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Grupo platino

Los metales del grupo del platino [ a ] ( MGP ) son seis elementos metálicos preciosos y nobles agrupados en la tabla periódica . Todos estos elementos son metales de transición...

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Los metales del grupo del platino [ a ] ( MGP ) son seis elementos metálicos preciosos y nobles agrupados en la tabla periódica . Todos estos elementos son metales de transición del bloque d (grupos 8 , 9 y 10 , periodos 5 y 6 ). [ 1 ]

Los seis metales del grupo del platino son rutenio , rodio , paladio , osmio , iridio y platino . Tienen propiedades físicas y químicas similares y tienden a aparecer juntos en los mismos depósitos minerales. [ 2 ] Sin embargo, pueden subdividirse aún más en elementos del grupo del platino del grupo del iridio (IPGE: Os, Ir, Ru) y elementos del grupo del platino del grupo del paladio (PPGE: Rh, Pt, Pd) según su comportamiento en sistemas geológicos. [ 3 ]

Los tres elementos que se encuentran por encima del grupo del platino en la tabla periódica ( hierro , níquel y cobalto ) son todos ferromagnéticos ; estos, junto con el elemento lantánido gadolinio (a temperaturas inferiores a 20  °C), [ 4 ] son ​​los únicos metales de transición conocidos que muestran ferromagnetismo cerca de la temperatura ambiente.

Historia

Los pueblos precolombinos conocían desde hacía muchos años el platino y sus aleaciones naturales. [ 5 ] Sin embargo, aunque el metal era utilizado por los pueblos precolombinos, la primera referencia europea al platino aparece en 1557 en los escritos del humanista italiano Julio César Scaliger (1484-1558), donde describe un misterioso metal hallado en minas centroamericanas entre Darién (Panamá) y México («hasta ahora imposible de fundir con ninguna de las técnicas españolas»). [ 5 ]

El nombre platino deriva de la palabra española platina ("plata"), nombre que los colonos españoles en Colombia le dieron al metal . Consideraban el platino una impureza indeseada en la plata que extraían. [ 5 ] [ 6 ]

En 1815, William Hyde Wollaston descubrió el rodio y el paladio , y su amigo íntimo y colaborador Smithson Tennant descubrió el iridio y el osmio . [ 7 ]

Propiedades y usos

Réplica del prototipo nacional del patrón de kilogramo del NIST , fabricada en aleación de 90 % platino y 10 % iridio.

Los metales del grupo del platino poseen numerosas propiedades catalíticas útiles . Son altamente resistentes al desgaste y al deslustre, lo que hace que el platino, en particular, sea idóneo para la joyería fina . Otras propiedades distintivas incluyen resistencia al ataque químico, excelentes características a altas temperaturas, alta resistencia mecánica, buena ductilidad y propiedades eléctricas estables. [ 8 ] Además de su aplicación en joyería, los metales del grupo del platino también se utilizan en fármacos anticancerígenos, industrias, odontología, electrónica y catalizadores de escape de vehículos (VEC). [ 9 ] Los VEC contienen platino (Pt), paladio (Pd) y rodio (Rh) sólidos y se instalan en el sistema de escape de los vehículos para reducir las emisiones nocivas, como el monóxido de carbono (CO), convirtiéndolas en emisiones menos dañinas. [ 10 ]

Aparición

En general, las rocas ígneas ultramáficas y máficas tienen un contenido de trazas de PGE relativamente alto, mientras que los granitos tienen un contenido bajo. Las trazas geoquímicamente anómalas se presentan predominantemente en espinelas cromíferas y sulfuros. Las rocas ígneas máficas y ultramáficas albergan prácticamente todos los yacimientos primarios de PGM del mundo. Las intrusiones máficas estratificadas , incluido el Complejo Bushveld , superan con creces a todos los demás entornos geológicos de depósitos de platino. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Otros depósitos de PGE económicamente significativos incluyen intrusiones máficas relacionadas con basaltos de inundación y complejos ultramáficos del tipo Alaska, Urales. [ 12 ] : 230

minerales PGM

Los minerales típicos de PGM contienen aproximadamente 10 g de PGM/tonelada de mineral, por lo que se desconoce la identidad del mineral en particular. [ 15 ]

