عنصری با ارزش تر از طلا

پژوهشگران کشورمان برای نخستین بار به دانش استحصال پلاتین از کاتالیست های مستعمل صنایع نفت و پتروشیمی دست یافتند.

کد خبر: ۱۳۱۱۶۷

اهمیت این طرح زمانی بیشتر مشخص می شود که بدانیم روشهای استحصال متداول در جهان معمولا از این مزایا برخوردار نیستند. در واقع این روش الگوی جدیدی از جداسازی گزینشی را مطرح می کند. در این طرح که مراحل آزمایشگاهی آن پس از 2 سال به پایان رسیده است ، با روش لی چینگ سیانوری ، پلاتین خالص با عیار 99 درصد به دست آمده است. این طرح هم اکنون وارد مرحله نیمه صنعتی شده است. هزینه سرمایه گذاری پایین ، سرعت عمل بالا، بازیافت بالا، خلوص بالا و قابلیت توسعه به کاتالیست های مشابه از مزایای این روش است.

پلاتین با منشاء طبیعی از مدت زمان طولانی شناخته شده است. اگر چه این فلز از سوی هندی ها از زمانهای قدیم استفاده می شد؛ اما اولین بار اروپاییان ظهور پلاتین را به سال 1557 نسبت داده اند. پلاتین اولین بار در معادن امریکای مرکزی بین پاناما و مکزیک یافت شد. اسپانیایی ها زمانی که این فلز را کشف کردند، نام آن را پلاتینا یا نقره کوچک نهادند. پلاتین اولین بار از سوی یک ستاره شناس به نام آنتونیا دیولا کشف شد که به صورت یک ناخالصی همراه طلا بود. اگر چه پلاتین در انگلستان کاربرد پیدا کرد و در جامعه سلطنتی رسوخ یافت ؛ اما از انتشار آن تا سال 1748 جلوگیری شد؛ اما امروزه پلاتین قیمتی تر از طلاست.
پلاتین فلزی است به رنگ سفید متمایل به خاکستری با نماد عدد اتمی 78 ، وزن اتمی 159.7 ، وزن مخصوص 21.45 گرم بر میلی لیتر، سختی 3.5 در مقیاس موس ، سخت ، قابل انعطاف ، شکل پذیر، قیمتی ، مقاوم در برابر خوردگی ، نقطه جوش 3827 درجه سانتیگراد. نقطه ذوب 1772 درجه سانتیگراد عناصر گروه پلاتین را پالادیم ، اسمیوم ، ایریدیم ، رودیم و روتنیم تشکیل می دهند. پلاتین در جواهرسازی ، تجهیزات آزمایشگاهی ، دندانپزشکی ، صنایع الکتریکی و الکترونیکی صنایع اتومبیل سازی و صنایع شیمیایی به کار می رود و بصورت خالص به رنگ سفید - نقره ای زیبایی است.
خواص کاتالیزوری 6 فلز گروه پلاتین بسیار مهم ، شاخص و برجسته است. مقاومت در برابر کدری و خوردگی باعث می شود که در جواهرسازی بسیار عالی باشد. مقاومت در برابر عوامل شیمیایی دمای بالا و خواص الکتریکی پایدار از خواص بسیار مهم و برجسته این فلز است.
این خواص استفاده صنعتی آن را توسعه داده است . لیکن این فلز اگر تحت تاثیر سیانیدها، سولفو و قلیایی های خورنده قرار گیرد، آسیب می بیند. پلاتین همراه با مقادیر کمی از فلزات هم گروه خود یافت می شود. عیار پلاتین در یک کانسار دارای ارزش اقتصادی بین 5 تا 10 میلیون در قسمت است که تقریبا همانند کانسارهای طلاست .فراموش نکنیم پلاتین فلز قیمتی است وغلظت پلاتین در خاک ، آب و هوا بسیار اندک است. در بعضی مناطق ، بویژه در آفریقای جنوبی ، شوروی و ایالات متحده می توان نهشته هایی را یافت که غنی از پلاتین هستند. در واقع پلاتین یکی از اجزای اصلی بسیاری از محصولات فلزی مانند الکترود است و در بعضی واکنش های شیمایی به عنوان کاتالیزور به کار می رود. معمولا پلاتین در درمان سرطان به عنوان دارو به کار می رود. در این میان اثراتی که پلاتین بر روی سلامتی دارد به نوع پیوندهای تشکیل شده و میزان ایمنی شخص بستگی دارد.
پلاتین فلز خطرناکی نیست ؛ اما نمکهای پلاتین عوارض مختلفی مانند تغییر DNA، سرطان ، واکنش های آلرژی در پوست و غشای مخاطی ،آسیب اندام هایی مانند روده ، کلیه و مغز استخوان و آسیب شنوایی ایجاد می کنند. در نهایت ممکن است پلاتین سمیت دیگر مواد شیمیایی خطرناک را مانند سلنیم در بدن تشدید کند. البته هنوز ثابت نشده که کاربرد پلاتین در محصولات فلزی باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی می شود؛ اما ثابت شده که در محیطهای کاری عوارض شدیدی را برای سلامتی ایجاد می کند.
در ضمن پلاتین از اگزوز ماشین هایی که بنزین سرب دار مصرف می کنند، وارد هوا می شود. در نتیجه در گاراژها و تونلها میزان پلاتین در هوا بیشتر از حد معمول است.
همچنین اثرات پلاتین روی جانوران و محیط زیست هنوز به صورت دقیق بررسی نشده است. تنها چیزی که می دانیم این است که پلاتین پس از جذب در ریشه گیاهان تجمع می یابد. این که آیا خوردن ریشه گیاهانی که حاوی پلاتین هستند برای انسان و جانوران مضر است یا نه ، هنوز معلوم نیست. این در حالی است که میکروارگانیسم های موجود در خاک قادرهستند پلاتین را به ماده ای مضرتر تبدیل کنند؛ اما در این باره اطلاعات اندکی در دست است.

