Получение и добыча платины

Платина – королева цветных металлов и этот титул ей достался не просто так. Что же такое платина?

Платина – это мало распространенный в природе благородный металл, также является химическим элементом 10-й группы с атомным числом 78. Блестящий благородный металл серебристо-белого цвета. Платина является наиболее дорогим основным драгоценным металлом, дороже золота и серебра. Причина в том, что этот металл более тяжелый – одинаковое по объему украшения из платины будут иметь больший вес, чем в золотом или серебряном исполнении. Также цена возрастает из-за сложности в обработке и редкости металла.

Платину ценят за ее удивительные качества и прекрасный внешний вид. Но так было не всегда [1].

В Старом Свете платина не была известна до середины XVI века, однако древние цивилизации, такие как анды и инки, добывали и использовали этот металл с незапамятных времён. Первыми европейцами, познакомившимися с платиной, были конкистадоры.

Мало кто знает, но слово «platina» с испанского переводится как «серебришко» или «плохое серебро» - именно так европейцы назвали платину, когда впервые с ней столкнулись. Металлу долгое время не могли найти должного практического применения и ценился он вдвое ниже, чем серебро.

Платина оставалась природным казусом, пока в середине XVIII века мошенники не начали подмешивать ее к золоту и серебру в монетах и украшениях, первыми поняв «ценность» этого металла (платина имеет большую плотность, чем золото, а значит – больший вес).

Именно из-за этого в 1735 году испанский король издал указ, запрещающий ввозить платину на территорию Испании, а ту платину, которая уже была привезена в королевство, повелевалось всенародно и торжественно утопить в море.

Сегодня этот металл на мировых биржах в 100 раз дороже серебра, его активно используют в промышленности, экономике, и конечно, при изготовлении ювелирных украшений.

Чистая платина в природе не встречается. Металл образует смеси с другими веществами:

• медь;
• железо;
• серебро;
• никель;
• металлы платиновой группы.

Самородная платина встречается, как правило, в магматических месторождениях. Ее классифицируют в зависимости от того, какой еще компонент содержится в руде (рис.1). Есть несколько вариантов названий самородков платины:

• Палладистая – в составе около 40% палладия.
• Никелистая – приблизительно 3-5% никеля.
• Родистая – примерно 5% родия.
• Купроплатина – в ней содержится от 10 до 15% меди.

Рис. 1. Палладистый самородок платины

Далее рассмотрим основные этапы получения платины. В зависимости от содержания платины в рудных соединениях ее добыча производится несколькими способами. Раньше добываемая платиновая порода измельчалась и отмывалась. Но этот способ предполагал жестокую эксплуатацию ручного труда и был низкопроизводительным. С 1900 г. в России стали применять специальные машины для добычи платины – драги. Добыча платины с применением драг основана на использовании разницы в удельном весе платины и породы. Отделение платины от измельченной руды производилась струей воды [3].

Сейчас добыча и получение платины является сложным технологическим процессом, который состоит из трех основных этапов, характерных практически для всех добываемых металлов:

Добыча руды

Способ добычи руды во многом зависит от природы месторождения. Различают «открытый» и «закрытый» способы добычи.

• Открытым способом обычно добывают платину на вторичных россыпных месторождениях, где платина накапливалась в результате разрушения первичной породы.
• Однако большая часть платины содержится в первичных месторождениях, входя в состав медно-никелевых руд. Добыча платины из таких месторождений идет «закрытым» способом, который подразумевает строительство шахт (рис. 2).

Шахтеры закладывают взрывчатку в заранее пробуренные отверстия в породе и осуществляют взрыв. Далее отколовшиеся куски породы транспортируют на поверхность.

Рис. 2. Шахта

Обогащение руды

Это совокупность методов разделения минералов друг от друга по разнице их физических и/или химических свойств. Химический состав компонентов руды при этом не изменяется.

Главной целью обогащения платины – значительное увеличение содержания драгоценного металла в руде, так как добытая руда обычно содержит от 1 до 6 грамм металлов платиновой группы на тонну, в зависимости от месторождения. В результате получается концентрат с содержанием чистого металла в 1400 грамм на тонну [3].

Аффинаж платины

Для аффинажа используют цепь сложных термохимических реакций очистки, в результате которых выделяются шесть металлов платиновой группы, а также некоторое количество золота и серебра, которые обычно присутствуют в платиносодержащих рудах.

