Платиновые руды и методы добычи
Платиновые руды — природные минеральные образования, содержащие платиновые металлы (Pt, Pd, Ir, Rh, Os, Ru) в таких концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Значит, скопления платиновой руды в виде месторождений встречаются очень редко. Месторождения платиновой руды бывают коренные и россыпные, а по составу — собственно платиновые и комплексные (многие коренные месторождения медных и медно-никелевых сульфидных руд, россыпные месторождения золота с платиной, а также золота с осмистым иридием).
Платиновые металлы распределены в пределах месторождений платиновой руды неравномерно. Их концентрации колеблются: в коренных собственно платиновых месторождениях от 2-5 г/т до единиц кг/т, в коренных комплексных — от десятых долей до сотен (изредка тысяч) г/m; в россыпных месторождениях — от десятков мг/м3 до сотен г/м3.
Основная форма нахождения платиновых металлов в руде — их собственные минералы, которых известно около 90. Чаще других встречаются поликсен, ферроплатина, платинистый иридий, невьянскит, сысертскит, звягинцевит, паоловит, фрудит, соболевскит, плюмбопалла-динит, сперрилйт. Подчинённое значение имеет рассеянная форма нахождения платиновых металлов в платиновой руде в виде ничтожно малой примеси, заключённой в кристаллической решетке рудных и породообразующих минералов.
Коренные месторождения платиновой руды представлены различными по форме телами платиноносных комплексных сульфидных и собственно платиновых хромитовых руд с массивной и вкрапленной текстурой. Эти рудные тела, генетически и пространственно тесно связанные с интрузивами основных и ультраосновных пород, имеют преим. магматическое происхождение. Коренные месторождения платиновых руд встречаются в платформенных и складчатых областях и всегда тяготеют к крупным разломам земной коры.
Образование этих месторождений происходило на разных глубинах (от 0,5-1 до 3-5 км от дневной поверхности) и в разные геологические эпохи (от докембрия до мезозоя). Комплексные месторождения медно-никелевых сульфидных платиновых руд занимают ведущее положение среди сырьевых источников платиновых металлов. Площадь этих месторождений достигает десятки км2 при мощности промышленных рудных зон — многие десятки м.
Их платиновое оруденение ассоциирует с телами сплошных и вкрапленных медно-никелевых сульфидных руд сложнодифференцированных интрузивов габбро-долеритов (месторождения Норильского рудного района в России, Инсизва в ЮАР), стратиформных интрузий габбро-норитов с гипербазитами (месторождения горизонта Меренского в Бушвелдском комплексе ЮАР и Мончегорское в СНГ), расслоенных массивов норитов и гранодиоритов (Садбери медно-никелевые месторождения в Канаде). Основными рудными минералами платиновой руды являются пирротин, халькопирит, пентландит, кубанит.
Главные металлы платиновой группы медно-никелевых платиновых руд — платина и превалирующий над ней палладий (Pd: Pt от 3: 1 и выше). Содержание в руде остальных платиновых металлов (Rh, Ir, Ru, Os) в десятки и сотни раз меньше количества Pd и Pt. В медно-никелевых сульфидных рудах находятся многочисленные минералы платиновых металлов, главным образом это — интерметаллические соединения Pd и Pt с Bi, Sn, Те, As, Pb, Sb, твёрдые растворы Sn и Pb в Pd и Pt, а также Fe в Pt, apсениды и сульфиды Pd и Pt.
Россыпные месторождения платиновой руды представлены главным образом мезозойскими и кайнозойскими элювиально-аллювиальными и аллювиальными россыпями платины и осмистого иридия. Промышленные россыпи обнажаются на дневной поверхности (открытые россыпи) или скрыты под 10-30-м осадочной толщей (погребённые россыпи).
Наиболее крупные из них прослежены на десятки км в длину, ширина их достигает сотен м, а мощность продуктивных металлоносных пластов до нескольких м образовались они в результате выветривания и разрушения платиноносных клинопироксенит-дунитовых и серпентин-гарцбургитовых массивов. Промышленные россыпи известны как на платформах (Сибирской и Африканской), так и в эвгеосинклиналях на Урале, в Колумбии (область Чоко), на Аляске (залив Гудньюс) и др. Минералы платиновых металлов в россыпях нередко находятся в срастании друг с другом, а также с хромитами, оливинами и серпентинами.
