Застосування платини - як використовується дорогоцінний метал платина, ювелірум

Напевно, першою асоціацією зі словом «платина» буде щось на зразок платинового обручки, або будь-якого дорогого ювелірного прикраси з діамантом. В крайньому випадку, платинова пам'ятна монета, або інвестиційний внесок. Однак, в реальному житті ситуація відрізняється. Так, платина є одним з тих дорогоцінних металів, чиє застосування в промисловості більш поширене, ніж використання для ювелірних цілей.

Платинові автомобільні каталізатори

Як видно з діаграми вище, основною областю застосування платини в даний час є автомобільні каталізатори. Завдяки своїм унікальним каталітичним властивостям, платина (а також паладій і родій) використовуються для очищення вихлопних газів автомобілів від шкідливих речовин.

Каталізатор є циліндр з круглим або еліптичних перетином, усередині якого розташовані металеві або керамічні стільники, покриті розчином хімічних речовин і металів платинової групи. Стільникова структура застосовується для збільшення площі контакту вихлопних газів з реакційної поверхнею. Каталізатор встановлений всередині контейнера з нержавіючої сталі - весь цей вузол називається автомобільним каталізатором, і встановлюється на автомобілі між двигуном і глушником.

Вихлопні гази автомобілів містять значну кількість шкідливих сполук, які можуть бути перетворені каталізатором у відносно безпечні. Основними забруднюючими речовинами вихлопних газів є:

- чадний газ (СО), який є отруйним газом

- оксиди азоту (NOx), які вносять вклад в освіту кислотних дощів, руйнують озон, утворюють зміг і викликають проблеми з диханням

- вуглеводні (HC), які утворюють зміг і мають неприємний запах

- частинки, що несуть в собі канцерогенні сполуки.

Автомобільні каталізатори перетворюють більше 90% шкідливих сполук вихлопів бензинових двигунів в безпечні вуглекислий газ (CO2), азот (N2) і водяна пара (H2O). Також, автокатализаторов перетворять більше 90% викидів дизельних двигунів у вигляді чадного газу, вуглеводнів і твердих частинок в вуглекислий газ і водяну пару.

Очевидно, що застосування платини і металів платинової групи як компонента автомобільних каталізаторів в найближчому майбутньому буде тільки зростати, оскільки норми викидів забруднюючих речовин продовжують посилюватися.

Ювелірні вироби з платини

Основною перевагою платини як ювелірного матеріалу є її міцність, а також стійкість блиску і кольору. Вона може багаторазово нагріватися і охолоджуватися, не втрачаючи своїх властивостей і не проявляючи ознак окислення. Навіть найтонші ділянки вироби з платини при цьому не змінюють свого розміру, що дозволяє дизайнерам надійно закріплювати діаманти або інші камені. Це дає ювелірам значну творчу свободу, часом недоступну з іншими матеріалами.

Мабуть, найкращим прикладом віртуозної техніки використання властивостей платини є вироби, де дорогоцінні камені утримуються на місці тільки силою напруги кільця.

Ювелірна історія платини не так велика

Сучасна традиція платинових ювелірних виробів бере свій початок від європейських придворних ювелірів 18 століття і розвивається в роботах видатних ювелірів епохи едвардіанства і ар-деко, таких як Cartier і Tiffany. Після Європи в 20-х роках 20 століття бум ювелірних виробів прийшов і в США. Але з початком Великої депресії, а потім і Другої Світової війни, коли платина стала контрольованим для військових потреб матеріалом, інтерес ювелірів до неї згас.

Попит на платину почав відроджуватися в Японії в 1960-х роках. Платина отримала особливий статус в Японії, поєднуючи високу чистоту, престиж і цінність з традиційною японською скромністю і цнотливістю, які позначаються в Японії білим кольором - кольором платини. Японія швидко стала основним світовим ринком платинових ювелірних прикрас.

Інвестиції в платину

Платина і паладій це матеріальні активи, які володіють особливим комплексом фізичних і хімічних властивостей - вони непідвладні впливу часу. Так само як золото і срібло, платина і паладій приймаються як універсальний засіб обміну завдяки міжнародній стандартизації їх форми і чистоти. Платину можна купувати як фізичний матеріал (злитки, монети), так і в знеособленому вигляді - спеціальні металеві рахунки в банках. Також набирають популярність різні біржові інструменти (ETF-фонди), прив'язані до котирувань платини на ринку.

