Федеральне агентство з освіти
Самарський державний економічний університет
Кафедра Промислових технологій
Реферат
з теоретичних основ виробництва і методам оптимізації
на тему: «Видобування та переробка платинових руд»
Виконала: студентка
4 курсу групи
Економіка праці, ПЕФ
Ліпей Олена
Перевірив: к.т.н., доцент
Нестеренко О.С.
Самара 2009 р .
Історія виникнення
Платинові метали - це елементи восьмий групи Періодичної системи Д. І. Менделєєва. Їх шість: рутеній, паладій, родій, осмій, іридій і платина. Вони разом із золотом і сріблом утворюють сімейство благородних металів - шляхетних тому, що вони відрізняються низькою хімічною активністю, високою корозійною стійкістю, а вироби з них мають гарний, шляхетний вигляд.
Платина відома людству з незапам'ятних часів: сліди платини виявляються ще в староєгипетських інкрустація. Але перша згадка про неї в архівах відноситься до 1735 році, а перший опис виконав іспанська офіцер, фізик і математик - Дон Антоніо де Ульоа в 1748 році. До цього ж періоду відноситься початок досліджень доставлених з Південної Америки, з території нинішньої Колумбії, в Європу зразків платинової руди.
У Росії ще в 1819 році в розсипному золоті, здобутий на Уралі був виявлений «новий сибірський метал». Спочатку його називали білим золотом, платина зустрічалася на Верх-Ісетський, а потім і на Невьянских і Білімбаевскіх копальнях. Багаті розсипи платини були відкриті в другій половині 1824 року, а на наступний рік у Росії почалася її видобуток.
Назва платині була дана іспанськими конкістадорами, які в середині XVI ст. вперше познайомилися в Південній Америці (на території сучасної Колумбії) з новим металом, зовні схожим на срібло (ісп. plata). Слово ісп. Platina буквально означає «маленьке срібло», «серебрішко». Пояснюється таке зневажливе назва винятковою тугоплавкістю платини, що не піддавалася переплавки, довгий час не знаходила застосування і цінувалася удвічі нижче, ніж срібло. Але коли ювеліри виявили, що платина добре сплавляється з золотом, деякі з них стали підмішувати порівняно дешевий метал до золотих виробів. Виявити підробку по щільності було неможливо: платина важче золота, і за допомогою більш легкого срібла неважко було в точності підігнати щільність злитка до щільності золота. Скінчилося це тим, що іспанський король наказав припинити ввезення платини, а всі її запаси втопити в морі. Закон цей був скасований тільки в 1778 р .
У середині 18 ст. хіміки вивчили властивості платини і визнали її новим елементом. Завдяки винятковій хімічної стійкості платину почали використовувати для виготовлення хімічного обладнання. Так, у 1784 був виготовлений перший платиновий тигель, а в 1809 - платинова реторта масою 13 кг ; Такі реторти використовували для концентрування сірчаної кислоти. Вироби із платини робили шляхом кування або гарячого пресування, оскільки електропечей, що дають досить високу температуру, тоді не було. З часом навчилися розплавляти платину в полум'ї гримучого газу, і на Лондонській виставці 1862 можна було бачити виливки з платини масою до 200 кг .
У Росії вперше виявили платину поблизу Єкатеринбурга на Уралі в 1819, а через 5 років в Нижнетагильском окрузі були відкриті платинові розсипи. Розвідані запаси платини були настільки великі, що Росія майже відразу зайняла перше місце в світі з видобутку цього металу. Тільки в 1828 році в Росії було видобуто 1,5 т платини - більше, ніж за 100 років у Південній Америці. До кінця XIX століття в Росії видобувалося платини в 40 разів більше ніж у всіх інших країнах світу. Причому, представлена вона була і вельми важкими самородками. Наприклад, один із знайдених на Уралі самородків важив 9,6 кг.
До середини 19 ст. у Франції і Англії було проведено великі дослідження з очищення платини від інших металів. Промисловий спосіб одержання злитків чистої платини вперше здійснив в 1859 році французький хімік А.Сент-Клер Девіль. З цього часу, майже вся видобута на Уралі платина скуповувалася англійськими та французькими фірмами, зокрема, «Джонсон, Маттей і К °». Пізніше до закупівель платини в Росії підключилися американські та німецькі компанії.
