Неорганическая химия. Т. 3, кн. 2. Под ред. Ю.Д. Третьякова (975566), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Черным пигментом является магнетит. Нахождение в природе платиновых металлов. Платиновые металлы встречаются в природе преимущественно в самородном виде — в форме простых веществ, сплавов между собой и другими благородными металлами. В небольших количествах они входят в состав некоторых полисульфидных руд, крайне редки находки их собственных сульфидных минералов, например лаурита Коан куперита Р1Б. Среднее суммарное содержание платиновых металлов в уральских сульфидных рудах составляет 2 — 5 г в ! т. В природе зерна платины часто встречаются в тех же россыпях, что и золото, поэтому в виде отдельных включений они иногда заметны на поверхности древних золотых изделий, преимущественно египетского происхождения. Большие запасы самородной платины * Суперсплввьс 11. Жяропрочные материале< лля аэрокосмических и промышленных энерго- установок.
— Мс Металлургия, 1995. ** Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. — Лс Химия, 1974. 27 сосредоточены в южно-американских Андах. В составляющих их породах крупинки платины вместе с частицами золота часто оказываются включенными в пироксены и другие основные силикаты, из которых в результате эрозии они переходят в речные пески. Намытое из них золото содержит мелкие кристаллы платины, отделить которые необычайно трудно. В средние века к этому и не стремились: примесь тяжелых зернышек лишь увеличивала массу драгоценного металла. Изредка встречаются и крупные самородки платины, вплоть до 9 кг. Они обязательно содержат примеси железа, меди, платиноидов, а иногда золота и серебра. Например, металл месторождения Чоко в Колумбии, разрабатывавшегося еше древними инками, имеет примерный состав, %; Р( 86,2, Рг( 0,4, КЬ 2,2, 1г 1,2, Оь 1,2, Сц 0,4, Ре 8,0, 8! 0,5.
Самородный иридий содержит 80 — 95% 1г, до 2,7% Кц, до 6,! % Р(; осмий — 82 — 98,9% Ов, 0,9— !9,8% 1г, до 10% Кц, 0,1 — 3,0% Р(, до 1,3% К)з, до ! % Ре. В России первая платиновая россыпь была открыта в 1824 г, на Северном Урале, вскоре в районе Нижнего Тагила началась разработка месторождений, С этого времени и вплоть до 1934 г.
на рынке мировых поставщиков платины лидировала Россия, уступив место сначала Канаде, а с !954 г. — К)АР, обладающей крупнейшими месторождениями металла. Аф4иназгс Аффинаэктя называют получение благородных металлов высокой чистоты. Аффинаж платиновых металлов основан на разделении химических соединений этих элементов благодаря различию некоторых их свойств: растворимости, летучее~и, реакпионной способности (рис, 6.9). Сырьем служат обогащенные шламы, оставшиеся от медных и никелевых производств, полученные растворением лома технических излелий, солержащих драгоценные металлы (платиноиды, а также золото, серебро, медь, железо), и отработанных катализаторов, Для удаления кремнезема и неблагоролных металлов в большинстве технологических схем прибегают к плавлению шлама со свинцовым глетом РЬО и древесным углем.
При этом неблагородные металлы, содержащиеся в шламе, окисляются свинцовым глетом до оксидов, а образующийся свинец концентрирует в себе серебро, золото и металлы плагиновой группы. Полученный свинцовый королек, называемый также веркблеем, подвергают кунелированию — окислительному плавления> на капели — пористом сосуде из костяной золы, магнезита и портландцемента.
При этом большая часть свинца окисляется и поглощается материалом капели. После купелирования сплав обрабатывают серной кислотой для улаления серебра. Теперь он солержит благородные металльь Важнейшей операцией аффинажа является взаимодействие с царской водкой (см. рис. 6.9), в которой растворяется большая часть золота, палладия и платины, а рутений, осмий, ролий и иридий преимущественно остаются в осадке. Для отделения золота от платины и палладия на раствор действуют железным купоросом, что приводит к выделению золота в свободном виде. Палладий и платину, присутствующие в растворе в форме хлоридов и хлоридных комплексов, разделяют, основываясь на различной растворимости солей.
Многочасовое кипячение шлама в царской водке приводит к частичному переходу в раствор и лругих платиновых металлов, поэтому полученная по данной схеме платина содержит примеси родив и иридия. Из остатка, не растворимого в царской вод- 28 ке, родий выделяют сплавлением с гидросульфатом натрия. При выщелачиваиии плана родий переходит в раствор в форме комплексных сульфатов. Рутений, осмий и иридий, устойчивые к кислотному вскрытию, подвергают окислительному сплавлению с щелочью.
