Платина (Pt) — редкий и ценный металл, который благодаря своим уникальным свойствам широко используется в различных отраслях промышленности. Платиновая руда относится к природным горные породы or полезные ископаемые которые содержат значительные концентрации платины, обычно в форме минералов платиновой группы (МПГ) и связанных с ними минералов. Платиновая руда обычно находится в определенных геологических формациях и добывается методами добычи и добычи. Геология, формирование и распределение платиновой руды сложны и разнообразны, а добыча и производство платины имеют значительные экономические, экологические и социальные последствия. В этом введении будет представлен обзор платиновой руды, включая ее свойства, использование и значение в различных отраслях промышленности, а также обзор геологии и образования платины. рудные месторождения, методы добычи и добычи, глобальное распространение, а также экологические и социальные последствия, связанные с добычей платины.

Платина из Меренского рифа, комплекс Бушвельд, пров. Лимпопо, ЮАР

Краткий обзор свойств и использования платины

Платина (Pt) — драгоценный и редкий металл с уникальными свойствами, которые делают его очень ценным и востребованным в различных отраслях промышленности. Вот краткий обзор свойств и использования платины:

Свойства платины:

  • Платина — плотный, ковкий и пластичный металл серебристо-белого цвета.
  • Он имеет высокую температуру плавления 1,768 градусов по Цельсию (3,214 градусов по Фаренгейту), что делает его устойчивым к высоким температурам.
  • Платина обладает высокой устойчивостью к коррозии, потускнению и износу, что делает ее пригодной для использования в суровых условиях.
  • Он является отличным проводником электричества и обладает каталитическими свойствами, что делает его полезным в различных химических реакциях.

Использование платины:

  • Каталитические нейтрализаторы: платина используется в качестве катализатора в каталитических нейтрализаторах для снижения выбросов от транспортных средств, преобразования вредных газов в менее вредные.
  • Применение в электротехнике и электронике. Платина используется в электрических контактах, свечах зажигания и различных электронных компонентах из-за ее превосходной электропроводности.
  • Ювелирные изделия: Платина используется в ювелирных изделиях из-за ее редкости, долговечности и блестящего внешнего вида.
  • Химическая и нефть промышленность: Платина используется в качестве катализатора в различных химических и нефтеперерабатывающих процессах.
  • Применение в медицине: Платина используется в медицинских устройствах, таких как кардиостимуляторы, а также в лекарствах для лечения рака.

Уникальные свойства платины и широкий спектр применения делают ее очень ценным и важный металл в различных отраслях, внося свой вклад в его значимость в мировой экономике.

Сперрилит — минерал, арсенид платины.

Платиновые минералы

Минералы платины (Pt) относятся к встречающимся в природе минералам, которые содержат платину в качестве основного компонента или в составе минералов платиновой группы (МПГ). Платина — редкий элемент в земной коре, и обычно она встречается в небольших концентрациях в определенных типах горных пород и депозиты. Первичные минералы, связанные с платиновой рудой, известны как минералы платиновой группы (МПГ), которые включают платину, палладий, родий, иридий, осмий и рутений. Эти минералы часто встречаются вместе в природе и вместе называются МПГ из-за их схожих химических и физических свойств.

Некоторые из распространенных платиновых минералов включают:

  1. Сперрилит (PtAs2): это самый распространенный платиновый минерал, состоящий из платины и мышьяк. Обычно он встречается в месторождениях сульфидных никель-медных руд.
  2. Куперит (PtS): это минерал сульфида платины, который часто встречается вместе с другими минералами платины в ультраосновных породах.
  3. Браггит ((Pt,Pd,Ni)S): это платина, палладий и никель сульфидный минерал, обычно встречающийся в расслоенных интрузиях и ультраосновных породах.
  4. Платарсит (PtAsS): это платино-мышьяковый сульфидный минерал, который встречается в ассоциации с другими платиновыми минералами в некоторых месторождениях платиновой руды.
  5. Миченерит (PdBiTe): это палладий. висмут теллуридный минерал, который часто встречается в ассоциации с платиновыми минералами в некоторых месторождениях платины.
  6. Шпинель минералы группы: Некоторые минералы из группы шпинели, такие как хромит (FeCr2O4), также может содержать следовые количества платины.

Стоит отметить, что платиновые минералы часто встречаются в сложных и разнообразных геологических условиях. минералогия месторождений платиновых руд может варьироваться в зависимости от конкретной геологии и условий формирования. Правильная идентификация и характеристика платиновых минералов имеют решающее значение при разведке, добыче и переработке месторождений платиновой руды.

