Наверное, первой ассоциацией со словом «платина» будет что-то вроде платинового обручального кольца, или любого дорогого ювелирного украшения с бриллиантом. В крайнем случае, платиновая памятная монета, или инвестиционный вклад. Однако, в реальной жизни ситуация отличается. Так, платина является одним из тех драгоценных металлов, чье применение в промышленности более распространено, чем использование для ювелирных целей.
По данным USGS за 2012 год
История
Первыми с металлом познакомились жители Древнего Египта: археологи откопали ювелирные изделия возрастом под три тысячи лет. Чуть позже платиновые артефакты начали изготавливать индейцы Южной Америки.
Самородок платины, месторождение Кондёр
Европа
Испанские конкистадоры, покорявшие Америку в XVI веке, тоже нашли платиновые жилы. Но приняли металл за серебро, да еще и «бракованное»: оно не желало плавиться. Новый металл продавали вдвое дешевле серебряных слитков.
И название придумали соответствующее – platina по-испански означает «малое серебро, серебришко» (от plata – серебро).
Все изменилось, когда испанским ювелирам удалось сплавить «серебришко» с золотом:
- Появились первые подделки золота. Обнаружить это долго не удавалось из-за плотности платины.
- Когда обман открылся, указом короля ввоз платины запретили, а всю «наличность» утопили в море.
- В 1751 году шведский ученый Теофиль Шеффер, исследовавший металл, выявил его драгоценность.
- С 1778 года новый металл начали использовать как самодостаточный ювелирный материал.
- В 1870 году правитель Франции Людовик XVI счел платину единственным королевским металлом.
Вторая мировая война «закрыла» платину для гражданского потребления: все забирали военные.
Россия
В России платиновая история началась с 1819 года, когда на Урале в россыпном золоте обнаружились фрагменты «нового сибирского металла».
В XIX веке 95% мирового объема добычи платины обеспечивала Россия.
Местное население использовало серебристо-стальные зерна вместо дроби на охоте. Первыми платиновыми изделиями отечественного производства стали кольцо и чайная ложка. Их мастера преподнесли императору Александру I.
Монета 3 рубля, 1834
Что делать с платиной, не знали. Чеканили монету (3, 6, 12 рублей), но ее стоимость превосходила номинал в разы. В результате деньги изъяли из обращения, монеты как сырье скупили англичане.
Сегодня почти все, что добывают на территории России, остается в стране.
Ювелирный мир
Мировой платиновый ажиотаж начался в конце второго тысячелетия:
- 1930-е годы – моду на металл ввела икона стиля Марлен Дитрих. Вскоре поветрие перекинулось на Америку.
- Платиновыми кольцами от Cartier обручились Эдвард VII и Уоллис Симпсон, затем Элвис Пресли и Присцилла Энн.
- Окончательно ее возвысил ювелирный бренд первого ряда Tiffani.
С 1960-х это любимый металл Японии – его белый цвет символизирует главные добродетели этого сообщества. Две трети мирового объема ювелирных изделий закупает Китай.
Интересные факты
- Самым крупным существующим в настоящий момент платиновым самородком является «Уральский гигант» весом 7 860,5 . Хранится в Алмазном фонде Московского Кремля.
- В Южной Америке в XVII веке платину считали «поддельным серебром» и однажды её запасы для предотвращения фальшивомонетничества утопили в океане.
- Первые в мире монеты из платины были выпущены в России (см. Платиновые монеты).
- В цикле рассказов Айзека Азимова «Я, робот» и других его произведениях позитронный мозг роботов сделан из губчатой платины (точнее — сплава платины и иридия).
Физико-химические характеристики
Это самый тяжелый, прочный из драгоценных металлов. Не окисляется, не темнеет, не ржавеет. Плохо взаимодействует с другими субстанциями, даже агрессивными. Тугоплавкий, но пластичный, тягучий.
