлический.

Механические

Твердость 4–4,5, у богатых иридием разностей — до 6–7. Спайность отсутствует; излом занозистый., крючковатый. Уд. в. 21,5 (чистая Pt); для минералов платины меньше.— 15–19. Подмечена связь пониженного удельного веса с наличием пустот, занятых природными газами, а также включениями посторонних минералов.

Прочие свойства

 Платинистый иридий имеет тв. 6—7, уд. в. 22,66 и т. пл. 2360° С.

Химические свойства. Не растворяется в кислотах (кроме царской водки). Т. пл. 1774° С.

Прочие свойства. Чистая платина немагнитна, но такие зерна крайне редки. Поликсен обладает магнитностью, тетраферроплатина сильно магнитна. Хорошо проводит электричество. Очень дуктильна (т.е. ковкая и тягучая); например, из 1 г чистой платины можно вытянуть проволоку длиной около 500 км.

Диагностические признаки. По внешнему виду поликсен ближе всего напоминает самородное серебро и самородное железо. От первого отличается повышенной твердостью, удельным весом и тем, что не плавится под пояльной трубкой и не растворяется в кислотах (кроме царской водки). Нерастворимость в кислотах отличает его и от самородного железа.

Происхождение

Встречается в коренных месторождениях или в россыпях. Первые бывают двух типов: а) вкрапления или локальные импреньяции самородной платины в ультраосновных изверженных породах (дунитах), ассоциированных с хромитом и б) медно-никелевые сульфидные скопления в основных (норитовых) породах. В основных магмах при температурах 1300—1500° С происходит отделение сульфидов от силикатного расплава. Хромит, осмий, иридий и платина отделяются при более высоких температурах; палладий — при той же или более низкой температуре, и, таким образом, он захватывается сульфидным расплавом. Поэтому самородная платина и осмирид являются главными минералами в первом типе месторождений. Во втором типе содержится много палладия и платины, часто встречающихся в виде арсенида (сперрилит).

Известны также контактово-метаморфические платиновые месторождения, а также кварцевые жилы, содержащие платину.

Минералы платиновой группы в большинстве случаев встречаются в типичных магматических месторождениях, генетически связанных с ультраосновными изверженными породами. Эти минералы в рудных телах выделяются в числе последних (после силикатов и окислов) в моменты, отвечающие гидротермальной стадии магматического процесса.

Минералы платины, бедные палладием (поликсен, иридистая платина и др.), встречаются в месторождениях среди дунитов — оливиновых бесполевошпатовых пород, богатых магнезией и бедных кремнеземом. При этом парагенетически они чрезвычайно тесно связаны с хромшпинелидами — окислами сложного состава: (Fe,Mg)(Cr,Al,Fe)2O4.

Палладистая и никелепалладистая платина преимущественно распространены в основных изверженных горных породах (норитах, габбро-норитах) и ассоциируют обычно с сульфидами: пирротином (Fe1–XS), халькопиритом (CuFeS2) и пентландитом — (Fe,Ni)9S8.

В экзогенных условиях в процессе разрушения коренных месторождений и пород образуются платиноносные россыпи. Большинство минералов подгруппы в этих условиях химически стойко.

Месторождения

Крупные месторождения первого типа известны вблизи Нижнего Тагила на Урале. Здесь помимо коренных месторождений имеются также богатые элювиальные и аллювиальные россыпи. Примером месторождений второго типа являются магматический комплекс Бушвелд в Южной Африке и Садбери в Канаде.

На Урале первые находки самородной платины, обратившие на себя внимание, относятся к 1819 г. Там она была открыта в виде примеси к россыпному золоту. Самостоятельные богатейшие платиноносные россыпи, пользующиеся мировой известностью, были открыты позднее. Они распространены на Среднем и Северном Урале и все пространственно приурочены к выходам массивов ультраосновных пород (дунитов и пироксенитов). Многочисленные небольшие коренные месторождения были установлены в Нижне Тагильском дунитовом массиве. Скопления самородной платины (поликсена) приурочены главным образом к хромитовым рудным телам, состоящим преимущественно из хромшпинелидов с примесью силикатов (оливина и серпентина). Из гетерогенного ультраосновного массива Кондер в Хабаровском крае поступают кубического габитуса кристаллы платины около 1–2 см в ребре. Большое количество палладистой платины добывается из ликвационных сульфидных медноникелевых руд месторождений Норильской группы (Север Центральной Сибири). Платина может также извлекаться из связанных с основными породами позднемагматических титаномагнетитовых руд таких месторождений, как, например, Гусевогорское и Качканарское (Ср. Урал).

Крупное значение в платинодобывающей промышленности имеет аналог Норильска — известное месторождение Садбери в Канаде, из медноникелевых руд которого платиновые металлы добываются попутно с никелем, медью и кобальтом.

