پلاتین چیست؟

پلاتین، یک عنصر شیمیایی فلزی نقره‌ای است. که عضوی از شش عنصر انتقالی در گروه هشتم جدول تناوبی است. این عنصر به عنوان فلزات گروه پلاتین شناخته می‌شود که شامل روتنیوم، رودیوم، پالادیوم، اسمیم، ایریدیوم و پلاتین می‌باشد.

این عنصر دارای نماد Pt، عدد اتمی ۷۸ و وزن اتمی ۱۹۵٫۰۹ است. نام این عنصر از کلمه اسپانیایی “platina” به معنای “نقره” گرفته شده است.

فراوانی این عنصر در پوسته زمین ۵ گرم بر کیلوگرم می‌باشد و یکی از کمیاب ترین عناصر است، به همین دلیل ارزشمند است.

این عنصر یک فلز سفید نقره‌ای جذاب با نقطه ذوب ۱۷۷۴ درجه سانتیگراد، نقطه جوش ۳۸۲۷ درجه سانتیگراد و چگالی ۲۱٫۴۵ گرم بر متر مکعب در دمای اتاق است.

حالت‌های اکسیداسیون غالب این عنصر +۲ و +۴ است، از نظر شیمیایی بی اثر است و در هیچ دمایی در هوا اکسید نمی‌شود. این فلز در برابر اسیدها مقاوم است و توسط هیچ اسید معدنی مورد حمله قرار نمی‌گیرد، اما به راحتی در تیزاب سلطانی حل می‌شود.

این فلز به سرعت توسط اکسیدهای قلیایی ذوب می‌شود و پراکسیدها مورد حمله قرار می‌گیرد و با فلوئور و در حرارت بالا با کلر واکنش می‌دهد.

مطابق با سایر اعضای گروه پلاتینیوم، این فلز تمایل نسبتاً قوی به تشکیل یون‌های پیچیده را نشان می‌دهد. متداول‌ترین کمپلکس‌های Pt(I) دارای ساختار مسطح مربعی بوده و دیامغناطیسی هستند.

خصوصیات فیزیکی

این فلز سنگین و نرم است و از ترکیبی از چکش‌خور و انعطاف‌پذیر برخوردار است. در دماهای بالا پایدار بوده و مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد. پلاتینیوم، بعد از طلا، دومین فلزی است که انعطاف پذیری بالایی دارد و همچنین یکی از فلزات بسیار متراکم با چگالی ۲۱٫۴۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

خواص شیمیایی

پلاتینیوم به عنوان یک فلز ارزشمند و نجیب شناخته می‌شود که از نظر شیمیایی پایدار است. این فلز در مقابل اکسیژن موجود در هوا مقاوم بوده و در هوا کدر نمی‌شود.

از دید اسیدها، این فلز مقاوم است ولی می‌تواند توسط هالوژن‌ها، سیانیدها، گوگرد و قلیاها تحت تأثیر قرار بگیرد.

پلاتینیوم توانایی جذب مقادیر زیادی از گاز هیدروژن را در دماهای بالا دارد، مشابه به عملکرد اسفنجی که آب را جذب می‌کند، که این ویژگی غیرمعمول یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد این فلز است.

این فلز تمایل زیادی به تشکیل یون‌های پیچیده نشان می‌دهد، به‌طوری که رایج‌ترین آنها Pt(I) با ساختار مسطح و دارای دیامغناطیسی است.

کاربرد پلاتین در صنایع مختلف

پلاتینیوم که تولید سالانه جهانی آن تنها ۱۹۲ تن است، در بسیاری از اقلام روزمره یافت می‌شود و برای تولید آن حیاتی است. بیشترین کاربرد آن در صنعت جواهرسازی است که حدود ۴۰ درصد تقاضا را به خود اختصاص می‌دهد و عمدتاً در آلیاژ تولید طلای سفید مورد استفاده قرار می‌گیرد. تخمین زده می‌شود که بیش از ۴۰ درصد از حلقه‌های ازدواج فروخته شده حاوی مقداری پلاتین هستند. این فلز در بازارهای جواهرات آمریکا، چین، ژاپن و هند حضور قابل ملاحظه‌ای دارد.