Кристаллы платины
Растворить его способна только «царская водка», и то не сразу.
| Свойства атома | |
| Название, символ, номер | Платина / Platinum (Pt), 78 |
| Атомная масса (молярная масса) | 195,084 а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Xe] 4f14 5d9 6s1 |
| Радиус атома | 139 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 130 пм |
| Радиус иона | (+4e) 65 (+2e) 80 пм |
| Электроотрицательность | 2,28 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | Pt←Pt2+ 1,20 В |
| Степени окисления | 4, 2, 0 |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 868,1 (9,00) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 21,09-21,45 г/см³ |
| Температура плавления | 2041,4 K (1768,3 °C, 3214,9 °F) |
| Температура кипения | 4098 K (3825 °C, 6917 °F) |
| Уд. теплота плавления | 21,76 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | ~470 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 25,8 Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 9,10 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | кубическая гранецентрированная |
| Параметры решётки | 3,920 Å |
| Температура Дебая | 230,00 K |
| Прочие характеристики | |
| Теплопроводность | (300 K) 71,6 Вт/(м·К) |
| Тепловое расширение | (25 °C) 8,8 |
| Модуль Юнга | 168 ГПа |
| Модуль сдвига | 61 ГПа |
| Модуль объёмной упр. | 230 ГПа |
| Коэффициент Пуассона | 0,38 |
| Твёрдость Мооса | 3,5 |
| Твёрдость Виккерса | 549 МПа |
| Твёрдость Бринелля | 392 МПа |
| Номер CAS | 7440-06-4 |
Похожие физические и химические свойства, кубическую структуру имеют иридий, палладий, родий, рутений, осмий. Эти металлы объединены в группу платиноидов.
Нахождение в природе
Изотопы
Природная платина встречается в виде смеси из шести изотопов: 190Pt (0,014 %), 192Pt (0,782 %), 194Pt (32,967 %), 195Pt (33,832 %), 196Pt (25,242 %), 198Pt (7,163 %). Один из них слабо радиоактивен (190Pt, альфа-распад в 186Os, период полураспада 6,5⋅1011 лет). Предсказывается существование очень слабой радиоактивности ещё двух природных изотопов платины: альфа-распад 192Pt→188Os и двойной бета-распад 198Pt→198Hg, однако пока экспериментально эти распады не зарегистрированы; установлено лишь, что периоды полураспада превышают соответственно 4,7×1016 лет и 3,2×1014 лет.
Месторождения
Самородок платины, месторождение Кондёр
Платина является одним из самых редких металлов: её среднее содержание в земной коре (кларк) составляет 5⋅10−7 % по массе. Даже так называемая самородная платина является сплавом, содержащим от 75 до 92 процентов платины, до 20 процентов железа, а также иридий, палладий, родий, осмий, реже медь и никель.
Основная часть месторождений платины (более 90 %) заключена в недрах пяти стран. К этим странам относятся ЮАР (Бушвелдский комплекс), США, Россия, Зимбабве, Китай.
В России основными месторождениями металлов платиновой группы являются: Октябрьское, Талнахское и Норильск-1 сульфидно-медно-никелевые в Красноярском крае в районе Норильска (более 99 % разведанных и более 94 % оцененных российских запасов), Фёдорова Тундра (участок Большой Ихтегипахк) сульфидно-медно-никелевое в Мурманской области, а также россыпные Кондёр в Хабаровском крае, Левтыринываям в Камчатском крае, реки Лобва и Выйско-Исовское в Свердловской области. Крупнейшим платиновым самородком, найденным в России, является «Уральский гигант» массой 7860,5 г, обнаруженный в 1904 г. на Исовском прииске; в настоящее время хранится в Алмазном фонде.
Где и как добывается
По теории, процесс образования платины такой же, как у золота – из межзвездной пыли в результате космического взрыва.
Она очутилась в ядре планеты, затем землетрясениями поднималась к поверхности:
- Ее находят в магматических изверженных породах.
- Платиновые жилы обнаруживаются в руслах рек, рядом с другими полезными ископаемыми.