 Платиновый минерал сперрилит

Геология и формирование платиновой руды

Геология и процессы образования платиновой руды сложны и обычно связаны с уникальными геологическими условиями и процессами минерализации. Вот некоторые ключевые моменты, которые можно включить в обсуждение геологии и формирования платиновой руды:

  1. Геологические условия. Месторождения платиновой руды обычно связаны с ультраосновными породами с высоким содержанием магния и низким содержанием кремнезема. К этим породам относятся перидотитовый, пироксенит, и дуниты, и обычно встречаются в областях древней континентальной коры или в офиолитовых комплексах.
  2. Тектонические процессы: Месторождения платиновой руды часто образуются в результате тектонических процессов, таких как субдукция и столкновение тектонических плит. Зоны субдукции, где одна тектоническая плита подталкивается под другую, могут создавать условия для образования богатых платиной магматических очагов и последующих рудных месторождений. Зоны столкновения, где сходятся две тектонические плиты, также могут привести к образованию месторождений платиновой руды в результате таких процессов, как плавление земной коры и внедрение магмы.
  3. Магматические процессы: Месторождения платиновой руды в основном образуются в результате магматических процессов. Богатые платиной магмы образуются в мантии Земли и переносятся в земную кору в результате таких процессов, как подъем магмы, размещение и кристаллизация. В ходе этих процессов платина и связанные с ней минералы могут отделяться от магмы и накапливаться в определенных зонах, образуя месторождения платиновых руд.
  4. Гидротермальные процессы. Гидротермальные процессы также могут способствовать формированию месторождений платиновой руды. Гидротермальные жидкости, которые представляют собой горячие, богатые минералами жидкости, циркулирующие в земной коре, могут взаимодействовать с существующими горными породами и минералами, что приводит к мобилизации и концентрации платины и связанных с ней минералов в определенных областях.
  5. Вторичные процессы: Месторождения платиновой руды также могут образовываться в результате вторичных процессов, таких как выветривание, эрозия и осадконакопление. В некоторых случаях минералы платины могут транспортироваться реками, ручьями и другими природными процессами, а затем концентрироваться в россыпных месторождениях, где их можно экономически выгодно извлекать.

Понимание геологии и процессов образования платиновой руды имеет решающее значение для эффективной разведки и разработки платиновых ресурсов. Он включает в себя сочетание геологического картирования, геохимического анализа, геофизических исследований и других методов разведки для выявления и оценки потенциальных месторождений платиновой руды.

Платиносодержащие хромитовые пласты. Массивные хромититовые слои комплекса Бушвельд, Южная Африка. a Массивные хромититы LG6, LG6a и LG6b, обнаженные в карьере, работающем на участке Камерон, комплекс Восточный Бушвельд. Человек для масштаба ~1.85 м. b Более близкий вид массивного хромитита LG6a в том же карьере, что и выше (разрез Камерон, комплекс Восточный Бушвельд). Молоток для весов имеет длину около 50 см.
Латыпов Р., Костин Г., Чистякова С. и другие Платиносодержащие хромитовые пласты обусловлены снижением давления при подъеме магмы. Nat Commun 9, 462 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-017-02773-w 

Типы месторождений платиновых руд

Существует несколько типов месторождений платиновой руды, которые можно разделить на категории в зависимости от их геологических характеристик и процессов образования. Некоторые распространенные типы месторождений платиновой руды включают:

  1. Месторождения бушвельдского комплексного типа: это наиболее значительный тип месторождений платиновой руды, которые расположены в комплексе Бушвельд в Южной Африке. Они представляют собой крупные слоистые интрузии от основного до ультраосновного состава, содержащие платину, палладий, родий и другие элементы платиновой группы (ЭПГ). Эти месторождения образовались в результате нескольких стадий магматических процессов, включая формирование магматического очага, фракционную кристаллизацию и смешение магмы.
  2. Месторождения норильского типа: Они расположены в Норильско-Талнахском регионе России и связаны с основными и ультраосновными интрузивными комплексами. Они характеризуются высоким содержанием платины, палладия и других ЭПГ и, как полагают, образовались в результате сочетания магматических процессов, таких как формирование магматического очага и фракционная кристаллизация, а также гидротермальных процессов.
  3. Меренские отложения рифового типа: они расположены в комплексе Бушвельд в Южной Африке и характеризуются особым слоем или рифом богатых платиной руд внутри слоистых интрузий от основного до ультраосновного. Риф Меренского представляет собой тонкий слой платиносодержащих сульфидных минералов, образовавшихся при застывании магматического очага и последующих процессах кристаллизации.
  4. Месторождения урало-аляскинского типа: Они расположены в Уральских горах России и на Аляске, США, и связаны с основными и ультраосновными интрузиями. Для них характерно присутствие платины, палладия и других ЭПГ в сульфидных минералах, и считается, что они образовались в результате магматических процессов, таких как фракционная кристаллизация и смешение магмы.
  5. Россыпные месторождения: это вторичные месторождения, где платина и сопутствующие минералы переносятся реками, ручьями и другими природными процессами, а затем концентрируются в определенных областях, таких как русла рек или аллювиальные отложения. Россыпные месторождения можно найти в различных регионах мира, и они обычно образуются в результате процессов выветривания, эрозии и осадконакопления.

