Platin

Platin ist ein Edelmetall, das für seine Seltenheit, Schönheit und vielfältigen industriellen Anwendungen bekannt ist. Es ist ein chemisches Element mit dem Symbol Pt und der Ordnungszahl 78 im Periodensystem.

Einführung: Platin kommt typischerweise in der Natur als seltenes Mineral vor, wird jedoch häufiger als Nebenprodukt bei der Gewinnung anderer Metalle gewonnen, insbesondere aus enthaltenden Erzen Super und Kupfer. Es ist ein dichtes, formbares und äußerst korrosionsbeständiges Metall, was es für verschiedene Zwecke wertvoll macht, darunter Schmuck, Katalysatoren in Automobilen und industrielle Anwendungen. Sein Name „Platin“ leitet sich vom spanischen Begriff „platina“ ab, was „klein“ bedeutet Silber„, denn frühe spanische Entdecker stießen neben Silber oft auch auf Platin Ablagerungen und empfand es zunächst als störend.

Definition als Mineral: Im geologischen Kontext gilt es als Mineral, wenn es natürlicherweise in der Erdkruste vorkommt. Bei bestimmten Arten bildet es sich normalerweise als kleine, nuggetartige Körner oder als unregelmäßige Körner Felsen und Erzvorkommen. Platinmineralien werden häufig mit Nickel- und Kupfererzen in Verbindung gebracht, und die primäre Mineralquelle dafür ist häufig das Mineral Sperrylit (PtAs2). Sperrylit ist ein Platinarsenidmineral, das eines der wenigen natürlich vorkommenden Mineralien ist Mineralien enthält Platin als Hauptbestandteil.

Platin kann auch als Legierung mit anderen Elementen in der Natur vorkommen. Beispielsweise ist gediegenes Platin, das hauptsächlich aus Platin (Pt) und geringen Verunreinigungen besteht, ein seltenes Vorkommen. Es kommt normalerweise in alluvialen Ablagerungen vor, oft in Verbindung mit anderen Schwermineralien wie z Gold und Palladium.

Es ist wichtig zu beachten, dass der überwiegende Teil der weltweiten Platinproduktion aus Primärquellen (Erzen, die reich an Elementen der Platingruppe sind) und nicht aus einheimischem Platin stammt. Die Gewinnung und Verarbeitung von Platin aus seinen Erzen ist ein komplexer und energieintensiver Industrieprozess. Es wird wegen seines Glanzes, seiner Haltbarkeit und seiner Anlaufbeständigkeit hoch geschätzt, was es zu einem wertvollen Material in verschiedenen Industrien und für dekorative Zwecke macht.

Zelldaten: Raumgruppe: Fm3m. a = 3.9231 Z = 4

Name und Vorname: Vom spanischen platina, Verkleinerungsform von plata, Silber.

Verein: Pt-Fe-Legierungen, Chalkopyrit, Chromit, Magnetit

Eigenschaften von Platin

Platin ist ein Edelmetall, das für seine Seltenheit, Schönheit und vielfältigen industriellen Anwendungen bekannt ist. Es ist ein chemisches Element mit dem Symbol Pt und der Ordnungszahl 78 im Periodensystem. Hier finden Sie eine Einführung und Definition von Platin als Mineral:

Einführung: Platin kommt typischerweise in der Natur als seltenes Mineral vor, wird jedoch häufiger als Nebenprodukt bei der Gewinnung anderer Metalle gewonnen, insbesondere aus Erzen, die Nickel und Kupfer enthalten. Es ist ein dichtes, formbares und äußerst korrosionsbeständiges Metall, was es für verschiedene Zwecke wertvoll macht, darunter Schmuck, Katalysatoren in Automobilen und industrielle Anwendungen. Sein Name „Platin“ leitet sich vom spanischen Begriff „platina“ ab, was „kleines Silber“ bedeutet, da die frühen spanischen Entdecker häufig neben Silbervorkommen auch auf Platin stießen und es zunächst als störend empfanden.

Definition als Mineral: Im geologischen Kontext gilt Platin als Mineral, wenn es natürlicherweise in der Erdkruste vorkommt. Es entsteht normalerweise als kleine, klumpenartige oder unregelmäßige Körner in bestimmten Gesteinsarten und Erzlagerstätten. Platinminerale werden häufig mit Nickel- und Kupfererzen in Verbindung gebracht, und die primäre Mineralquelle für Platin ist häufig das Mineral Sperrylit (PtAs2). Sperrylit ist ein Platinarsenidmineral und eines der wenigen natürlich vorkommenden Mineralien, das Platin als Hauptbestandteil enthält.

