Platine

Le platine est un métal précieux connu pour sa rareté, sa beauté et ses diverses applications industrielles. C'est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78 dans le tableau périodique.

Introduction: Le platine se trouve généralement dans la nature en tant que minéral rare, mais il est plus communément obtenu comme sous-produit d'autres mines de métaux, en particulier à partir de minerais contenant nickel et de capuchons de cuivre. Il s'agit d'un métal dense, malléable et hautement résistant à la corrosion, ce qui le rend précieux à diverses fins, notamment pour les bijoux, les pots catalytiques des automobiles et les applications industrielles. Son nom « platine » est dérivé du terme espagnol « platine » qui signifie « petit vis argent", car les premiers explorateurs espagnols rencontraient souvent du platine aux côtés de l'argent. Cautions et l'a d'abord considéré comme une nuisance.

Définition en tant que minéral : Dans un contexte géologique, il est considéré comme un minéral lorsqu'il est présent naturellement dans la croûte terrestre. Il se forme généralement sous forme de petits grains ressemblant à des pépites ou de grains irréguliers dans certains types de roches et de gisements de minerai. Minéraux de platine sont généralement associés aux minerais de nickel et de cuivre, et la principale source minérale est souvent la sperrylite minérale (PtAs2). La sperrylite est un minéral d'arséniure de platine qui est l'un des rares minéraux naturels minéraux contenant du platine comme composant principal.

Le platine peut également se présenter sous forme d’alliage avec d’autres éléments dans la nature. Par exemple, le platine natif, composé principalement de platine (Pt) et d’impuretés mineures, est un phénomène rare. On le trouve généralement dans les dépôts alluviaux, souvent associé à d'autres minéraux lourds comme or et de palladium.

Il est important de noter que la grande majorité de la production mondiale de platine provient de sources primaires (minerais riches en éléments du groupe du platine), plutôt que de platine natif. Extraire le platine de ses minerais et le traiter est un processus industriel complexe et gourmand en énergie. Il est très apprécié pour son éclat, sa durabilité et sa résistance au ternissement, ce qui en fait un matériau précieux dans diverses industries et à des fins décoratives.

Données de cellule: Espace Groupe : Fm3m. un = 3.9231 Z = 4

Nom: De l'espagnol platina, diminutif de plata, argent.

Association: alliages Pt–Fe, chalcopyrite, chromite, magnétite

Propriétés du platine

Cristaux de platine de Russie

Le platine est un métal précieux connu pour sa rareté, sa beauté et ses diverses applications industrielles. C'est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78 dans le tableau périodique. Voici une introduction et une définition du platine en tant que minéral :

Introduction: Le platine se trouve généralement dans la nature en tant que minéral rare, mais il est plus couramment obtenu comme sous-produit de l'exploitation d'autres métaux, en particulier à partir de minerais contenant du nickel et du cuivre. Il s'agit d'un métal dense, malléable et hautement résistant à la corrosion, ce qui le rend précieux à diverses fins, notamment pour les bijoux, les pots catalytiques des automobiles et les applications industrielles. Son nom « platine » est dérivé du terme espagnol « platina », qui signifie « petit argent », car les premiers explorateurs espagnols rencontraient souvent du platine aux côtés de gisements d’argent et le considéraient au départ comme une nuisance.

Définition en tant que minéral : Dans un contexte géologique, le platine est considéré comme un minéral lorsqu'il est naturellement présent dans la croûte terrestre. Il se forme généralement sous forme de petits grains ressemblant à des pépites ou de grains irréguliers dans certains types de roches et de gisements de minerai. Les minéraux de platine sont généralement associés aux minerais de nickel et de cuivre, et la principale source minérale de platine est souvent la sperrylite minérale (PtAs2). La sperrylite est un minéral d'arséniure de platine qui est l'un des rares minéraux naturels contenant du platine comme composant principal.

Le platine peut également se présenter sous forme d’alliage avec d’autres éléments dans la nature. Par exemple, le platine natif, composé principalement de platine (Pt) et d’impuretés mineures, est un phénomène rare. On le trouve généralement dans les dépôts alluviaux, souvent associés à d’autres minéraux lourds comme l’or et le palladium.

Il est important de noter que la grande majorité de la production mondiale de platine provient de sources primaires (minerais riches en éléments du groupe du platine), plutôt que de platine natif. Extraire le platine de ses minerais et le traiter est un processus industriel complexe et gourmand en énergie. Le platine est très apprécié pour son éclat, sa durabilité et sa résistance au ternissement, ce qui en fait un matériau précieux dans diverses industries et à des fins décoratives.