Навіть після значних зарубіжних закупівель, велика частина видобутої Росією платини не знаходила гідного застосування. Тому, починаючи з 1828 року, за пропозицією міністра фінансів Єгора Канкріна, в Росії почали випускати платинові монети номіналом 3,6 і 12 рублів. При цьому 12-рублева платинова монета мала масу 41,41 г , А в рублевої срібній монеті було 18 г чистого срібла. Тобто за вартістю металу платинові монети були дорожчими срібних в 5,2 рази. З 1828 по 1845 рр.. було випущено 1372000 трирубльовою монет, 17 582 шестирубльовою і 3303 дванадцятирубльовою загальною масою 14,7 т. Основну вигоду від видобутку отримували власники копалень - Демидови. Оцініть, - тільки в 1840 було видобуто 3,4 т платини. У 1845 році, за наполяганням міністра фінансів Федора Вронченко випуск платинових монет був припинений і всі вони були терміново вилучені з обігу. Основною версією настільки поспішного кроку вважається підвищення Європейських цін на платину, в результаті якого монети стали дорожче номіналу. Після припинення карбування монет виробництво платини в Росії впало в 20 разів і до 1915 року на частку Росії припадало лише 95% від світового виробництва платини. Решта 5% виробляла Колумбія. Причому, майже вся російська платина надходила на експорт. Наприклад, в 1867 році Англія скупила весь запас російської платини - більше 16 т.
До кінця 19 ст. видобуток платини в Росії досягла 4,5 тонн в рік, а в даний час в усьому світі її добувається приблизно 100 тонн на рік. Крім Росії, платина видобувається в Південній Африці, Канаді, США.
Видобуток платинових руд
Самородну платину здобувають на копальнях. Виробництво платини у вигляді порошку почалося в 1805 англійським ученим У. Х. Волластоном з південноамериканської руди. Зміст платинових металів в земній корі оцінюється на рівні 0,000001%. Власне мінерали платинових металів не утворюють родовищ, перспективних для промислової розробки. Ці мінерали переважно вкраплені в основні рудообразующих сульфідні мінерали міді, нікелю, заліза. Тому платинові метали є не тільки рідкоземельними, але і розсіяними.
Платинові метали розподілені в межах родовищ платинових руд нерівномірно. Їх концентрації коливаються: в корінних власне платинових родовищах від 2-5 г / т до одиниць кг / т, у корінних комплексних - від десятих часток до сотень (зрідка тисяч) г / т; в розсипних родовищах - від десятків мг / м 3 до сотень м / м 3. Основна форма знаходження платинових металів в руді - їх власні мінерали, яких відомо близько 90. Частіше за інших зустрічаються поліксен, ферроплатіна, платіністий іридій, невьянськит, сисертськит, Звягінцева, паоловіт, Фруда, Соболевський, плюмбопалладініт, сперріліт. Підлегле значення має розсіяна форма знаходження платинових металів у платинових рудах як мізерно малої домішки, укладеної в кристалічній решітці рудних і породоутворюючих мінералів.
Корінні родовища платинових руд представлені різними за формою тілами платіноносних комплексних сульфідних і власне платинових хромітових руд з масивною і вкраплень текстурою. Ці рудні тіла, генетично і просторово тісно пов'язані з інтрузивами основних і ультраосновних порід, мають переважно магматичне походження. Корінні родовища платинових руд зустрічаються у платформених і складчастих областях і завжди тяжіють до великих розломів земної кори. Освіта цих родовищ відбувалося на різних глибинах (від 0,5-1 до 3-5 км від денної поверхні) і в різні геологічні епохи (від докембрію до мезозою). Комплексні родовища мідно-нікелевих сульфідних платинових руд займають провідне положення серед сировинних джерел платинових металів. Площа цих родовищ сягає десятки км 2 при потужності промислових рудних зон - багато десятків м.
Промислові розсипи оголюються на поверхні (відкриті розсипи) або приховані під 10-30 м осадової товщею (поховані розсипи). Найбільш великі з них простежено на десятки км в довжину, ширина їх досягає сотень м, а потужність продуктивних металоносних пластів до кількох м; утворилися вони в результаті вивітрювання і руйнування платіноносних клінопіроксеніт-дунітових і серпентин-гарцбургітових масивів. Промислові розсипи відомі як на платформах (Сибірської і Африканської), так і в евгеосінкліналях на Уралі, в Колумбії (область Чоко), на Алясці (затока Гудньюс) та ін Мінерали платинових металів у розсипах нерідко перебувають у зрощенні один з одним, а також з хроміту, олівінамі і серпентином.
Видобуток платинових руд ведеться відкритим і підземним способами. Відкритим способом розробляється більшість розсипних і частина корінних родовищ. При розробці розсипів широко використовуються драги і засоби гідромеханізації. Підземний спосіб видобутку є основним при розробці корінних родовищ, іноді він використовується для відпрацювання багатих похованих розсипів.