Раствор, полученный при выщелачивании плава, содержит рутенаты и осматы, а большая часть иридия переходит в осадок в форме диоксида. Огделение рутения от осмия основано на возгонке высших оксидов и улавливании их раствором соляной кислоты. При этом оксид рутения восстанаынвается и в виде хлоридных комплексов концентрируется в растворе, а осмиевый ангидрид переходит в газовую фазу и частично уходит в атмосферу. Это допускают, так как осмий — наименее востребованный из платиноидов.
Точную схему аффинажа подбирают лля конкретного сырья в зависимости от содержания в нем различных металлов. Применение платиновых металлов. Благодаря высокой температуре плавления самородная платина в отличие от золота не плавится в горне, из-за наличия примесей не поддается ковке ни в холодном, ни в горячем виде.
Поэтому металл долгое время не находил применения, он пользовался спросом лишь у фальшивомонетчиков, которые подмешивали его к золоту для увеличения массы. Дело дошло до того, что король Испании в 1755 г. издал указ, согласно которому всю платину, добываемую при разработке колумбийских россыпей в Чоко, надлежало отделять от золота и топить в реках. За 43 года действия указа было уничтожено до 4 т драгоценного металла. Получить слиток металла впервые удалось русский инженерам в 1826 г. Для этого крупинки самородной платины растворяли в царской водке, а затем осаждали в виде пористой губчатой массы, которую формовали под прессом при температуре 1000'С. При этом металл приобретает ковкость и пластичность. В России с 1828 по 1845 г.
чеканили платиновые монеты, а также медали, ювелирные украшения. Оправы для бриллиантов и многих других драгоценных камней, выполненные из платины, выглядят намного эффектнее, чем серебряные. Добавление платины в ювелирное серебро делает его более тяжелым и прочным. Широкое применение в ювелирном деле находит «белое золото» вЂ” серебристо-белый сплав золота с палладием (90% Ац, 10% Рс1) или платиной (60% Ац, 40% Р!). Интересно, что золото не смешивается с платиной в твердом виде, такой сплав представляет собой смесь твердых растворов платины в золоте и золота в платине.
При увеличении содержания платины цвет золота изменяется до серовато-желтого и серебристо-серого. Такие сплавы использовали ювелиры фирмы Фаберже. Ежегодное мировое потребление платиновых металлов оценивается в 200 т. По цене платина примерно вдвое превосходит золото, а родий, иридий, рутений и осмий — в несколько раз дороже платины. Самый дешевый из платиновых металлов — палладий. Он стоит менее 4 долл.
США за ! г. Важнейшие области использования платиновых металлов представлены в табл. 6.4. В таблицу не включен осмий„мировое ежегодное производство которого исчисляется всего несколькими килограммами. Хотя разработанные на его основе катализаторы гидрирования эффективнее платиновых, а добавление его в сплавы сильно повышает их износостойкость, осмий и его 30 Таблица 64 Структура потребления платиновых металлов, % соединения пока не находят практического применения ввиду высокой стоимости. Среди потребителей платины, родия и палладия на первом месте стоит автомобильная промышленность, которая широко внедряет сделанные на их основе катализаторы для дожигания выхлопных газов двигателей.
Эффективность использования катализаторов напрямую зависит от качества бензина— высокое содержание в нем органических соединений серы приводит к быстрому отравлению катализатора и его деградации. В настояшее время широкое распространение получили трехфункциональные катализаторы (вызывают полное окисление углеводородов, оксида углерода(П) и оксидов азота), разработанные в США в начале !970-х гг. Основу каталитического нейтрализатора выхлопных газов составляет керамическая ячеистая структура, на которую нанесен Т-А)703, содержащий примеси оксидов лантана, церия, бария, никеля„а также платиновых металлоьч родня, палладия и платины. Главную роль в окислении играет родий — его содержание в каталитическом нейтрализаторе небольшого автомобиля составляет примерно треть грамма.
Механизм каталитического окисления" предполагает сорбцию продуктов неполного сгорания поверхностью металла и последуюший разрыв связи Х вЂ” О и образование связи С вЂ” О: 2МО(г.) ~~ !()ч(О)7!В„~ ~Х,О(г.) + ОВВ !ч!,О(г ) ~ ()ч(7О)аь ~ Х,(г.) + ОВВ СО(г,) 4- (СО)аь (СО)вь + Оаб е:е СО!(г,) * К!ттет Е Т // 3. Рвуа.
Свет. — !9В6. — Ч. 90. — Р. 4747; .%е!4(М., Спйат С. И': // Са!а!. Веч. Вев апд Епв. — 1994. — Ч. 36. — Р. 433. 3! В процессах риформинга используют платинорениевые сплавы, при гидрировании, а также при окислении аммиака до оксида азота(11) и сернистого газа до серного ангидрида — платинированный асбест, в производстве синтетического ацетальдегида (вакер-процесс) — хлорид палладия(П). Соединения родия находят применение главным образом в гомогенном катализе. Наиболее известен хлорид трифенилфосфинродия(1) КЬ(РРЬз)зС1, часто называемый катализатором Уилкинсона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
