Металлы платиновой группы добываются, как правило, из двух типов месторождений - собственно платинометальных малосульфидных, где платиноиды - главная полезная компонента, и комплексные сульфидные медно-никелевые. Из месторождений первого типа добываются платиноиды в ЮАР и США, второго типа - в России и Канаде. Небольшое значение имеют платиновые россыпи, а также колче-данно-полиметаллические, медно-порфировые и другие месторождения, из которых платиноиды добываются попутно.
В заметном количестве (140-300 кг в год) платину начали добывать с 1735 г. из россыпей Колумбии. Там добыча продолжается до сих пор. Первые 200 лет именно россыпные месторождения были основным источником добычи платины. Со второй половины XIX века платину попутно с золотом стали добывать в США и Канаде. В начале XX века металлы платиновой группы в Канаде научились извлекать из сульфидных медно-никелевых руд месторождения Садбери. Начиная с 30-х годов XX века медно-никелевые месторождения на несколько десятилетий стали главным источником производства платиноидов. В рудах этих месторождений палладий преобладает над платиной, в небольшом количестве содержатся родий и другие платиноиды.
В ЮАР в 1924 г. было сделано открытие, изменившее всю дальнейшую историю платинодобывающей промышленности. Геолог Ганс Меренский обнаружил в Бушвельдском массиве породы, богатые минералами платиновой группы. При мощности рудного тела около 1 м оно тянется на несколько сотен километров. Содержание платиноидов в рудах достигало 10 г/т, при этом платины было больше, чем палладия. Выявленный платиноносный горизонт получил название «риф Меренского». Добыча платиноидов началась здесь в 30-х годах и до сих пор увеличивается в объемах.
Долгое время считалось, что месторождения Бушвельд-ского массива являются уникальными. Однако в 70-х годах геолог К. Конн обнаружил в штате Монтана (США) платиновое оруденение в массиве Стиллуотер. Поиски платиноидов там велись целенаправленно, массив был выбран как перспективный по сходству с Бушвельдским. Но в этом месторождении содержание платиноидов значительно больше - 20 г/т. Открытие вызвало бум поисковых работ во многих странах. Вскоре аналогичные месторождения были открыты в Зимбабве, Финляндии, в России на Кольском полуострове, в Бразилии...
По запасам их Россия занимает второе место в мира после ЮАР (всего в мире 56 тыс.т). Основная добыча сейчас ведётся на полуострове Таймыр. При переработке медно-никелевых руд металлы платиновой группы следуют за никелем и медью по всем технологическим цепочкам, концентрируясь в черновом никеле и черновой меди. На заключительном этапе – в процессе электролиза чернового металла – платиновые металлы, а также золото и серебро, не переходят в электролит. Они оседают на дно электролитной ванны в виде осадка – шлама. Именно он служит основным источником платиновых металлов. Из шлама получают богатые концентраты, а затем (на аффинажных заводах) путём сложных химических реакций и сами металлы. Производство платиновых металлов измеряется в тройских унциях, что равно 31,1г., цены – в долларах. Платина всегда дороже золота.
Применение
В технике:
Платина применяется как катализатор (чаще всего в сплаве с родием, а также в виде платиновой черни — тонкого порошка платины, получаемой восстановлением ее соединений).
Платина применяется в ювелирном и зубоврачебном деле, а также в медицине.
Изготовление стойкой химически и к нагреванию лабораторной посуды.
Изготовление миниатюрных магнитов огромной силы (сплав платина-кобальт, ПлК-78).
Специальные зеркала для лазерной техники.
Чрезвычайно долговечные и стабильные электроконтакты и сплавы для радиотехники (ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30 (платина-иридий).
Гальванические покрытия.
Перегонные реторты для производства плавиковой кислоты.
Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически на платине держится все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты — пероксодвусерная кислота — гидролиз — отгонка перекиси водорода).
Нерастворимые аноды в гальванотехнике.
Анодные штанги для защиты от коррозии корпусов подводных лодок.
Нагревательные элементы печей сопротивления.
В медицине
Соединения платины (преимущественно, тетрахлорплатинаты) применяются, как цитостатики («цис-платина»). Однако в настоящее время имеются более эффективные противораковые лекарственные средства.
В ювелирном деле
Платина и её сплавы широко используются для производства ювелирных изделий. Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн платины. До 2001 года большая часть ювелирных изделий из платины потреблялась в Японии. С 2001 года на долю Китая приходится примерно 50 % мировых продаж. В 1980 г. Китай потреблял около 1 % ювелирных изделий из платины. В настоящее время в Китае ежегодно продаётся около 10 млн изделий из платины общей массой около 25 тонн. Российский спрос на ювелирную платину составляет 0,1 % от мирового уровня.
Монетарная функция
Платиновая монета 1835 года номиналом 12 рублей.
Платина, золото и серебро — основные металлы, выполняющие монетарную функцию. Однако платину стали использовать для изготовления монет на несколько тысячелетий позже золота и серебра.
