Мутылина И.Н. - Художественное материаловедение. Ювелирные сплавы (1093327), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Величайший из существующих самородков платины весом 8395 г, выставленный вАлмазном фонде, был найден в августе 1904 г. в россыпях Исовского районаВ 1915 г. на долю России приходилось 95 % от общего количества платины, добываемойв мире (остальные 5 % получала Колумбия). Причем колумбийские россыпи по сравнению суральскими были бедны самородками. Д.Н.
Мамин-Сибиряк в очерке «Платина» писал, что«украшением мадридского двора» является самородок весом около 700 г.В последнее время на мировой рынок начала поступать платина из Южной Африки, Канады, США, но Россия по-прежнему играет важную роль в добыче этого металла.
Чтобы получить грамм платины, приходится порой перерабатывать сотни кубометров руды. Это объясняется чрезвычайной бедностью платиновых руд и отсутствием крупных месторождений82платины. Если ежегодное мировое производство Au давно перевалило за тысячу тонн, то добыча Pt и сейчас исчисляется лишь тоннами.Платиновые металлы принадлежат к наиболее редким элементам, их среднее содержание в земной коре точно не установлено.
Содержание платиновых металлов в земной коре(по А.П.Виноградову), % (по массе), составляет: Pt – 5·10-7; Pd – 5·10-6; Ir – 1·10-7; Rh – 1·10-7;Os – 5·10-6; Ru –5·10-6.Число известных минералов платиновых металлов за последние двадцать лет возрослопрактически в 8 раз и сейчас достигает 90. Среди минералов платиновых металлов можновыделить: самородные платиноиды и природные сплавы на их основе; интерметаллическиесоединения платиновых металлов с Sn, Pb, Bi, As, Sb и Te; сульфиды, арсениды и сульфоарсениды платиноидов. Все минералы образовались на больших глубинах при высоких температурах и давлениях.По числу минералов первое место занимает палладий, затем идет платина. Иридий, рутений и осмий самостоятельных минералов образуют очень мало.
Что касается родия, в настоящее время известно только два минерала (родий самородный и холлингвортит). В основномRu и Rh входят в виде изоморфной примеси в минералы Pt, Pd, Ir и Os. Некоторые из наиболее часто встречающихся минералов платиновых металлов представлены в табл. 30.Таблица 30Минералы платиновых металловНазвание минералаСамородная платинаПалладистая платинаСамородный палладийСтибиопалладинитБреггитСтаннопалладинитНорильскитАрсенопалладинитФрудитМайченеритХимическая формулаPtPt PdPdPd3, Sb(Pt, Pd, Ni) SPd3Sn2(Pt, Pd, Fe, Ni, Cu) SPd3AsPdBi2PdBi2, Pd0,75Pt0,25BiTiВысоцкитМончеитКонзтульскитАуроосмирид(Pd, Ni) S(Pt, Pd) (Te, Bi)2Pd (Te, Bi)1-2IrOsRuAuМесторождениеРФ (Урал), КолумбияЮАР, БразилияРФ (Урал), АвстралияЮАРЮАР, РФРФ (Норильск)РФ (Норильск)БразилияКанадаКанада, РФ(Мончегорск)РФ (Норильск)РФ (Мончегорск)РФ (Мончегорск)РФ (Урал)Платиновые металлы встречаются в природе как в первичных горных породах, так и россыпях.К первичным горным породам, содержащим металлы платиновой группы, относятся богатые оливином породы, особенно дуниты, в которых самородная платина является главнойсоставной частью.
Оливин получил название по зеленой, оливковой, окраске. Дунит былвпервые изучен в Новой Зеландии и назван по имени горы Дун. Наиболее важные промышленные месторождения этого типа находятся в Российской Федерации и ЮАР. К первичнымпородам относятся также магматические отложения сульфидов никеля и меди. Эти месторождения, в которых преобладают платина и палладий, представляют собой крупнейшие из известных запасов платиновых металлов.Россыпи или аллювиальные отложения большого экономического значения найдены вРоссийской Федерации (табл.
31), Колумбии и Эфиопии.83Из шести элементов платиновой группы только платина и палладий встречаются в самородном виде. Самородная платина содержит до 90 % платины и сопровождается другими металлами платиновой группы.Таблица 31Средний состав уральской россыпной и коренной платины, %Тип месторожденияРоссыпнаяКореннаяСредний состав аффинируемой платиныPt77,576,778,4Наиболее распространенными минералами платиновой группы являются самороднаяплатина – Pt (и ее разновидности) и изоферроплатина – Pt3Fe, иридосмин – Os, Ir, сперрилит– PtAs2, куперит – PtS, брэггит – (Pt,Pd,Ni)S, лаурит – RuS2, атокит – Pd3Sn и рустенбургит – Pt3Sn, паоловит – Pd2Sn, станнопалладинит и другие минералы системы Pd–Sn–Cu,мончеит – PtTe2, майченерит – PdBiTe и некоторые другие.Самородная платина, ее разновидности и ферроплатина.
Содержание примесей (Fe, Ni,Co, Cu, Rh, Ir, Ru, Pd) в самородной платине составляет до 5 % по массе. При содержаниижелеза более 5 % по массе самородную платину называют железистая платина, меди – медистая платина (ранее купроплатина), никеля – никелистая платина, палладия – палладистая платина, иридия – иридистая платина, родия – родистая платина. При содержаниижелеза около 20-25 % минерал называется изоферроплатиной (Pt3Fe). Цвет всех минералов иразновидностей изменяется от серебряно-белого до стального серого.