Platin kann auch als Legierung mit anderen Elementen in der Natur vorkommen. Beispielsweise ist gediegenes Platin, das hauptsächlich aus Platin (Pt) und geringen Verunreinigungen besteht, ein seltenes Vorkommen. Es kommt normalerweise in alluvialen Ablagerungen vor, oft in Verbindung mit anderen Schwermineralien wie Gold und Palladium.

Es ist wichtig zu beachten, dass der überwiegende Teil der weltweiten Platinproduktion aus Primärquellen (Erzen, die reich an Elementen der Platingruppe sind) und nicht aus einheimischem Platin stammt. Die Gewinnung und Verarbeitung von Platin aus seinen Erzen ist ein komplexer und energieintensiver Industrieprozess. Platin wird wegen seines Glanzes, seiner Haltbarkeit und seiner Anlaufbeständigkeit hoch geschätzt, was es zu einem wertvollen Material in verschiedenen Industrien und für dekorative Zwecke macht.

Physikalische, chemische und optische Eigenschaften von Platin

Platin ist ein einzigartiges und wertvolles Metall mit einer Reihe physikalischer, chemischer und Optische Eigenschaften Dadurch eignet es sich für verschiedene industrielle, wissenschaftliche und dekorative Anwendungen. Hier sind einige der wichtigsten Eigenschaften von Platin:

Physikalische Eigenschaften:

1. Dichte: Platin ist ein sehr dichtes Metall mit einer Dichte von etwa 21.45 Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³). Diese hohe Dichte macht es schwer und verleiht ihm ein substanzielles Gefühl.
2. Schmelzpunkt: Platin hat einen sehr hohen Schmelzpunkt von etwa 1,768 Grad Celsius (3,214 Grad Fahrenheit). Dieser hohe Schmelzpunkt macht es für Hochtemperaturanwendungen geeignet.
3. Siedepunkt: Der Siedepunkt von Platin liegt sogar noch höher und liegt bei etwa 3,827 Grad Celsius (6,920 Grad Fahrenheit), wodurch es bei hohen Temperaturen beständig gegen Verdampfung ist.
4. Formbarkeit und Duktilität: Platin ist ein sehr formbares und duktiles Metall, das sich leicht formen, walzen und in verschiedene Formen ziehen lässt, was es ideal für Schmuck und industrielle Prozesse macht.
5. Härte: Platin ist im Vergleich zu einigen anderen Edelmetallen ein relativ weiches Metall, aber dennoch härter als die meisten unedlen Metalle. Seine Härte kann durch Legieren mit anderen Elementen verbessert werden.
6. Farbe: Platin hat eine charakteristische silbrig-weiße Farbe, die zu seiner Begehrlichkeit für Schmuck und andere dekorative Zwecke beiträgt.

Chemische Eigenschaften:

1. Chemische Inertheit: Eine der bemerkenswertesten chemischen Eigenschaften von Platin ist seine Beständigkeit gegen Korrosion und chemische Reaktionen. Es ist äußerst inert und reagiert nicht leicht mit Sauerstoff, Wasser oder den meisten gängigen Säuren, was es zu einer hervorragenden Wahl für den Einsatz in korrosiven Umgebungen macht.
2. Katalytische Eigenschaften: Platin ist ein hochwirksamer Katalysator für verschiedene chemische Reaktionen. Seine Oberfläche kann Reaktionen ermöglichen, die in Branchen wie der Automobilindustrie (in Katalysatoren) und der chemischen Produktion wichtig sind.
3. Legieren: Platin lässt sich leicht mit anderen Metallen wie Iridium, Palladium usw. legieren Rhodium, um seine Eigenschaften zu verbessern und Legierungen mit spezifischen Eigenschaften herzustellen.