Propriétés physiques, chimiques et optiques du platine

Le platine est un métal unique et précieux présentant une gamme de propriétés physiques, chimiques et propriétés optiques ce qui le rend adapté à diverses applications industrielles, scientifiques et décoratives. Voici quelques-unes des propriétés clés du platine :

Propriétés physiques:

  1. Densité: Le platine est un métal très dense, avec une densité d'environ 21.45 grammes par centimètre cube (g/cm³). Cette haute densité le rend lourd et lui donne une sensation substantielle.
  2. Point de fusion: Le platine a un point de fusion très élevé, d'environ 1,768 3,214 degrés Celsius (XNUMX XNUMX degrés Fahrenheit). Ce point de fusion élevé le rend adapté aux applications à haute température.
  3. Point d'ébullition: Le point d'ébullition du platine est encore plus élevé, à environ 3,827 6,920 degrés Celsius (XNUMX XNUMX degrés Fahrenheit), ce qui le rend résistant à la vaporisation à haute température.
  4. Malléabilité et ductilité : Le platine est un métal hautement malléable et ductile, ce qui signifie qu'il peut être facilement façonné, roulé et étiré sous diverses formes, ce qui le rend idéal pour les bijoux et les processus industriels.
  5. Dureté: Le platine est un métal relativement mou comparé à certains autres métaux précieux, mais il reste néanmoins plus dur que la plupart des métaux de base. Sa dureté peut être améliorée en s'alliant avec d'autres éléments.
  6. Couleur: Le platine a une couleur blanc argenté distinctive, ce qui contribue à son attrait pour les bijoux et autres fins décoratives.

Propriétés chimiques:

  1. Inertie chimique : L’une des propriétés chimiques les plus remarquables du platine est sa résistance à la corrosion et aux réactions chimiques. Il est hautement inerte et ne réagit pas facilement avec l'oxygène, l'eau ou les acides les plus courants, ce qui en fait un excellent choix pour une utilisation dans des environnements corrosifs.
  2. Propriétés catalytiques : Le platine est un catalyseur très efficace pour diverses réactions chimiques. Sa surface peut faciliter des réactions importantes dans des industries telles que l’automobile (dans les pots catalytiques) et la production chimique.
  3. Alliage : Le platine peut être facilement allié à d'autres métaux, tels que l'iridium, le palladium et rhodium, pour valoriser ses propriétés et créer des alliages aux caractéristiques spécifiques.

Propriétés optiques:

  1. Lustre: Le platine a un éclat métallique brillant, qui ajoute à son attrait visuel, ce qui en fait un métal recherché pour les bijoux et autres fins ornementales.
  2. Réflectivité: Le platine est très réfléchissant, tant dans le spectre visible qu'infrarouge. Cette propriété est essentielle dans des applications telles que les équipements de laboratoire et les miroirs.
  3. Transparence: Le platine n’est pas transparent, car c’est un métal dense qui ne laisse pas passer la lumière. Il est souvent utilisé sous forme de feuilles minces pour certaines applications optiques.

Ces propriétés font du platine un matériau polyvalent et précieux pour diverses applications, allant des bijoux et objets de décoration aux catalyseurs industriels, en passant par les équipements de laboratoire et l'ingénierie à haute température. Sa résistance exceptionnelle à la corrosion et au ternissement, couplée à ses propriétés catalytiques uniques, en font un élément indispensable dans de nombreux domaines technologiques et scientifiques.

Formation et apparition du platine

Le platine est un métal relativement rare et précieux formé par des processus géologiques naturels. On le trouve dans divers contextes géologiques dans le cadre de gisements de minerai spécifiques. La formation et la présence du platine sont influencées par son association avec d'autres éléments, principalement le nickel et le cuivre. Voici un aperçu de la façon dont le platine est formé et où on le trouve généralement :

Formation du Platine :

  1. Processus magmatiques : Sa principale source provient des gisements de minerai magmatiques, qui proviennent du refroidissement et de la solidification de roches en fusion (magma) profondément situées dans le manteau et la croûte terrestre. Ces dépôts sont associés à roches ignées et sont connus sous le nom de « gisements d’éléments du groupe du platine (PGE) ». Les PGE, notamment le platine, le palladium et le rhodium, se trouvent souvent ensemble dans ces gisements.
  2. Cristallisation: Lors du refroidissement des magmas, des minéraux riches en platine et autres PGE cristallisent à partir de la matière en fusion. Ces minéraux peuvent inclure des sulfures comme la sperrylite (PtAs2), la coopérite (PtS) et la braggite (Pt, Pd, Ni)S. Le platine est souvent trouvé en combinaison avec ces minéraux.

