プラチナは、その希少性、美しさ、さまざまな産業用途で知られる貴金属です。 それは、周期表上の記号 Pt および原子番号 78 を持つ化学元素です。

導入: プラチナは通常、希少鉱物として自然界に存在しますが、他の金属採掘の副産物として、特に以下を含む鉱石から得られることがより一般的です。 ニッケル > 。 これは緻密で展性があり、耐食性に優れた金属であるため、宝飾品、自動車の触媒コンバーター、産業用途など、さまざまな目的で価値があります。 「プラチナ」という名前は、スペイン語で「小さな」を意味する「platina」に由来しています。 」 初期のスペインの探検家は銀と並んでプラチナを頻繁に発見したためです。 預金 そして最初はそれを迷惑だと考えていました。

ミネラルとしての定義: 地質学的文脈では、地球の地殻に自然に存在する場合、それは鉱物とみなされます。 通常、特定の種類の粒子内で小さなナゲット状の粒子または不規則な粒子として形成されます。 > 鉱床. プラチナ鉱物 は一般にニッケルおよび銅鉱石と関連付けられており、その主な鉱物源は鉱物スペリーライト (PtAs2) であることがよくあります。 スペリーライトは、天然に存在する数少ないプラチナヒ素鉱物の XNUMX つです。 ミネラル プラチナを主成分として含むもの。

プラチナは、自然界では他の元素との合金として存在することもあります。 たとえば、主にプラチナ (Pt) と微量の不純物から構成される自然プラチナは、まれに存在します。 通常、沖積鉱床で発見され、多くの場合、次のような他の重鉱物と関連しています。 ゴールド > パラジウム.

世界のプラチナ生産の大部分は、天然プラチナからではなく、一次資源(プラチナ族元素が豊富な鉱石)から来ていることに注意することが重要です。 鉱石からプラチナを抽出して加工することは、複雑でエネルギーを大量に消費する工業プロセスです。 光沢、耐久性、変色しにくいことが高く評価されており、さまざまな産業や装飾目的で貴重な素材として使用されています。

セルデータ:宇宙グループ:Fm3m。 a = 3.9231 Z = 4

お名前: スペイン語の platina に由来し、plata を小さくしたもの、銀。

協会:Pt-Fe合金、 黄銅鉱, クロム鉄鉱, マグネタイト

プラチナの性質

ロシア産プラチナクリスタル

プラチナは、その希少性、美しさ、さまざまな産業用途で知られる貴金属です。 それは、周期表上の記号 Pt および原子番号 78 を持つ化学元素です。 鉱物としてのプラチナの概要と定義は次のとおりです。

導入: プラチナは通常、希少鉱物として自然界に存在しますが、他の金属採掘の副産物として、特にニッケルや銅を含む鉱石から得られることがより一般的です。 これは緻密で展性があり、耐食性に優れた金属であるため、宝飾品、自動車の触媒コンバーター、産業用途など、さまざまな目的で価値があります。 「プラチナ」という名前は、「小さな銀」を意味するスペイン語の「プラチナ」に由来しています。これは、初期のスペインの探検家が銀の鉱床と一緒にプラチナによく遭遇し、最初はそれを迷惑なものだと考えていたためです。

ミネラルとしての定義: 地質学的文脈では、プラチナは地殻に自然に存在する場合には鉱物とみなされます。 通常、特定の種類の岩石や鉱床内で小さなナゲット状の粒子または不規則な粒子として形成されます。 プラチナ鉱物は一般にニッケル鉱石や銅鉱石と関連付けられており、プラチナの主な鉱物源は鉱物スペリーライト (PtAs2) であることがよくあります。 スペリーライトはプラチナヒ素鉱物であり、主成分としてプラチナを含む数少ない天然鉱物の XNUMX つです。

プラチナは、自然界では他の元素との合金として存在することもあります。 たとえば、主にプラチナ (Pt) と微量の不純物から構成される自然プラチナは、まれに存在します。 通常、沖積鉱床で発見され、金やパラジウムなどの他の重鉱物と関連していることがよくあります。

