백금은 희귀성, 아름다움, 다양한 산업적 활용으로 유명한 귀금속입니다. 주기율표에서 기호는 Pt이고 원자 번호는 78번인 화학 원소입니다.
소개 : 백금은 일반적으로 자연에서 희귀한 광물로 발견되지만, 특히 다음을 함유한 광석에서 다른 금속 채굴의 부산물로 더 흔히 얻습니다. 니켈 와 구리. 밀도가 높고 가단성이 있으며 내식성이 뛰어난 금속으로 보석, 자동차 촉매 변환기, 산업 응용 분야 등 다양한 용도로 가치가 있습니다. 플래티넘(platinum)이라는 이름은 '작은'이라는 뜻의 스페인어 '플라티나(platina)'에서 유래됐다. 은,” 초기 스페인 탐험가들은 은과 함께 백금을 자주 접했기 때문입니다. 매장 처음에는 그것을 귀찮은 일로 여겼습니다.
미네랄의 정의: 지질학적 맥락에서, 이는 지각에서 자연적으로 발생하는 경우 광물로 간주됩니다. 이는 일반적으로 특정 유형의 식물 내에서 작고 덩어리 같은 알갱이 또는 불규칙한 알갱이로 형성됩니다. 바위 와 광상. 백금 미네랄 니켈 및 구리 광석과 일반적으로 연관되어 있으며, 이에 대한 주요 광물 공급원은 종종 광물 스페리라이트(PtAs2)입니다. Sperrylite는 자연적으로 발생하는 몇 안 되는 백금 비화물 광물 중 하나입니다. 미네랄 백금을 주성분으로 함유하고 있습니다.
백금은 자연계의 다른 원소와 합금으로 나타날 수도 있습니다. 예를 들어, 주로 백금(Pt)과 소량의 불순물로 구성된 천연 백금은 드물게 발생합니다. 이는 일반적으로 충적 퇴적물에서 발견되며 종종 다음과 같은 다른 중광물과 연관되어 있습니다. 금 와 팔라듐.
전 세계 백금 생산량의 대부분은 천연 백금이 아닌 XNUMX차 공급원(백금족 원소가 풍부한 광석)에서 나온다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 광석에서 백금을 추출하고 처리하는 것은 복잡하고 에너지 집약적인 산업 공정입니다. 광택, 내구성, 변색에 대한 저항성 등이 높은 평가를 받아 다양한 산업 및 장식용 소재로 활용되고 있습니다.
셀 데이터: 우주그룹: Fm3m. a = 3.9231 Z = 4
성함: 스페인의 platina에서 유래, plata의 축소형, 은.
플래티넘의 속성
백금은 희귀성, 아름다움, 다양한 산업적 활용으로 유명한 귀금속입니다. 주기율표에서 기호는 Pt이고 원자 번호는 78번인 화학 원소입니다. 광물로서의 백금의 소개와 정의는 다음과 같습니다.
소개 : 백금은 일반적으로 자연에서 희귀한 광물로 발견되지만, 특히 니켈과 구리를 함유한 광석에서 다른 금속 채굴의 부산물로 더 흔히 얻어집니다. 밀도가 높고 가단성이 있으며 내식성이 뛰어난 금속으로 보석, 자동차 촉매 변환기, 산업 응용 분야 등 다양한 용도로 가치가 있습니다. "백금"이라는 이름은 "작은 은"을 의미하는 스페인어 용어 "platina"에서 유래되었습니다. 왜냐하면 초기 스페인 탐험가들이 종종 은 매장지와 함께 백금을 발견하고 처음에는 이를 귀찮은 것으로 여겼기 때문입니다.
미네랄의 정의: 지질학적 맥락에서 백금은 지각에서 자연적으로 발생하는 경우 광물로 간주됩니다. 이는 일반적으로 특정 유형의 암석 및 광석 퇴적물 내에서 작고 덩어리 같은 입자 또는 불규칙한 입자로 형성됩니다. 백금 광물은 일반적으로 니켈 및 구리 광석과 연관되어 있으며 백금의 주요 광물 공급원은 종종 광물 sperrylite(PtAs2)입니다. 스페리라이트(Sperrylite)는 백금을 주성분으로 함유한 몇 안 되는 자연 발생 광물 중 하나인 백금 비화물 광물입니다.
백금은 자연계의 다른 원소와 합금으로 나타날 수도 있습니다. 예를 들어, 주로 백금(Pt)과 소량의 불순물로 구성된 천연 백금은 드물게 발생합니다. 이는 일반적으로 금 및 팔라듐과 같은 다른 중광물과 관련된 충적 퇴적물에서 발견됩니다.
