Plaatina kasutamine. Kus ja kuidas plaatinat kasutatakse?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-17 18:48

Kolmest väärismetallist on kõige kallim loomulikult plaatina. Levimuse poolest maakoores on see üks haruldasemaid elemente. Puhtal kujul plaatinat praktiliselt ei leidu ja see on väga kallis. Vaatamata sellele on plaatina kasutamine erinevates rahvamajanduse valdkondades tõepoolest väga lai. Mõnel juhul võib see metall olla isegi asendamatu.

Avastuste ajalugu

Kõik siiani leitud plaatinatükid on plaatina sulamid iriidiumi, pallaadiumi, osmiumi, raua ja roodiumiga. Mõnikord leitakse ka selle metalli ühendeid nikli või vasega. Tegelikult on plaatina ise oma puhtal kujul särava valge-hõbedase varjundiga metall. See võlgneb oma nime Hispaania konkistadoorile, kes vallutas Lõuna-Ameerika. Väliselt on plaatina väga sarnane hõbedaga, kuid see on palju rohkem külmaainet. Hispaania konkistadoorid, kes avastasid Lõuna-Ameerikas hõbedaga sarnase metalli, viskasid selle alguses lihts alt minema. Samal ajal kutsusid vallutajad teda põlglikult platinaks, mis tähendab "hõbedat".

Meie riigisplaatina avastati aastal 1819. Selle tööstuslik kaevandamine algas viis aastat hiljem. Esialgu piirdus plaatina kasutamine Venemaal peamiselt metallurgiaga. Seda kasutati lisandina kvaliteetsete teraste tootmisel. 1828. aastal leidis plaatina aga teise kasutuse. Seejärel hakkas Vene Rahapaja tsaari määrusega sellest metallist raha vermima.

Puhtal kujul hankis plaatina alles 1859. aastal keemik Devel. Algselt kaevandati seda Venemaal eranditult Verkh-Isetsky, Bilimbaevsky ja Nevyanski kaevandustes. Teised rikkalikud leiukohad avastati 1824. aastal.

Keemilised ja füüsikalised omadused

Plaatina on Mendelejevi süsteemi 6. üleminekuperioodi rühma kuuluv metall. Selle peamised omadused on:

• tulekindel;
• raske volatiilsus;
• võime kristalliseeruda näokeskseteks kuupvõredeks.

Kuumana on plaatina hästi keevitatud ja v altsitud. Samuti suudab see metall üsna tugev alt hapnikku imada. Allolev tabel näitab plaatina põhiomadusi:

Plaatina põhiomadused

Iseloomulik	Parameeter
Tihedus	21,45 g/dm3
Sulamistemperatuur	1769 C
Takistus	9,85 µOhm cm
Kõvadus	390-420 MPa
Elastsus	173 GPa

Plaatina laialdast kasutamist tööstuses, meditsiinis ja teistes majandusharudes õigustab muu hulgas selle keemiline stabiilsus. See metall lahustub ainult vees ja broomis. Kuumutamisel suudab plaatina reageerida vaid väikese rühma ainetega.

Plaatina peamised kasutusalad

Plaatina kasutamist juveelitööstuses õigustab eelkõige selle õilsus, haruldus ja ilu. Just sel viisil kasutati seda metalli peamiselt kuni eelmise sajandi keskpaigani. Arstid ja hambaproteesid kasutasid vaid mõne protsendi kaevandatud plaatina koguhulgast. Tänapäeval kasvab nõudlus selle väärismetalli järele pidev alt. Plaatina ainulaadsed füüsikalised ja keemilised omadused, lisaks juveelitootmisele, muudavad selle äärmiselt populaarseks erinevates tööstusharudes ja rahvamajanduses:

• meditsiinis;
• kosmosetööstus;
• keemiatööstus;
• lennuki- ja laevaehitus;
• klaasitööstuses;
• inseneriteaduses.

Seda väärismetalli kasutatakse loomulikult ka panganduses.

Plaatina kasutamine juveelitööstuses

Muidugi kõige laiem altmetalli kasutatakse mitmesuguste ehete valmistamiseks. Maailma ehtetööstuses kasutatakse aastas umbes 50 tonni plaatinat. Sellest metallist saab valmistada mitmesuguseid ehteid. Plaatinast sõrmused, aga ka ketid, kõrvarõngad, käevõrud ja kaelakeed pole mitte ainult ilusad, vaid ka vastupidavad.

Ehtetööstuse populaarseim metall on 950. test. See sulam sisaldab 95% plaatinat ennast ja 5% iriidiumi. Selle kompositsiooni metalli iseloomustab kõrge elastsus ja kõvadus. Iriidiumiga legeeritud plaatinast ketid, käevõrud ja rõngad on loodud kestma nii kaua kui võimalik.

Kasutamine lämmastikhappe ja muude kemikaalide tootmisel

Inseneritöös kasutatakse plaatinat peamiselt katalüsaatorina. Just see metall on lämmastikhappe tootmisel parim ammoniaagi oksüdeerija NO-ks. Sel juhul kasutatakse seda tavaliselt 0,05–0,09 mm läbimõõduga traatvõrguna. Lämmastikhappe tootmisel ei kasutata kõige sagedamini mitte puhast plaatinat, vaid selle sulamit roodiumiga. See muudab katalüsaatori pisut odavamaks, suurendab selle aktiivsust ja pikendab selle säilivusaega.

Plaatinat kasutatakse tehnikatööstuses, loomulikult mitte ainult lämmastikhappe tootmisel. Sellest metallist valmistatud katalüsaatorid on võimelised kiirendama paljusid muid keemilisi reaktsioone. Plaatinat kasutatakse näiteks aromaatsete ja tehniliste süsivesinike, ketoonide, atsetüleeni jne hüdrogeenimisel. Seda metalli kasutatakse ka väävelhappe tootmisel SO₃ või väävelhappe tootmiseks. SO_2.