Optische Eigenschaften:

1. Lüster: Platin hat einen brillanten metallischen Glanz, der seine optische Attraktivität erhöht und es zu einem begehrten Metall für Schmuck und andere Zierzwecke macht.
2. Reflexionsvermögen: Platin ist sowohl im sichtbaren als auch im Infrarot-Spektrum stark reflektierend. Diese Eigenschaft ist bei Anwendungen wie Laborgeräten und Spiegeln von entscheidender Bedeutung.
3. Transparenz: Platin ist nicht transparent, da es ein dichtes Metall ist, das kein Licht durchlässt. Für einige optische Anwendungen wird es häufig in Form dünner Folien verwendet.

Diese Eigenschaften machen Platin zu einem vielseitigen und wertvollen Material für verschiedene Anwendungen, die von Schmuck und Dekorationsgegenständen bis hin zu Industriekatalysatoren, Laborgeräten und Hochtemperaturtechnik reichen. Seine außergewöhnliche Korrosions- und Anlaufbeständigkeit sowie seine einzigartigen katalytischen Eigenschaften machen es zu einem unverzichtbaren Element in vielen technischen und wissenschaftlichen Bereichen.

Entstehung und Vorkommen von Platin

Platin ist ein relativ seltenes und edles Metall, das durch natürliche geologische Prozesse entsteht. Es kommt in verschiedenen geologischen Umgebungen als Teil bestimmter Erzlagerstätten vor. Die Bildung und das Vorkommen von Platin werden durch seine Verbindung mit anderen Elementen, vor allem Nickel und Kupfer, beeinflusst. Hier finden Sie einen Überblick darüber, wie Platin entsteht und wo es typischerweise vorkommt:

Bildung von Platin:

1. Magmatische Prozesse: Die Hauptquelle dafür sind magmatische Erzvorkommen, die durch die Abkühlung und Erstarrung von geschmolzenem Gestein (Magma) tief im Erdmantel und in der Erdkruste entstehen. Diese Einlagen sind mit verbunden Magmatische Gesteine und werden als „Lagerstätten von Platingruppenelementen (PGE)“ bezeichnet. PGEs, darunter Platin, Palladium und Rhodium, werden in diesen Lagerstätten häufig gemeinsam gefunden.
2. Kristallisation: Beim Abkühlen von Magmen kristallisieren aus dem geschmolzenen Material Mineralien, die reich an Platin und anderen PGEs sind. Zu diesen Mineralien können Sulfide wie Sperrylit (PtAs2), Cooperit (PtS) und Braggit (Pt, Pd, Ni)S gehören. Platin kommt häufig in Kombination mit diesen Mineralien vor.

Vorkommen von Platin:

1. Mehrschichtige Eingriffe: Eine der bedeutendsten geologischen Bedingungen für Platinvorkommen sind geschichtete Intrusionen, bei denen es sich um große, geschichtete magmatische Gesteinsformationen handelt, die sich oft tief in die Erdkruste erstrecken. Diese Intrusionen sind typischerweise mit ultramafischen und mafischen Gesteinsarten verbunden und zeichnen sich durch das Vorkommen platinreicher Sulfidminerale aus.
2. Ophiolith-Komplexe: Platinvorkommen können auch in Ophiolithkomplexen gefunden werden, bei denen es sich um Fragmente der ozeanischen Kruste und des Gesteins des oberen Erdmantels handelt, die auf kontinentale Landmassen geschoben wurden. Diese Komplexe können platinhaltige Erzvorkommen enthalten, insbesondere in Verbindung mit Chromiterzen.
3. Alluviale Ablagerungen: In einigen Fällen wird Platin aus Primärquellen wie geschichteten Intrusionen erodiert und über Flüsse und Bäche transportiert. Im Laufe der Zeit kann es sich in alluvialen Ablagerungen ansammeln, oft zusammen mit anderen Schwermineralien wie Gold. Hier findet man gelegentlich gediegenes Platin, also nahezu reines Platinmetall.
4. Rückstände aus industriellen Prozessen: Platin ist manchmal ein Nebenprodukt verschiedener industrieller Prozesse, insbesondere bei der Raffination von Nickel- und Kupfererzen. In solchen Fällen wird Platin aus den Rückständen dieser Prozesse gewonnen.

Es ist wichtig zu beachten, dass es in der Erdkruste relativ selten vorkommt und sein Abbau und seine Gewinnung aufgrund seines geringen natürlichen Vorkommens eine wirtschaftliche Herausforderung darstellen können. Die größten Platinproduzenten sind typischerweise Südafrika, Russland und Simbabwe, wo bedeutende Vorkommen an Elementen der Platingruppe gefunden werden.