Твердость по Моосуоколо 4-4,5. Богатые железом разновидности, особенно ферроплатина, сильномагнитны. Этосвойство используется при извлечении их из руд методом магнитной сепарации.Иридосмин (55-80 % Os, 45-20 % Ir) характерен для россыпных месторождений. Частообразует включения в железистой платине. Цвет серовато-желтоватый, твердость 6-7. Можетсодержать Pt, Rh, Ru, Pd, Cu, Fe. В отраженном свете белый, слегка желтоватый; анизотропен(цветные эффекты в оранжево-красных и синевато-голубых тонах).Сперрилит – минерал, обнаруженный в месторождениях платиновых металлов практически всех типов.
В составе, кроме Pt (56,53 %) и As (43,42 %), присутствуют Rh, Sn, Fe, Sb,Cu.Куперит – (85,89 % Pt, 14,11 % S). Иногда содержит единицы % палладия, следы никеля,рутения, иридия. Твердость 4,5. В отраженном свете серовато-коричневый. В виде сперрилита PtAs2, куперита PtS и некоторых более редких минералов платина встречается в канадскихместорождениях.Лаурит – (61,33 % Ru, 38,67 % S) характерен для платинозолотых россыпей о. Борнео.Иногда содержит Os, Ir. Твердость 7,5-8. В полированных шлифах серовато-белый (с голубоватым оттенком).Станнопалладинит и другие минералы системы Pd–Sn–Cu– группа минералов платиновых металлов, представители которой обнаружены только в Норильских месторождениях.Содержат от 6 до 16 % по массе меди, часто в составе определяют платину.
Эти минералывстречаются в богатых медью сплошных рудах, отличительным их признаком является розоватый цвет и неправильная форма выделений.Основным источником получения платиновых металлов служат сульфидные медно-никелевые руды, месторождения которых находятся в Российской Федерации (Норильск, Красноярский край), Канаде (округ Садбери, провинция Онтарио), ЮАР и других странах.
В результате сложной металлургической переработки этих руд благородные металлы переходят втак называемые черновые металлы – нечистые никель и медь. Платиновые металлы собираются почти полностью в черновом Ni, a Ag и Au – в черновой Cu. При последующем элек84тролитическом рафинировании Ag, Au и платиновые металлы осаждаются на дне электролитической ванны в виде шлама, который отправляют на аффинаж.Металлы платиновой группы обладают кристаллической структурой с наиболее плотнойатомной упаковкой – гексагональной плотноупакованной (Ru, Os) или гранецентрированнойкубической (Rh, Pd, Ir).Платиновые металлы по плотности разделяют на две группы: легкую и тяжелую. В тяжелую группу входят металлы с самой высокой плотностью – осмий, иридий, платина. Онипочти в два раза плотнее легких платиноидов.ПлатинаНазвание «платина» возникло вследствие сходства этого металла с серебром (испанскоеязыке «plata» означает «серебришко», «плохое серебро»).
Вплоть до XVIII в. этот ценнейшийметалл вместе с пустой породой выбрасывали в отвал, а на Урале и в Сибири зерна самородной платины использовали как дробь при стрельбе. «Белое золото», «гнилое золото» – подтакими названиями платина фигурирует в литературе XVIII в.Научное изучение платины началось только в середине XVIII в., и лишь в начале XIX в.она была выделена из руды.
Через четверть века в России начали добывать этот металл.В 1826 г. выдающийся русский инженер П.Г. Соболевский вместе с В.В. Любарским разработал простой и надежный способ получения ковкой платины. Самородную платинурастворяли в царской водке, а из этого раствора, добавляя NH 4C1, осаждали хлороплатинатаммония (NH4)2[PtCl]. Этот осадок промывали, а затем прокаливали на воздухе. Полученныйспекшийся порошок (губку) прессовали в холодном состоянии в брикеты, а затем прокаливали и ковали.В настоящее время мировые запасы чистой Pt оценивают в 1530 млн унций, из которыхна долю ЮАР приходится 75 %.
В России запасы платиновых металлов сосредоточены вмедно-никелевых сульфидных рудах Норильского района. Небольшое количество платиновых металлов содержится также в сульфидных медно-никелевых рудах Кольского полуострова.Некоторое количество платины добывается из россыпных месторождений Урала и Сибири.
Содержание Pt в рудах достигает 1,5-2,0 г на 1 т руды.Платину добывают в «первичных» и «вторичных» месторождениях. К первым относятсяоткрытые в 1908 г. канадские медно-никелевые магнитные колчеданы в округе Садбери, месторождения Норильска и южноафриканские медно-никелевые колчеданы в Трансваале;здесь платина присутствует в виде сульфидов. Вторичные месторождения (россыпи) платиновых металлов, образованные в результате разрушения коренных пород, известны во многих странах, но промышленные запасы в основном сосредоточены в Колумбии, Южной Африке, Бразилии и др.Процесс извлечения платиновых металлов из россыпей сводится к добыче песков и ихобогащению гравитационными методами.
Добычу песков обычно совмещают с их гравитационным обогащением в одном агрегате, например, драге. В результате обогащения получается шлиховая платина, содержащая до 70-90 % платиновых металлов. Ее направляют на аффинаж.Платиновые металлы, находящиеся в медном концентрате, после обжига, отражательнойплавки, конвертирования и огневого рафинирования концентрируются в медных анодах, после электрорафинирования переходят в медный шлам. Медный и никелевый шламы обогащают с получением концентратов, содержащих до 60 % платиновых металлов.
Эти концентраты направляют на аффинаж.Концентраты платиновых металлов передают на аффинажные заводы для полученияплатиноидов. Технологические схемы аффинажа платиновых металлов насчитывают десятки85взаимосвязанных операций с многочисленными оборотами растворов и полупродуктов, с постепенным выделением тех соединений, из которых непосредственно можно получить очищенные платиновые металлы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