Платина в хімічній і нафтопереробній промисловості

Метали платинової групи використовуються в хімічній промисловості як каталізатори для підвищення ефективності реакцій.

Платина широко використовується в якості каталізатора при виробництві азотної кислоти, яка є вихідним матеріалом для виробництва азотних добрив і інших речовин.

Також, платинові каталізатори використовуються при виробництві різних силіконів. Додавання платини до силіконової суміші каталізує «зшивання» структур силіконів, дозволяючи одержувати матеріал із заданими властивостями. Силікон є дуже міцним матеріалом з відмінною стійкістю до хімічної корозії, нагрівання і перепадів температур. Силікони також дуже гнучкі, водонепроникні і електроізоляційні матеріали. Спектр їх застосування надзвичайно широкий - від деталей двигунів літаків до медичних і косметичних матеріалів. Очевидно, що в майбутньому силікони будуть застосовуватися все ширше, і, відповідно, попит на платину в цій області промисловості буде зростати.

Платинові каталізатори використовуються на нафтопереробних заводах для виробництва бензину та нафтохімічної сировини, яке є основою для виробництва пластмас, синтетичного каучуку і поліефірних волокон. Нафта, що надходить на нафтопереробні заводи, являє собою суміш вуглеводнів, які відносяться до важкої і легкої фракції. Співвідношення фракцій залежить від регіону видобутку, але важких фракцій в цілому більше, тоді як для отримання бензину і якісної сировини для подальшої переробки використовується легка фракція. Тому одним з головних завдань заводів є перетворення важких фракцій в легені. Це досягається шляхом складного багатоступінчастого процесу перегонки нафти.

Платина бере участь в таких етапах перегонки як риформинг і ізомеризація, в результаті яких виходять високооктанові компоненти для бензину. Для риформінгу і ізомеризації використовуються каталізатори у вигляді кульок або гранул з оксиду алюмінію, покритих платиною. При цьому вага чистої платини становить не більше 0,6% від ваги каталізатора. На більшості сучасних заводів для підвищення продуктивності платину використовують спільно з оловом або ренієм. Платина є ключем до переробки нафти, без неї цей процес був би малоефективний.

На початку, переробка нафти була однією з головних областей промислового споживання платини. Але вдосконалення технологій і самих каталізаторів привели до того, що платини витрачається все менше, незважаючи на зростаюче число нафтопереробних потужностей. Обсяг споживання платини для цієї галузі промисловості не відчуває різких змін.

Інші галузі застосування платини

Платинове обладнання для виготовлення скла

Устаткування з платини використовується у виробництві різних типів скла, оскільки воно витримує температуру, яка використовується при виготовленні стекол (до 1700 ° С) і абразивну дію розплавленого скла. Платинове обладнання не реагує з розплавленим склом, що не окислюється і не деформується при високих температурах.

Платина в медицині

У певних хімічних формах, платина може пригнічувати поділ живих клітин. Ця властивість використовується в медичних препаратах, які допомагають лікувати рак - карбоплатин, цисплатин, оксаліплатин.

Інертність платини до будь-яких з'єднанням, її електропровідність і неалергенного дозволяють активно використовувати її в біомедицині як компонент електростимуляторів, катетерів та іншого медичного обладнання.

Платинові датчики і свічки запалювання

Платина входить до складу датчиків, що застосовуються в різних галузях. Найбільш широко відомий датчик кисню або «лямбда», що забезпечує правильні пропорції змішування повітря і палива в циліндрах двигунів автомобілів. Також платина використовується в автомобільних датчиках масової витрати повітря, системах управління кліматом і подушками безпеки.

Крім того, в автомобільних і авіаційних двигунах застосовуються свічки запалювання, електроди яких покриті платиною і іридію для збільшення терміну експлуатації свічки.

Паливні елементи - майбутнє платини

У перспективі, споживання платини може зрости при початку масового виробництва паливних елементів, де вона є частиною найважливішого компонента - мембрани. Паливні елементи є потенційною альтернативою двигунам внутрішнього згоряння, маючи більш високим ККД і повною відсутністю шкідливих викидів.

Платина в авіабудуванні

Платина застосовується для покриття лопаток турбін в газових (реактивних) двигунах, для підвищення їх довговічності в умовах агресивного газового середовища.

Платинова лабораторний посуд

Завдяки жароміцності і хімічної стійкості платини, в лабораторіях для особливо точних і вимогливих до чистоти вимірювань використовується платинова посуд.