پلاتین: چه چیزی از این فلز درخشان ویژه است؟

پلاتین به دلیل کمیاب بودن، انعطاف پذیری و تطبیق پذیری آن ارزشمند است. کمیابی آن باعث می‌شود که این فلز نجیب اختصاصی و ارزشمند باشد، در حالی که مقاومت آن در برابر خوردگی و توانایی مقاومت در شرایط سخت آن را برای صنایع مختلف ایده آل می کند.

اگر عباراتی مانند “وضعیت پلاتینی” و “رسیدن به پلاتین” را باور کنیم، فلز گرانبهای پلاتین بهترین و با ارزش‌ترین فلز در همه‌ی زمین است. اما واقعاً پلاتین چقدر خاص است، به خصوص زمانی که با بهترین دوست و دشمنش، طلا، مقایسه می‌شود؟

بیایید نگاهی دقیق‌تر به این فلز درخشان و نحوه مقایسه آن با همتای طلایی آن بیندازیم.

پلاتین چیست؟

پلاتین که به عنوان یک عنصر شیمیایی با نماد Pt و عدد اتمی 78 طبقه بندی می شود یک فلز کمیاب و براق است.

هویت آن به عنوان یک ماده پلاتین خالص، به دلیل ترکیب منحصر به فرد اتم‌های پلاتین، توسط ویژگی‌های استثنایی مشخص می‌شود: چگالی قابل توجه، مقاومت برجسته در برابر زنگ‌زدگی و دارا بودن نقطه ذوب بسیار بالا. این ویژگی های ذاتی پلاتین را در استفاده در صنایع مختلف ضروری می کند.

پلاتین اگرچه نسبتا کمیاب است اما به طور طبیعی در کنار سایر فلزات پلاتینی، از جمله پالادیوم و رودیم کشف می شود. مناطق برجسته تولید پلاتین شامل آفریقای جنوبی، روسیه و کانادا می شود، اما این فلز همچنین می‌تواند در آمریکای شمالی و جنوبی نیز یافت شود.

بیشترین بخش از پلاتین خالص در آفریقای جنوبی استخراج می‌شود، به ویژه در منطقه کمپلکس بوشولد، که شامل یکی از بزرگترین ذخایر پلاتین دنیاست. این منطقه بخش قابل توجهی از تولید جهانی پلاتین را تشکیل می‌دهد.

پلاتین با ریشه های تاریخی به تمدن های پیش از کلمبیا در آمریکای جنوبی، نام خود را از اصطلاح اسپانیایی “platina” گرفته است که به معنای “نقره کوچک” است.

کشف پلاتین

ویلیام هاید ولاستون (William Hyde Wollaston) و اسمیتسون تنانت (Smithson Tennant)، هر دو شیمیدان برجسته اواخر قرن 18 و اوایل قرن 19، سهم قابل توجهی در زمینه شیمی مربوط به پلاتین و واکنش های آن با اسیدهای خاص داشتند.

ولاستون به دلیل ابداع روشی برای حل پلاتین در آکوا رجیا (aqua regia)، مخلوطی قوی از اسید نیتریک و هیدروکلریک معروف است. این دستاورد به این دلیل اهمیت داشت که پلاتین بسیار مقاوم در برابر واکنش‌های شیمیایی است، اما آکوا رجیا می‌تواند آن را حل کند. این پیشرفت تجزیه و تحلیل و فراوری بیشتر پلاتین را ممکن کرد که در نهایت منجر به توسعه پلاتین قابل تراش شد.

تنانت در همکاری با ولاستون، تحقیقات گسترده‌ای در مورد فلزات گروه پلاتینی، از جمله تعاملات آن‌ها با اسیدها انجام داد.

تلاش‌های ترکیبی آن‌ها شامل تجزیه و تحلیل سنگ‌ها و پسماندهای مختلف پلاتین بود که منجر به شناسایی چندین عنصر جدید در گروه پلاتین، مانند ایریدیوم و اسمیم شد. این اکتشافات از طریق واکنش این فلزات با اسیدها و تجزیه و تحلیل شیمیایی بعدی امکان پذیر شد.