전 세계 백금 생산량의 대부분은 천연 백금이 아닌 XNUMX차 공급원(백금족 원소가 풍부한 광석)에서 나온다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 광석에서 백금을 추출하고 처리하는 것은 복잡하고 에너지 집약적인 산업 공정입니다. 백금은 광택, 내구성, 변색 저항성으로 인해 높은 평가를 받고 있으며 다양한 산업 및 장식용으로 귀중한 소재입니다.
백금의 물리적, 화학적 및 광학적 특성
백금은 다양한 물리적, 화학적, 광학 특성 다양한 산업, 과학 및 장식 응용 분야에 적합합니다. 백금의 주요 특성은 다음과 같습니다.
물리적 속성 :
- 밀도 : 백금은 밀도가 입방센티미터당 약 21.45g(g/cmXNUMX)인 매우 밀도가 높은 금속입니다. 밀도가 높아 무게감도 느껴지고, 묵직한 느낌을 줍니다.
- 녹는 점: 백금의 융점은 섭씨 1,768도(화씨 3,214도) 정도로 매우 높습니다. 이러한 높은 융점으로 인해 고온 응용 분야에 적합합니다.
- 비점: 백금의 끓는점은 약 섭씨 3,827도(화씨 6,920도)로 훨씬 높아 고온에서도 기화되지 않습니다.
- 가단성 및 연성: 백금은 가단성과 연성이 매우 높은 금속으로, 쉽게 성형하고, 말리고, 다양한 형태로 인발할 수 있어 보석 및 산업 공정에 이상적입니다.
- 경도 : 백금은 다른 귀금속에 비해 상대적으로 부드러운 금속이지만 대부분의 비금속에 비해 여전히 단단합니다. 다른 원소와 합금하여 경도를 높일 수 있습니다.
- 색: 플래티넘은 독특한 은백색을 띠고 있어 보석 및 기타 장식용으로 적합합니다.
화학적 특성:
- 화학적 불활성: 백금의 가장 주목할만한 화학적 특성 중 하나는 부식 및 화학 반응에 대한 저항성입니다. 매우 불활성이며 산소, 물 또는 대부분의 일반적인 산과 쉽게 반응하지 않으므로 부식성 환경에서 사용하기에 탁월한 선택입니다.
- 촉매 특성: 백금은 다양한 화학 반응에 매우 효과적인 촉매입니다. 그 표면은 자동차(촉매 변환기) 및 화학 생산과 같은 산업에서 중요한 반응을 촉진할 수 있습니다.
- 합금: 백금은 이리듐, 팔라듐 등 다른 금속과 쉽게 합금화될 수 있습니다. 로듐, 특성을 향상시키고 특정 특성을 가진 합금을 생성합니다.
광학 특성 :
- 광택: 플래티넘은 눈부신 금속 광택을 갖고 있어 시각적 매력을 더해 주얼리 및 기타 장식용으로 인기가 높은 금속입니다.
- 반사율: 백금은 가시광선과 적외선 스펙트럼 모두에서 반사율이 높습니다. 이 속성은 실험실 장비 및 거울과 같은 응용 분야에 필수적입니다.
- 투명성 : 백금은 빛이 통과하지 못하는 밀도가 높은 금속이기 때문에 투명하지 않습니다. 일부 광학 용도에서는 얇은 포일 형태로 사용되는 경우가 많습니다.
이러한 특성으로 인해 백금은 보석 및 장식 품목부터 산업용 촉매, 실험실 장비 및 고온 엔지니어링에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 다재다능하고 귀중한 재료가 됩니다. 부식 및 변색에 대한 뛰어난 저항성과 독특한 촉매 특성으로 인해 많은 기술 및 과학 분야에서 없어서는 안 될 요소입니다.
백금의 형성과 발생
백금은 자연적인 지질학적 과정을 통해 형성되는 비교적 희귀하고 귀중한 금속입니다. 이는 특정 광석 매장지의 일부로 다양한 지질 환경에서 발견됩니다. 백금의 형성과 발생은 주로 니켈과 구리 등 다른 원소와의 결합에 의해 영향을 받습니다. 다음은 백금이 형성되는 방법과 일반적으로 발견되는 위치에 대한 개요입니다.
백금의 형성:
- 마그마틱 프로세스: 이것의 주요 원천은 지구 맨틀과 지각 깊은 곳의 녹은 암석(마그마)이 냉각되고 응고되어 발생하는 마그마 광석 퇴적물입니다. 이 예금은 다음과 관련이 있습니다. 화성암 이는 "백금족 원소(PGE) 광상"으로 알려져 있습니다. 백금, 팔라듐, 로듐을 포함한 PGE가 이러한 광상에서 함께 발견되는 경우가 많습니다.