Die Exploration und Gewinnung von Platin erfolgt mithilfe einer Kombination aus geologischen Untersuchungen, Bohrungen und Bergbautechniken, um das Metall aus seinen Primärquellen zu lokalisieren und zu extrahieren, was es zu einer wesentlichen Ressource für verschiedene industrielle Anwendungen macht, einschließlich Katalysatoren in Automobilen und der Produktion von hochwertigem Schmuck.

Anwendungs- und Einsatzgebiete

Platin hat ein breites Anwendungsspektrum und wird aufgrund seiner einzigartigen Kombination aus physikalischen und chemischen Eigenschaften in verschiedenen Branchen eingesetzt. Zu den Hauptanwendungsgebieten und Einsatzmöglichkeiten gehören:

1. Automobilindustrie:
   • Katalysatoren: Es ist eine Schlüsselkomponente in Katalysatoren, die zur Reduzierung schädlicher Emissionen von Fahrzeugen eingesetzt werden, indem sie Schadstoffe wie Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx) in weniger schädliche Substanzen umwandeln. Palladium und Rhodium, ebenfalls Teil der Platingruppenmetalle (PGM), werden neben Platin in Katalysatoren verwendet.
2. Schmuck und Ornamente:
   • Kostbarer Schmuck: Platin wird in der Schmuckindustrie wegen seines glänzenden Aussehens, seiner Haltbarkeit und seiner Seltenheit hoch geschätzt. Es wird häufig zur Herstellung von Verlobungsringen, Eheringen, Halsketten und anderen edlen Schmuckstücken verwendet.
3. Elektronik:
   • Elektroden: Die hervorragende elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Stabilität von Platin machen es zu einem wertvollen Material für verschiedene elektronische Komponenten, einschließlich Elektroden, die in Geräten wie Sensoren, Herzschrittmachern und hochpräzisen Messgeräten verwendet werden.
4. Medizinische und zahnmedizinische Anwendungen:
   • Implantate: Aufgrund seiner Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit im menschlichen Körper wird Platin in medizinischen Implantaten wie Herzschrittmachern und Stents verwendet.
   • Zahnrestaurationen: Platin ist in Dentallegierungen enthalten, die für Restaurationen wie Kronen, Brücken und Zahnspangen verwendet werden.
5. Industrieller Prozess:
   • Chemieindustrie: Platin dient als Katalysator bei zahlreichen chemischen Reaktionen, unter anderem bei der Herstellung von Chemikalien, Pharmazeutika und Petrochemikalien.
   • Öl-Raffination: Platin wird in der verwendet Erdöl Industrie, um verschiedene Raffinationsprozesse zu katalysieren, beispielsweise die Entfernung von Verunreinigungen aus Rohöl und die Produktion von hochoktanigem Benzin.
6. Glasherstellung:
   • Glasfaserproduktion: Es wird zur Herstellung hochwertiger Glasfasern für die Glasfaser- und Telekommunikationsbranche verwendet.
7. Luft- und Raumfahrt und Weltraumforschung:
   • Raketentriebwerke: Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts und seiner Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen eignet sich Platin für den Einsatz in Raketentriebwerken und Komponenten für die Luft- und Raumfahrt.
8. Erneuerbare Energie:
   • Brennstoffzellen: Es wird als Katalysator in Wasserstoff-Brennstoffzellen eingesetzt, die zur sauberen und effizienten Energieerzeugung eingesetzt werden können.
   • Solarzellen: Es wird bei der Herstellung von Solarzellen eingesetzt und trägt dort zur Verbesserung der Effizienz und Langlebigkeit der Zellen bei.
9. Labor- und wissenschaftliche Ausstattung:
   • Tiegel: Platintiegel werden für Hochtemperatur- und Hochreinheitsanwendungen in Laboren eingesetzt.
   • Thermoelemente: Es wird in Thermoelementen zur präzisen Temperaturmessung eingesetzt.
10. Währung und Goldbarren:
    • Einige Länder, wie die Isle of Man und das Vereinigte Königreich, haben Platinmünzen als Zahlungsmittel verwendet.
    • Als Anlageform werden auch Platinbarren und Platinmünzen gehandelt.