کاربردهای صنعتی

مقاومت در برابر خوردگی و پایداری در دمای بالا، پلاتین را به عنوان یک کاتالیزور در واکنش‌های شیمیایی ایده‌آل کرده است. کاتالیزورها واکنش‌های شیمیایی را سرعت می‌بخشند بدون اینکه خودشان در این فرآیند تغییر شیمیایی پیدا کنند.
کاربرد اصلی پلاتین در این بخش، که حدود ۳۷ درصد از کل تقاضا برای فلز را به خود اختصاص می‌دهد، در مبدل‌های کاتالیزوری برای خودروها است. مبدل‌های کاتالیزوری با شروع واکنش‌هایی که بیش از ۹۰ درصد هیدروکربن‌ها (مونوکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن) را به ترکیبات دیگر کم‌ضررتر تبدیل می‌کنند، مواد شیمیایی مضر ناشی از انتشار اگزوز را کاهش می‌دهند.
همچنین این فلز برای کاتالیز اسید نیتریک و بنزین استفاده می‌شود. همچنین از پلاتین در صنعت الکترونیک برای افزایش سطح اکتان در سوخت، بوته‌های پلاتین برای ساخت کریستال‌های نیمه‌هادی برای لیزرها استفاده می‌شود. از آلیاژها برای ساخت دیسک‌های مغناطیسی برای هارد دیسک‌های کامپیوتر و سوئیچ‌های کنتاکت در کنترل‌های خودرو استفاده می‌شود.

کاربرد پلاتین در پزشکی

تقاضا از سوی صنعت پزشکی به دلیل ویژگی‌های رسانایی پلاتین در الکترودهای ضربان ساز، ایمپلنت‌های شنوایی و شبکیه و همچنین خواص ضد سرطانی آن در داروها مانند کربوپلاتین و سیس پلاتین، در حال افزایش است.

به طور گسترده از پلاتین در بسیاری از صنایع استفاده می‌شود:

• در صنعت جواهرات به دلیل واکنشی غیرفعال و نرم بودن استفاده می‌شود.
• در پرکردن دندان و ابزار جراحی به دلیل عدم واکنش در این فرآیندها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• در لیزر و ساخت مواد عکاسی نیز استفاده می‌شود.
• برای بهبود کارایی پیل‌های سوختی به‌عنوان کاتالیزور مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• در پوشش تیغ‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• از آلیاژ پلاتینیوم به‌همراه کبالت برای ساخت آهنرباهای دائمی قوی استفاده می‌شود.
• به عنوان یک کاتالیزور در تولید اسید نیتریک، بنزن و سیلیکون استفاده می‌شود.
• در صنایع نفت به‌عنوان کاتالیزور عالی برای استخراج بنزین برای ساخت سوخت‌های اکتان بالا استفاده می‌شود.
• ویژگی‌های این فلز از قبیل استحکام، سختی، مقاومت و رنگ آن باعث شده است که در صنعت جواهرات تقاضای زیادی داشته باشد. انعطاف‌پذیری‌اش نیز یکی از ویژگی‌های مهم برای طراحان جواهرات است.
• همچنین در کابل‌های فیبر نوری و پوشش هارد دیسک نیز استفاده می‌شود.
• در مواد منفجره و کودها به عنوان گاز برای تبدیل آمونیاک به اسید نیتریک استفاده می‌شود.
• همچنین در تجهیزات شیشه‌سازی و هر گونه تولید فایبرگلاس نیز استفاده می‌شود.
• در کاربردهایی نظیر ضربان ساز، هارد دیسک و تولید کود، از این فلز استفاده می‌شود.

نحوه تولید
سنگ معدن پلاتین:

پلاتین معمولاً از Sperrylite و Cooperite، دو سنگ معدنی حاوی پلاتین، استخراج می‌شود. همچنین به صورت ناگت نیز یافت می‌شود.

