Platina is een edelmetaal dat bekend staat om zijn zeldzaamheid, schoonheid en diverse industriële toepassingen. Het is een chemisch element met het symbool Pt en atoomnummer 78 in het periodiek systeem.

Inleiding: Platina wordt doorgaans in de natuur aangetroffen als een zeldzaam mineraal, maar wordt vaker verkregen als bijproduct van andere metaalwinning, vooral uit ertsen die nikkel en koper. Het is een compact, kneedbaar en zeer corrosiebestendig metaal, waardoor het waardevol is voor verschillende doeleinden, waaronder sieraden, katalysatoren in auto's en industriële toepassingen. De naam ‘platina’ is afgeleid van de Spaanse term ‘platina’, wat ‘klein’ betekent zilver”, omdat vroege Spaanse ontdekkingsreizigers naast zilver vaak platina tegenkwamen deposito's en vond het aanvankelijk hinderlijk.

Definitie als mineraal: In geologische context wordt het als een mineraal beschouwd als het van nature in de aardkorst voorkomt. Het vormt meestal kleine, nuggetachtige korrels of onregelmatige korrels binnen bepaalde soorten rotsen en ertsafzettingen. Platina mineralen worden vaak geassocieerd met nikkel- en koperertsen, en de primaire minerale bron hiervoor is vaak het mineraal sperryliet (PtAs2). Sperryliet is een platinaarsenide-mineraal dat een van de weinige van nature voorkomende mineralen is mineralen met platina als hoofdbestanddeel.

Platina kan ook voorkomen als legering met andere elementen in de natuur. Natief platina, dat voornamelijk uit platina (Pt) en kleine onzuiverheden bestaat, komt bijvoorbeeld zelden voor. Het wordt meestal aangetroffen in alluviale afzettingen, vaak geassocieerd met andere zware mineralen zoals goud en palladium.

Het is belangrijk op te merken dat het overgrote deel van de platinaproductie in de wereld afkomstig is uit primaire bronnen (ertsen die rijk zijn aan elementen uit de platinagroep), en niet uit natuurlijk platina. Het winnen van platina uit de ertsen en het verwerken ervan is een complex en energie-intensief industrieel proces. Het wordt zeer gewaardeerd vanwege zijn glans, duurzaamheid en weerstand tegen aanslag, waardoor het een waardevol materiaal is in verschillende industrieën en voor decoratieve doeleinden.

Mobiele gegevens: Ruimtegroep: Fm3m. a = 3.9231 Z = 4

Naam: Van het Spaanse platina, verkleinwoord van plata, zilver.

Vereniging: Pt-Fe-legeringen, chalcopyriet, chromiet, magnetiet

Eigenschappen van platina

Platinakristallen uit Rusland

Platina is een edelmetaal dat bekend staat om zijn zeldzaamheid, schoonheid en diverse industriële toepassingen. Het is een chemisch element met het symbool Pt en atoomnummer 78 in het periodiek systeem. Hier is een introductie en definitie van platina als mineraal:

Inleiding: Platina wordt doorgaans in de natuur aangetroffen als een zeldzaam mineraal, maar wordt vaker verkregen als bijproduct van andere metaalwinning, vooral uit ertsen die nikkel en koper bevatten. Het is een compact, kneedbaar en zeer corrosiebestendig metaal, waardoor het waardevol is voor verschillende doeleinden, waaronder sieraden, katalysatoren in auto's en industriële toepassingen. De naam ‘platina’ is afgeleid van de Spaanse term ‘platina’, wat ‘klein zilver’ betekent, omdat vroege Spaanse ontdekkingsreizigers platina vaak tegenkwamen naast zilverafzettingen en het aanvankelijk als hinderlijk beschouwden.

Definitie als mineraal: In geologische context wordt platina als een mineraal beschouwd als het van nature in de aardkorst voorkomt. Het vormt zich meestal als kleine, goudklompjeachtige korrels of onregelmatige korrels in bepaalde soorten rotsen en ertsafzettingen. Platinamineralen worden vaak geassocieerd met nikkel- en koperertsen, en de primaire minerale bron voor platina is vaak het mineraal sperryliet (PtAs2). Sperryliet is een platinaarsenide-mineraal dat een van de weinige natuurlijk voorkomende mineralen is die platina als hoofdbestanddeel bevatten.