Очищенные металлы имеют чистоту более 99,95% и производятся в форме слитков, гранул или мелкого порошка.

Первое упоминание о добыче платины на территории России относят к 1822 году, когда металл обнаружили в уральских золотоносных россыпях. После дальнейших изысканий в считанные годы на Урале были открыты новые богатые месторождения этого металла, по запасам и добыче которого Россия заняла абсолютное первое место в мире [2].

В 19 и начале 20 века Россия становится основным поставщиком платины в мире. Однако по причине отсутствия значительного спроса и некоторого технологического отставания, к середине 19 века сложилась парадоксальная ситуация, когда вся добываемая платина по долгосрочным контрактам уходила за границу, в основном в Англию. Не добывая ни грамма платины, англичане контролировали ее цену на рынке, что позволяло им держать под контролем добычу в России. Вернуть платину под свой контроль России удалось только после революции в 1917 году.

К середине 20 века богатейшие месторождения платины на Урале были полностью истощены и утратили промышленное значение.

Нельзя не упомянуть также о том, что на Урале, в далеком 1843 году был найден первый гигантский кусок платины. Он получил название «Россия» и весил 9 килограмм 635 грамм, но до наших дней он не сохранился, так как был переплавлен. Второй по размеру самородок, как и первый, был добыт на Урале, но уже в 1904 году. Сегодня его считают самым большим, а весит он 7 килограмм 860 грамм. В отличие от своего предшественника, он хорошо сохранился и сегодня находится в Алмазном фонде России. Называют его «Уральский гигант» (рис. 3).

Рис. 3. «Уральский гигант»

В 1935 году началось активное освоение открытых ранее обширных месторождений платиносодержащих медно-никелевых руд на Таймырском полуострове. Разработка месторождений в этих местах ведется в основном закрытым способом. Глубина шахт достигает 2000 метров. Месторождения на Таймырском полуострове являются главными запасами металлов платиновой группы на территории России [2].

Разработку и эксплуатацию месторождений на Таймырском и Кольском полуострове ведут компании, входящие в ОАО ГМК «Норильский никель» (рис. 4). «Норильский никель» является четвертым из крупнейших поставщиков платины в мире, и самым крупным в России. «Норильский никель» является главным мировым поставщиком палладия. Компания владеет несколькими добывающими предприятиями в ЮАР, Австралии и Финляндии.

Рис. 4. ОАО ГМК «Норильский никель»

Вторым по величине производителем платины в России является группа компаний «Русская платина», эксплуатирующая крупнейшее в мире россыпное месторождение Кондёр, расположенное в Хабаровском крае.

В 2012 году Россия поставила на мировой рынок 41% палладия, 13% платины и 18% остальных металлов платиновой группы. «Норильский никель» в 2012 году произвел около 81700 кг палладия (практически весь российский палладий) и 20500 кг платины. Производство платины из россыпных месторождений компанией «Русская платина» в 2012 году составило порядка 4070 кг.

По статистике мировое производство только первичной аффинированной платины в 2021 году увеличилось по сравнению с 2020 годом на 49 тонн, до 201 тонны.

Что касается общего количества добытой платины на Земле, во всем мире в год добывается около 450 тонн металлов платиновой группы. Из них платина составляет менее половины. Для сравнения, годовая мировая добыча золота составляет около 3000 тонн, то есть примерно в 15 раз больше, чем платины.

Основными поставщиками металлов платиновой группы являются ЮАР, Россия, Канада, США, Зимбабве, Ботсвана. Япония также добывает МПГ, однако извлекает его как побочный продукт из импортируемой руды.

Таким образом, в работе была рассмотрена история открытия платины, были изучены основные сведения, этапы получения и добычи этого редкого благородного металла, не только в мире, но и России в частности [2].

1. Материалы для ювелирных изделий / В.И. Куманин, В.Б. Лившиц
2. Платина России. Т. VII / Додин Д.А., Енахин А.Г., Бавлов В.Н. Золоев К.К. и др.:
3. Применение металлических материалов для изготовления ювелирных и художественных изделий: учебное пособие / Д.В. Закамов, Е.А. Морозова, В.С. Муратов. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т.