پلاتین در مقابل طلا

به گفته جنی لوکر، رئیس انجمن بین المللی Platinum Guild USA (PGI)، یک سازمان بازاریابی برای صنعت جواهرات پلاتین، پلاتین یک عنصر شیمیایی طبیعی است که در واقع حدود 30 برابر کمیاب تر از طلا است.

او توضیح می دهد: “اگر همه پلاتینی که تاکنون استخراج شده است را ذوب کرده و در یک استخر با ابعاد المپیکی بریزند، پلاتین به سختی تا پاشنه‌های شما می‌رسد. اما طلا، سه استخر را پر می‌کند.” در واقع پلاتین کم‌ترین فلز گرانبها از بین همه فلزات گرانبهای محبوب است.

ویژگی های بصری

از نظر ظاهری، فلز پلاتین به رنگ سفید مایل به نقره ای و براق است. از آنجایی که ظاهر آن بسیار شبیه به طلای سفید است، این تمایز می تواند برای چشمان آموزش ندیده گیج کننده باشد.

به گفته جنی لوکر: «طلای سفید در واقع طلای زردی است که با فلزات دیگر مخلوط شده و سپس با رودیم روکش شده تا سفیدتر به نظر برسد. لایه سفیدی که به مرور زمان رنگ زرد را نمایان می‌کند.» از سوی دیگر پلاتین رنگ سفید طبیعی خود را حفظ خواهد کرد.

این بدان معنا نیست که به هیچ وجه پلاتین تغییر نمی‌کند. اگر به دقت به یک قطعه جواهرات پلاتینی نگاه کنید، یک روکش نرم و مات روی سطح آن که با گذر زمان تشکیل شده است مشاهده خواهید کرد. این تغییر در بافت به نام ‘patina’ شناخته می‌شود. بسیاری از علاقه‌مندان به پلاتین، در واقع این تغییر در ظاهر را می‌پسندند.

ماندگاری

متأسفانه همه این ویژگی ها به پلاتین به طور سنتی برچسب قیمتی سنگین تری نسبت به طلا داده است، اگرچه لوکر خاطرنشان می کند که تفاوت قیمت فعلی حداقل است.

همچنین پلاتین نسبت به طلا مقاوم‌تر است که یکی از دلایلی است که اغلب این فلز برای حلقه‌های ازدواج انتخاب می‌شود (درزهای طلایی احتمال شکستن بیشتری نسبت به همتایان پلاتینی دارند).

در حال حاضر، قیمت هر اونس پلاتین در واقع کمتر از طلا است. با این حال، از آنجایی که جواهرات پلاتینی خالص‌تر هستند (معمولاً ۹۵ درصد پلاتین در مقابل ۵۸.۵ درصد طلا در جواهرات طلایی ۱۴ عیار) و چگال‌تر از طلا، هنوز هزینه کمی بیشتر از یک حلقه مشابه طلا خواهد داشت. (در ۲ اکتبر ۲۰۲۳، قیمت پلاتین برابر با ۸۹۴.۰۵ دلار برای هر اونس بود. قیمت طلا برابر با ۱۸۳۷ دلار برای هر اونس بود).

استخراج فلز گرانبها

پلاتین عمدتاً در آفریقای جنوبی استخراج می شود، اما از روسیه، زیمبابوه، ایالات متحده و کانادا نیز تامین می شود. استخراج پلاتین شامل چندین نوع متداول از روش‌های استخراج است که هر کدام برای شرایط زمین‌شناسی و انواع مختلف ذخایر مناسب هستند.

معدن زیرزمینی

چند نوع روش استخراج زیرزمینی وجود دارد. در معدن شافت، شافت های عمودی برای دسترسی به توده های معدنی عمیق حفاری می شوند. معدنچیان از آسانسور و بالابر برای انتقال کارگران و مواد به معدن زیرزمینی استفاده می کنند.

در معدن‌کاری با تونل یا سنگ‌زنی می‌توان به عنوان دست کاری افقی، تونل‌های افقی که به نام‌های «تونل‌های کاهش» یا «سنگ‌زنی» شناخته می‌شوند، از جانب یک تپه یا کوه به سمت بدنه معدن حفر می‌شوند، که امکان دسترسی به ذخایر زیرزمینی را بدون نیاز به شافت عمودی فراهم می‌کند.