У результаті мокрого збагачення металоносних пісків і хромітових платинових руд отримують шлиха «сирий» платини - платиновий концентрат з 70-90% мінералів платинових металів, а в іншому складається з хромітів, форстерита, серпентином та ін Такий платиновий концентрат відправляється на афінаж. Збагачення комплексних сульфідних платинових руд здійснюється флотацією з подальшою багатоопераційної пірометалургійний, електрохімічної та хімічною переробкою.
Метали платинової групи видобуваються, як правило, з двох типів родовищ - власне платінометальних малосульфідних, де платиноїди - головна корисна компонента, і комплексні сульфідні мідно-нікелеві. З родовищ першого типу видобуваються платиноїди в ПАР і США, другого типу - в Росії та Канаді. Невелике значення мають платинові розсипи, а також Колч-данно-поліметалічні, мідно-порфірові та інші родовища, з яких платиноїди добуваються попутно.
У помітній кількості (140 - 300 кг на рік) платину почали добувати з 1735 р . з розсипів Колумбії. Там видобуток продовжується до цих пір. Перші 200 років саме розсипні родовища були основним джерелом видобутку платини. З другої половини XIX століття платину попутно із золотом стали добувати в США і Канаді. На початку XX століття метали платинової групи в Канаді навчилися отримувати з сульфідних мідно-нікелевих руд родовища Садбері. Починаючи з 30-х років XX століття мідно-нікелеві родовища на кілька десятиліть стали головним джерелом виробництва платиноїдів. У рудах цих родовищ паладій переважає над платиною, в невеликій кількості містяться родій та інші платиноїди.
У ПАР в 1924 р . було зроблено відкриття, що змінило всю подальшу історію платінодобивающей промисловості. Геолог Ганс Меренського виявив у Бушвельдском масиві породи, багаті мінералами платинової групи. При потужності рудного тіла близько 1 м воно тягнеться на кілька сотень кілометрів. Зміст платиноїдів у рудах досягало 10 г / т, при цьому платини було більше, ніж паладію. Виявлений платіноносних горизонт отримав назву «риф Меренського». Видобуток платиноїдів почалася тут у 30-х роках і до цих пір збільшується в обсягах.
Довгий час вважалося, що родовища Бушвельд-ського масиву є унікальними. Однак у 70-х роках геолог К. Конн виявив у штаті Монтана (США) платинове зруденіння в масиві Стіллуотер. Пошуки платиноїдів там велися цілеспрямовано, масив був вибраний як перспективний за подібністю з Бушвельдскім. Але в цьому родовищі зміст платиноїдів значно більше - 20 г / т. Відкриття викликало бум пошукових робіт у багатьох країнах. Незабаром аналогічні родовища були відкриті в Зімбабве, Фінляндії, в Росії на Кольському півострові, в Бразилії ...
За запасами їх Росія займає друге місце в миру після ПАР (всього у світі 56 тис.т). Основний видобуток зараз ведеться на півострові Таймир. При переробці мідно-нікелевих руд метали платинової групи слідують за нікелем і міддю по всіх технологічних ланцюжків, концентруючись в чорновому нікелі і чорнової міді. На заключному етапі - у процесі електролізу чорнового металу - платинові метали, а також золото і срібло, не переходять в електроліт. Вони осідають на дно електролітної ванни у вигляді осаду - шламу. Саме він є основним джерелом платинових металів. З шламу отримують багаті концентрати, а потім (на афінажних заводах) шляхом складних хімічних реакцій і самі метали. Виробництво платинових металів вимірюється в тройських унціях, що дорівнює 31,1 г., ціни - в доларах. Платина завжди дорожче золота.
Застосування
У техніці:
Платина застосовується як каталізатор (найчастіше в сплаві з родієм, а також у вигляді платинової черні - тонкого порошку платини, одержуваної відновленням її сполук).
Платина застосовується в ювелірному і зуболікарському справі, а також у медицині.
Виготовлення стійкою хімічно і до нагрівання лабораторного посуду.
Виготовлення мініатюрних магнітів величезної сили (сплав платина-кобальт, ПЛК-78).
Спеціальні дзеркала для лазерної техніки.
Надзвичайно довговічні й стабільні електроконтакти і сплави для радіотехніки (плі-10, плі-20, плі-30 (платина-іридій).
Гальванічні покриття.
Перегінні реторти для виробництва плавикової кислоти.
Електроди для отримання перхлоратів, перборат, перкарбонат, пероксодвусерной кислоти (фактично на платині тримається все світове виробництво перекису водню: електроліз сірчаної кислоти - пероксодвусерная кислота - гідроліз - отгонка перекису водню).
Нерозчинні аноди в гальванотехніки.