Platino

El platino puede presentarse como metal nativo, pero también puede encontrarse en diversos minerales y aleaciones. [ 16 ] [ 17 ] Dicho esto, el mineral de esperrilita ( arseniuro de platino , PtAs 2 ) es, con mucho, la fuente más importante de este metal. [ 18 ] Una aleación natural de platino-iridio, el platiniridio, se encuentra en el mineral cooperita ( sulfuro de platino , PtS). El platino en estado nativo, a menudo acompañado de pequeñas cantidades de otros metales del grupo del platino, se encuentra en depósitos aluviales y de placer en Colombia , Ontario , los montes Urales y en ciertos estados del oeste de Estados Unidos . El platino también se produce comercialmente como subproducto del procesamiento del mineral de níquel . Las enormes cantidades de mineral de níquel procesado compensan el hecho de que el platino constituye solo dos partes por millón del mineral. Sudáfrica , con vastos depósitos de mineral de platino en el arrecife Merensky del complejo Bushveld , es el mayor productor mundial de platino, seguido de Rusia . [ 19 ] [ 20 ] El platino y el paladio también se extraen comercialmente del complejo ígneo Stillwater en Montana, EE. UU. Los principales productores de platino primario son Sudáfrica y Rusia, seguidos de Canadá, Zimbabue y EE. UU. [ 21 ]

Osmio

El osmiridio es una aleación natural de iridio y osmio que se encuentra en arenas fluviales con platino en los montes Urales y en América del Norte y del Sur . También existen trazas de osmio en los minerales de níquel de la región de Sudbury , Ontario , junto con otros metales del grupo del platino. Aunque la cantidad de metales del grupo del platino que se encuentra en estos minerales es pequeña, el gran volumen de minerales de níquel procesados ​​hace posible su recuperación comercial. [ 20 ] [ 22 ]

Iridio

El iridio metálico se encuentra junto con el platino y otros metales del grupo del platino en depósitos aluviales. [ 23 ] Las aleaciones de iridio que se presentan de forma natural incluyen el osmiridio y la iridosmina , ambas mezclas de iridio y osmio. Se recupera comercialmente como subproducto de la minería y el procesamiento del níquel. [ 20 ]

Rutenio

El rutenio se encuentra generalmente en menas junto con otros metales del grupo del platino en los montes Urales y en América del Norte y del Sur . También se encuentran cantidades pequeñas, pero comercialmente importantes, en la pentlandita extraída de Sudbury, Ontario , y en depósitos de piroxenita en Sudáfrica . [ 20 ]

Rodio

La extracción industrial de rodio es compleja, ya que se encuentra en menas mezcladas con otros metales como paladio, plata , platino y oro . Se halla en menas de platino y se obtiene libre como un metal blanco inerte muy difícil de fundir. Las principales fuentes de este elemento se ubican en Sudáfrica, Zimbabue, en las arenas fluviales de los montes Urales , América del Norte y del Sur, y también en la zona minera de sulfuro de cobre y níquel de la región de la cuenca de Sudbury . Aunque la cantidad en Sudbury es muy pequeña, la gran cantidad de mineral de níquel procesado hace que la recuperación de rodio sea rentable. Sin embargo, la producción mundial anual de este elemento en 2003 fue de solo 7 u 8 toneladas y existen muy pocos minerales de rodio. [ 24 ]

Paladio

El paladio se encuentra preferentemente en minerales sulfurados, principalmente en pirrotita . [ 12 ] El paladio se encuentra como metal libre y aleado con platino y oro con metales del grupo del platino en depósitos aluviales de los montes Urales de Eurasia , Australia , Etiopía , América del Sur y América del Norte . Sin embargo, se produce comercialmente a partir de depósitos de níquel- cobre que se encuentran en Sudáfrica y Ontario, Canadá . El enorme volumen de mineral de níquel-cobre procesado hace que esta extracción sea rentable a pesar de su baja concentración en estos minerales. [ 24 ]

Producción

Diagrama de flujo del proceso de separación de los metales del grupo del platino.

La producción de metales individuales del grupo del platino normalmente comienza a partir de residuos de la producción de otros metales con una mezcla de varios de esos metales. La purificación generalmente comienza con los residuos del ánodo de la producción de oro, cobre o níquel. Esto da como resultado un proceso de extracción muy intensivo en energía, lo que conlleva consecuencias ambientales. Se espera que las emisiones de dióxido de carbono aumenten como resultado de una mayor demanda de metales del grupo del platino y es probable que haya una expansión de la actividad minera en el Complejo Ígneo de Bushveld debido a esto. Se necesita más investigación para determinar los impactos ambientales. [ 25 ] Los métodos de purificación clásicos explotan las diferencias en la reactividad química y la solubilidad de varios compuestos de los metales que se extraen. [ 26 ] Estos enfoques han dado paso a nuevas tecnologías que utilizan la extracción con solventes .