و در نهایت روش معدن‌کاری اتاق و پایه، روشی است که در آن بدنه معدن به اتاق‌ها یا حجره‌هایی تقسیم می‌شود و ستون‌هایی از ماده معدنی برای حمایت از سقف باقی می‌ماند. این روش برای معادنی با شرایط سنگ پایدار مناسب است.

معدن روباز

برای این نوع از معدن‌کاری، چاله‌های بزرگ و عمیق برای دسترسی به بدنه‌های معدن نزدیک به سطح زمین حفر می‌شوند. این روش برای معادن کم‌عمق استفاده می‌شود و می‌تواند به دلیل حفاری مناطق وسیع اختلالات قابل توجهی در محیط زیست ایجاد کند.

استخراج معادن روباز در حالی که برای ذخایر کم عمق پلاتین موثر است، می تواند منجر به اختلالات زیست محیطی قابل توجهی به دلیل حفاری مناطق بزرگ شود و این امر باعث می‌شود که این روش کمتر در عملیات معدن‌کاری امروزی مورد توجه قرار گیرد.

معادن آبرفتی

معادن آبرفتی استخراج مواد معدنی با ارزش از ذخایر رسوبی است که معمولاً در بستر رودخانه ها، دشت های سیلابی یا مناطقی که آب مواد فرسایش یافته را منتقل کرده است یافت می شود.

این کار با فرسایش طبیعی آغاز می شود، جایی که نیروهای زمین شناسی مواد معدنی را از منابع خود خارج می کنند. آب این مواد را حمل می کند و زمانی که سرعت آن کاهش می یابد آنها را رسوب می دهد. معدنچیان به صورت دستی یا مکانیکی این رسوبات را استخراج می کنند و روی مواد معدنی ارزشمندی مانند طلا، الماس یا پلاتین متمرکز می شوند.

تکنیک‌هایی مانند شناورسازی و جداسازی گرانشی برای جدا کردن مواد معدنی ارزشمند از اجزای کم ارزش‌تر به کار برده می‌شوند. پس از تمرکز، فرآیندهای بیشتری شامل تصفیه یا ذوب انجام می‌گیرد تا محصول نهایی به دست آید.

این روش اغلب برای مواد معدنی که به راحتی قابل حمل و نقل هستند استفاده می شود و بر اساس مواد هدف و مقیاس استخراج متفاوت است.

هیپ لیچینگ

این فرآیند برای استخراج فلزات ارزشمند است و معمولاً از سنگ‌های کم‌کیفیت استفاده می‌شود. در این روش، سنگ‌ معدن خرد شده و در توده‌ها یا تپه‌ها به صورت لایه‌ها انباشته می‌شود. سپس یک محلول تخلیه، معمولاً شامل مواد شیمیایی مانند سیانید، بر روی توده سنگ معدن اعمال می‌شود. به مرور زمان، محلول در داخل توده نفوذ کرده و فلزات هدف را حل می‌کند.

سپس فلزات محلول جمع‌آوری شده و برای استخراج فلز مورد نظر پردازش می‌شوند، در حالی که مواد زائد باقی‌مانده معمولاً به روشی مسئولانه از نظر زیست‌محیطی دفع می‌شوند. استخراج هیپ لیچینگ یک تکنیک مقرون به صرفه برای انواع خاصی از بدنه های سنگ معدن است.

بازیابی درجا (ISR)

بازیابی در محل (ISR) که به نام لیچینگ درجا یا استخراج محلولی نیز شناخته می شود، یک روش معدنی است که برای استخراج مواد معدنی با ارزش از اجسام سنگ معدن بدون حذف فیزیکی سنگ معدن استفاده می شود. در عوض، یک محلول لیچینگ مستقیماً به داخل محل سنگ معدن زیرزمینی تزریق می‌شود.

این روش مواد معدنی هدف را حل می‌کند و محلول حاصل که حاوی مواد معدنی است به سطح پمپ می‌شود تا پردازش شود. ISR به دلیل کاهش اختلال در سطح زمین و تولید حداقل زباله، به عنوان روشی محیط زیستی مطلوب برای انواع خاصی از معادن در نظر گرفته می‌شود.

کاربردهای رایج پلاتین

اگرچه قدرت و زیبایی پلاتین آن را در میان جواهرات و مصرف کنندگان محبوب کرده است، این فلز نقره ای سفید رنگ کاربردهای متنوعی دارد که برخی از آنها بسیار شگفت آور است.

