Uma visão geral das propriedades e aplicações deste metal denso
A platina é um metal denso, estável e raro que é frequentemente usado em joalheria por sua atraente aparência prateada, bem como em aplicações médicas, eletrônicas e químicas, devido às suas diversas e únicas propriedades químicas e físicas.
Propriedades
- Símbolo atômico: pt
- Número atômico: 78
- Categoria do elemento: metal de transição
- Densidade: 21,45 g / cm 3
- Ponto de fusão: 3214,9 ° F (1768,3 ° C)
- Ponto de ebulição: 6917 ° F (3825 ° C)
- Dureza de Moh: 4-4,5
Características
O Platinum Metal possui várias propriedades úteis, o que explica sua aplicação em uma ampla gama de setores. É um dos elementos metálicos mais densos - quase duas vezes mais denso que o chumbo - e muito estável, conferindo ao metal excelentes propriedades resistentes à corrosão . Um bom condutor de eletricidade, a platina também é maleável e dúctil.
A platina é considerada um metal biologicamente compatível porque é não-tóxico e estável, por isso não reage nem afeta negativamente os tecidos do corpo. Pesquisas recentes também mostraram que a platina inibe o crescimento de certas células cancerígenas.
História
Uma liga de metais do grupo da platina (PGMs) , que inclui platina, foi usada para decorar o Casket of Thebes, uma tumba egípcia que remonta a cerca de 700 aC. Este é o primeiro uso conhecido de platina, embora os sul-americanos pré-colombianos também tenham feito ornamentos de ouro e ligas de platina.
Os conquistadores espanhóis foram os primeiros europeus a encontrar o metal, embora achassem que era um incômodo em sua busca pela prata por causa de sua aparência similar. Eles se referiam ao metal como Platina - uma versão de Plata , a palavra espanhola para prata - ou Platina del Pinto por causa de sua descoberta nas areias ao longo das margens do rio Pinto na atual Columbia.
Embora estudado por um número de químicos ingleses, franceses e espanhóis em meados do século XVIII, François Chabaneau foi o primeiro a produzir uma amostra pura de platina em 1783. Em 1801, o inglês William Wollaston descobriu um método para extrair o metal minério, que é muito semelhante ao processo usado hoje.
A aparência prateada de platina metálica rapidamente tornou-a uma commodity valorizada entre a realeza e os ricos que buscavam jóias feitas com o mais recente metal precioso.
A crescente demanda levou à descoberta de grandes depósitos nos Montes Urais em 1824 e no Canadá em 1888, mas a descoberta que mudaria fundamentalmente o futuro da platina só ocorreu em 1924, quando um agricultor na África do Sul tropeçou em uma pepita de platina em um leito de rio. Isso acabou levando à descoberta do geólogo Hans Merensky do complexo ígneo Bushveld, o maior depósito de platina da Terra.
Embora algumas aplicações industriais de platina (por exemplo, revestimentos de velas de ignição) estivessem em uso em meados do século XX, a maioria das aplicações eletrônicas, médicas e automotivas atuais só foi desenvolvida desde 1974, quando os regulamentos de qualidade do ar nos EUA iniciaram a era do autocatalisador.
Desde então, a platina também se tornou um instrumento de investimento e é negociada na New York Mercantile Exchange e no London Platinum and Palladium Market.
Produção
Embora a platina ocorra mais freqüentemente em depósitos de placer, os mineiros de platina e metal do grupo da platina (PGM) geralmente extraem o metal da sperrylite e da cooperita, dois minérios contendo platina.
A platina é sempre encontrada ao lado de outros PGMs. No complexo Bushveld da África do Sul e em um número limitado de outros corpos de minério, os PGMs ocorrem em quantidades suficientes para tornar econômico extrair exclusivamente esses metais; enquanto, na Norilsk, na Rússia, e em Sudbury, no Canadá, os depósitos de platina e de outros PGM são extraídos como subprodutos do níquel e do cobre .
A extração de platina do minério é intensiva em capital e mão-de-obra. Pode levar até 6 meses e 7 a 12 toneladas de minério para produzir uma onça troy (31.135g) de platina pura.
O primeiro passo neste processo é esmagar o minério contendo platina e mergulhá-lo em reagente contendo água; um processo conhecido como 'flotação de espuma'.