世界のプラチナ生産の大部分は、天然プラチナからではなく、一次資源(プラチナ族元素が豊富な鉱石)から来ていることに注意することが重要です。 鉱石からプラチナを抽出して加工することは、複雑でエネルギーを大量に消費する工業プロセスです。 プラチナは、その光沢、耐久性、変色しにくい点で高く評価されており、さまざまな産業や装飾目的で貴重な素材となっています。

プラチナの物理的、化学的および光学的特性

プラチナは、物理的、化学的、およびさまざまな特性を持つユニークで貴重な金属です。 光学特性 そのため、さまざまな産業、科学、装飾用途に適しています。 プラチナの主な特性のいくつかを以下に示します。

物理的性質:

  1. 密度: プラチナは非常に密度の高い金属で、密度は約 21.45 グラム/立方センチメートル (g/cmXNUMX) です。 密度が高いので重厚感があり、重厚感があります。
  2. 融点: プラチナの融点は約 1,768 ℃ (華氏 3,214 度) と非常に高いです。 この高い融点により、高温用途に適しています。
  3. 沸点: プラチナの沸点はさらに高く、摂氏約 3,827 度 (華氏 6,920 度) であるため、高温で蒸発しにくくなっています。
  4. 展性と延性: プラチナは可鍛性と延性に優れた金属であるため、さまざまな形状に成形、丸め、絞り加工が容易であり、宝飾品や工業プロセスに最適です。
  5. 硬さ: プラチナは他の貴金属に比べて比較的柔らかい金属ですが、それでもほとんどの卑金属よりは硬いです。 他の元素と合金化することで硬度を向上させることができます。
  6. 色: プラチナは独特の銀白色をしており、これが宝飾品やその他の装飾目的での需要に貢献しています。

化学的特性:

  1. 化学的不活性度: プラチナの最も注目すべき化学的特性の XNUMX つは、腐食や化学反応に対する耐性です。 不活性度が高く、酸素、水、またはほとんどの一般的な酸とは容易に反応しないため、腐食性環境での使用に最適です。
  2. 触媒特性: プラチナは、さまざまな化学反応に対して非常に効果的な触媒です。 その表面は、自動車 (触媒コンバーター) や化学生産などの産業で重要な反応を促進します。
  3. 合金化: プラチナは、イリジウム、パラジウム、パラジウムなどの他の金属と簡単に合金化できます。 ロジウム、その特性を強化し、特定の特性を持つ合金を作成します。

光学特性:

  1. 光沢: プラチナは輝かしい金属光沢を持ち、視覚的な魅力を増すため、ジュエリーやその他の装飾目的で人気の金属です。
  2. 反射率: プラチナは可視スペクトルと赤外スペクトルの両方で反射率が高くなります。 この特性は、実験室の機器や鏡などの用途では不可欠です。
  3. 透明性: プラチナは光を通さない緻密な金属であるため、透明ではありません。 一部の光学用途では、薄い箔の形で使用されることがよくあります。

これらの特性により、プラチナは、宝飾品や装飾品から工業用触媒、実験装置、高温工学に至るまで、さまざまな用途に多用途で価値のある素材となっています。 腐食や変色に対する優れた耐性と、その独特の触媒特性により、多くの技術および科学分野で不可欠な要素となっています。

プラチナの形成と発生

プラチナは、自然の地質学的プロセスを通じて形成される比較的希少な貴金属です。 特定の鉱床の一部としてさまざまな地質環境で発見されます。 プラチナの形成と発生は、他の元素、主にニッケルと銅との結合によって影響を受けます。 プラチナがどのように形成され、どこで通常発見されるかについての概要は次のとおりです。

プラチナの形成:

  1. マグマプロセス: その主な供給源はマグマ鉱床であり、地球のマントルと地殻の奥深くにある溶融岩石(マグマ)の冷却と固化に由来します。 これらの預金は、 火成岩 これらは「白金族元素(PGE)鉱床」として知られています。 プラチナ、パラジウム、ロジウムを含む PGE は、これらの鉱床で一緒に発見されることがよくあります。
  2. 結晶: マグマの冷却中に、プラチナやその他の PGE が豊富な鉱物が溶融物質から結晶化します。 これらの鉱物には、スペリーライト (PtAs2)、コーペライト (PtS)、ブラッジャイト (Pt、Pd、Ni)S などの硫化物が含まれる場合があります。 プラチナはこれらの鉱物と組み合わせて発見されることがよくあります。

