Metale din grupul platinei

Platinum Group Metals este denumirea colectivă a celor șase metale ruteniu , rodiu , paladiu , osmiu , iridiu și platină , care ocupă poziții adiacente în tabelul periodic al elementelor , în grupurile 8 , 9 și 10 . Metalele din grupul platinei sunt rare și costisitoare, au proprietăți fizice și chimice similare și tind să apară împreună în aceleași depozite minerale. ^{[1] [2]}

fundal

Civilizațiile precolumbiene din America știu de mult despre platină și despre mineralele naturale bogate în platină. ^[3] În Europa, prima referire la platină datează din 1557, în scrierile umanistului italian Giulio Cesare Scaligero (1484-1558), care descrie un metal misterios, găsit în minele din America Centrală între Darién ( Panama ) și Mexic , care „până acum nu a fost posibil să fuzioneze cu niciuna dintre artele spaniole”. ^[3]

Spaniolii au numit platina („puțin argint”) metalul când l-au întâlnit prima dată în Columbia și l-au considerat o impuritate nedorită prezentă în argintul pe care l-au extras. ^{[3] [4]}

Proprietate

Metalele din grupul platinei se caracterizează printr-o serie de proprietăți comune: inertitate chimică, luciu, punct de topire ridicat, rezistență la coroziune și oxidare la temperatură ridicată, coeficient scăzut de expansiune termică , stabilitate și durabilitate mecanică și termoelectrică, capacitate catalitică . Toate aceste proprietăți sunt exploatate în diverse aplicații industriale. ^[5] Densitatea, punctul de topire și punctul de fierbere cresc de la dreapta sus la stânga jos; numărul maxim și cel mai stabil de oxidare scade de la stânga jos la dreapta sus; caracterul nobil, pe de altă parte, crește de la stânga în sus în dreapta în jos.

Surse

Ruteniu

Ruteniu se găsește în mod obișnuit în minerale împreună cu alte metale din grupul de platină din Ural , America de Sud și America de Nord . Cantități mici, dar importante din punct de vedere economic, se găsesc alături de pentlandit extras în Sudbury , Ontario și în depozite de piroxenită din Africa de Sud . ^[6]

Rodiu

Exploatarea industrială a rodiului este complexă deoarece metalul se găsește amestecat cu alte metale precum paladiu, argint , platină și aur . Principalele surse se găsesc în nisipurile râurilor din Ural , America de Sud și America de Nord , precum și în zona minieră din bazinul Sudbury , unde se extrag sulfuri de cupru și nichel. Cantitatea de rodiu prezentă în Sudbury este mică, dar extracția este posibilă din punct de vedere economic prin cantitatea mare de minerale tratate pentru a obține nichel.

Paladiu

Paladiul poate fi găsit în starea sa nativă și în aliaje cu metale din grupul de aur și platină din zăcămintele fluviale din Ural , Australia , Etiopia , America de Sud și America de Nord . Comercial este produs din minereuri de cupru și nichel din Africa de Sud și Sudbury , Ontario . Cantitatea de paladiu prezentă în aceste zăcăminte este mică, dar extracția este posibilă din punct de vedere economic prin cantitatea mare de minerale tratate pentru a obține nichel. În 2006, au fost produse aproximativ 220 de tone de paladiu. ^[6]

Osmiu

Osmiul se obține în principal din aliaje de origine naturală osmiridium (Ir ~ 50%) și iridiosmio (Ir ~ 70%), ^[7] care se găsesc în nisipurile de-a lungul râurilor Munților Ural și în America de Sud și America de Nord . Urme de osmiu se găsesc și în minereuri de nichel din Sudbury , Ontario , împreună cu alte metale din grupul de platină. Cantitatea de metale de platină prezentă în aceste minerale este mică, dar extracția lor este posibilă din punct de vedere economic prin cantitatea mare de minerale tratate pentru a obține nichel. ^[6]

Iridiu

Iridiul poate fi găsit în starea sa nativă în depozite aluvionare împreună cu celelalte metale din grupul platinei. Aliaje de osmiridiu și iridiosmiu sunt, de asemenea, de origine naturală. Din punct de vedere comercial, este obținut ca un produs secundar al extracției de platină, în principal din Africa de Sud. ^[8]