Kasutamine nafta rafineerimisel

Selle eriala tööstusettevõtetes kasutatakse plaatinat tegelikult üsna laialdaselt. Sel juhul kasutatakse seda ka katalüsaatorina. Nafta rafineerimisel saadakse bensiini selle metalli abil spetsiaalsetes paigaldistes. Muidugi kvaliteetne. Nafta rafineerimistööstuses kasutatakse plaatinat mitte ruudustiku, vaid peene pulbri kujul. Seda metalli kasutades saadakse lisaks bensiinile ka tehnilist vesinikku ja aromaatseid süsivesinikke.

Muidugi saab naftatöötlemistööstuses kasutada ka teisi katalüsaatoreid – molübdeeni, alumiiniumi jne. Kuid plaatinal on nendega võrreldes sellised vaieldamatud eelised, nagu vastupidavus, suurem aktiivsus ja suurem efektiivsus.

Plaatina kasutamine elektrotehnikas ja mõõteriistades

Selle metalli üks eeliseid on stabiilsete elektriliste ja mehaaniliste omaduste olemasolu. See muutis plaatina äärmiselt populaarseks sellistes rahvamajanduse sektorites nagu:

• raadiotehnika;
• elektritehnika;
• automaatne;
• täppisseadmed.

Plaatina kasutamine elektroonikas võimaldab toota kvaliteetseid kontakte ülitäpsete seadmete jaoks. Sel juhul kasutatakse metalli tavaliselt iriidiumiga sulamis. Väga sageli kasutatakse näiteks plaatina kontaktide valmistamiseks takistusahjude jamitmesugused võrguga töötavad seadmed. Mõnikord kasutatakse selle metalli sulamit koob altiga ka tehnikas. Sellist materjali kasutatakse magnetite valmistamisel, millel on väikeses suuruses tohutu tõmbejõud.

Plaatina kasutamine auto- ja kosmosetööstuses

Neis rahvamajanduse valdkondades on plaatina leidnud ka üsna laialdast kasutust. Autotööstuses kasutatakse seda metalli kõige sagedamini heitgaasimuundurite katalüsaatorina. Sel juhul kasutatakse seda keraamiliste monoliitide kattekihina.

Kosmosetööstuses ja lennukiehituses kasutatakse seda metalli peamiselt kütuseelementide elektroodide valmistamiseks. Sarnasel viisil kasutati plaatinat näiteks kõigis Apollo seeria kosmoseaparaatides.

Meditsiiniline kasutamine

Plaatina kasutamine selles piirkonnas päästab tuhandete patsientide elusid. Selle metalli väärtus seisneb antud juhul selles, et sellel pole meditsiinis analooge. Plaatinast valmistatakse näiteks spetsiaalseid kirurgilisi instrumente, mida saab alkoholipõleti leegis steriliseerida. Erinev alt teistest metallidest valmistatud töötlusega need ei oksüdeeru.

Platinum, mille kasutamine meditsiinis ei piirdu loomulikult ainult kirurgiaga, on kasutatav ka hambaravis, kardioloogias ja kuuldeaparaatides. Sageli kasutatakse seda näiteks pihustina selleks ettenähtud tööriistade valmistamiselhambaravi. Kardioloogias ja kuuldeaparaatides kasutatakse elektroode, mis on valmistatud selle sulamist iriidiumiga. Neid kasutatakse peamiselt südametegevuse stimuleerimiseks. Neid kasutatakse sageli ka kuulmislangusega inimestele implantaatide valmistamiseks.

Plaatina kasutamine klaasitööstuses

Plaatina on metall, mida muuhulgas kasutatakse laialdaselt kvaliteetse optika tootmisel. Samuti kasutatakse seda sageli roodiumiga sulamis klaaskiust stantside valmistamisel, mille paksus ei ületa sageli 1 mikronit. Selline metall talub kergesti tuhandeid tunde kuumutamist kuni 1450 C. Samuti ei reageeri roodiumi ja plaatina sulam praktiliselt tugevatele temperatuurimuutustele ja on korrosioonikindel.

Muuhulgas kasutatakse seda metalli väga sageli ka erinevate kvaliteetse klaasi valmistamiseks mõeldud seadmete tootmisel. Sellised mehhanismid ei deformeeru ega oksüdeeru tootmisprotsessi käigus. Samuti ei reageeri need valmistatud klaasi endaga. Väga sageli kasutatakse selles tööstuses näiteks plaatina tiigleid. Just nendes valmib lai alt tuntud ja väga kallis Tšehhi klaas.

Keemiarakendused

Sel juhul kasutatakse plaatinat ka peamiselt tiiglite ja muude laboriseadmete – tasside, takistustermomeetrite jms – valmistamiseks. Selliseid tooteid kasutatakse peamiselt mitmesuguste ülipuhaste ainete valmistamisel. Pooljuhiskristallidel ei tohiks olla näiteks ühtegi võõraatomit miljoni kohta. Need on tulemused, mida plaatinaseadmete kasutamine võimaldab saavutada.

Järelduse asemel

Plaatina kasutamine ülalpool käsitletud valdkondades on otstarbekas ja põhjendatud. Aga loomulikult saab seda metalli kasutada ka teistes rahvamajanduse sektorites. Näiteks kasutatakse plaatinat sageli tiiglite valmistamiseks, mida kasutatakse laserite kristallide kasvatamiseks ja kontaktide jaoks madala voolu tehnikas. Seda kasutatakse ka kompassi nõelahoidjate, vananemisvastaste kosmeetiliste kreemide ja losjoonide, vähivastaste ravimite jms valmistamiseks.