Platina kan ook voorkomen als legering met andere elementen in de natuur. Natief platina, dat hoofdzakelijk uit platina (Pt) en kleine onzuiverheden bestaat, komt bijvoorbeeld zelden voor. Het wordt meestal aangetroffen in alluviale afzettingen, vaak geassocieerd met andere zware mineralen zoals goud en palladium.

Het is belangrijk op te merken dat het overgrote deel van de platinaproductie in de wereld afkomstig is uit primaire bronnen (ertsen die rijk zijn aan elementen uit de platinagroep), en niet uit natuurlijk platina. Het winnen van platina uit de ertsen en het verwerken ervan is een complex en energie-intensief industrieel proces. Platina wordt zeer gewaardeerd vanwege zijn glans, duurzaamheid en weerstand tegen aanslag, waardoor het een waardevol materiaal is in verschillende industrieën en voor decoratieve doeleinden.

Fysische, chemische en optische eigenschappen van platina

Platina is een uniek en waardevol metaal met een scala aan fysische, chemische en optische eigenschappen die het geschikt maken voor diverse industriële, wetenschappelijke en decoratieve toepassingen. Hier zijn enkele van de belangrijkste eigenschappen van platina:

Fysieke eigenschappen:

  1. Dichtheid: Platina is een metaal met een zeer hoge dichtheid, met een dichtheid van ongeveer 21.45 gram per kubieke centimeter (g/cm³). Deze hoge dichtheid maakt het zwaar en geeft het een substantieel gevoel.
  2. Melting Point: Platina heeft een zeer hoog smeltpunt van ongeveer 1,768 graden Celsius (3,214 graden Fahrenheit). Dit hoge smeltpunt maakt het geschikt voor toepassingen bij hoge temperaturen.
  3. Kookpunt: Het kookpunt van platina ligt zelfs nog hoger, rond de 3,827 graden Celsius (6,920 graden Fahrenheit), waardoor het bestand is tegen verdamping bij hoge temperaturen.
  4. Kneedbaarheid en ductiliteit: Platina is een zeer kneedbaar en taai metaal, wat betekent dat het gemakkelijk kan worden gevormd, gerold en in verschillende vormen kan worden getrokken, waardoor het ideaal is voor sieraden en industriële processen.
  5. Hardheid: Platina is een relatief zacht metaal vergeleken met sommige andere edelmetalen, maar het is nog steeds harder dan de meeste basismetalen. De hardheid kan worden verbeterd door te legeren met andere elementen.
  6. Kleur: Platina heeft een kenmerkende zilverwitte kleur, wat bijdraagt ​​aan de wenselijkheid ervan voor sieraden en andere decoratieve doeleinden.

Chemische eigenschappen:

  1. Chemische traagheid: Een van de meest opvallende chemische eigenschappen van platina is de weerstand tegen corrosie en chemische reacties. Het is zeer inert en reageert niet gemakkelijk met zuurstof, water of de meest voorkomende zuren, waardoor het een uitstekende keuze is voor gebruik in corrosieve omgevingen.
  2. Katalytische eigenschappen: Platina is een zeer effectieve katalysator voor verschillende chemische reacties. Het oppervlak kan reacties vergemakkelijken die belangrijk zijn in industrieën zoals de automobielsector (in katalysatoren) en de chemische productie.
  3. Legering: Platina kan gemakkelijk worden gelegeerd met andere metalen, zoals iridium, palladium en rhodium, om de eigenschappen ervan te verbeteren en legeringen met specifieke kenmerken te creëren.

Optische eigenschappen:

  1. Glans: Platina heeft een briljante metaalglans, wat bijdraagt ​​aan de visuele aantrekkingskracht, waardoor het een gewild metaal is voor sieraden en andere decoratieve doeleinden.
  2. Reflectievermogen: Platina is sterk reflecterend, zowel in het zichtbare als in het infrarode spectrum. Deze eigenschap is essentieel in toepassingen zoals laboratoriumapparatuur en spiegels.
  3. Transparantie: Platina is niet transparant, omdat het een dicht metaal is dat geen licht doorlaat. Het wordt voor sommige optische toepassingen vaak gebruikt in de vorm van dunne folies.