История открытия и добыча платины на Урале
На Урале первые сведения о находке платины и осмистого иридия как спутников золота в россыпях Верх-Исетского округа (Верх-Нейвинская дача) появились в 1819 г. Несколько лет спустя, в 1822 г. ее обнаружили в дачах Невьянского и Билимбаевского заводов, а в 1823 г. в Миасских золотых россыпях. Собранные отсюда шлихи “белого металла» анализировались Варвинским, Любарским, Гельмом и Соколовым. Первая, собственно платиновая россыпь открыта в 1824 г. по р. Орулихе, левому притоку р. Баранчи к северу от Нижнго Тагила.
В том же году открыты платиновые россыпи по притокам р. Ис и Тура. И, наконец, в 1825 г. уникальные по богатству платиновые россыпи были обнаружены по Сухому Висисму и другим рекам в 50 км к западу от Нижнего Тагила. На карте Урала появились целые платинодобывающие районы, наибольшую известность среди которых получили Качканарско-Исовской, Кытлымский и Павдинский. В это время ежегодная добыча платины из россыпей достигала 2-3 тонны.
Однако первое время после открытия уральских россыпей платина еще не имела широкого промышленного применения. Только в 1827 г. Соболев и В. Любарский независимо друг от друга предложили способ обработки платины. В том же году инженер Архипов приготовил из платины кольцо и чайную ложку, а из сплава с медью — дарохранительницу. В 1828 г. правительство, в лице графа Канкрина, желая дать сбыт уральской платине, организовало чеканку из нее монет, а вывоз металла за границу был запрещен.
На изготовление монет, выпущенных с 1828 по 1839 гг., пошло около 1250 пудов (около 20 тонн) сырой платины. Это первое крупное применение платины вызвало быстрый рост добычи. Однако в 1839 г. чеканка монет была прекращена из-за неустойчивого курса на платину и ввоза в Россию поддельных монет. Это вызвало кризис, и в 1846-1851 гг. добыча металла практически прекратилась.
Новый период начался в 1867 г., когда специальным указом было разрешено частным лицам добывать, очищать и перерабатывать платину, а также допускалось свободное обращение сырой платины в стране и вывоз ее за границу. В это время главным центром по добыче россыпной платины на Урале становятся районы в бассейне рек Ис и Тура. Значительные размеры исовской россыпи, протянувшейся на расстояние более 100 км, позволило применять на ней более дешевые механизированные способы добычи, включая, появившиеся уже в конце XIX века драги.
За неполные сто лет с момента открытия месторождений платины (с 1924 по 1922 г), на Урале, по официальным данным, было добыто около 250 тонн металла, и еще 70-80 тонн добыто незаконно хищническим образом. Уральские россыпи до сих пор являются уникальными по количеству и весу добытых здесь самородков.
На рубеже двадцатого века Нижнетагильские и Исовские прииски давали до 80% мировой добычи платины, а вклад Урала в целом составлял по оценкам специалистов от 92 до 95% мирового производства платины.
В 1892 году, спустя 65 лет после начала разработки россыпей в Нижнетагильском массиве было обнаружено первое коренное проявление платины — Серебряковская жила в Крутом логу. Первое описание этого месторождения было сделано А.А. Иностранцевым, а затем академиком А.П. Карпинским. Самый крупный самородок платины, извлеченный из коренного месторождения, весил около 427 г.
В 1900 г. Геологическим Комитетом по поручению Горного Департамента и по ходатайству нескольких съездов платинопромышленников на Урал направляется Н.К. Высоцкий для составления геологических карт Исовского и Тагильского платиноносных районов, являющихся наиболее важными в промышленном отношении. Военным топографом Главного штаба Хрусталевым была проведена сплошная топографическая и мензульная съемка районов развития россыпей. На этой основе Н.К. Высоцким были составлены кондиционные геологические карты не потерявшие своего значения и по сей день. Итогом этой работы стала монография “Месторождения платины Исовского и Нижне-Тагильского районов на Урале», изданная в 1913 г. (Высоцкий, 1913). В советское время она была переработана и издана в 1923 г. под названием “Платина и районы ее добычи».
Примерно в это же время с 1901 по 1914 гг. на средства платинопромышленных компаний для изучения и составления карт более северных районов Урала (бывшая Николае-Павдинская дача) был приглашен профессор Женевского университета Луи Дюпарк с сотрудниками. Данные, полученные исследователями из группы Л. Дюпарка были положены в основу широкомасштабных съемочных и поисковых работ, проведенных на Северном Урале уже в советский период.