Durante a flutuação, o ar é bombeado através da pasta de água e minério. As partículas de platina se ligam quimicamente ao oxigênio e sobem à superfície em uma espuma que é retirada para um refino adicional.
Uma vez seco, o pó concentrado ainda contém menos de 1% de platina. É então aquecido a mais de 2732 ° F (1500 ° C) em fornos elétricos e o ar é soprado novamente, removendo impurezas de ferro e enxofre.
Técnicas eletrolíticas e químicas são empregadas para extrair níquel, cobre e cobalto , resultando em um concentrado de 15-20% de PGMs.
Aqua regia (uma mistura de ácido nítrico e ácido clorídrico) é usado para dissolver o metal de platina do concentrado mineral, criando cloro que se liga à platina para formar o ácido cloroplatínico.
Na etapa final, o cloreto de amônio é usado para converter o ácido cloroplatínico em hexacloroplatinato de amônio, que pode ser queimado para formar um metal puro de platina.
A boa notícia é que nem toda a platina é produzida a partir de fontes primárias neste processo longo e caro. Segundo estatísticas da United States Geological Survey (USGS), cerca de 30% das 8,53 milhões de onças de platina produzidas em todo o mundo em 2012 vieram de fontes recicladas.
Com seus recursos centrados no complexo Bushveld, a África do Sul é de longe o maior produtor de platina, suprindo mais de 75% da demanda mundial, enquanto a Rússia (25 toneladas) e o Zimbábue (7,8 toneladas) também são grandes produtores. A Anglo Platinum (Amplats), a Norilsk Nickel e a Impala Platinum (Implats) são os maiores produtores individuais de platina metálica.
Aplicações
Para um metal cuja produção global anual é de apenas 192 toneladas, a platina é encontrada e fundamental para a produção de muitos itens do dia-a-dia.
O maior uso, representando cerca de 40% da demanda, é a indústria de joias, onde é usada principalmente na liga que produz ouro branco. Estima-se que mais de 40% das alianças de casamento vendidas nos EUA contenham platina. Os EUA, a China, o Japão e a Índia são os maiores mercados de jóias de platina.
A resistência à corrosão e a estabilidade a alta temperatura da platina a tornam ideal como catalisador de reações químicas. Os catalisadores aceleram as reações químicas sem serem quimicamente alterados no processo.
A principal aplicação da Platinum neste setor, respondendo por cerca de 37% da demanda total do metal, está nos conversores catalíticos para automóveis. Os conversores catalíticos reduzem os produtos químicos nocivos das emissões de escapamento, iniciando reações que transformam mais de 90% dos hidrocarbonetos (monóxido de carbono e óxidos de nitrogênio) em outros compostos menos nocivos.
A platina também é usada para catalisar ácido nítrico e gasolina; aumentando os níveis de octano no combustível.
Na indústria eletrônica, os cadinhos de platina são usados para fazer cristais semicondutores para lasers, enquanto as ligas são usadas para fazer discos magnéticos para discos rígidos de computadores e contatos de comutação em controles automotivos.
A demanda da indústria médica está crescendo, uma vez que a platina pode ser usada tanto por suas propriedades condutoras em eletrodos de marcapassos, como por implantes aurais e retinais, e por suas propriedades anticancerígenas em drogas (por exemplo, carboplatina e cisplatina).
Abaixo está uma lista de alguns dos muitos outros aplicativos para platina:
- Com ródio, usado para fazer termopares de alta temperatura
- Para fazer vidro plano opticamente puro para TVs, LCDs e monitores
- Para fazer fios de vidro para fibra ótica
- Em ligas usadas para formar as pontas das velas de ignição automotiva e aeronáutica
- Como substituto do ouro nas conexões eletrônicas
- Em revestimentos para capacitores cerâmicos em dispositivos eletrônicos
- Em ligas de alta temperatura para bocais de combustível de jato e cones de míssil
- Em implantes dentários
- Para fazer flautas de alta qualidade
- Em detectores de fumaça e monóxido de carbono
- Para fabricar silicones
- Em revestimentos para navalhas
Fontes:
Wood, Ian. 2004. Platinum . Livros de referência (Nova York).
Associação Internacional de Metais do Grupo Platina (IPA).
Fonte: http://ipa-news.com/
USGS: Platinum Group Metals.
Fonte: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/