Платина — очень редкий на Земле металл, считающийся драгоценным и податливым для обработки. Его название пришло из испанского языка, дословно переводится как мелкое серебро. В таблице Менделеева фигурирует под обозначением Pt. Элемент встречается в самородках, различных сплавах и соединениях.
Температура плавления платины, тяжелый вес, твердость и устойчивость в условиях агрессивной среды делают металл незаменимым в различных областях жизни.
Характеристики и свойства платины
Платина обладает очень высокой плотностью. Среди самых тяжелых металлов она занимает особое место и в весе уступает только не менее редким иридию и осмию.
В сравнении с золотом и серебром, имеет большую твердость. Именно это свойство позволяет платине быть устойчивой к механическим воздействиям.
Металл способен поглощать газы — водород и кислород. В некоторых состояниях эта способность усиливается. Особенно хорошо кислород абсорбируется платиновой чернью, которая получается в результате реакции солевых растворов на восстановители.
Характеристики:
- металл белого (иногда с оттенками серого) цвета, блестящий,
- кристаллическая решетка при 20 °C, нм а = 0,392,
- твердость равна МПа 390-420,
- удельное электросопротивление при 0 °C, мкОм•см 9,85,
- температура плавления, °С — 1773,5,
- температура кипения, °С — 4410,
- радиус атома, нм — 0,138,
- удельная теплоемкость, Дж/(моль/К) — 25,9,
- модуль упругости, ГПа — 173,
- теплопроводность при 25 °C, Вт/(м•К) — 74,1,
- плотность при 20 °C, кг/дм3 — 21,45.
Как происходит переработка платинового сырья
Металл очищается механически от инородных веществ. Затем наступает этап химической очистки, которая направлена на качественное улучшение и повышает свойства металла методом химической очистки от примесей.
На данном этапе очистки самородки нагреваются в крупных фарфоровых емкостях, куда добавляется царская водка. Этот процесс позволяет отделить неблагородные металлы, которые растворяются. Но выделяется также и неподдающийся растворению осадок с содержанием других элементов.
Осадки подвергаются фильтрации с последующей повторной обработкой царской водкой. Осмий и иридий, полученные в ходе этого процесса, в дальнейшем используются в промышленности, поэтому извлекаются из котлов.
В результате этих действий платина остается в двух комплексах:
- H2[PtCl6],
- (NO) 2[PtCl6].
Во второй комплекс вводится элемент под названием HCl. Именно он переводит (NO) 2[PtCl6] в первый комплекс. Так получается единый комплекс, в который входят палладий, осмий и иридий, относящиеся к благородным металлам. Их необходимо перевести в соединения (Ir3+, Pd2+), на которые не может влиять хлористый аммоний, чтобы элементы не выпали в осадок. Далее раствор изменяется прогревом с серной и щавелевой кислотами.
После ввода хлор-аммония платина попадает в осадок в виде гранул золотого цвета. Платина при этом остается в растворе. Извлеченный металл затем очищается нашатырем и просушивается.
Только после такого длительного процесса очистки платина готова к плавке.
При какой температуре плавится
Температурой плавления платины считается °С — 1773,5, однако существуют рекомендации плавки отдельных видов:
Сплавы | Температура плавления | Пластичность | Удельный вес | Прочность |
Pt850/ Ir | 18001820 °C | 15% | 21,5 | 160 HV |
Pt900/ Ir | 17801800 °C | 20% | 21,5 | 110 HV |
Pt950/ Ir | 17801790 °C | 30% | 21,45 | 80 HV |
Pt 900/ Co30/ Pd70 | 1730°C – 1740 °C | 22% | 20,4 | 120 HV |
Pt850/ Pd | 17301750 °C | 76 HV | ||
Pt900/ Pd | 17401755 °C | 22% | 19,8 | 72 HV |
Pt950/ Pd | 17551765 °C | 22% | 19,8 | 68 HV |
Pt950/ Co | 17801765 °C | 20% | 20,8 | 135 HV |
Pt960/ Cu | 17251745 °C | 29% | 20,0 | 108 HV |
Pt950/ Co/ Cu | 17501760 °C | 22% | 20,1 | 120 HV |
Pt950/ 15In/ 30Ga | 15501625 °C | 26% | 20,22 | 200 HV |
Pt950/ Ru | 17801795 °C | 34% | 20,7 |
Какие металлы используются в платиновых сплавах, как они меняют температуру плавления
К платине часто добавляют другие металлы:
- вольфрам,
- иридий,
- кобальт,
- медь,
- галлий,
- палладий,
- рутений.
Они способные повысить его физические свойства, а также химические особенности. Это позволяет применять сплавы в более широких областях промышленности и науки.
Легирующие компоненты добавляются в платину в температурном диапазоне 18501901в градусах Цельсия.
Способы плавления и температура процесса
Для плавки платины используются тигли с футеровкой из оксида циркония, оксида кальция или магнезита. Как раскислитель нужны силикокальций или алюминий.
Иногда плавка ведется в печах из оксида тория. Такая необходимость возникает, когда требуется получить изделия без примесей кальция или магнезита.
Заливку платины ведут с незначительным перегревом расплава и заливают в известковые формы.
От состава сплава зависит и температура процесса (см. таблицу).
Можно ли расплавить платину в домашних условиях
Интересно, есть ли возможность плавки платины в домашних условиях — сразу оговорюсь, что приступать к таким действиям следует в том случае, если вы разбираетесь в теме! Методы самостоятельного плавления кустарны и порой небезопасны.
Получить чистый продукт без примесей в таких условиях практически невозможно, все способы плавки не идеальны. Лучше обратиться за помощью к специалисту.
Необходимое оборудование и материалы
Некоторые любители плавят платину с помощью собранных своими руками газовых горелок с использованием кислородных баллонов, кто-то делает это сварочным аппаратом. Необходим также фарфоровый тигель (горшочек для нагрева).
Подготовка шихты
В целом процесс подготовки не отличается от промышленного, разумеется, в рамках ваших возможностей, которые в условиях дома крайне ограничены.
Процесс плавки
Сплав помещается в тигель и накаляется газовой горелкой, сварочным инвертором или другими самодельными приспособлениями до достижения необходимой температуры.
Получение отливок
Отлитый металл бывает разного вида в зависимости от созданной формочки. Тут играют роль ваши предпочтения. Главное — дать платине остыть и пользоваться инструментами предосторожности.
Как удалить примеси в домашних условиях
Как правило, в домашних условиях сделать это почти невозможно. Напротив, у любителей получается множество примесей в связи с отсутствием опыта и профессионального оборудования.
Необходимо иметь хорошие знания в химии, чтобы суметь отделить нужный металл с помощью растворов.
На этом на сегодня все. Подписывайтесь на обновления в соцсетях и до встречи!