گام به گام تا تولید

بخش اعظم پلاتین تولیدی جهان از سوی کشورهای آفریقای جنوبی ، روسیه ، کانادا و امریکا تولید می شود. به گفته مهندس محمود بیگی ، مجری طرح و کارشناس تحقیق و توسعه ، رشد بسیار سریع مصرف ، منابع تولید محدود و انحصاری ، قیمت بالا، خواص کاتالیستی عالی و کاربردهای الکترونیکی ، الکتریکی و صنعتی وسیع ، استفاده مجدد و بهینه از پلاتین موجود در جهان را اجتناب ناپذیر کرده است.
شرکت سرمایه گذاری صنایع شیمیایی ایران اولین تولید کننده الکیل بنزن خطی در ایران است. برای تولید الکیل بنزن خطی از پارافین های خطی دز گستره کربنی 10 الی 13 استفاده می شود.

بخش اعظم پلاتین تولیدی جهان در کشورهای آفریقای جنوبی روسیه ، کانادا و امریکا تولید می شود

این پارافین ها در حضور کاتالیست حاوی 0.4 درصد پلاتین روی الومینا به الفین های خطی تبدیل می شوند عمر مفید این کاتالیست حدود 45 روز است و در هر دوره حدود 2 هزار کیلوگرم از کاتالیست مصرف می شود و پس از این دوره این کاتالیست ها دیگر، مستعمل محسوب می شوند. الفین حاصل از این فرایند در حضور یک کاتالیست اسیدی و بنزن به الکیل بنزن خطی که ماده اولیه ساخت شوینده های خانگی است تبدیل می شود.
در فرایند تولید الکیل بنزن خطی سالانه حدود 15 تن کاتالیست حاوی 0.4 درصد پلاتین استفاده می شود. (4 کیلو گرم به ازای هر تن کاتالیست) این کاتالیست ها پس از استفاده انبار می شوند.

راهی به سوی خودکفایی

به گفته بیگی ، طرح استحصال پلاتین با هدف جداسازی پلاتین از این کاتالیست ها با همکاری دانشگاه صنعتی اصفهان در سال 1380 تعریف شد وتا سال 1383 مراحل آزمایشگاهی آن به اتمام رسید از این سال طرح دنبال و در سال 1385 به صورت واحد نیمه صنعتی اجرا شد. در این طرح 2 روش لیچینگ اسیدی وقلیایی مطرح شد که هر دو روش به نتیجه مطلوب منجر شد.
در روش لیچینگ سیانوری علاوه بر این که پایه کاتالیست سالم می ماند پلاتین و عناصر هم گروه آن به صورت گزینشی از کاتالیست جدا می شوند در این روش کمپلکس های سیانوری پلاتین تشکیل می شوند و این کمپلکس ها از سوی رزینهای آنیونی جذب می شوند و سپس با سوزاندن رزین پلاتین پودری حاصل می شود. این پودر بعد از خالص سازی در 1800 درجه سانتیگراد تبدیل به ورق یا شمش پلاتین با خلوص بالا می شود. بیگی می افزاید: هزینه سرمایه گذاری پایین ، سرعت عمل بالا، بازیافت بالا، خلوص بالا و قابلیت توسعه به کاتالیست های مشابه از مزایای این روش است.
از این کار یک مقاله در مجله APPLID CATALYSIS به چاپ رسیده است. این روش به راحتی برای کاتالیست های اتومبیل قابل کاربرد است.
این طرح از جنبه های مختلفی قابل توجه است و زمینه های تحقیقات دیگری را فراهم می کند، چرا که استحصال پلاتین وعناصر هم خانواده آن بصورت گزینشی انجام می شود، استحصال در دما و فشار بالا و بسرعت و در فاز بخار انجام می شود و نیاز به آماده سازی اولیه کاتالیست همچون کک زدایی آسیاب کردن و غیره نیست. در ضمن در این روش کمپلکس های خالص سیانوری پلاتین بطور مستقیم تشکیل می شوند که براحتی قابل جداسازی و بررسی هستند و پایه کاتالیست سالم باقی می ماند و پس از کک زدایی آزمونها نشان می دهد سطح و مقاومت خود را از دست نداده اند. روشهای استحصال متداول در جهان معمولا از این مزایا برخوردار نیستند این روش الگوی جدیدی از جداسازی گزینشی را مطرح می کند. هرچند اجرای این طرح از لحاظ علمی و اقتصادی بسیار مهم است و امکان صادرات هم وجود دارد لیکن محدودیت منابع جهانی و عدم دسترسی به منابع پلاتین در داخل حفظ منابع موجود را مطرح می کند از طرفی این فلز بعنوان فلز گرانبها محسوب می شود و ورود و خروج آن تحت ضوابط خاصی است.
طرح استحصال پلاتین از سوی پژوهشگران ایرانی تحت حمایت هیچ سازمانی نبوده است و جز طرحهای اختصاصی محسوب می شود. با توجه به مزایای طرح از لحاظ اقتصادی و علمی با اجرای آن در مقیاس صنعتی و حرکت به سمت ساخت کاتالیست ها گام بزرگی در جهت ایجاد فناوری و خودکفایی برداشته خواهد شد. این طرح در حال حاضر در مقیاس نیمه صنعتی آماده است و باتوجه به این که فناوری آن بومی است ، هیچگونه وابستگی در تجهیزات به خارج وجود ندارد.