Анодні штанги для захисту від корозії корпусів підводних човнів.
Нагрівальні елементи печей опору.
У медицині
Сполуки платини (переважно, тетрахлорплатінати) застосовуються, як цитостатики («цис-платина»). Проте в даний час є більш ефективні протиракові лікарські засоби.
У ювелірній справі
Платина та її сплави широко використовуються для виробництва ювелірних виробів. Щорічно світова ювелірна промисловість споживає близько 50 тонн платини. До 2001 року більша частина ювелірних виробів із платини споживалася в Японії. З 2001 року на частку Китаю припадає приблизно 50% світових продажів. У 1980 р . Китай споживав близько 1% ювелірних виробів із платини. В даний час в Китаї щорічно продається близько 10 млн виробів із платини загальною масою близько 25 тонн. Російський попит на ювелірну платину становить 0,1% від світового рівня.
Монетарна функція
Платинова монета 1835 номіналом 12 рублів.
Платина, золото і срібло - основні метали, виконують монетарну функцію. Однак платину стали використовувати для виготовлення монет на кілька тисячоліть пізніше золота і срібла.
Перші в світі платинові монети були випущені і перебували в обігу в Російській імперії з 1828 по 1845 рік. Карбування почалася з трирубльовиків. У 1829 р . «Були засновані платинові дуплонів» (шестирубльовиків), а в 1830 р .- «Квадруплі» (дванадцяти-рубльовік). Були викарбувані такі номінали монет: гідністю 3, 6 та 12 рублів. Трирубльовиків було викарбовано 1371691 шт., Шестірубле-Виково - 14 847 шт. і двенадцатірублевіков - 3474 шт.
У 1846 р . карбування платинової монети було припинено, хоча до цього року видобування уральської платини склало близько 2000 пудів або 32 000 кг , З яких у монету було перекарбовано 14 669 кг . Величезна кількість платини, що скопилася на Петербурзькому монетному дворі частково у вигляді монети, а частиною в необробленому вигляді (за різними даними від 720 до 2000 пудів), було продано англійській фірмі Джонсон, Матте і Ко. В результаті Англія, яка не добувала жодного грама платини, довго була в цій галузі монополістом.
Після 1846 жодна країна не дозволяла собі «розкоші» вводити в обіг платинові монети. Випускаються різними країнами в даний час платинові монети є інвестиційними монетами. У період з 1992 по 1995 рік інвестиційні платинові монети номіналами 25, 50 і 150 рублів випускав Банк Росії.
Цікаві факти
Найбільшим існуючим зараз платиновим самородком є «Уральський гігант» вагою 7 кг 860,5 р. Зберігається в Алмазному фонді Московського Кремля.
У Південній Америці в XVII столітті платину вважали «підробленими сріблом» і одного разу її запаси для запобігання фальшивомонетництва втопили в океані.
Перші в світі монети із платини були випущені в Росії.
У циклі оповідань Айзека Азімова «Я, робот» і інших його творах позитронний мозок роботів зроблений з губчастої платини (точніше - сплаву платини та іридію).
Перспективи в Росії
У Росії практично всі запаси родовищ платинових руд зосереджені в комплексних мідно-нікелевих родовищах Норильського рудного району (Таймирський АО). Менше 1% припадає на частку родовищ в Мурманській області. У розсипах Уралу, Коряцького АТ, Хабаровського краю і Якутії міститься менше 1%, переважно це платина. Роль інших комплексних родовищ в загальному балансі також невелика.
Внутрішнє споживання металів платинової групи в найближчі роки має зрости: розширяться або з'являться нові потужності у галузях, відповідних п'ятого технологічного укладу, зростуть екологічні вимоги. Бажано зберегти позиції і на світовому ринку. Але тепер, коли державні запаси в основному вичерпані, слід розраховувати на збільшення видобутку металів.
На питання, за рахунок чого стабілізувати і збільшувати видобуток платиноїдів у Росії, фахівці відповідають наступне.
По-перше, за рахунок вдосконалення технологій виробництва на Норильському комбінаті. Використання традиційної технології збагачення мідно-нікелевих руд з попутним вилученням металів платинової групи призводить до таких втрат останніх, які можна порівняти з видобутком платини з усіх розсипних родовищ країни. На комбінаті розробляється нова технологія збагачення, близька до технологій переробки платинових руд на зарубіжних родовищах і дозволяє значно підвищити ізвлекаемості платиноїдів з руд. Це дасть можливість перейти від відпрацювання в основному багатих руд, запаси яких не безмежні, до видобутку і переробці більш бідних вкраплених руд. А їх значно більше.