Практическое применение

В первый период добычи самородная платина не находила надлежащего применения и даже считалась вредной примесью к россыпному золоту, с которым она улавливалась попутно. Вначале ее просто выбрасывали в отвал при промывке золота или применяли вместо дроби при стрельбе. Затем производились попытки фальсификации ее путем золочения и сдачи в таком виде скупщикам. В числе самых первых изделий из уральской самородной платины, хранившихся в Санкт-Петербургском горном музее, были цепи, кольца, обручи для бочек и пр. Замечательные свойства металлов платиновой группы были открыты несколько позднее.

Главнейшими ценными свойствами платиновых металлов являются трудноплавкость, электропроводность и химическая стойкость. Эти свой ства обусловливают использование металлов этой группы в химической промышленности (для изготовления лабораторной посуды, в производстве серной кислоты и пр.), электротехнике и других отраслях промышленности. Значительные количества платины расходуются в ювелирном и зубоврачебном деле. Важнейшую роль платина играет в качестве материала поверхности катализаторов в переработке нефти. Добываемая «сырая» платина поступает на аффинажные заводы, где производятся сложные химические процессы разделения ее на составляющие чистые металлы.

Добыча

Платина — один из самых дорогих металлов, цена ее в 3—4 раза выше, чем золота, и примерно в 100 раз выше, чем серебра

Добыча платины составляет около 36 тонн в год. Наибольшее количество платины в добывается в России, Южно-Африканской республике, Каиаде, США и Колумбии.

В России платина была впервые найдена на Урале в Верх-Исетском округе в 1819 году. При промывке золотоносных пород в золоте заметили белые блестящие зерна, которые не растворялись даже в сильных кислотах. Бергпробирер лаборатории Петербургского горного корпуса В. В. Любарский в 1823 году исследовал эти зерна и установил, что «загадочный сибирский металл принадлежит к особому роду сырой платины, содержащей знатное количество иридия и осмия». В этом же году последовало высочайшее повеление всем горным начальникам искать платину, отделять ее от золота и представлять в Петербург. В 1824—1825 годах в Горно- Благодатском и Нижне-Тагильском округах были открыты чисто платиновые россыпи. И следующие годы платину на Урале нашли еще в нескольких местах. Уральские месторождения были исключительно богаты и сразу же вывели Россию на первое место в мире по добыче тяжелого белого металла. В 1828 году Россия добывала неслыханное по тому времени количество платины — 1550 кг в год, примерно в полтора раза больше, чем было добыто в Южной Америке за все годы с 1741 по 1825.
 

Платина. Истории и легенды

Человечество знакомо с платиной больше двух веков. Впервые на него обратили внимание члены экспедиции Фрацузской академии наук, посланные  королем в Перу. Дон Антонио де Уллоа, испанский математик, находясь в этой экспедиции первым его упомянул в записках о путешествии изданных в Мадриде в 1748 году : "Сей металл с начала света до сих времен совершенно оставался неизвестным, что без сомнения весьма удивительно".

Под названиями "Белое золото", "гнилое золото" платина фигурирует в литературе XVIII века. Этот металл известен давно, его белые тяжелые зерна иногда находили при добыче золота. Предполагали, что это не особенный металл, а смесь из двух известных металлов. Но их никак не могли обработать, и оттого долгое время платина не находила применения. Вплоть до XVIII века этот ценнейший металл вместе с пустой породой выбрасывали в отвалы. На Урале и в Сибири зерна самородной платины использовали как дробь при стрельбе. А в Европе первыми воспользовались платиной нечистые на руку ювелиры и фальшивомонетчики.

Во второй половине XVIII века платина ценилась в два раза ниже, чем серебро. С золотом и серебром она хорошо сплавляется. Пользуясь этим, платину стали подмешивать к золоту и серебру, сначала в украшениях, а затем и в монетах. Дознавшись об этом, испанское правительство объявило войну платиновой "порче". Был издан кополевский указ, которым предписывалось уничтожать всю платину, добываемую попутно с золотом. В соотьетствии с этим указом чиновники монетных дворов в Санта-Фе и Папаяне (испанские колонии в Южной Америке) торжественно, при многочисленных свидетелях периодически топили накопившуюся платину в реках Боготе и Кауке. Только в 1778 году этот закон был отменен, и испанское правительство стало само подмешивать платину к золоту монет.
 
Полагают, что первым чистую платину получил англичанин Р. Уотсон в 1750 году. В 1752 году после исследований Г. Т. Шеффера она была признана новым металлом

В 70-х годах XVIII века были изготовлены первые технические изделия из платины (пластины, проволока, тигли).

Физические методы исследования

Главные линии на рентгенограмме: 2,27(9) — 1,956(8) — 1,384(8) - 1,180(10) - 0,898(7) - 0,875(7).

Старинные методы

Под паяльной трубкой не плавится. 

Галлерея