پلاتین چگونه استخراج می شود؟

پلاتین از معدن خرد شده استخراج می‌شود و در فرآیند فلوتاسیون، هوا از مخلوط سنگ معدن و آب عبور می‌کند که به آن دوغاب معدنی نیز گفته می‌شود. ذرات پلاتین از نظر شیمیایی به سطح اکسیژن چسبیده و سپس برای فرآوری بیشتر از خاک جدا می‌شوند.

در مرحله بعد، خاک خشک می‌شود و سپس در کوره به دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود و سپس هوا دمیده می‌شود تا ناخالصی‌های آهن و گوگرد از بین برود.

بعد از آن، از تیزاب سلطانی برای حل کردن فلز پلاتین از کنسانتره معدنی استفاده می‌شود.

در نهایت، برای تبدیل اسید کلروپلاتینیک به هگزا کلروپلاتینات آمونیوم، از کلرید آمونیوم استفاده می‌شود و سپس با ذوب کردن به فلز تبدیل می‌شود.

ضایعات پلاتین

یکی از منابع ضایعاتی اصلی، کاتالیست های خودرو می باشد. همچنین این فلز در ضایعات الکترونیکی، ضایعات جواهرات و … قابل بازیافت است.

بزرگترین تولید کنندگان پلاتین

خبر خوب این است که تمام پلاتین از منابع اولیه در این فرآیند طولانی و گران تولید نمی شود. بر اساس  آمار سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS)  ، حدود ۳۰ درصد از ۸٫۵۳ میلیون اونس پلاتین تولید شده در سراسر جهان در سال ۲۰۱۲ از منابع بازیافتی تهیه شده است.

آفریقای جنوبی با تمرکز بر منابع خود در مجتمع بوشولد، بزرگترین تولید کننده پلاتین است که بیش از ۷۵ درصد تقاضای جهانی را تامین می کند، در حالی که روسیه (۲۵ تن) و زیمبابوه (۷٫۸ تن) نیز تولیدکنندگان بزرگ هستند. آنگلو پلاتین (Amplats)، نوریلسک نیکل و ایمپالا پلاتین (Implats)  بزرگترین تولیدکنندگان خصوصی  فلز پلاتین هستند.

پلاتین گرانتر است یا طلا

در طول ۳۲ سال گذشته، چند نمونه تاریخی وجود دارد که قیمت هر اونس طلا از پلاتین بالاتر بود. بالاترین نقطه در دهه ۱۹۷۰ بود که عمدتاً به دلیل رکود تورمی بود که اساساً رشد اقتصادی آهسته همراه با تورم بود.

 با این حال، مواقعی وجود داشته است که پلاتینیوم ارزش بالاتری داشته است. از سال ۱۹۸۷ تا سپتامبر ۲۰۰۸، پلاتین در مقایسه با طلا با قیمت بالاتری معامله می‌شد. قیمت هر اونس طلا تنها پس از سال ۲۰۱۱ از قیمت پلاتین فراتر رفت.

بر اساس قیمت جهانی تا ژانویه ۲۰۲۲، طلا حدود ۱۸۰۱٫۳۰ دلار در هر اونس معامله می شد، در حالی که پلاتینیوم حدود ۹۷۶٫۲۰ دلار در هر اونس معامله می شد.

در سال های گذشته در بازار ایران نیز به تناسب قیمت جهانی طلا قیمت بالاتری نسبت به قیمت پلاتین داشته است.

طلا گاهی اوقات به قیمت پلاتین و بالعکس معامله می شود. این رابطه به سرمایه گذاران کمک می کند تا احساسات بازار را درک کنند. با استفاده از نسبت پلاتین به طلا، می توانید قیمت پلاتین را بر قیمت طلا تقسیم کنید. نسبت حاصل نشان می دهد که آیا پلاتین سرمایه گذاری ارزشمندی است یا خیر.

هر دو فلز قدرت نقد شوندگی بالایی دارند زیرا به راحتی آنها را با پول نقد معامله می کنید. اما طلا به دلیل حجم بالای معاملاتی که هر روز در سراسر جهان انجام می شود، فلز نقدشونده تری است.