Платина: история открытия металла, области применения, технологии добычи

Краткое описание платины

Редакция

Команда редакторов Promdevelop

Платина — химический элемент, металл (формула платины – Pt), и притом очень редкий.

Впрочем, это не отменяет широкого спектра его применения — от ювелирных изделий до кардиостимуляторов. Платина – драгоценный металл, который входит в так называемую переходную группу, составляя компанию золоту, серебру и меди. По своей атомной структуре платина способна легко связываться с другими элементами.

История открытия и происхождение названия металла

Первое упоминание о данном веществе относится к 1557 году, когда итальянский врач и гуманист Юлий Цезарь Скалигер описал металл, найденный им в Центральной Америке. Расплавить этот металл существовавшими в те времена средствами и способами, которые были доступны испанским конкистадорам, не удалось. Поэтому Скалигер назвал новое химическое вещество платиной, что можно перевести как «маленькое серебро» или даже «серебришко».

Серебро: происхождение и уникальные свойства, технологии добычи, применение сегодня

В этом названии были отражены как цвет металла (серебристо-белый), так и его практическая бесполезность людям той эпохи. Поэтому вначале древние металлурги в Египте и Америке использовали металл для изготовления ювелирных и декоративных изделий, смешивая его с более легкоплавким золотом. Возможно, поэтому металл довольно долго называли белым золотом. Аналогии были очевидными — он, как и золото, оказался чрезвычайно устойчивым к потускнению и коррозии. С другой стороны, элемент является весьма пластичным и податливым: его легко можно деформировать, протягивать в проволоку и т.д. Наконец, платина — полноправный благородный металл, поскольку не окисляется, и не подвергается воздействию обычных кислот.

Нахождение в природе. Изотопы

Мировые запасы платины невелики. Содержание металла в земной коре составляет 5 · 10-7 мас.%. Он встречается как в чистом виде, так и в соединениях. Наиболее важными минералами являются поликсен, который содержит 6…10 % железа, а также палладиевая платина, ферроплатина, иридоплатина, сперрилит PtAs2, а также ряд более сложных химических соединений, включающих в себя никель, серу, палладий. Наиболее известным из таких минералов является брэггит. Он встречается вместе с медными и железными пиритами в контакте с золотой рудой, кристаллизуясь в кубической или, что реже, в октаэдрической форме. Брэггит обладает металлическим блеском и содержит также следы родия и сурьмы.

К настоящему времени учёными открыто довольно много изотопов данного элемента: 6 природных и 37 искусственных. Наиболее распространенные изотопы:

1. Pt195 (33,83 % от общего количества).
2. Pt194 (32,97 % от общего количества).
3. Pt196 (25,24 % от общего количества).
4. Pt198 (7,16 % от общего количества).
5. Pt192 (0,78 % от общего количества).
6. Pt190 (0,01 % от общего количества).

Кристаллографическая характеристика

Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L44L36L29PC. Пространственная группа Fm3m (O5h). a0 = 3,9158. а0 = 3,924 А (чистая Pt), 3,831 А (чистый Ir), Z = 4

Кристаллическая структура плотноупакованная кубическая — атомы в узлах гранецентрированной кубической решетки (тип Cu).

Облик кристаллов. В комбинациях граней, кроме господствующей формы {100}, наблюдаются {110}, {210}, {310} и некоторые другие. Из двойников преимущественно развиты двойники прорастания по (100) и срастания по (111). Известны кристаллы поликсена скелетного развития.

Месторождения

Добыча платины в мире сосредоточена в Южной Африке (80 % от общемирового объёма добычи), России и Канаде. В Европу латиноамериканская платина попала только в 1735 году. Металл также был обнаружен в Бразилии в минерале сиенит, где он находится вместе с золотом.

Где добывают платину? Среди наиболее крупных месторождений:

• Уральские аллювиальные отложения, обнаруженные в районе Нижнего Тагила;
• Лапландские копи (Финляндия), где металл находится в связанном состоянии вместе с алмазами;
• Месторождения в канадских провинциях Онтарио и Британская Колумбия, а также на обширных территориях, примыкающих к долине реки Юкон.

Месторождения платины в России, кроме Урала, имеются также за Полярным кругом, в районе Норильска. Странами по добыче платины формально считаются также Германия (долина Рейна), Индонезия (остров Борнео), в Испания, Ирландия, США, Австралия и Новая Зеландия. Объём добычи там невелик и пока не имеет мирового экономического значения.

Из экзотических способов получения стоит упомянуть метеоритное железо, в котором часто содержится данный металл.

Сколько платины добывается в мире ежегодно?

Как можно увидеть из таблицы 1, 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.

Таблица 1. Мировая добыча МПГ, тонн.