Это некоторые из распространенных типов месторождений платиновой руды. Геологические характеристики и процессы формирования месторождений платиновой руды могут различаться в зависимости от конкретного местоположения и геологических условий, и понимание этих различий важно для разведки, добычи и добычи платиновых ресурсов.

Добыча и добыча платиновой руды

Добыча и добыча платиновой руды обычно включает несколько этапов, включая разведку, разработку месторождений, добычу руды, переработку руды и ее переработку. Вот общий обзор процесса:

  1. Разведка: Месторождения платиновой руды обычно обнаруживаются с помощью геологического картирования, геофизических исследований и геохимического отбора проб. Это включает определение областей с потенциалом платиновой минерализации на основе геологических характеристик, таких как типы горных пород, структуры и минеральные ассоциации.
  2. Разработка рудника: как только обнаружено перспективное месторождение платины, начинается разработка рудника. Это включает в себя расчистку растительности, строительство подъездных дорог и развитие инфраструктуры, такой как шахтные стволы, туннели и системы вентиляции, для доступа к рудному месторождению.
  3. Добыча руды: Платиновая руда обычно добывается с использованием методов подземной добычи, таких как механизированная добыча, добыча с закладкой или камерно-столбовая добыча, в зависимости от конкретных характеристик месторождения. Добыча руды из месторождения осуществляется с помощью различного горно-шахтного оборудования, такого как буры, погрузчики и самосвалы.
  4. Переработка руды: после того, как руда извлечена, она транспортируется на перерабатывающий завод для дальнейшей переработки. Платиновая руда обычно проходит ряд этапов дробления, измельчения и флотации для отделения ценных платиновых минералов от пустой породы. Дополнительные процессы, такие как гравитационное разделение, магнитное разделение или плавка, также могут использоваться в зависимости от конкретных характеристик руды и желаемого платинового концентрата.
  5. Аффинаж: после получения платинового концентрата он подвергается дальнейшей переработке с помощью процессов аффинажа для получения платины высокой чистоты. Процессы аффинажа обычно включают химические и/или электрохимические методы, такие как экстракция растворителем, осаждение или электролиз, для удаления примесей и получения платины в чистом виде.
  6. Распределение продукта: после очистки платина обычно продается конечным пользователям, таким как производители ювелирных изделий, автомобильная промышленность, электронная промышленность и другие промышленные предприятия.

Важно отметить, что конкретные методы добычи и добычи, а также методы обработки и очистки могут варьироваться в зависимости от типа месторождения платиновой руды, его содержания и местоположения. Кроме того, необходимо учитывать экологические и социальные соображения, а также правила и законы, касающиеся добычи и добычи, для обеспечения ответственной и устойчивой практики добычи полезных ископаемых.

Глобальное распределение платиновой руды

Месторождения платиновой руды относительно редки и находятся в ограниченных географических точках по всему миру. Большая часть мирового производства платины приходится на несколько стран, причем самые большие запасы и производство приходится на Южную Африку, Россию и Зимбабве. Вот краткий обзор глобального распределения платиновой руды:

  1. Южная Африка: Южная Африка является крупнейшим производителем платины в мире, на ее долю приходится примерно 70-80% мирового производства платины. Месторождения платины в Южной Африке в основном расположены в комплексе Бушвельд, слоистом магматическом комплексе от основного до ультраосновного в северной части страны.
  2. Россия: Россия является вторым по величине производителем платины со значительными месторождениями, расположенными в Норильско-Талнахском регионе Сибири. Эти месторождения связаны с Норильско-Талнахским месторождением сульфидных никель-медных руд и относятся к крупнейшим запасам платины в мире.
  3. Зимбабве: Зимбабве является еще одним крупным производителем платины, с месторождениями, расположенными в Великой Дайке, геологической особенности, которая проходит с севера на юг через всю страну. Великая дайка представляет собой слоистый комплекс от основного до ультраосновного, который содержит платину, палладий и другие ценные минералы.
  4. Другие страны: Месторождения платиновой руды также в меньших количествах обнаружены в других странах, включая Канаду, США, Австралию и Колумбию. Однако производство в этих странах относительно невелико по сравнению с крупными производителями, упомянутыми выше.

