Металлы драгоценные - Иван Алексеев

В горячем состоянии платина сваривается; этим часто пользуются при ремонте платиновых изделий (накладывают заплату и затем наносят легкий удар).

Припаивают платину припоями – сплавами платины с золотом. Чем меньше золота в припое, тем выше температура плавления и тем труднее пайка. В отдельных случаях пайку заменяют свариванием.

Плавят платину в печах с газовым нагревом и в электрических печах высокой частоты.

Для плавки в печах с газовым нагревом губчатую платину спрессовывают в брикеты либо в самой печи, либо под специальным стальным прессом. Плавка производится в пламени гремучего газа или светильного газа и кислорода при помощи специальных горелок.

Для плавки в электрических печах высокой частоты губчатую платину также прессуют в брикеты. Плавку производят в тиглях током высокой частоты (до 20 ООО пер/с) в течение 15–20 мин при температуре 2000 °C. Тигли должны быть известковые или магнезитовые. Шамотовые и графитовые тигли непригодны, так как в первых образуется хрупкий силицид платины, а во вторых происходит ее науглероживание.

Для получения изделий высокого качества без примесей кальция или магния плавку платины заменяют прессовкой под высоким давлением (металлокерамический способ).

При разливке платины в слитки применяют изложницы из известкового туфа, стали или чистого графита.

Слиток платины при остывании дает усадку, и на его верхней поверхности образуется впадина. При наличии пузырей внутри слитка поверхность его будет выпуклой. Слитки нагревают до 1200–1300 °C и проковывают под молотом,

Платина тверже меди, серебра и золота, причем твердость ее возрастает с увеличением количества примесей.

Платина хорошо проводит тепло и хорошо излучает его. Коэффициент теплопроводности в температурном диапазоне от 10 до 97 °C составляет 71,2 Вт/(мК).

Удельное количество теплоты в платине при температуре плавления в твердом состоянии – 314,8 Дж/г, в жидком состоянии-51,9 Дж/г.

Плотность платины изменяется в зависимости от условий обработки. Так, например, плотность литой платины составляет 21,5 г/см3, прокаленной платиновой проволоки – 21,43, а механически обработанной платины – 21,39 г/см3.

Удлинение чистой платины по мере повышения температуры резко возрастает до максимума, затем постепенно уменьшается.

Чрезвычайно пассивная к химическим реагентам платина в химически связанном состоянии дает большое количество соединений – водородистые, кислородные, галоидные, синеродистые.

К галоидным соединениям относится фтористая, хлористая, хлорная, бромная, бромистая, йодная и йодистая платина.

Фтористая платина образуется при действии фтора на платину при температуре около 300 °С.

Хлористую платину получают при нормальном давлении и температуре ниже 370 °С двумя способами:

при выпаривании досуха водного раствора платинохлористо-водородной кислоты с последующим измельчением и нагреванием оставшейся массы в фарфоровой чашке при температуре 220–230 °C до полного удаления хлора;

путем пропускания сухого хлора через губчатую платину, находящуюся в нагретой на масляной бане до 240–250 °С стеклянной трубке.

Хлористая платина представляет собой коричневый или серо-зеленый порошок, нерастворимый в воде и растворимый в горячей соляной кислоте с образованием платинистохлористо-водородной кислоты. Из раствора хлористая платина легко выкристаллизовывается в виде игл. При нагревании теряет часть кристаллизационной воды.

Хлорную платину получают нагреванием платинохлористо-водородной кислоты или ее кристаллов в струе хлора до температуры 360 °C либо растворением платины в «царской водке».

Хлорная платина представляет собой красно-бурые гигроскопические кристаллы, растворимые в воде, спирте (1 г препарата должен полностью растворяться в 10 г абсолютного спирта) и ацетоне. При температурах до 370 °C и нормальном давлении хлорная платина устойчива. При нагревании выше 370 °C она теряет хлор и переходит в трехвалентную платину PtCl3, выше 435 °C – в хлористую. При 582 °C хлористая платина полностью разлагается с образованием металлической платины.

Бромная платина получается при длительном действии брома на платину при температуре ниже 180 °C. По внешнему виду это черно-бурый порошок с содержанием 40 % Рт.

Бромистая платина образуется в результате распада бромной платины при температуре выше 180 ºС. Внешний вид ее красно-бурая аморфная масса с содержанием 55 % платины.