Deze eigenschappen maken platina tot een veelzijdig en waardevol materiaal voor diverse toepassingen, variërend van sieraden en decoratieve artikelen tot industriële katalysatoren, laboratoriumapparatuur en hogetemperatuurtechniek. De uitzonderlijke weerstand tegen corrosie en aanslag, gecombineerd met zijn unieke katalytische eigenschappen, maken het tot een onmisbaar element op veel technologische en wetenschappelijke gebieden.

Vorming en voorkomen van platina

Platina is een relatief zeldzaam en kostbaar metaal dat wordt gevormd door natuurlijke geologische processen. Het wordt in verschillende geologische omgevingen aangetroffen als onderdeel van specifieke ertsafzettingen. De vorming en het voorkomen van platina worden beïnvloed door de associatie met andere elementen, voornamelijk nikkel en koper. Hier is een overzicht van hoe platina wordt gevormd en waar het doorgaans wordt aangetroffen:

Vorming van platina:

  1. Magmatische processen: De belangrijkste bron ervan zijn magmatische ertsafzettingen, die hun oorsprong vinden in de afkoeling en stolling van gesmolten gesteente (magma) diep in de aardmantel en -korst. Deze deposito's zijn geassocieerd met stollingsgesteenten en staan ​​bekend als “platinagroepelement (PGE) afzettingen.” PGE's, waaronder platina, palladium en rhodium, worden vaak samen in deze afzettingen aangetroffen.
  2. Kristallisatie: Tijdens het afkoelen van magma kristalliseren mineralen die rijk zijn aan platina en andere PGE's uit het gesmolten materiaal. Deze mineralen kunnen sulfiden omvatten zoals sperryliet (PtAs2), cooperiet (PtS) en braggiet (Pt, Pd, Ni)S. Platina wordt vaak gevonden in combinatie met deze mineralen.

Voorkomen van platina:

  1. Gelaagde inbraken: Een van de belangrijkste geologische omgevingen voor platina-afzettingen is gelaagde indringing, dit zijn grote, gelaagde stollingsgesteenteformaties die zich vaak diep in de aardkorst uitstrekken. Deze indringers worden doorgaans geassocieerd met ultramafische en mafische gesteentesoorten en worden gekenmerkt door de aanwezigheid van platinarijke sulfidemineralen.
  2. Ofiolietcomplexen: Platina-afzettingen zijn ook te vinden in ofiolietcomplexen, dit zijn fragmenten van oceanische korst en bovenste mantelrotsen die op continentale landmassa's zijn gedrukt. Deze complexen kunnen platinahoudende ertsafzettingen bevatten, vooral in combinatie met chromietertsen.
  3. Alluviale afzettingen: In sommige gevallen wordt platina geërodeerd uit primaire bronnen, zoals gelaagde indringers, en getransporteerd door rivieren en beken. Na verloop van tijd kan het zich ophopen in alluviale afzettingen, vaak naast andere zware mineralen zoals goud. Dit is waar af en toe natuurlijk platina, dat bijna puur platinametaal is, wordt gevonden.
  4. Residuen uit industriële processen: Platina is soms een bijproduct van verschillende industriële processen, vooral die waarbij nikkel- en kopererts worden geraffineerd. In dergelijke gevallen wordt platina gewonnen uit de residuen van deze processen.

Het is belangrijk op te merken dat het relatief zeldzaam is in de aardkorst, en dat de mijnbouw en winning ervan economisch uitdagend kan zijn vanwege de lage natuurlijke overvloed. De grootste producenten van platina zijn doorgaans Zuid-Afrika, Rusland en Zimbabwe, waar aanzienlijke afzettingen van platinagroepelementen worden gevonden.