По-друге, необхідно перейти до геолого-економічної переоцінки ряду розвіданих раніше в районі Норильська родовищ («Чорногорське», «Норильськ-2», гора Зуб-маркшейдерська). Там низький вміст кольорових металів, а сумарний вміст платиноїдів досить високо - від 4 до 8 г / т. При оцінці по міді, нікелю і кобальту руди цих родовищ відносили до забалансових, непридатним для промислової відпрацювання. Однак при сучасних цінах на платиноїди ці руди можна розглядати як власне платинові з попутними кольоровими металами. До того ж значну частину цих запасів можна відпрацьовувати дешевим відкритим способом.
По-третє, треба виходити за межі Норильська. Виявлено і попередньо вивчені на рівні оцінки прогнозних ресурсів родовища малосульфідних платінометальних руд в Мурманській області (родовища Федорова-Панського масиву та ін), в Карелії (Бураковський масив) і Бурятії (Йоко-Довиренскій масив).
Безсумнівний інтерес представляють мідно-паладієві руди Волковського родовища на Уралі і Чінейского в Читинській області, а також ванадій-уранпалладіевие руди Карелії (район родовища Середня Падма). Не вичерпані перспективи виявлення нових розсипних родовищ платини і платиноїдів на Уралі, в Західному і Центральному Сибіру, Якутії, Хабаровському краї і Корякін. Але там ще належить провести геологорозвідувальні роботи і спеціалізовані дослідження.
Висновок
Можливості платинових металів безмежні і невичерпні. Потенційною областю використання платини є виробництво паливних елементів, де вона використовується в якості каталізатора. Принцип, використаний при конструюванні паливних елементів, відомий більше 150 років тому і грунтується на отриманні електричного струму в результаті реакції між газоподібним воднем і киснем з утворенням води. На основі зазначеного методу в США працюють паливні комірки для космічних кораблів. Безшумні, не забруднюють повітря електростанції на паливних елементах мають величезну перспективу. І в 21 столітті платинові метали чекає велике майбутнє.
Самарський державний економічний університет
Кафедра Промислових технологій
Реферат
з теоретичних основ виробництва і методам оптимізації
на тему: «Видобування та переробка платинових руд»
Виконала: студентка
4 курсу групи
Економіка праці, ПЕФ
Ліпей Олена
Перевірив: к.т.н., доцент
Нестеренко О.С.
Самара
Історія виникнення
Платинові метали - це елементи восьмий групи Періодичної системи Д. І. Менделєєва. Їх шість: рутеній, паладій, родій, осмій, іридій і платина. Вони разом із золотом і сріблом утворюють сімейство благородних металів - шляхетних тому, що вони відрізняються низькою хімічною активністю, високою корозійною стійкістю, а вироби з них мають гарний, шляхетний вигляд.
Платина відома людству з незапам'ятних часів: сліди платини виявляються ще в староєгипетських інкрустація. Але перша згадка про неї в архівах відноситься до 1735 році, а перший опис виконав іспанська офіцер, фізик і математик - Дон Антоніо де Ульоа в 1748 році. До цього ж періоду відноситься початок досліджень доставлених з Південної Америки, з території нинішньої Колумбії, в Європу зразків платинової руди.
У Росії ще в 1819 році в розсипному золоті, здобутий на Уралі був виявлений «новий сибірський метал». Спочатку його називали білим золотом, платина зустрічалася на Верх-Ісетський, а потім і на Невьянских і Білімбаевскіх копальнях. Багаті розсипи платини були відкриті в другій половині 1824 року, а на наступний рік у Росії почалася її видобуток.
Назва платині була дана іспанськими конкістадорами, які в середині XVI ст. вперше познайомилися в Південній Америці (на території сучасної Колумбії) з новим металом, зовні схожим на срібло (ісп. plata). Слово ісп. Platina буквально означає «маленьке срібло», «серебрішко». Пояснюється таке зневажливе назва винятковою тугоплавкістю платини, що не піддавалася переплавки, довгий час не знаходила застосування і цінувалася удвічі нижче, ніж срібло. Але коли ювеліри виявили, що платина добре сплавляється з золотом, деякі з них стали підмішувати порівняно дешевий метал до золотих виробів. Виявити підробку по щільності було неможливо: платина важче золота, і за допомогою більш легкого срібла неважко було в точності підігнати щільність злитка до щільності золота. Скінчилося це тим, що іспанський король наказав припинити ввезення платини, а всі її запаси втопити в морі. Закон цей був скасований тільки в
У середині 18 ст. хіміки вивчили властивості платини і визнали її новим елементом. Завдяки винятковій хімічної стійкості платину почали використовувати для виготовлення хімічного обладнання. Так, у 1784 був виготовлений перший платиновий тигель, а в 1809 - платинова реторта масою
У Росії вперше виявили платину поблизу Єкатеринбурга на Уралі в 1819, а через 5 років в Нижнетагильском окрузі були відкриті платинові розсипи. Розвідані запаси платини були настільки великі, що Росія майже відразу зайняла перше місце в світі з видобутку цього металу. Тільки в 1828 році в Росії було видобуто 1,5 т платини - більше, ніж за 100 років у Південній Америці. До кінця XIX століття в Росії видобувалося платини в 40 разів більше ніж у всіх інших країнах світу. Причому, представлена вона була і вельми важкими самородками. Наприклад, один із знайдених на Уралі самородків важив 9,6 кг.