Platină

Sursa principală a acestui metal este speralitul mineral (arsenidă de platină, PtAs ₂ ). În cooperita minerală (sulfură de platină, PtS) există un aliaj de platină-iridiu, numit platiniridiu. Platina nativă se găsește în depozite aluvionare și nisipuri fluviale din Columbia , Ontario , Munții Ural și unele state din vestul Statelor Unite , adesea însoțite de cantități mici de alte metale din grupul de platină. Platina este, de asemenea, obținută comercial ca subprodus al procesării minereului de nichel ; conținutul de platină este de doar două părți pe milion, dar această lipsă este compensată de faptul că sunt prelucrate cantități enorme de minereu de nichel. Cel mai mare producător de platină este Africa de Sud , cu vaste depozite de minerale de platină în banca Merensky și în complexul Bushveld . Al doilea producător ca mărime este Rusia . Platina și paladiul sunt, de asemenea, exploatate în scopuri comerciale în complexul igneu Stillwater din Montana (SUA). În 2006, au fost produse aproximativ 220 de tone de platină. ^{[6] [9]}

Producție

Separarea metalelor din grupul platinei începe în mod normal din amestecuri de metale obținute ca reziduuri din producția altor metale. Un material de pornire tipic este nămolul rezidual anodic din producția de aur sau nichel. Pentru a separa diferitele metale, sunt exploatate diferențele în reactivitatea chimică sau solubilitatea diferiților compuși ai metalelor care urmează să fie obținute. Sunt posibile diverse metode de tratament. O posibilă schemă este următoarea. ^[5]

Amestecul tuturor metalelor este tratat cu aqua regia , care dizolvă aurul, paladiul și platina, în timp ce ruteniul, osmiul, rodiul și iridiul rămân insolubile. Aurul este separat prin adăugare de clorură feroasă , apoi clorura de amoniu se adaugă precipitat hexacloroplatinat de amoniu , [NH _{4] 2} [PTCL _6]. Platina metalică se obține prin calcinarea hexacloroplatinatului de amoniu. Hexacloropaladatul de amoniu precipită din soluția rămasă prin oxidare.

Pentru a separa ruteniul, osmiul, rodiul și iridiul, se realizează o fuziune alcalină oxidantă urmată de levigarea cu apă. Osmiul și ruteniul formează tetroxizii volatili RuO ₄ și OsO ₄ , care sunt separați prin distilare fracționată. Rămân rodiu și iridiu care sunt separate pentru a forma clorocomplexe.

Notă

Bibliografie

• J. Emsley, Iridium , în Nature's Building Blocks: An AZ Guide to the Elements , Oxford, Anglia, Marea Britanie, Oxford University Press, 2003, pp. 201–204, ISBN 0-19-850340-7 .
• NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
• FR Hartley (eds), Chimia metalelor din grupul platinei: dezvoltări recente , Amsterdam, Elsevier, 1991, ISBN 978-0-444-88189-2 .
• CE Housecroft, AG Sharpe, Chimie anorganică , ediția a 3-a, Harlow, Anglia, Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6 .
• LB Hunt și FM Lever, Disponibilitatea metalelor de platină: un studiu al resurselor productive în raport cu utilizările industriale ( PDF ), în Platinum Metals Rev. , vol. 13, n. 4, 1969, pp. 126-138. Adus la 16 decembrie 2011 .
• ME Weeks, Discovery of the elements , Kessinger, 2003, ISBN 978-0-7661-3872-8 .
• I. Woods, The Elements: Platinum , New York, Benchmark Books, 2004, ISBN 978-0-7614-1550-3 .
• Z. Xiao și AR Laplante, Caracterizarea și recuperarea mineralelor din grupul de platină - o recenzie , în Minerals Engineering , vol. 17, n. 9-10, 2004, pp. 961–979, DOI : 10.1016 / j.mineng.2004.04.001 . Adus la 12 decembrie 2011 .

linkuri externe

• ( EN ) Platinum Group Metals , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei