Платиновые металлы и экология
Платиновые металлы — это рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина. По их запасам, которые оцениваются суммарно в 56 тысяч тонн, Россия занимает второе место после Южно-Африканской Республики.
Крупнейшее месторождение сульфидных полиметаллических руд находится в Садбери, канадской провинции Онтарио, где два миллиарда лет назад врезался в землю гигантский метеорит, открыв путь на поверхность магме, богатой ценными металлами. Главным источником платиновых металлов в России являются сульфидные медно-никелевые руды полуострова Таймыр.
Производство платиновых металлов измеряется в тройских унциях (унция-единица массы в английской системе мер; тройская унция равна 31,1 г). Самый дешёвый из металлов платиновой группы — рутений. В 1996 году при цене на платину около 400 долларов за тройную унцию рутений стоил не более одного доллара.
Самый редкий платиновый металл — осмий. Он производится ежегодно в килограммовых количествах и расходуется на выпуск сверхтвёрдых специальных сплавов, отличающихся повышенной стойкостью к стиранию, для производства компасных игл, осей, трущихся частей точных инструментов (и дорогих шариковых ручек).
Платиновые металлы способны ускорять (катализировать) различные химические процессы — гидрирования и дегидрирования, полимеризации и изомеризации, окисления и восстановления. Они участвуют в производстве азотной кислоты, где на стадии окисления аммиака катализатором служит сетка из сплава платины и родия; в производстве уксусной кислоты взаимодействием метилового спирта с оксидом углерода в присутствии родия.
Ярким примером использования каталитических свойств металлов платиновой группы служит процесс очистки, или дожигания, выхлопных газов автомобилей. Сначала в автомобильных катализаторах использовали только платину. Затем, с учётом её высокой стоимости, стали переходить на платинопалладиевые устройства, сокращая расход платины с 3 до 1,6 г на один образец. Содержание родия в фильтре для очистки выхлопов составляет 0,34 г. Широко применяются платиновые металлы в электронной технике и медицине.
Потенциальной областью «экологического» применения платины является производство топливных элементов, где она используется в качестве катализатора. Принцип, использованный при конструировании топливных элементов, известен более 150 лет и основан на получении электрического тока в результате реакции между газообразным водородом и кислородом с образованием воды. На основе указанного принципа в США работают топливные ячейки для получения электроэнергии на борту космических кораблей, а в Японии уже создана промышленная электростанция. Бесшумные, не загрязняющие окружающую среду электростанции на топливных элементах весьма перспективны.
Крупнейшее месторождение сульфидных полиметаллических руд находится в Садбери, канадской провинции Онтарио, где два миллиарда лет назад врезался в землю гигантский метеорит, открыв путь на поверхность магме, богатой ценными металлами. Главным источником платиновых металлов в России являются сульфидные медно-никелевые руды полуострова Таймыр.
Производство платиновых металлов измеряется в тройских унциях (унция-единица массы в английской системе мер; тройская унция равна 31,1 г). Самый дешёвый из металлов платиновой группы — рутений. В 1996 году при цене на платину около 400 долларов за тройную унцию рутений стоил не более одного доллара.
Самый редкий платиновый металл — осмий. Он производится ежегодно в килограммовых количествах и расходуется на выпуск сверхтвёрдых специальных сплавов, отличающихся повышенной стойкостью к стиранию, для производства компасных игл, осей, трущихся частей точных инструментов (и дорогих шариковых ручек).
Платиновые металлы способны ускорять (катализировать) различные химические процессы — гидрирования и дегидрирования, полимеризации и изомеризации, окисления и восстановления. Они участвуют в производстве азотной кислоты, где на стадии окисления аммиака катализатором служит сетка из сплава платины и родия; в производстве уксусной кислоты взаимодействием метилового спирта с оксидом углерода в присутствии родия.
Ярким примером использования каталитических свойств металлов платиновой группы служит процесс очистки, или дожигания, выхлопных газов автомобилей. Сначала в автомобильных катализаторах использовали только платину. Затем, с учётом её высокой стоимости, стали переходить на платинопалладиевые устройства, сокращая расход платины с 3 до 1,6 г на один образец. Содержание родия в фильтре для очистки выхлопов составляет 0,34 г. Широко применяются платиновые металлы в электронной технике и медицине.
Потенциальной областью «экологического» применения платины является производство топливных элементов, где она используется в качестве катализатора. Принцип, использованный при конструировании топливных элементов, известен более 150 лет и основан на получении электрического тока в результате реакции между газообразным водородом и кислородом с образованием воды. На основе указанного принципа в США работают топливные ячейки для получения электроэнергии на борту космических кораблей, а в Японии уже создана промышленная электростанция. Бесшумные, не загрязняющие окружающую среду электростанции на топливных элементах весьма перспективны.