Йодная платина – черный аморфный порошок с содержанием 30 % платины, получаемый при нагревании платины в парах иода.

Йодистая платина содержит 45 % платины. Получается в результате реакции между двухлористой платиной и йодистым калием. Раствор при этом окрашивается в характерный красный цвет.

Хлористая, бромистая, хлорная, бромная и йодная платина, растворяясь в избытке соляной или бромной кислоты, образует различные кислоты:

платинохлористо-водородную,

платинистохлористо-водородную,

платинобромисто-водородную,

платинистобромисто-водородную,

платиноиодисто-водородную.

Платина – исключительно стойкий по отношению к кислотам и другим соединениям металл. Она химически не окисляется при нагревании до самых высоких температур.

Платина активирует многие реакции, оставаясь неизменной. Растворяется в «царской водке» и других смесях, выделяющих хлор. В воде и спирте не растворяется. В «царской водке» платина растворяется труднее золота, так что разведенная «царская водка» при умеренных температурах может растворить золото, которое было сплавлено с платиной, не растворив Pt.

На платину действуют расплавленные щелочи, фосфор, цианиды, сульфиды и галоиды; не действуют соляная, серная и азотная кислоты.

Сплавленная с серебром, свинцом и некоторыми другими металлами, платина растворяется в азотной кислоте, особенно в присутствии золота.

Насчитывается около 40 сплавов платины – платина-алюминий, платина-титан, платина-висмут, платина-углерод, платина-сурьма и т. д.

Запасы платины и самородки

Запасы платины, как и всех металлов ее группы, на нашей планете невелики. Ее содержание в земной коре составляет 0,0000005 %. В последнее время в мире ежегодно добывается около 150–170 т платины по сравнению с примерно 2500 т золота. Весь объем когда-либо добытой платины может поместиться в небольшой куб высотой 6 м.

Платина – единственный металл в своей группе, который в промышленных количествах добывается из россыпей. Остальные МПГ добываются в основном из коренных руд собственно платиноидных месторождений. Платиновые руды, которые также являются источником получения платины и платиновых металлов, в природе распространены мало. Некоторая часть платиноидов извлекается попутно из комплексных руд медно-никелевых месторождений и совсем незначительная – из комплексных руд медно-лорфировых, медно-колчеданных, медно-ванадий-титаномагнетитовых и хромитовых месторождений,

В природе платина встречается в самородном состоянии, в виде зерен и чешуек различной величины. Самородная платина представляет собой минералы, в состав которых кроме платины входят железо, иридий, родий, палладий, медь, никель и поликсен. Последний не имеет постоянного состава и является источником добычи многих металлов.

Самородки платины встречаются, но очень редко. Существуют различные точки зрения по вопросу о том, какие выделения платины (и других драгоценных металлов) считать самородками. В основном таковыми считаются кусочки металла от 10 г и более.

Если за те тысячи лет, что ведется добыча золота, было найдено около 10 тыс. самородков этого металла, то платиновые самородки встречаются еще реже и к тому же никогда не достигают гигантских размеров золотых.

Самые крупные самородки, найденные в России, отсылают в Москву для изучения в специальной лаборатории, а затем для демонстрации на выставке Алмазного фонда РФ. Кстати, именно там хранится единственная в мире коллекция крупных самородков платины.

В начале XIX в. в России на платиновых приисках самородки находили, можно сказать, в массовом порядке: так, с 1827 по 1830 г. в районе Нижнего Тагила было сдано в казну более трех тысяч самородков массой от 10 до 100 г, 800 штук массой до 1 кг и около 100 самородков массой до 9 кг.

Примерно в тот же период на прииске «Сырков Лог» был найден и самый крупный кусок платины. Говорят, он весил около 9,5 кг, но точных данных о нем нет, так как он не сохранился, потому что был незаконно переплавлен. Несостоятельны разговоры о том, что в XIX в. на Урале был найден самородок массой 57 кг и макет его одно время демонстрировался на различных выставках – это пример нечестной рекламы, призванной показать «сказочные богатства» одного уральского прииска, намечавшегося к продаже. На самом деле такого самородка не было.

Зато существует самородок, который весит 8395 г (самый крупный в мире) и находится в Алмазном фонде России. Найден он был в 1904 г. в россыпях Исовского района на Урале.