La separación comienza con la disolución de la muestra. Si se utiliza agua regia , se producen los complejos de cloruro. Dependiendo de los detalles del proceso, que a menudo son secretos comerciales, los PGM individuales se obtienen como los siguientes compuestos: los poco solubles ( NH₄ )₂IrCl₆ y ( NH₄ ) ₂PtCl₆ , PdCl₂ ( NH₃ ) ₂ , los volátiles OsO₄ y RuO₄ , y [ RhCl ( NH₃ ) ₅ ] Cl₂ . [ 27 ]

Producción en reactores nucleares

En los reactores nucleares se forman cantidades significativas de los tres metales ligeros del grupo del platino: rutenio, rodio y paladio, como productos de fisión . [ 28 ] Con el aumento de los precios y la creciente demanda mundial, los metales nobles producidos en reactores están surgiendo como una fuente alternativa. Existen varios informes sobre la posibilidad de recuperar metales nobles de fisión del combustible nuclear gastado . [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]

preocupaciones medioambientales

Anteriormente se pensaba que los metales del grupo del platino tenían muy pocos atributos negativos en comparación con sus propiedades distintivas y su capacidad para reducir las emisiones nocivas de los escapes de los automóviles. [ 32 ] Sin embargo, incluso con todos los aspectos positivos del uso del platino, se debe considerar su posible daño futuro. El Pt metálico se considera no reactivo químicamente y no alergénico, por lo que el Pt emitido por los VEC en formas metálicas y de óxido se considera relativamente seguro. [ 33 ] Sin embargo, el Pt puede solubilizarse en el polvo de la carretera, ingresar a las fuentes de agua, el suelo y aumentar las tasas de dosis en los animales a través de la bioacumulación . [ 33 ] Estos impactos de los grupos del platino no se habían considerado anteriormente, sin embargo, [ 34 ] con el tiempo la acumulación de metales del grupo del platino en el medio ambiente puede representar un riesgo mayor de lo que se pensaba anteriormente. [ 34 ] A medida que se conducen más automóviles de combustión interna, aumentan las emisiones de platino.

La bioacumulación de PGM en animales puede suponer un riesgo para la salud tanto de los seres humanos como de la biodiversidad. Las especies cuya fuente de alimento está contaminada por estos peligrosos PGM emitidos por los VEC pueden acumularlos, al igual que las especies que los consumen, incluidos los seres humanos. [ 34 ]

El cisplatino es un fármaco a base de platino que se utiliza en el tratamiento de neoplasias humanas . El éxito médico del cisplatino se ve comprometido por sus graves efectos secundarios.

Los metales del grupo del platino extraídos durante el proceso de minería y fundición también pueden causar daños ambientales. En Zimbabue, la minería de metales del grupo del platino provocó contaminación de las fuentes de agua, drenaje ácido de aguas y degradación ambiental . [ 35 ]

Otro riesgo del Pt es la exposición a sales de Pt halogenadas , que pueden causar reacciones alérgicas que provocan altas tasas de asma y dermatitis. Esta respuesta se observa a veces en trabajadores empleados en la producción de catalizadores industriales. [ 33 ] Los trabajadores que fueron retirados inmediatamente del contacto con sales de Pt no mostraron evidencia de efectos a largo plazo; sin embargo, la exposición continua podría tener consecuencias para la salud. [ 33 ]

También es posible que sea necesario reevaluar el uso de platino en medicamentos, ya que algunos de sus efectos secundarios incluyen náuseas, pérdida de audición y nefrotoxicidad. [ 33 ] La manipulación de estos medicamentos por parte del personal médico también provocó efectos secundarios como aberraciones cromosómicas y caída del cabello. Los efectos médicos a largo plazo del uso y la exposición a medicamentos con platino aún requieren evaluación.

Si bien la exposición a volúmenes relativamente bajos de emisiones de metales del grupo del platino puede no tener efectos a largo plazo en la salud, se desconoce cómo la acumulación de emisiones de metales de Pt afectará al medio ambiente y a la salud humana, qué niveles de riesgo son seguros y cómo se pueden mitigar los peligros potenciales de los metales del grupo del platino. [ 36 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ También conocidos como platinoides , platinuros , platidosas , grupo del platino , metales del platino , familia del platino o elementos del grupo del platino ( EGP ).

Referencias

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