- Платина в природе, как правило, встречается вместе с платиноидами, железом, медью, никелем. Чаще это крупные самородки, кристаллы-кубики редки.
Сегодня мировой лидер по добыче и поставке сырья – Южная Африка. Россия входит в топ-пятерку.
Способы добычи платинового сырья аналогичны золоту – промывка и извлечение из других руд. Затем обработка методом аффинажа (очистки от примесей) – двукратное воздействие «царской водкой», прокаливание.
Растворение платины в горячей царской водке
Получение
Самородную платину добывают на приисках (см. подробнее в статье Благородные металлы), менее богаты рассыпные месторождения платины, которые разведываются, в основном, способом шлихового опробования.
Производство платины в виде порошка началось в 1805 году английским ученым У. Х. Волластоном из южноамериканской руды.
Сегодня платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO3. При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir3+ и Pd2+. Последующим добавлением хлорида аммония выделяют гексахлороплатинат (IV) аммония (NH4)2PtCl6. Высушенный осадок прокаливают при 800—1000 °C:
3(NH4)2[PtCl6] →T 2N2↑ + 2NH3↑ + 18HCl + 3Pt
Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH4)2PtCl6 и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении растворов солей платины химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.
Применение платины
Платиновое сырье распределяется по трем сферам применения (%):
- промышленность, технологии – 60;
- ювелирные изделия – 30;
- финансовая сфера – 10.
Платиновые фрагменты есть на самых высоких наградах СССР: орденах Ленина, «Победа», Суворова и Ушакова (оба I степени).
Платиновое изображение Ленина на ордене Ленина
Свойства платины сделали ее незаменимой в практических сферах.
Промышленный комплекс
Благородный металл помогает облегчить жизнь человека:
- От трети до половины объема металла забирает автопром. Благодаря платиновым катализаторам нейтрализуются почти все выбросы (выхлопные газы).
- Перегонка нефти, производство силиконового ассортимента, деталей электро-, авиатехники, специальных видов стекла.
- Стоматологический, медицинский инструментарий, средства для лечения кардиологических (платиново-иридиевые электроды), онкологических заболеваний.
- Искусственные удобрения для аграрного комплекса.
Из платины изготавливают эталоны мер. У Франции это метр и килограмм, у России – килограмм (платиново-иридиевый цилиндр высотой и диаметром по 39 мм; хранится в Санкт-Петербурге).
Ювелирные изделия
Платина дорога, но востребована ювелирами и их клиентами благодаря очевидным преимуществам:
- Все изделия изящны, с благородным сдержанным блеском.
- Бриллианты в такой оправе выглядят еще дороже, держатся надежнее.
- Белый цвет сочетается с драгоценными камнями всех оттенков.
- Платиновые украшения изнашиваются мало, поэтому пригодны для постоянного ношения.
- В отличие от золота, гипоаллергенна. То есть подходит всем.
Единственный «недостаток» платины – цена. Она в разы выше золота. Тем престижнее купить хотя бы колечко или серьги-гвоздики из королевского металла.
Финансовая сфера
Платина идет на изготовление банковских слитков, коллекционных монет, медалей.
Платиновая монета 1835 года номиналом 12 рублей
На бирже можно купить или продать также «виртуальную» платину.
Платиновые пробы
Платина прочна, но в ювелирном деле используют ее сплавы. Поэтому на металл распространяется система проб – метрическая и каратная.
В отличие от других металлов, платину не покрывают ничем, поэтому классификация ведется по видам проб.
Цифра пробы показывает, сколько чистого металла содержит сплав или изделие.
Например, 1 кг сплава 850-й пробы – это 850 г чистой платины и 150 г примесей.
Своя система проб у Словакии и Чехии (в таблице обозначена как СЧ).
Здесь присутствует 800-я проба (маркируется как 4).
Характеристика основных проб платины:
| Проба (метрическая/каратная/СЧ) | Примеси (лигатуры) | Сфера применения |
| 850/20/3 | Иридий, вольфрам, кобальт или медь. | Ювелирами востребована мало, чаще идет на столовые приборы, мелкую пластику. |
| 900/22/2 | Рутений, иридий | Ювелирные украшения |
| 950/23/1 | Палладий, рутений, иридий | Украшения, мелкая пластика, столовые приборы группы де-люкс. |
| 999/24/0 | Отсутствуют | Банковские слитки, в промышленности – инструментарий специального назначения |
Проба 999 имеет особенности. Содержание драгоценного металла в сплаве измеряется до сотых долей процента – от 99,95 до 99,99%.
Платиновый эталон – «пять девяток», 99.999% платины.
Как определить подлинность
Под видом платины предлагают серебро либо белое золото.
Можно определить подлинность изделия в домашних условиях:
- Изделие из платины тяжелее золотого, тем более серебряного сопоставимых параметров.
- Положить рядом изделие из серебра и образец. Даже высокопробное серебро выдает сероватость и «холодность». Платиновый состав отличает чистый теплый белый блеск.
Есть и другие отличия платины от белого золота:
- Платиновые кольца, серьги, даже колье и браслеты не бывают крупногабаритными, массивными – металл слишком дорог.
- При обычной температуре на нее не действуют перекись водорода, раствор йода, уксусная кислота. На поверхности они не оставят следов.
- Под пламенем свечи, зажигалки, бытовой газовой плиты она нагреется, но не изменится внешне. Золото может размягчиться.
- Можно подержать образец в руках: царский металл нагревается дольше золота, тем более серебра.
- Гарантированно отличить оригинал способен работник ломбарда или ювелир.
Платина выглядит почти как белое золото, поэтому многие уверены, что это одно и то же. Однако белое золото – это сплав металлов, а платина – самостоятельный элемент.
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.
Как хранить и ухаживать
Чтобы изделия из платины сохраняли изначальные премиальные кондиции, достаточно простого ухода:
- Украшения (особенно кольца и браслеты) снимают перед домашними работами (стирка, уборка, готовка).
- Их ограждают от влаги, бытовой химии, особенно агрессивной.
- Хранить нужно в отдельной, плотно закрываемой шкатулке.
Потускнение или загрязнение удаляют, погрузив изделие в теплый мыльный раствор на пару часов. Затем ополаскивают водой, просушивают мягкой салфеткой.
По возможности приобретают средство для чистки платиновых изделий.
Если украшение с бриллиантами или другими камнями, его отдают на профессиональную чистку.
Почему платина такая дорогая
Платина – металл премиального сегмента, маркер роскоши.
Это закономерно:
- Встречается на Земле в 30 раз реже золота.
- Для получения 100 г чистого платинового сырья требуется переработать 30 тонн руды. Золота – вчетверо меньше.
- Платиновыми месторождениями промышленных объемов располагают только Россия, ЮАР, США, КНР, Зимбабве.
- Мировые запасы оцениваются тоннами (а не тысячами тонн, как у золота).
Мировые биржевые цены на платину превосходят золото и так же колеблются в зависимости от мировой конъюнктуры. Например, на конец декабря 2021 года 1 грамм стоит 2,4 тыс. руб.
Способы добычи
Технологический процесс добычи состоит из трех этапов:
- Добыча руды.
- Обогащение.
- Получение драгметалла высокой чистоты.
Извлечение платины из земных недр — трудоемкое и дорогостоящее занятие. Для добычи 1 унции (31,1 гр.) благородного металла перерабатывается более 10 тонн руды.
Есть два способа, как его добывают:
- открытый;
- подземный.
Первый вариант подходит для россыпных месторождений, сформировавшихся в результате разрушения первичной породы. Он предполагает использование карьерной техники, драг, гидромеханических средств.
Коренные месторождения, погребенные россыпи разрабатывают подземным способом. Выкапываются шахты, в них вручную сверлят отверстия, закладывают взрывчатку. Куски породы, что откололась, шахтеры поднимают на поверхность для дальнейшей обработки. Сегодня этот вариант добычи металлов значительно механизирован, но без ручного труда не обходится.