До середини 19 ст. у Франції і Англії було проведено великі дослідження з очищення платини від інших металів. Промисловий спосіб одержання злитків чистої платини вперше здійснив в 1859 році французький хімік А.Сент-Клер Девіль. З цього часу, майже вся видобута на Уралі платина скуповувалася англійськими та французькими фірмами, зокрема, «Джонсон, Маттей і К °». Пізніше до закупівель платини в Росії підключилися американські та німецькі компанії.
Навіть після значних зарубіжних закупівель, велика частина видобутої Росією платини не знаходила гідного застосування. Тому, починаючи з 1828 року, за пропозицією міністра фінансів Єгора Канкріна, в Росії почали випускати платинові монети номіналом 3,6 і 12 рублів. При цьому 12-рублева платинова монета мала масу
До кінця 19 ст. видобуток платини в Росії досягла 4,5 тонн в рік, а в даний час в усьому світі її добувається приблизно 100 тонн на рік. Крім Росії, платина видобувається в Південній Африці, Канаді, США.
Видобуток платинових руд
Самородну платину здобувають на копальнях. Виробництво платини у вигляді порошку почалося в 1805 англійським ученим У. Х. Волластоном з південноамериканської руди. Зміст платинових металів в земній корі оцінюється на рівні 0,000001%. Власне мінерали платинових металів не утворюють родовищ, перспективних для промислової розробки. Ці мінерали переважно вкраплені в основні рудообразующих сульфідні мінерали міді, нікелю, заліза. Тому платинові метали є не тільки рідкоземельними, але і розсіяними.
Платинові метали розподілені в межах родовищ платинових руд нерівномірно. Їх концентрації коливаються: в корінних власне платинових родовищах від 2-5 г / т до одиниць кг / т, у корінних комплексних - від десятих часток до сотень (зрідка тисяч) г / т; в розсипних родовищах - від десятків мг / м 3 до сотень м / м 3. Основна форма знаходження платинових металів в руді - їх власні мінерали, яких відомо близько 90. Частіше за інших зустрічаються поліксен, ферроплатіна, платіністий іридій, невьянськит, сисертськит, Звягінцева, паоловіт, Фруда, Соболевський, плюмбопалладініт, сперріліт. Підлегле значення має розсіяна форма знаходження платинових металів у платинових рудах як мізерно малої домішки, укладеної в кристалічній решітці рудних і породоутворюючих мінералів.
Корінні родовища платинових руд представлені різними за формою тілами платіноносних комплексних сульфідних і власне платинових хромітових руд з масивною і вкраплень текстурою. Ці рудні тіла, генетично і просторово тісно пов'язані з інтрузивами основних і ультраосновних порід, мають переважно магматичне походження. Корінні родовища платинових руд зустрічаються у платформених і складчастих областях і завжди тяжіють до великих розломів земної кори. Освіта цих родовищ відбувалося на різних глибинах (від 0,5-1 до 3-5 км від денної поверхні) і в різні геологічні епохи (від докембрію до мезозою). Комплексні родовища мідно-нікелевих сульфідних платинових руд займають провідне положення серед сировинних джерел платинових металів. Площа цих родовищ сягає десятки км 2 при потужності промислових рудних зон - багато десятків м.
Промислові розсипи оголюються на поверхні (відкриті розсипи) або приховані під 10-30 м осадової товщею (поховані розсипи). Найбільш великі з них простежено на десятки км в довжину, ширина їх досягає сотень м, а потужність продуктивних металоносних пластів до кількох м; утворилися вони в результаті вивітрювання і руйнування платіноносних клінопіроксеніт-дунітових і серпентин-гарцбургітових масивів. Промислові розсипи відомі як на платформах (Сибірської і Африканської), так і в евгеосінкліналях на Уралі, в Колумбії (область Чоко), на Алясці (затока Гудньюс) та ін Мінерали платинових металів у розсипах нерідко перебувають у зрощенні один з одним, а також з хроміту, олівінамі і серпентином.