プラチナの発生:

  1. 階層化された侵入: プラチナ鉱床の最も重要な地質環境の XNUMX つは、層状貫入です。層状貫入とは、多くの場合、地球の地殻の奥深くまで広がる、大きな層状の火成岩層です。 これらの貫入は通常、超苦鉄質および苦鉄質の岩石タイプに関連しており、プラチナに富んだ硫化鉱物の存在によって特徴付けられます。
  2. オフィオライト複合体: プラチナ鉱床は、大陸の陸地に突き出た海洋地殻や上部マントルの岩石の破片であるオフィオライト複合体でも見つかります。 これらの複合体には、特にクロム鉱石と関連して白金含有鉱床が含まれる場合があります。
  3. 沖積鉱床: 場合によっては、プラチナは層状の貫入などの一次発生源から浸食され、河川によって運ばれます。 時間の経過とともに、多くの場合金などの他の重鉱物と一緒に沖積鉱床に蓄積することがあります。 ここでは、ほぼ純粋なプラチナ金属である自然プラチナが時々発見されます。
  4. 工業プロセスからの残留物: プラチナは、さまざまな工業プロセス、特にニッケル鉱石や銅鉱石の精製に関わるプロセスの副産物として発生することがあります。 このような場合、これらのプロセスの残留物から白金が抽出されます。

地球の地殻では比較的まれであり、天然存在量が少ないため、その採掘と抽出は経済的に困難になる可能性があることに注意することが重要です。 プラチナの最大の生産国は通常、南アフリカ、ロシア、ジンバブエであり、プラチナ族元素の大量の鉱床が発見されています。

プラチナの探査と抽出は、地質調査、掘削、採掘技術を組み合わせて行われ、一次資源から金属を特定して抽出します。これによりプラチナは、自動車の触媒コンバーターや生産設備など、さまざまな産業用途に不可欠な資源となっています。価値の高い宝飾品。

アプリケーションと用途分野

プラチナには物理的および化学的特性のユニークな組み合わせにより幅広い用途があり、さまざまな産業で使用されています。 その主な応用分野と用途には次のようなものがあります。

  1. 自動車産業:
    • 触媒コンバーター: これは、一酸化炭素 (CO)、炭化水素 (HC)、窒素酸化物 (NOx) などの汚染物質を有害性の低い物質に変換することで、車両からの有害な排出物を削減するために使用される触媒コンバーターの重要なコンポーネントです。 パラジウムとロジウムも白金族金属(PGM)の一部であり、白金と並んで触媒コンバーターに使用されます。
  2. ジュエリーと装飾品:
    • 貴重なジュエリー: プラチナは、その光沢のある外観、耐久性、希少性により、宝飾品業界で高く評価されています。 婚約指輪、結婚指輪、ネックレス、その他の高級ジュエリーの製造によく使用されます。
  3. エレクトロニクス:
    • 電極: プラチナは、優れた導電性、耐食性、安定性を備えているため、センサー、ペースメーカー、高精度測定器などの電極をはじめ、さまざまな電子部品に使用される貴重な素材です。
  4. 医療および歯科用途:
    • インプラント: プラチナは、その生体適合性と人体内での耐腐食性により、ペースメーカーやステントなどの医療用インプラントに使用されています。
    • 歯科修復物: プラチナは、クラウン、ブリッジ、歯科矯正器具などの修復物に使用される歯科用合金に含まれています。
  5. 工業プロセス:
    • 化学工業: プラチナは、化学薬品、医薬品、石油化学製品の製造を含む多くの化学反応において触媒として機能します。
    • 石油精製: プラチナが使われているのは、 石油 産業では、不純物の除去など、さまざまな精製プロセスを触媒します。 原油 ハイオクタン価ガソリンの生産。
  6. ガラス製造:
    • ガラス繊維の生産: 光ファイバーや通信に使用される高品質のガラスファイバーの製造に使用されます。
  7. 航空宇宙および宇宙探査:
    • ロケットエンジン: プラチナは融点が高く、高温に対する耐性があるため、ロケット エンジンや航空宇宙部品での使用に適しています。
  8. 再生可能エネルギー:
    • 燃料電池: 水素燃料電池の触媒として使用され、クリーンで効率的なエネルギー生成に使用できます。
    • 太陽電池: これは太陽電池の生産に使用され、電池の効率と寿命の向上に役立ちます。
  9. 実験室および科学機器:
    • るつぼ: プラチナるつぼは、研究室での高温および高純度の用途に使用されます。
    • 熱電対: 正確な温度測定のための熱電対に使用されます。
  10. 通貨と地金:
    • マン島やイギリスなどの一部の国では、通貨の形式としてプラチナ コインが使用されています。
    • プラチナ地金の延べ棒やコインも投資の一形態として取引されています。