(по данным USGS)

Основными поставщиками металлов платиновой группы являются ЮАР, Россия, Канада, США, Зимбабве, Ботсвана (см. таблицу 2). Япония также добывает МПГ, однако извлекает его как побочный продукт из импортируемой руды.

Таблица 2. Мировая добыча МПГ по странам, тонн.

(по данным USGS)

Технологии добычи и получения

Как добывают платину? Способ добычи определяется формой нахождения платины в природе, в исходном сырье. Например, преобладающая часть платиновой руды, добываемой в Британской Колумбии — грубая и имеет вид самородков, которые обнаруживаются на сравнительно небольших площадях. Самородки в своём весе редко превышают половину унции (14 граммов). Большая часть металла встречается в небольших зернах, которые производителями платины разделяются на магнитные и немагнитные. Последние составляют большую долю от общего количества.

Что такое руда? Какие виды руды бывают? Как добывают? Страны-лидеры по добыче руды

Чистый металл часто содержит следы никеля, о чем свидетельствуют спектрохимические исследования образцов из России, Испании и Америки. Например, при добыче платины в России образцы из Китлима содержат не менее 0,1% никеля, а в нижнетагильском магнитном сырье присутствует до 0,75% никеля. Физические свойства

Элемент является одним из самых плотных – 21 450 кг/м3, что более чем в 21 раз превышает плотность воды или в 6 раз — плотность алмаза. Среди основных свойств данного металла:

1. Атомный вес — 195,1.
2. Температура плавления -1768,4 0С.
3. Температура кипения — 3825 0C.

Для промышленного применения имеют значение магнитные свойства данного металла. Немагнитная форма встречается чаще, она обладает повышенной плотностью. Магнитные свойства определяются наличием железа в руде. Интересно, что некоторые образцы уральской платины притягивают железные опилки сильнее, чем обычный магнит.

Платиновые монеты России

12-рублевая монета из платины 1839 года
Выпуск российских платиновых монет был не долгим, но стал одним из самых значимых событий в жизни металла. Их чеканка началась в 1828 году и продлилась до 1845 года. За это время выпустили больше 14 тонн монет номиналом 12 рублей (создали всего 3303 штук), 6 рублей (отчеканили 17 582 монет) и 3 рубля (выпустили 1 372 000 штук).

Реклама — Продолжение ниже

Химические свойства

Первые химические исследования были проведены ещё в 1741 году британским ученым Чарльзом Вудом. Именно он впервые назвал данный элемент металлом (восьмым по счёту среди известных к тому времени), и описал некоторые характеристики платины.

Реакционная способность

История платины включает проверку на «благородность». Металл прошёл её благодаря исследованиям британских химиков Уильяма Уолластона и Смитсона Теннанта. В начале XIХ века они попытались растворить очищенную платину в смеси азотной и соляной кислот. После того, как металл была отделён от остальной части раствора, в отходах были обнаружены палладий, родий, осмий, иридий, а позже – и рутений. Характерно, что и в наши дни добыча ведётся по аналогичной технологии: образцы, содержащие элемент, растворяют в кислотной среде, отделяют от остальной части раствора и побочных продуктов и плавят при очень высоких температурах для получения чистого металла.

Применение платины

Платиновые цилиндры долго использовались в качестве международного стандарта для измерения веса. Ныне металл применяется для создания высокопрочных деталей для различных машин, инструментов и ювелирных изделий. Вследствие очень низкого уровня реактивности элемент используется в некоторых противораковых препаратах.

Согласно последним данным, около половины онкопациентов используют платиносодержащие препараты, поскольку противоопухолевые свойства платины уже хорошо изучены. Металл также используется в кардиостимуляторах, зубных коронках, и других устройствах из-за своей высокой стойкости к коррозии от жидкостей, образующихся в организме человека, и отсутствия реактивности к функциям жизнедеятельности. Где ещё используется платина? В сочетании с кобальтом этот металл применяется для создания сильных постоянных магнитов, которые используются в часовых механизмах, двигателях, медицинском оборудовании.

Примерно треть мирового объёма потребления платины как драгметалла приходится на ювелирное дело. В частности, большинство крупных алмазов вставляются именно в платиновые корпуса.

Катализаторы

Почти половина добываемой платины используется в каталитических конвертерах — узлах автомобиля, которые уменьшают токсичность выхлопных газов до приемлемых значений. Они могут выдерживать высокие температуры, необходимые для реакций окисления, в ходе протекания которых и снижается токсичность выбросов. Кроме того, платина используется в качестве катализатора при производстве удобрений, пластмасс и бензина.

Монетарные функции. Знаки отличия

Поскольку платина – драгоценный металл, то во многих странах её хранят в форме слитков, которые можно использовать в целях межбанковских платежей. Производятся также памятные знаки. Вместе с тем, из-за ограниченности запасов объём производства таких предметов, в сравнении с золотом или серебром, невелик.

Всё о добыче золота. Где и как добывается золото?