- 결정화: 마그마가 냉각되는 동안 백금 및 기타 PGE가 풍부한 미네랄이 용융된 물질에서 결정화됩니다. 이러한 광물에는 스페리라이트(PtAs2), 쿠페라이트(PtS) 및 브라자이트(Pt, Pd, Ni)S와 같은 황화물이 포함될 수 있습니다. 백금은 종종 이러한 미네랄과 함께 발견됩니다.
백금 발생:
- 계층화된 침입: 백금 매장지의 가장 중요한 지질학적 환경 중 하나는 층상 관입 지역인데, 이는 종종 지각 내부 깊숙이 확장되는 크고 층상적인 화성암층입니다. 이러한 침입은 일반적으로 초고철질 및 고철질 암석 유형과 연관되어 있으며 백금이 풍부한 황화물 광물이 존재하는 것이 특징입니다.
- 오피올라이트 복합체: 백금 광상은 대륙 대륙에 밀려온 해양 지각과 상부 맨틀 암석의 파편인 오피올라이트 복합체에서도 발견될 수 있습니다. 이러한 복합물에는 특히 크로마이트 광석과 관련된 백금 함유 광석 매장지가 포함될 수 있습니다.
- 충적 퇴적물: 어떤 경우에는 백금이 층상 침입과 같은 XNUMX차 공급원에서 침식되어 강과 하천을 통해 운반됩니다. 시간이 지남에 따라 종종 금과 같은 다른 중광물과 함께 충적 퇴적물에 축적될 수 있습니다. 거의 순수한 백금 금속인 천연 백금이 가끔 발견되는 곳입니다.
- 산업 공정에서 발생하는 잔류물: 백금은 때때로 다양한 산업 공정, 특히 니켈 및 구리 광석 정제와 관련된 공정의 부산물입니다. 이러한 경우 백금은 이러한 공정의 잔류물에서 추출됩니다.
지각에서는 상대적으로 드물며, 자연적으로 풍부하지 않기 때문에 채굴 및 추출이 경제적으로 어려울 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 백금의 최대 생산국은 일반적으로 남아프리카, 러시아, 짐바브웨이며, 이곳에는 상당한 양의 백금족 원소가 매장되어 있습니다.
백금의 탐사 및 추출은 지질 조사, 시추 및 채광 기술을 조합하여 수행되어 XNUMX차 공급원에서 금속을 찾아 추출하므로 백금은 자동차의 촉매 변환기 및 생산을 포함한 다양한 산업 응용 분야에 필수적인 자원이 됩니다. 고가의 주얼리.
적용 및 용도 분야
백금은 물리적, 화학적 특성의 독특한 조합으로 인해 다양한 응용 분야를 가지며 다양한 산업에서 사용됩니다. 주요 응용 분야 및 용도는 다음과 같습니다.
- 자동차 산업:
- 촉매 컨버터: 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx)과 같은 오염 물질을 덜 유해한 물질로 변환하여 차량의 유해한 배출을 줄이는 데 사용되는 촉매 변환기의 핵심 구성 요소입니다. 백금족 금속(PGM)의 일부인 팔라듐과 로듐은 백금과 함께 촉매 변환기에 사용됩니다.
- 보석 및 장식품:
- 귀중한 보석: 플래티넘은 빛나는 외관, 내구성 및 희귀성으로 인해 보석 산업에서 높은 평가를 받고 있습니다. 약혼반지, 결혼반지, 목걸이, 기타 고급 주얼리를 만드는 데 자주 사용됩니다.
- 전자 제품 :
- 전극 : 백금은 우수한 전기 전도도, 내부식성, 안정성을 갖추고 있어 센서, 심장 박동기, 고정밀 측정 기기 등의 장치에 사용되는 전극을 비롯한 다양한 전자 부품의 귀중한 소재입니다.
- 의료 및 치과 응용 분야:
- 임플란트 : 백금은 생체 적합성과 인체 내부 부식에 대한 저항성으로 인해 심장박동기, 스텐트 등 의료용 임플란트에 사용됩니다.
- 치과 복원: 백금은 크라운, 브릿지, 치아 교정기와 같은 수복물에 사용되는 치과용 합금에서 찾을 수 있습니다.
- 산업 공정:
- 유리 제조:
- 유리 섬유 생산: 이는 광섬유 및 통신에 사용되는 고품질 유리 섬유 생산에 사용됩니다.
- 항공우주 및 우주 탐사:
- 로켓 엔진: 백금의 높은 녹는점과 고온에 대한 저항성은 로켓 엔진과 항공우주 부품에 사용하기에 적합합니다.