کاتالیزور

پلاتین به عنوان یک کاتالیزور برای ساخت مواد شیمیایی مانند سیلیکون، اسید نیتریک و بنزن استفاده می شود. در واقع، شش فلز گروه پلاتین (ایریدیم، پالادیوم، پلاتین، رودیم، روتنیم و اسمیم) همگی به دلیل مهارت‌های کاتالیزوری چشمگیر خود شناخته شده‌اند (به این معنی که این فلزات سرعت واکنش شیمیایی بین مواد را بدون تغییر خواص فیزیکی آنها افزایش می‌دهند.).

قطعات خودرو

در صنعت خودرو، پلاتین جزء کلیدی مبدل های کاتالیزوری است. در واقع، حدود نیمی از تقاضای پلاتین برای استفاده در مبدل های کاتالیزوری برای وسایل نقلیه حمل و نقل مانند اتوبوس، اتومبیل و کامیون است.

این دستگاه ها گازهای خروجی مضر مانند مونوکسید کربن (CO)، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و هیدروکربن های نسوخته را به مواد کمتر مضر مانند دی اکسید کربن (CO2)، نیتروژن و بخار آب تبدیل می کنند.

جواهر سازی

پلاتین و مفتول پلاتین به دلایل مختلفی از مواد ارزشمند در جواهرسازی هستند. درخشش طبیعی و سفید نقره ای آنها ظاهری جاودانه و زیبا را ایجاد می کند که مکمل سنگ های قیمتی و طرح های مختلف است. دوام استثنایی پلاتین تضمین می کند که جواهرات در طول زمان بدون نقص باقی می مانند و آن را به انتخابی عالی برای ارثیه تبدیل می کند.

مفتول پلاتین رشته های نازک و انعطاف پذیر و دارای قابلیت چکش خواری است که امکان ساخت مدل های پیچیده و ظریف را فراهم می کند. همچنین خاصیت ضد حساسیت پلاتین آن را برای افرادی که پوست حساسی دارند مناسب می کند.

سلامتی و درمان

در زمینه مراقبت های بهداشتی، ترکیبات پلاتین جزء برخی از داروهای شیمی درمانی هستند و در ضربان سازها و حتی پرکردن دندان نیز استفاده می شوند. پلاتین در صنعت الکترونیک کاربردهای مختلفی نیز دارد به عنوان مثال، هارد دیسک های کامپیوتری.

سیس‌پلاتین یک ترکیب حاوی پلاتین است که به عنوان یک داروی شیمی درمانی برای درمان انواع مختلف سرطان استفاده می‌شود. این دارو با مخلوط شدن با DNA در سلول‌های سرطانی کار می‌کند و باعث جلوگیری از تکثیر و رشد آنها می‌شود. دیگر داروهای شیمی درمانی مبتنی بر پلاتین شامل کربوپلاتین و اوکسالیپلاتین است.

کاربردهای نظامی

از منظر دفاعی، پلاتین به دلایلی مانند مقاومت و استحکام مورد ارزش قرار گرفته است، که از مقاومت ساده در برابر خراشیدگی بیشتر است. این فلز تحت دماهای بالا خوب عمل می‌کند، خواص الکتریکی پایداری دارد و بسیار مقاوم در برابر حملات شیمیایی است.

برای مثال، پوشاندن تیغه‌های موتور جت با محصولات مبتنی بر پلاتین باعث حفاظت از آن‌ها در مکان‌هایی می‌شود که دما به 2000 درجه سانتی‌گراد (3632 درجه فارنهایت) می‌رسد.

 حتی امروزه، پلاتین برای تلاش‌های اقتصادی و دفاعی آنقدر مهم است که به عنوان یکی از 35 ماده معدنی که برای امنیت ملی و اقتصاد ایالات متحده حیاتی تلقی می‌شود در فهرست قرار گرفته است.

با چنین رزومه‌ای، به نظر می‌رسد که شهرت و قیمت پلاتین واقعاً شایسته است.

با افتخار از شما دعوت می‌کنیم تا به سایت سرزمین دی تی اس بپیوندید و از زیبایی‌ها و لذت‌های دنیای جواهرات ما لذت ببرید.

مطالعه بیشتر