Важно отметить, что месторождения платины часто встречаются в ассоциации с другими минералами, такими как никель, медь, и палладия, а геологические и минералогические характеристики каждого месторождения могут различаться. Методы добычи и добычи, а также методы обработки и очистки также могут различаться в зависимости от конкретных характеристик месторождения и его местоположения.

Платиновое производство

Производство платины включает в себя несколько этапов, включая добычу, добычу, переработку и аффинаж. Вот краткий обзор типичных этапов производства платины:

  1. Добыча полезных ископаемых: платиновая руда обычно добывается в подземных шахтах с использованием различных методов добычи в зависимости от характеристик месторождения. Эти методы могут включать обычную подземную добычу, механизированную безрельсовую добычу или добычу открытым способом, в зависимости от глубины, формы и размера месторождения.
  2. Добыча: после того, как руда добыта, ее обычно перерабатывают для извлечения металлов платиновой группы (МПГ), которые включают платину, палладий, родий, рутений, иридий и осмий. Обычно это осуществляется с помощью комбинации дробления, измельчения и пенной флотации, которая отделяет МПГ от других минералов и примесей в руде.
  3. Обработка: После экстракции концентрат МПГ подвергается дальнейшей обработке для удаления примесей и получения очищенного продукта. Это может включать дополнительные этапы, такие как плавка, когда концентрат МПГ нагревается до высоких температур для отделения МПГ от других примесей, и рафинирование, когда МПГ дополнительно очищаются с помощью химических и электролитических процессов для достижения высокого уровня чистоты.
  4. Аффинаж: аффинаж является важным этапом в производстве платины, поскольку он включает удаление примесей для получения конечного продукта с высоким уровнем чистоты. Очистка платины может включать несколько стадий химических и электролитических процессов для удаления примесей, таких как цветные металлы, сера, и другие элементы, а также для достижения желаемого уровня чистоты конечного платинового продукта.
  5. Переработка: Платина — это драгоценный металл, который высоко ценится за свои уникальные свойства и применение. Помимо первичного производства в горнодобывающей промышленности, платину также получают путем переработки отработанных катализаторов, ювелирных изделий и других источников. Переработка платины помогает снизить потребность в первичной продукции и сохранить природные ресурсы.

Важно отметить, что процесс производства платины может варьироваться в зависимости от конкретных характеристик месторождения, местоположения и используемой технологии. Кроме того, важную роль в современном производстве платины играют экологические и социальные аспекты, такие как устойчивые методы добычи, правила техники безопасности и участие общества.

Платина: мировая добыча в 2022 г.

Использование и применение платины

Платина — редкий и ценный металл, который благодаря своим уникальным свойствам широко используется в различных отраслях промышленности, автомобилестроения и ювелирных изделий. Некоторые из ключевых применений и применений платины включают:

  1. Автомобильная промышленность: платина используется в качестве катализатора в автомобильных каталитических нейтрализаторах, которые являются важными компонентами современных автомобилей для снижения выбросов вредных загрязняющих веществ из выхлопных газов. Платина помогает преобразовывать токсичные газы, такие как окись углерода, углеводороды и оксиды азота, в менее вредные вещества, делая воздух чище и уменьшая его загрязнение.
  2. Химическая промышленность: Платина используется в качестве катализатора в различных химических процессах, включая производство удобрений, фармацевтических препаратов и специальных химикатов. Высокая каталитическая активность, стабильность и коррозионная стойкость платины делают ее идеальной для многих химических реакций, позволяя производить широкий спектр важных продуктов.
  3. Электрическая и электронная промышленность: Платина используется в различных электрических и электронных устройствах, включая электрические контакты, свечи зажигания и электроды. Высокая электропроводность и коррозионная стойкость платины делают ее подходящей для использования в сложных электрических и электронных средах.
  4. Ювелирные изделия и предметы роскоши. Платина является популярным металлом для высококачественных ювелирных изделий и предметов роскоши из-за ее редкости, долговечности и привлекательного внешнего вида. Платина известна своим характерным серебристо-белым цветом, блеском и устойчивостью к потускнению, что делает ее предпочтительным выбором для ювелирных украшений, часов и других предметов роскоши.
  5. Медицинская и стоматологическая промышленность: Платина используется в различных медицинских и стоматологических целях, включая хирургические инструменты, имплантаты и зубные коронки. Биосовместимость, инертность и коррозионная стойкость платины делают ее пригодной для использования в медицинских и стоматологических устройствах, контактирующих с человеческим телом.
  6. Энергетическая промышленность: Платина используется в топливных элементах, которые представляют собой устройства, преобразующие водород и кислород в электричество и тепло посредством электрохимических реакций. Высокая каталитическая активность и стабильность платины делают ее важным компонентом топливных элементов, которые разрабатываются как чистая и эффективная альтернатива традиционным источникам энергии.
  7. Стекольная и стекольная промышленность: платина используется в производстве стекла, особенно для специализированных стекол, из-за ее высокой температуры плавления и устойчивости к коррозии. Платина используется в качестве материала для электродов стеклянных печей и других компонентов, которые подвергаются воздействию высоких температур и агрессивных сред.
  8. Инвестиционные и финансовые рынки: платина также используется в качестве инвестиционного металла и торгуется на финансовых рынках как драгоценный металл, аналогичный золото высокопоставленных Серебряный. Платина ценится за ее редкость, стабильность и преимущества диверсификации в инвестиционных портфелях.

Это лишь некоторые из многих применений платины. Благодаря своим уникальным свойствам платина находит широкое применение в различных отраслях промышленности, техники, медицины и роскоши, что делает ее очень ценным и востребованным металлом.

Промышленный спрос на платину – CME Group

Резюме ключевых моментов о платиновой руде

Вот краткое изложение ключевых моментов о платиновой руде:

  1. Платиновая руда относится к горным породам или месторождениям, которые содержат значительное количество платины, редкого и ценного металла, имеющего различные промышленные, автомобильные, ювелирные и другие применения.
  2. Платина обычно встречается в ассоциации с другими минералами, такими как сульфиды никеля, меди и железо, в рудных месторождениях, известных как месторождения элементов платиновой группы (PGE).
  3. Месторождения платиновой руды могут образовываться в результате различных геологических процессов, включая магматические, гидротермальные и россыпные месторождения. Магматические месторождения являются наиболее распространенным типом и связаны со слоистыми Магматические породы такие как комплекс Бушвельд в Южной Африке и комплекс Стилуотер в США.
  4. Добыча и добыча платиновой руды включает сложные и специализированные процессы, включая подземную добычу, флотацию, плавку и рафинирование. Добыча платины преимущественно ведется в нескольких странах, включая Южную Африку, Россию, Зимбабве и Канаду.
  5. Месторождения платиновой руды относительно редки и находятся в ограниченных географических точках, при этом большая часть мирового производства приходится на Южную Африку и Россию. Другие страны с меньшими запасами и производством платины включают Зимбабве, Канаду, США и Колумбию.
  6. Производство платины в основном обусловлено спросом на каталитические нейтрализаторы со стороны автомобильной промышленности, а также других промышленных, ювелирных, медицинских и инвестиционных рынков.
  7. Платина используется в самых разных областях, включая автомобильные каталитические нейтрализаторы, химические процессы, электротехническую и электронную промышленность, ювелирные изделия и предметы роскоши, медицинское и стоматологическое оборудование, производство энергии, производство стекла и инвестиционные рынки.
  8. Платиновая руда является ценным и стратегическим ресурсом, и ее добыча, добыча и переработка связаны со значительными техническими, экономическими и экологическими соображениями. Устойчивые и ответственные методы добычи, включая защиту окружающей среды и социальную ответственность, важны при добыче и переработке платиновой руды.
  9. Платина — драгоценный металл с уникальными физическими и химическими свойствами, включая высокие температуры плавления и кипения, превосходную каталитическую активность, стойкость к коррозии и потускнению, биосовместимость и редкость, что делает его очень ценным и востребованным в различных областях применения.

В целом, платиновая руда является ценным и важным ресурсом, который играет решающую роль в различных промышленных, технологических и экономических секторах, а ее добыча, добыча и использование требуют специальных знаний, технологий и экологических соображений.