Présence de platine :

  1. Intrusions en couches : L'un des contextes géologiques les plus importants pour les gisements de platine se trouve dans les intrusions en couches, qui sont de grandes formations de roches ignées en couches qui s'étendent souvent profondément dans la croûte terrestre. Ces intrusions sont généralement associées à des types de roches ultramafiques et mafiques et se caractérisent par la présence de minéraux sulfurés riches en platine.
  2. Complexes ophiolitiques : Des gisements de platine peuvent également être trouvés dans des complexes d’ophiolites, qui sont des fragments de croûte océanique et de roches du manteau supérieur qui ont été refoulés sur les masses continentales. Ces complexes peuvent contenir des gisements de minerais de platine, notamment en association avec des minerais de chromite.
  3. Dépôts alluviaux : Dans certains cas, le platine est érodé à partir de sources primaires telles que des intrusions en couches et transporté par les rivières et les ruisseaux. Au fil du temps, il peut s’accumuler dans les dépôts alluviaux, souvent aux côtés d’autres minéraux lourds comme l’or. C’est là que l’on trouve occasionnellement du platine natif, qui est du platine métallique presque pur.
  4. Résidus de procédés industriels : Le platine est parfois un sous-produit de divers procédés industriels, notamment ceux impliquant le raffinage des minerais de nickel et de cuivre. Dans de tels cas, le platine est extrait des résidus de ces procédés.

Il est important de noter qu’il est relativement rare dans la croûte terrestre et que son exploitation minière et son extraction peuvent s’avérer économiquement difficiles en raison de sa faible abondance naturelle. Les plus grands producteurs de platine sont généralement l’Afrique du Sud, la Russie et le Zimbabwe, où se trouvent d’importants gisements d’éléments du groupe du platine.

L'exploration et l'extraction du platine sont réalisées à l'aide d'une combinaison d'études géologiques, de forages et de techniques minières pour localiser et extraire le métal de ses sources primaires, ce qui en fait une ressource essentielle pour diverses applications industrielles, notamment les pots catalytiques des automobiles et la production. de bijoux de grande valeur.

Domaines d'application et d'utilisation

Le platine a un large éventail d'applications et est utilisé dans diverses industries en raison de sa combinaison unique de propriétés physiques et chimiques. Certains de ses principaux domaines d’application et utilisations comprennent :

  1. Industrie automobile:
    • Convertisseurs catalytiques : Il s'agit d'un composant clé des convertisseurs catalytiques, qui sont utilisés pour réduire les émissions nocives des véhicules en convertissant des polluants tels que le monoxyde de carbone (CO), les hydrocarbures (HC) et les oxydes d'azote (NOx) en substances moins nocives. Le palladium et le rhodium, qui font également partie des métaux du groupe du platine (MGP), sont utilisés dans les pots catalytiques aux côtés du platine.
  2. Bijoux et ornements :
    • Bijoux précieux : Le platine est très prisé dans l’industrie de la bijouterie pour son aspect brillant, sa durabilité et sa rareté. Il est souvent utilisé pour fabriquer des bagues de fiançailles, des alliances, des colliers et d’autres bijoux raffinés.
  3. Electronique:
    • Électrodes: L'excellente conductivité électrique, la résistance à la corrosion et la stabilité du platine en font un matériau précieux pour divers composants électroniques, notamment les électrodes utilisées dans des appareils tels que les capteurs, les stimulateurs cardiaques et les instruments de mesure de haute précision.
  4. Applications médicales et dentaires :
    • Implants : Le platine est utilisé dans les implants médicaux comme les stimulateurs cardiaques et les stents en raison de sa biocompatibilité et de sa résistance à la corrosion dans le corps humain.
    • Restaurations dentaires : Le platine peut être trouvé dans les alliages dentaires utilisés pour les restaurations telles que les couronnes, les ponts et les appareils dentaires.
  5. Processus industriels:
    • Industrie chimique: Le platine sert de catalyseur dans de nombreuses réactions chimiques, notamment dans la production de produits chimiques, pharmaceutiques et pétrochimiques.
    • Raffinage de pétrole: Le platine est utilisé dans le pétrole l'industrie pour catalyser divers processus de raffinage, tels que l'élimination des impuretés de huile brute et la production d’essence à indice d’octane élevé.
  6. Fabrication de verre :
    • Production de fibre de verre : Il est utilisé dans la production de fibres de verre de haute qualité utilisées dans les fibres optiques et les télécommunications.
  7. Aérospatiale et exploration spatiale :
    • Moteurs de fusée : Le point de fusion élevé du platine et sa résistance aux températures élevées le rendent adapté à une utilisation dans les moteurs de fusée et les composants aérospatiaux.
  8. Énergie renouvelable:
    • Réservoirs de carburant: Il est utilisé comme catalyseur dans les piles à combustible à hydrogène, qui peuvent être utilisées pour la production d’énergie propre et efficace.
    • Cellules solaires: Il est utilisé dans la production de cellules solaires, où il contribue à améliorer l’efficacité et la longévité des cellules.
  9. Équipements de laboratoire et scientifiques :
    • Creusets : Les creusets en platine sont utilisés pour les applications à haute température et de haute pureté dans les laboratoires.
    • Thermocouples : Il est utilisé dans les thermocouples pour une mesure précise de la température.
  10. Monnaie et lingots :
    • Certains pays, comme l’île de Man et le Royaume-Uni, ont utilisé les pièces de platine comme monnaie.
    • Les lingots et pièces de platine en lingots sont également négociés comme forme d’investissement.