プラチナは比較的高価で希少な金属であるため、さまざまな業界での用途に影響を与える可能性があることに注意することが重要です。 さらに、抽出と精製にかかるコストが高いため、さまざまな分野でのプラチナの入手可能性と使用量が決まります。 その独特の特性、特に触媒能力と耐腐食性により、他の材料では不十分な用途において非常に価値があります。

採掘源と分布

モゴロックウェナ プラチナ鉱山、南アフリカ

プラチナは主に特定の地質源から採掘されており、世界中に均等に分布しているわけではありません。 プラチナ生産の大部分は、プラチナが豊富に埋蔵されているいくつかの主要な地域で産出されます。 プラチナの主な採掘源と分布は次のとおりです。

1. 南アフリカ:

  • 南アフリカはプラチナの世界最大の生産国であり、世界の供給量のかなりの部分を占めています。 南アフリカのブッシュフェルト鉱床は、プラチナ、パラジウム、ロジウムなどを含む多数の白金族元素 (PGE) 鉱床を含む広大な地層です。 ルステンブルグ鉱山やモガラクウェナ鉱山など、この地域の鉱山は世界で最も生産性の高い鉱山の一つです。

2.ロシア:

  • ロシアは世界第 XNUMX 位のプラチナ生産国です。 ロシアのプラチナ生産量の大部分はシベリアのノリリスク・タルナフ地域で産出されています。 ここの堆積物も、PGE を豊富に含む大規模な侵入物の一部です。

3. ジンバブエ:

  • ジンバブエもプラチナの重要な生産国です。 グレート・ダイク・プロジェクトのような鉱山は、世界のプラチナ生産におけるジンバブエの役割の増大に貢献してきました。

4.カナダ:

  • カナダはオンタリオ州のラック・デ・イル鉱山でのプラチナの産出で知られています。 カナダのプラチナ採掘では、主にプラチナ族元素とともにニッケルが抽出されます。

5.アメリカ合衆国:

  • 米国モンタナ州のスティルウォーター・コンプレックスは、プラチナとパラジウムの著名な供給源です。 ここは、南アフリカとロシア以外では経済的に実行可能なプラチナ採掘が行われる数少ない場所の XNUMX つです。

6. その他の国:

  • オーストラリア、コロンビア、ボツワナなど、他のいくつかの国でも、程度は低いですがプラチナを生産しています。

世界各地で発見されていますが、最大かつ最も生産性の高い鉱床はわずか数地域に集中していることに注意することが重要です。 さらに、プラチナは他の採掘作業、特にニッケルと銅に焦点を当てた採掘作業の副産物として生成されることがよくあります。 白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウムなどの白金族元素 (PGE) は、これらの鉱床で一緒に発見されることがよくあります。

プラチナの採掘と抽出は資本集約的なプロセスであり、金属の高い市場価値は、その生産に伴う課題とコストを反映しています。 さらに、プラチナの入手可能性は、プラチナが採掘される国の政治的安定、経済状況、環境規制などの要因に影響される可能性があります。 これらの要因は、プラチナの世界的な流通と、自動車や宝飾品分野を含むさまざまな業界へのプラチナの供給に影響を与える可能性があります。

参考文献

  • ボーネウィッツ、R. (2012)。 岩石と鉱物。 第2版ロンドン: DK Publishing。
  • Handbookofmineralogy.org。 (2019年)。 ハンドブック 鉱物学。 [オンライン] http://www.handbookofmineralogy.org [4 年 2019 月 XNUMX 日にアクセス] から入手できます。
  • Mindat.org。 (2019年)。 プラチナ: 鉱物情報、データ、産地.. [オンライン] で入手可能: https://www.mindat.org/ [アクセス。 2019]。