De exploratie en winning van platina wordt uitgevoerd met behulp van een combinatie van geologisch onderzoek, boor- en mijnbouwtechnieken om het metaal te lokaliseren en uit de primaire bronnen te halen, waardoor het een essentiële hulpbron wordt voor diverse industriële toepassingen, waaronder katalysatoren in auto's en de productie van hoogwaardige sieraden.

Toepassings- en gebruiksgebieden

Platina heeft een breed scala aan toepassingen en wordt in verschillende industrieën gebruikt vanwege de unieke combinatie van fysische en chemische eigenschappen. Enkele van de belangrijkste toepassingsgebieden en toepassingen zijn onder meer:

  1. Automobielindustrie:
    • Katalysatoren: Het is een belangrijk onderdeel van katalysatoren, die worden gebruikt om de schadelijke uitstoot van voertuigen te verminderen door verontreinigende stoffen zoals koolmonoxide (CO), koolwaterstoffen (HC) en stikstofoxiden (NOx) om te zetten in minder schadelijke stoffen. Palladium en rhodium, ook onderdeel van de metalen uit de platinagroep (PGM's), worden naast platina in katalysatoren gebruikt.
  2. Sieraden en ornamenten:
    • Kostbare sieraden: Platina wordt in de sieradenindustrie zeer gewaardeerd vanwege zijn glanzende uiterlijk, duurzaamheid en zeldzaamheid. Het wordt vaak gebruikt voor het maken van verlovingsringen, trouwringen, kettingen en andere fijne sieraden.
  3. Elektronica:
    • Elektroden: De uitstekende elektrische geleidbaarheid, weerstand tegen corrosie en stabiliteit van platina maken het tot een waardevol materiaal voor verschillende elektronische componenten, waaronder elektroden die worden gebruikt in apparaten zoals sensoren, pacemakers en uiterst nauwkeurige meetinstrumenten.
  4. Medische en tandheelkundige toepassingen:
    • Implantaten: Platina wordt gebruikt in medische implantaten zoals pacemakers en stents vanwege de biocompatibiliteit en weerstand tegen corrosie in het menselijk lichaam.
    • Tandrestauraties: Platina kan worden aangetroffen in tandheelkundige legeringen die worden gebruikt voor restauraties zoals kronen, bruggen en beugels.
  5. Industriële processen:
    • Chemische industrie: Platina dient als katalysator bij tal van chemische reacties, waaronder de productie van chemicaliën, farmaceutische producten en petrochemicaliën.
    • Olieraffinage: Platina wordt gebruikt in de petroleum industrie om verschillende raffinageprocessen te katalyseren, zoals het verwijderen van onzuiverheden uit aardolie en de productie van benzine met een hoog octaangehalte.
  6. Glasproductie:
    • Glasvezelproductie: Het wordt gebruikt bij de productie van hoogwaardige glasvezels die worden gebruikt in glasvezel en telecommunicatie.
  7. Lucht- en ruimtevaartverkenning:
    • Raketmotoren: Het hoge smeltpunt en de weerstand tegen hoge temperaturen van platina maken het geschikt voor gebruik in raketmotoren en ruimtevaartcomponenten.
  8. Hernieuwbare energie:
    • Brandstofcellen: Het wordt gebruikt als katalysator in waterstofbrandstofcellen, die kunnen worden gebruikt voor schone en efficiënte energieopwekking.
    • Zonnepanelen: Het wordt gebruikt bij de productie van zonnecellen, waar het de efficiëntie en levensduur van de cellen helpt verbeteren.
  9. Laboratorium- en wetenschappelijke apparatuur:
    • Kroezen: Platinakroezen worden gebruikt voor toepassingen bij hoge temperaturen en hoge zuiverheid in laboratoria.
    • Thermokoppels: Het wordt gebruikt in thermokoppels voor nauwkeurige temperatuurmeting.
  10. Valuta en edelmetaal:
    • Sommige landen, zoals het eiland Man en het Verenigd Koninkrijk, hebben platina munten als betaalmiddel gebruikt.
    • Platina staven en munten worden ook verhandeld als een vorm van beleggen.