Il est important de noter que le platine est un métal relativement cher et rare, ce qui peut influencer son application dans diverses industries. De plus, le coût élevé de l’extraction et du raffinage joue un rôle dans la détermination de la disponibilité et de l’utilisation du platine dans différents secteurs. Ses propriétés uniques, notamment ses capacités catalytiques et sa résistance à la corrosion, le rendent inestimable dans les applications où d'autres matériaux échouent.

Sources minières et distribution

Mine de platine Mogolokwena, Afrique du Sud

Le platine est principalement extrait de sources géologiques spécifiques et n’est pas réparti uniformément dans le monde. La majorité de la production de platine provient de quelques régions clés possédant d’importants gisements de platine. Voici quelques-unes des principales sources minières et la distribution du platine :

1. Afrique du Sud :

  • L'Afrique du Sud est le plus grand producteur mondial de platine, représentant une part substantielle de l'offre mondiale. Le complexe de Bushveld en Afrique du Sud est une vaste formation géologique qui contient de nombreux gisements d'éléments du groupe du platine (PGE), notamment du platine, du palladium, du rhodium et d'autres. Les mines de cette région, comme les mines de Rustenburg et de Mogalakwena, sont parmi les plus productives au monde.

2. Russie:

  • La Russie est le deuxième producteur mondial de platine. La majorité de la production russe de platine provient de la région de Norilsk-Talnakh en Sibérie. Les gisements ici font également partie de grandes intrusions riches en PGE.

3. Zimbabwe :

  • Le Zimbabwe est un autre producteur important de platine. Des mines comme le projet Great Dyke ont contribué au rôle croissant du Zimbabwe dans la production mondiale de platine.

4. Canada :

  • Le Canada est connu pour sa production de platine provenant de la mine du Lac des Îles en Ontario. L'exploitation minière canadienne du platine extrait principalement du nickel ainsi que des éléments du groupe du platine.

5. États-Unis:

  • Le complexe Stillwater, dans le Montana, aux États-Unis, est une source notable de platine et de palladium. C’est l’un des rares endroits en dehors de l’Afrique du Sud et de la Russie où l’exploitation minière du platine est économiquement viable.

6. Autres pays :

  • Plusieurs autres pays produisent également du platine dans une moindre mesure, notamment l’Australie, la Colombie et le Botswana.

Il est important de noter que même s’ils se trouvent dans diverses parties du monde, les gisements les plus importants et les plus productifs sont concentrés dans quelques régions seulement. De plus, le platine est souvent produit comme sous-produit d’autres opérations minières, en particulier celles axées sur le nickel et le cuivre. Les éléments du groupe du platine (PGE), qui comprennent le platine, le palladium, le rhodium, l'iridium, le ruthénium et l'osmium, se trouvent souvent ensemble dans ces gisements.

L'extraction et l'extraction du platine sont des processus à forte intensité de capital, et la valeur marchande élevée du métal reflète les défis et les coûts associés à sa production. De plus, la disponibilité du platine peut être influencée par des facteurs tels que la stabilité politique, les conditions économiques et les réglementations environnementales des pays où il est extrait. Ces facteurs peuvent avoir un impact sur la distribution mondiale du platine et sur son approvisionnement dans diverses industries, notamment les secteurs de l'automobile et de la bijouterie.

Bibliographie

  • En ligneBonewitz, R. (2012). Roches et minéraux. 2e éd. Londres : DK Publishing.
  • Manuel de minéralogie.org. (2019). Manuel de Minéralogie. [en ligne] Disponible sur : http://www.handbookofmineralogy.org [Consulté le 4 mars 2019].
  • Mindat.org. (2019). Platinum: Mineral information, data and localities.. [en ligne] Disponible sur : https://www.mindat.org/ [Accessed. 2019].
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