Первые в мире платиновые монеты были выпущены и находились в обращении в Российской империи с 1828 по 1845 год. Чеканка началась с трехрублевиков. В 1829 г. «были учреждены платиновые дуплоны» (шестирублевики), а в 1830 г.— «квадрупли» (двенадцати-рублевики). Были отчеканены следующие номиналы монет: достоинством 3, 6 и 12 рублей. Трехрублевиков было отчеканено 1 371 691 шт., шестирубле-виков — 14 847 шт. и двенадцатирублевиков — 3474 шт.
В 1846 г. чеканка платиновой монеты была прекращена, хотя к этому году добыча уральской платины составила около 2000 пудов или 32 000 кг, из которых в монету было перечеканено 14 669 кг. Громадное количество платины, скопившейся на Петербургском монетном дворе частью в виде монеты, а частью в необработанном виде (по разным данным от 720 до 2000 пудов), было продано английской фирме Джонсон, Маттэ и Ко. В результате Англия, которая не добывала ни одного грамма платины, долго была в этой отрасли монополистом.
После 1846 года ни одна страна не позволяла себе «роскоши» вводить в обращение платиновые монеты. Выпускаемые разными странами в настоящее время платиновые монеты являются инвестиционными монетами. В период с 1992 по 1995 год инвестиционные платиновые монеты номиналами 25, 50 и 150 рублей выпускал Банк России.
Интересные факты
Самым крупным существующим в настоящий момент платиновым самородком является «Уральский гигант» весом 7 кг 860,5 г. Хранится в Алмазном фонде Московского Кремля.
В Южной Америке в XVII веке платину считали «поддельным серебром» и однажды её запасы для предотвращения фальшивомонетничества утопили в океане.
Первые в мире монеты из платины были выпущены в России.
В цикле рассказов Айзека Азимова «Я, робот» и других его произведениях позитронный мозг роботов сделан из губчатой платины (точнее — сплава платины и иридия).
Перспективы в России
В России практически все запасы месторождений платиновых руд сосредоточены в комплексных медно-никелевых месторождениях Норильского рудного района (Таймырский АО). Менее 1% приходится на долю месторождений в Мурманской области. В россыпях Урала, Корякского АО, Хабаровского края и Якутии содержится менее 1%, преимущественно это платина. Роль других комплексных месторождений в общем балансе также невелика.
Внутреннее потребление металлов платиновой группы в ближайшие годы должно вырасти: расширятся или появятся новые мощности в отраслях, соответствующих пятому технологическому укладу, возрастут экологические требования. Желательно сохранить позиции и на мировом рынке. Но теперь, когда государственные запасы в основном исчерпаны, следует рассчитывать на увеличение добычи металлов.
На вопрос, за счет чего стабилизировать и увеличивать добычу платиноидов в России, специалисты отвечают следующее.
Во-первых, за счет совершенствования технологий производства на Норильском комбинате. Использование традиционной технологии обогащения медно-никелевых руд с попутным извлечением металлов платиновой группы приводит к таким потерям последних, которые сравнимы с добычей платины из всех россыпных месторождений страны. На комбинате разрабатывается новая технология обогащения, близкая к технологиям переработки платиновых руд на зарубежных месторождениях и позволяющая значительно повысить извлекаемость платиноидов из руд. Это даст возможность перейти от отработки в основном богатых руд, запасы которых не безграничны, к добыче и переработке более бедных вкрапленных руд. А их значительно больше.
Во-вторых, необходимо перейти к геолого-экономической переоценке ряда разведанных ранее в районе Норильска месторождений («Черногорское», «Норильск-2», гора Зуб-Маркшейдерская). Там низкое содержание цветных металлов, а суммарное содержание платиноидов довольно высоко - от 4 до 8 г/т. При оценке по меди, никелю и кобальту руды этих месторождений относили к забалансовым, непригодным для промышленной отработки. Однако при современных ценах на платиноиды эти руды можно рассматривать как собственно платиновые с попутными цветными металлами. К тому же значительную часть этих запасов можно отрабатывать дешевым открытым способом.
В-третьих, надо выходить за пределы Норильска. Обнаружены и предварительно изучены на уровне оценки прогнозных ресурсов месторождения малосульфидных платинометальных руд в Мурманской области (месторождения Федорово-Панского массива и др.), в Карелии (Бураковский массив) и Бурятии (Йоко-Довыренский массив).
Несомненный интерес представляют медно-палладиевые руды Волковского месторождения на Урале и Чинейского в Читинской области, а также ванадий-уранпалладиевые руды Карелии (район месторождения Средняя Падма). Не исчерпаны перспективы обнаружения новых россыпных месторождений платины и платиноидов на Урале, в Западной и Центральной Сибири, Якутии, Хабаровском крае и Корякин. Но там еще предстоит провести геологоразведочные работы и специализированные исследования.
Заключение
Возможности платиновых металлов безграничны и неисчерпаемы. Потенциальной областью использования платины является производство топливных элементов, где она используется в качестве катализатора. Принцип, использованный при конструировании топливных элементов, известен более 150 лет назад и основан на получении электрического тока в результате реакции между газообразным водородом и кислородом с образованием воды. На основе указанного метода в США работают топливные ячейки для космических кораблей. Бесшумные, не загрязняющие воздух электростанции на топливных элементах имеют огромную перспективу. И в 21 веке платиновые металлы ждёт большое будущее.