Het is belangrijk op te merken dat platina een relatief duur en zeldzaam metaal is, dat de toepassing ervan in verschillende industrieën kan beïnvloeden. Bovendien spelen de hoge kosten van winning en raffinage een rol bij het bepalen van de beschikbaarheid en het gebruik van platina in verschillende sectoren. De unieke eigenschappen, vooral het katalytische vermogen en de weerstand tegen corrosie, maken het van onschatbare waarde in toepassingen waar andere materialen tekortschieten.

Mijnbouwbronnen en distributie

Mogolokwena-platinamijn, Zuid-Afrika

Platina wordt voornamelijk gewonnen uit specifieke geologische bronnen en is niet gelijkmatig over de wereld verdeeld. Het merendeel van de platinaproductie komt uit enkele belangrijke regio's met aanzienlijke platinavoorraden. Hier zijn enkele van de belangrijkste mijnbouwbronnen en de distributie van platina:

1. Zuid-Afrika:

  • Zuid-Afrika is 's werelds grootste producent van platina en neemt een aanzienlijk deel van het mondiale aanbod voor zijn rekening. Het Bushveld-complex in Zuid-Afrika is een enorme geologische formatie die talrijke afzettingen van platinagroepelementen (PGE) bevat, waaronder platina, palladium, rhodium en andere. De mijnen in deze regio, zoals de mijnen van Rustenburg en Mogalakwena, behoren tot de meest productieve ter wereld.

2. Rusland:

  • Rusland is wereldwijd de op een na grootste producent van platina. Het merendeel van de Russische platinaproductie komt uit de regio Norilsk-Talnakh in Siberië. De afzettingen hier maken ook deel uit van grote PGE-rijke inbraken.

3. Zimbabwe:

  • Zimbabwe is een andere belangrijke producent van platina. Mijnen zoals het Great Dyke-project hebben bijgedragen aan de groeiende rol van Zimbabwe in de mondiale platinaproductie.

4. Canada:

  • Canada staat bekend om zijn platinaproductie uit de Lac des Iles-mijn in Ontario. De Canadese platinamijnbouw extraheert voornamelijk nikkel samen met elementen uit de platinagroep.

5. Verenigde Staten:

  • Het Stillwater Complex in Montana, Verenigde Staten, is een opmerkelijke bron van platina en palladium. Het is een van de weinige locaties buiten Zuid-Afrika en Rusland met economisch levensvatbare platinamijnbouw.

6. Andere landen:

  • Verschillende andere landen produceren ook in mindere mate platina, waaronder onder meer Australië, Colombia en Botswana.

Het is belangrijk op te merken dat, hoewel het in verschillende delen van de wereld voorkomt, de grootste en meest productieve afzettingen geconcentreerd zijn in slechts een paar regio's. Bovendien wordt platina vaak geproduceerd als bijproduct van andere mijnbouwactiviteiten, vooral die gericht op nikkel en koper. De platinagroepelementen (PGE's), waaronder platina, palladium, rhodium, iridium, ruthenium en osmium, worden vaak samen in deze afzettingen aangetroffen.

De mijnbouw en winning van platina zijn kapitaalintensieve processen, en de hoge marktwaarde van het metaal weerspiegelt de uitdagingen en kosten die met de productie ervan gepaard gaan. Bovendien kan de beschikbaarheid van platina worden beïnvloed door factoren zoals politieke stabiliteit, economische omstandigheden en milieuregelgeving in de landen waar het wordt gewonnen. Deze factoren kunnen van invloed zijn op de wereldwijde distributie van platina en het aanbod ervan aan verschillende industrieën, waaronder de auto- en sieradensector.

Referenties

  • Bonewitz, R. (2012). Rotsen en mineralen. 2e druk. Londen: DK Publishing.
  • Handbookofmineralogy.org. (2019). Handboek van Mineralogie. [online] Beschikbaar op: http://www.handbookofmineralogy.org [Geraadpleegd op 4 maart 2019].
  • Mindat.org. (2019). Platina: minerale informatie, gegevens en locaties. [online] Beschikbaar op: https://www.mindat.org/ [Geraadpleegd. 2019].

GERELATEERDE ARTIKELENMeer van auteur