Видобуток платинових руд ведеться відкритим і підземним способами. Відкритим способом розробляється більшість розсипних і частина корінних родовищ. При розробці розсипів широко використовуються драги і засоби гідромеханізації. Підземний спосіб видобутку є основним при розробці корінних родовищ, іноді він використовується для відпрацювання багатих похованих розсипів.
У результаті мокрого збагачення металоносних пісків і хромітових платинових руд отримують шлиха «сирий» платини - платиновий концентрат з 70-90% мінералів платинових металів, а в іншому складається з хромітів, форстерита, серпентином та ін Такий платиновий концентрат відправляється на афінаж. Збагачення комплексних сульфідних платинових руд здійснюється флотацією з подальшою багатоопераційної пірометалургійний, електрохімічної та хімічною переробкою.
Метали платинової групи видобуваються, як правило, з двох типів родовищ - власне платінометальних малосульфідних, де платиноїди - головна корисна компонента, і комплексні сульфідні мідно-нікелеві. З родовищ першого типу видобуваються платиноїди в ПАР і США, другого типу - в Росії та Канаді. Невелике значення мають платинові розсипи, а також Колч-данно-поліметалічні, мідно-порфірові та інші родовища, з яких платиноїди добуваються попутно.
У помітній кількості (140 -
У ПАР в
Довгий час вважалося, що родовища Бушвельд-ського масиву є унікальними. Однак у 70-х роках геолог К. Конн виявив у штаті Монтана (США) платинове зруденіння в масиві Стіллуотер. Пошуки платиноїдів там велися цілеспрямовано, масив був вибраний як перспективний за подібністю з Бушвельдскім. Але в цьому родовищі зміст платиноїдів значно більше - 20 г / т. Відкриття викликало бум пошукових робіт у багатьох країнах. Незабаром аналогічні родовища були відкриті в Зімбабве, Фінляндії, в Росії на Кольському півострові, в Бразилії ...
За запасами їх Росія займає друге місце в миру після ПАР (всього у світі 56 тис.т). Основний видобуток зараз ведеться на півострові Таймир. При переробці мідно-нікелевих руд метали платинової групи слідують за нікелем і міддю по всіх технологічних ланцюжків, концентруючись в чорновому нікелі і чорнової міді. На заключному етапі - у процесі електролізу чорнового металу - платинові метали, а також золото і срібло, не переходять в електроліт. Вони осідають на дно електролітної ванни у вигляді осаду - шламу. Саме він є основним джерелом платинових металів. З шламу отримують багаті концентрати, а потім (на афінажних заводах) шляхом складних хімічних реакцій і самі метали. Виробництво платинових металів вимірюється в тройських унціях, що дорівнює 31,1 г., ціни - в доларах. Платина завжди дорожче золота.
Застосування
У техніці:
Платина застосовується як каталізатор (найчастіше в сплаві з родієм, а також у вигляді платинової черні - тонкого порошку платини, одержуваної відновленням її сполук).
Платина застосовується в ювелірному і зуболікарському справі, а також у медицині.
Виготовлення стійкою хімічно і до нагрівання лабораторного посуду.
Виготовлення мініатюрних магнітів величезної сили (сплав платина-кобальт, ПЛК-78).
Спеціальні дзеркала для лазерної техніки.
Надзвичайно довговічні й стабільні електроконтакти і сплави для радіотехніки (плі-10, плі-20, плі-30 (платина-іридій).
Гальванічні покриття.
Перегінні реторти для виробництва плавикової кислоти.
Електроди для отримання перхлоратів, перборат, перкарбонат, пероксодвусерной кислоти (фактично на платині тримається все світове виробництво перекису водню: електроліз сірчаної кислоти - пероксодвусерная кислота - гідроліз - отгонка перекису водню).
Нерозчинні аноди в гальванотехніки.
Анодні штанги для захисту від корозії корпусів підводних човнів.
Нагрівальні елементи печей опору.
У медицині
Сполуки платини (переважно, тетрахлорплатінати) застосовуються, як цитостатики («цис-платина»). Проте в даний час є більш ефективні протиракові лікарські засоби.
У ювелірній справі
Платина та її сплави широко використовуються для виробництва ювелірних виробів. Щорічно світова ювелірна промисловість споживає близько 50 тонн платини. До 2001 року більша частина ювелірних виробів із платини споживалася в Японії. З 2001 року на частку Китаю припадає приблизно 50% світових продажів. У
Монетарна функція
Платинова монета 1835 номіналом 12 рублів.
Платина, золото і срібло - основні метали, виконують монетарну функцію. Однак платину стали використовувати для виготовлення монет на кілька тисячоліть пізніше золота і срібла.