- 재생 에너지:
- 연료 전지들: 이는 깨끗하고 효율적인 에너지 생성에 사용될 수 있는 수소 연료 전지의 촉매로 사용됩니다.
- 태양 전지: 이는 태양전지 생산에 사용되며, 태양전지의 효율성과 수명을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
- 실험실 및 과학 장비:
- 도가니: 백금 도가니는 실험실의 고온 및 고순도 응용 분야에 사용됩니다.
- 열전대: 정확한 온도 측정을 위해 열전대에 사용됩니다.
- 통화 및 금괴:
- 맨 섬과 영국과 같은 일부 국가에서는 백금 동전을 통화 형태로 사용했습니다.
- 플래티넘 금괴 바와 동전도 투자 형태로 거래됩니다.
백금은 상대적으로 비싸고 희귀한 금속이므로 다양한 산업 분야에서의 적용에 영향을 미칠 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한 높은 추출 및 정제 비용은 다양한 부문에서 백금의 가용성과 사용량을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 독특한 특성, 특히 촉매 능력과 부식 저항성은 다른 재료가 부족한 응용 분야에서 매우 중요합니다.
채굴 소스 및 배포
백금은 주로 특정 지질학적 원천에서 채굴되며 전 세계에 고르게 분포되지 않습니다. 플래티넘 생산량의 대부분은 상당한 플래티넘 매장량을 보유한 몇몇 핵심 지역에서 나옵니다. 백금의 주요 채굴원과 분포는 다음과 같습니다.
1. 남아프리카공화국:
- 남아프리카공화국은 세계 최대의 백금 생산국으로 전 세계 공급량의 상당 부분을 차지합니다. 남아프리카의 Bushveld 단지는 백금, 팔라듐, 로듐 등을 포함한 수많은 백금족 원소(PGE) 매장지를 포함하는 광대한 지질 구조입니다. Rustenburg 및 Mogalakwena 광산과 같은 이 지역의 광산은 세계에서 가장 생산성이 높은 광산 중 하나입니다.
2. 러시아 :
- 러시아는 전 세계에서 두 번째로 큰 백금 생산국입니다. 러시아 백금 생산량의 대부분은 시베리아의 Norilsk-Talnakh 지역에서 나옵니다. 이곳의 퇴적물은 PGE가 풍부한 대규모 침입의 일부이기도 합니다.
3. 짐바브웨:
- 짐바브웨는 백금의 또 다른 주요 생산국입니다. Great Dyke 프로젝트와 같은 광산은 세계 백금 생산에서 짐바브웨의 역할이 커지는 데 기여했습니다.
4. 캐나다 :
- 캐나다는 온타리오 주의 Lac des Iles 광산에서 백금을 생산하는 것으로 유명합니다. 캐나다 백금 채굴에서는 주로 백금족 원소와 함께 니켈을 추출합니다.
5. 미국 :
- 미국 몬태나주 스틸워터 콤플렉스(Stillwater Complex)는 백금과 팔라듐의 유명한 공급원입니다. 이곳은 남아프리카공화국과 러시아를 제외하고 경제적으로 백금 채굴이 가능한 몇 안 되는 지역 중 하나입니다.
6. 기타 국가:
- 호주, 콜롬비아, 보츠와나 등 다른 여러 국가에서도 백금을 소량 생산합니다.
세계 여러 지역에서 발견되지만, 가장 크고 가장 생산적인 매장지는 단지 몇몇 지역에 집중되어 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한 백금은 다른 채굴 작업, 특히 니켈과 구리에 초점을 맞춘 채굴 작업의 부산물로 생산되는 경우가 많습니다. 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 오스뮴을 포함하는 백금족 원소(PGE)가 이러한 광상에서 함께 발견되는 경우가 많습니다.
백금의 채굴과 추출은 자본 집약적인 공정이며, 금속의 높은 시장 가치는 생산과 관련된 어려움과 비용을 반영합니다. 또한 백금의 가용성은 채굴되는 국가의 정치적 안정성, 경제 상황, 환경 규제 등의 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 이러한 요인은 백금의 글로벌 유통과 자동차 및 보석 부문을 포함한 다양한 산업에 대한 공급에 영향을 미칠 수 있습니다.
참고자료
- Bonewitz, R. (2012). 암석과 광물. 2판 런던: DK 출판.
- Handbookofmineralogy.org. (2019). 핸드북 광물학. [온라인] 이용 가능: http://www.handbookofmineralogy.org [4년 2019월 XNUMX일 접속].
- Mindat.org. (2019). 플래티넘: 광물 정보, 데이터 및 산지.. [온라인] 이용 가능: https://www.mindat.org/ [액세스됨. 2019].