Es ist wichtig zu beachten, dass Platin ein relativ teures und seltenes Metall ist, was seine Anwendung in verschiedenen Branchen beeinflussen kann. Darüber hinaus spielen die hohen Kosten der Gewinnung und Raffinierung eine Rolle bei der Bestimmung der Verfügbarkeit und Verwendung von Platin in verschiedenen Sektoren. Seine einzigartigen Eigenschaften, insbesondere seine katalytischen Fähigkeiten und seine Korrosionsbeständigkeit, machen es für Anwendungen von unschätzbarem Wert, bei denen andere Materialien nicht ausreichen.

Bergbauquellen und -verteilung

Platin wird hauptsächlich aus bestimmten geologischen Quellen abgebaut und ist nicht gleichmäßig auf der Welt verteilt. Der Großteil der Platinproduktion stammt aus einigen Schlüsselregionen mit bedeutenden Platinvorkommen. Hier sind einige der wichtigsten Bergbauquellen und die Verteilung von Platin:

1. Südafrika:

• Südafrika ist der weltweit größte Platinproduzent und stellt einen erheblichen Teil des weltweiten Angebots. Der Bushveld-Komplex in Südafrika ist eine riesige geologische Formation, die zahlreiche Vorkommen von Platingruppenelementen (PGE) enthält, darunter Platin, Palladium, Rhodium und andere. Minen in dieser Region, wie die Minen Rustenburg und Mogalakwena, gehören zu den produktivsten der Welt.

2. Russland:

• Russland ist der zweitgrößte Platinproduzent weltweit. Der Großteil der russischen Platinproduktion stammt aus der Region Norilsk-Talnach in Sibirien. Die Vorkommen hier sind auch Teil großer PGE-reicher Intrusionen.

3. Simbabwe:

• Simbabwe ist ein weiterer bedeutender Platinproduzent. Minen wie das Great Dyke-Projekt haben zu Simbabwes wachsender Rolle in der weltweiten Platinproduktion beigetragen.

4. Kanada:

• Kanada ist für seine Platinproduktion aus der Mine Lac des Iles in Ontario bekannt. Der kanadische Platinabbau fördert hauptsächlich Nickel und Elemente der Platingruppe.

5. Vereinigte Staaten:

• Der Stillwater Complex in Montana, USA, ist eine bemerkenswerte Platin- und Palladiumquelle. Es ist einer der wenigen Standorte außerhalb Südafrikas und Russlands mit wirtschaftlich sinnvollem Platinabbau.

6. Andere Länder:

• Auch mehrere andere Länder produzieren in geringerem Umfang Platin, darunter unter anderem Australien, Kolumbien und Botswana.

Es ist wichtig zu beachten, dass es zwar in verschiedenen Teilen der Welt vorkommt, die größten und produktivsten Vorkommen jedoch auf nur wenige Regionen konzentriert sind. Darüber hinaus wird Platin häufig als Nebenprodukt anderer Bergbaubetriebe gefördert, insbesondere solcher, die sich auf Nickel und Kupfer konzentrieren. Die Elemente der Platingruppe (PGEs), zu denen Platin, Palladium, Rhodium, Iridium, Ruthenium und Osmium gehören, kommen in diesen Lagerstätten häufig gemeinsam vor.

Der Abbau und die Gewinnung von Platin sind kapitalintensive Prozesse und der hohe Marktwert des Metalls spiegelt die Herausforderungen und Kosten wider, die mit seiner Produktion verbunden sind. Darüber hinaus kann die Verfügbarkeit von Platin durch Faktoren wie politische Stabilität, wirtschaftliche Bedingungen und Umweltvorschriften in den Ländern, in denen es gefördert wird, beeinflusst werden. Diese Faktoren können sich auf die weltweite Verteilung von Platin und seine Lieferung an verschiedene Branchen, einschließlich der Automobil- und Schmuckbranche, auswirken.

Bibliographie

• Bonewitz, R. (2012). Gesteine ​​und Mineralien. 2. Aufl. London: DK Publishing.
• Handbookofmineralogy.org. (2019). Handbuch von Mineralogie. [online] Verfügbar unter: http://www.handbookofmineralogy.org [Zugriff am 4. März 2019].
• Mindat.org. (2019). Platin: Mineralinformationen, Daten und Fundorte. [online] Verfügbar unter: https://www.mindat.org/ [Zugriff. 2019].