Перші в світі платинові монети були випущені і перебували в обігу в Російській імперії з 1828 по 1845 рік. Карбування почалася з трирубльовиків. У
У
Після 1846 жодна країна не дозволяла собі «розкоші» вводити в обіг платинові монети. Випускаються різними країнами в даний час платинові монети є інвестиційними монетами. У період з 1992 по 1995 рік інвестиційні платинові монети номіналами 25, 50 і 150 рублів випускав Банк Росії.
Цікаві факти
Найбільшим існуючим зараз платиновим самородком є «Уральський гігант» вагою 7 кг 860,5 р. Зберігається в Алмазному фонді Московського Кремля.
У Південній Америці в XVII столітті платину вважали «підробленими сріблом» і одного разу її запаси для запобігання фальшивомонетництва втопили в океані.
Перші в світі монети із платини були випущені в Росії.
У циклі оповідань Айзека Азімова «Я, робот» і інших його творах позитронний мозок роботів зроблений з губчастої платини (точніше - сплаву платини та іридію).
Перспективи в Росії
У Росії практично всі запаси родовищ платинових руд зосереджені в комплексних мідно-нікелевих родовищах Норильського рудного району (Таймирський АО). Менше 1% припадає на частку родовищ в Мурманській області. У розсипах Уралу, Коряцького АТ, Хабаровського краю і Якутії міститься менше 1%, переважно це платина. Роль інших комплексних родовищ в загальному балансі також невелика.
Внутрішнє споживання металів платинової групи в найближчі роки має зрости: розширяться або з'являться нові потужності у галузях, відповідних п'ятого технологічного укладу, зростуть екологічні вимоги. Бажано зберегти позиції і на світовому ринку. Але тепер, коли державні запаси в основному вичерпані, слід розраховувати на збільшення видобутку металів.
На питання, за рахунок чого стабілізувати і збільшувати видобуток платиноїдів у Росії, фахівці відповідають наступне.
По-перше, за рахунок вдосконалення технологій виробництва на Норильському комбінаті. Використання традиційної технології збагачення мідно-нікелевих руд з попутним вилученням металів платинової групи призводить до таких втрат останніх, які можна порівняти з видобутком платини з усіх розсипних родовищ країни. На комбінаті розробляється нова технологія збагачення, близька до технологій переробки платинових руд на зарубіжних родовищах і дозволяє значно підвищити ізвлекаемості платиноїдів з руд. Це дасть можливість перейти від відпрацювання в основному багатих руд, запаси яких не безмежні, до видобутку і переробці більш бідних вкраплених руд. А їх значно більше.
По-друге, необхідно перейти до геолого-економічної переоцінки ряду розвіданих раніше в районі Норильська родовищ («Чорногорське», «Норильськ-2», гора Зуб-маркшейдерська). Там низький вміст кольорових металів, а сумарний вміст платиноїдів досить високо - від 4 до 8 г / т. При оцінці по міді, нікелю і кобальту руди цих родовищ відносили до забалансових, непридатним для промислової відпрацювання. Однак при сучасних цінах на платиноїди ці руди можна розглядати як власне платинові з попутними кольоровими металами. До того ж значну частину цих запасів можна відпрацьовувати дешевим відкритим способом.
По-третє, треба виходити за межі Норильська. Виявлено і попередньо вивчені на рівні оцінки прогнозних ресурсів родовища малосульфідних платінометальних руд в Мурманській області (родовища Федорова-Панського масиву та ін), в Карелії (Бураковський масив) і Бурятії (Йоко-Довиренскій масив).
Безсумнівний інтерес представляють мідно-паладієві руди Волковського родовища на Уралі і Чінейского в Читинській області, а також ванадій-уранпалладіевие руди Карелії (район родовища Середня Падма). Не вичерпані перспективи виявлення нових розсипних родовищ платини і платиноїдів на Уралі, в Західному і Центральному Сибіру, Якутії, Хабаровському краї і Корякін. Але там ще належить провести геологорозвідувальні роботи і спеціалізовані дослідження.
Висновок
Можливості платинових металів безмежні і невичерпні. Потенційною областю використання платини є виробництво паливних елементів, де вона використовується в якості каталізатора. Принцип, використаний при конструюванні паливних елементів, відомий більше 150 років тому і грунтується на отриманні електричного струму в результаті реакції між газоподібним воднем і киснем з утворенням води. На основі зазначеного методу в США працюють паливні комірки для космічних кораблів. Безшумні, не забруднюють повітря електростанції на паливних елементах мають величезну перспективу. І в 21 столітті платинові метали чекає велике майбутнє.