Как добывают самородную платину?

Прежде всего, надо найти платиноносные пески, а таких мало. Крупнейшее месторождение Кондер находится на севере Хабаровского края в Аяно-Майском районе. Со времени начала эксплуатации в 1984 году здесь добыто 90 тонн этого драгоценного металла. Правда, на первый взгляд он не очень завлекателен. Похож на металлические стружки из-под крупного напильника, а самородки — на картофелины. Более красивы коллекционные кристаллы в золотой рубашке (ребро 0,5−1 см). Они шли только с ручья Аномальный и больше не добываются.

Итак, летим самолетом АН-24 из Хабаровска в старательский поселок Мар-Кюель. Далее по приличной таежной трассе 4 часа на авто до верхнего поселка Кондер и 15 минут в кольцевой хребет. Многие принимают его за астроблему (след крупного болида), но это не так. Идеальная кольцевая структура образована в результате процессов выветривания горных пород.

На полигоне круглосуточно работают промывочные приборы — современные колоды. Вначале бульдозеры снимают верхний слой пустой породы — называется вскрыша, и подают платиноносный песок на стол гидровашгерда. Это большое сито с дырками в 10 сантиметров. Мониторщик водяной пушкой отбрасывает крупные камни (галя, от слова галька) в отвал, а песок и самородки через дырки на столе попадают внутрь гидровашгерда и с водой под напором подаются по наклонной трубе в шлюз глубокого наполнения (непосредственно колода). Его дно покрыто ребристыми резиновыми ковриками (современная шкура барана), прижатыми стальными решетками. Здесь платиновый тяжелый песок осаждается, а пустая порода пролетает с водой в эфельный отвал (эфеля).

Раз в сутки утром съемочная бригада в количестве трех человек лезет на колоду. Почему возникает магическая цифра три? По правилам сохранности работать с драгоценными металлами можно бригадой не менее трех человек: один украдет, двое договорятся и тоже украдут, а третий заложит. Такая практика!

Вскрываем опломбированные крышки колоды, поднимаем решетки и пускаем малую воду по дну шлюза. Затем ногами производим некие круговые движения (бутОрим) — остатки пустой породы уносятся в отвал. А платина застревает между ребрами ковриков. Металл с ковриков собираем в 20-литровый контейнер и пломбируем. Все, съемка закончена. За сутки добывается от 100 граммов до десятков килограммов платины с одного прибора. Далее на съемочной машине везем контейнеры на шлихообогатительную фабрику (ШОФ), где производим окончательную очистку металла от пустой породы на отсадочной машине и концентрационном столе. Платина сушится и сдается в ППК (платиноприемную кассу). Там она взвешивается, пакуется в мешки, пломбируется и вывозится самолетом на большую землю.

Надо сказать, что после ШОФ сдают платину с примесями железа, осмия и иридия. На аффинажном заводе в Красноярске металл доводится до чистоты 99,96%, отливается в слитки и направляется в закрома Родины. Это и есть часть наших золотовалютных резервов!

Сейчас проводится доразведка в кольце Кондера на предмет поиска коренной платины. Это может обеспечить рост добычи платины, а значит и запасов металла в разы!

Да, забыл предупредить. Без согласования с руководством артели «Амур», имеющей лицензию на разработку месторождения, вас туда не пустят — даже не посадят в самолет в Хабаровске. Так что согласовывайте или устраивайтесь на работу в артель.

Теги: платина, добыча, металл, работа, добыча платины

Цена платины и прогноз

Годовая добыча не превышает 120…130 т. Инвестиционная активность на рынке определяется значительными ценовыми колебаниями (см. Куда инвестировать деньги?). Сколько стоит платина? Начиная с февраля 2021 г. стоимость платины падает, и, по оценкам специалистов, прогнозируется на уровне 29…32 долларов США за грамм. Впрочем, курс платины и динамика цен в течение последних лет носят сезонный характер: к лету стоимость металла обычно возрастает. Прогноз по платине на 2021 год свидетельствует, что инвестиционные риски от вложения средств достаточно высоки: за последние 6 лет цена грамма данного металла снизилась почти вдвое: с 59 до 31 долларов США за грамм.

Цена за 1 грамм на сегодня

В настоящее время спрос на платину неуклонно растет, преимущественно за счет автопрома. Ежедневные котировки платины на бирже доступны нашим посетителям в режиме онлайн.

Платина | Руб | 1 Грамм

График USDRUB*PL1!*10000000/311034768 предоставлен TradingView

Платина | USD | 1 Грамм

График PL1!*10000000/311034768 предоставлен TradingView

Платина | Руб | 1 Унция

График USDRUB*PL1! предоставлен TradingView

Платина | USD | 1 Унция

График PL1! предоставлен TradingView

Консолидированные данные вы также можете взять из интерактивной таблицы.