В двадцатые годы нашего столетия коренные месторождения Нижнетагильского массива интенсивно разведуются и изучаются. Здесь начал свою трудовую деятельность в качестве участкового геолога будущий академик, крупнейший специалист в области геологии рудных месторождений А.Г. Бетехтин. Из под его пера вышли многие научные труды, но монография “Платина и другие минералы платиновой группы», написанная на уральском материале и опубликованная в 1935 году, занимает особое место. А.Г. Бетехтин один из первых обосновал позднемагматический генезис уральских платиновых месторождений, наглядно показал широкое участие флюидов в процессе рудообразования, выделил типы хромит-платиновых руд и дал им вещественную и структурно-морфологическую характеристику. Огромный вклад в разведку Нижнетагильских месторождений платины и изучение вмещающих пород внес академик А.Н. Заварицкий, активно работавший на Урале в первой половине двадцатого века.
Уже к середине прошлого столетия коренные платиновые месторождения на Нижнетагильском массиве полностью вырабатываются, а новых проявлений не обнаружено, несмотря на активные поиски, проведенные с 40 по 60-е годы. В настоящее время продолжается эксплуатация только россыпных месторождений, причем работы ведутся преимущественно небольшими старательскими артелями в пределах старых горных отводов т.е. перемываются отвалы некогда знаменитых на весь мир платиновых приисков. Во второй половине двадцатого века крупнейшие в России платиновые россыпи были открыты в Хабаровском крае, Корякии и Приморье, но коренных месторождений, аналогичных тем, которые разрабатывались на Урале до сих пор не найдено. Абсолютно справедливо, что данный тип месторождений получил в специальной геологической литературе собственное название — “уральский” или “нижнетагильский” тип месторождений.
Методы добычи платиновой руды
Добыча платиновой руды ведётся открытым и подземным способами. Открытым способом разрабатывается большинство россыпных и часть коренных месторождении. При разработке россыпей широко используются драги и средства гидромеханизации. Подземный способ добычи является основным при разработке коренных месторождений; иногда он используется для отработки богатых погребённых россыпей.
В результате мокрого обогащения металлоносных песков и хромитовых платиновых руд получают шлих «сырой» платины — платиновый концентрат с 70-90% минералов платиновых металлов, а в остальном состоящий из хромитов, форстеритов, серпентинов и др. Такой платиновый концентрат отправляется на аффинаж. Обогащение комплексных сульфидных платиновых руд осуществляется флотацией с последующей многооперационной пирометаллургической, электрохимеской и химимической переработкой.
Геолого-промышленные типы МПГ и основные объекты их добычи
Металлы платиновой группы в определенных геологических обстановках образуют значительные локальные скопления вплоть до промышленных месторождений. По условиям происхождения выделяются четыре класса месторождений платиновых металлов, каждый из которых включает группы.
При значительном многообразии геологических обстановок нахождения металлов платиновой группы (МПГ) в природе главным мировым источником их добычи являются собственно магматические месторождения. Подтвержденные запасы МПГ зарубежных стран на начало 90-х годов составляли более 60 тыс. т, в том числе в ЮАР около 59 тыс. т. Свыше 99% запасов зарубежных стран (ЮАР, Канада, США, Австралия, Китай, Финляндия) приходится на малосульфидные собственно платинометальные, сульфидные платиноидно-медно-никелевые и платиноидно-хромитовые месторождения. Доля других источников составляет менее 0,3%.
В некоторых странах налажено попутное производство платиновых металлов при металлургической переработке руд других металлов. В Канаде при переработке поликомпонентных медных руд производится свыше 700 кг платино-палладиевого сплава, содержащего 85% палладия, 12% платины и 3% других платиноидов. В ЮАР на каждую тонну рафинированной меди приходится 654 г платины, 973 г родия и до 25 г палладия. При выплавке меди в Финляндии попутно ежегодно извлекают около 70 кг МПГ. Попутно металлы платиновой группы добываются и в некоторых странах СНГ. В частности, на Усть-Каменогорском комбинате (Казахстан) из колчеданно-полиметаллических руд ежегодно извлекают около 75 кг платиновых металлов. В России свыше 98% разведанных запасов МПГ сосредоточены в арктической зоне, при этом более 95% производства платиновых металлов осуществляется из сульфидных медно-никелевых руд Норильского промышленного района.
Получение платины
Разделение платиновых металлов и получение их в чистом виде довольно трудоемко вследствие большого сходства их химических свойств. для получения чистой платины исходные материалы — самородную платину платиновые шлихи (тяжелые остатки от промывания платиноносных песков), лом (негодные для употребления изделия из платины и её сплавов) обрабатывают царской водкой при подогревании. В раствор переходят: Pt, Pd частично Rh, Ir в виде комплексных соединений H2[PtCl6], H2 [PdCl4], H3 [RhCl6] и H2 [IrCl6], а заодно Fe и Cu в виде FeCl3 CuCl2. Нерастворимый в царской водке остаток состоит из осмистого иридия, хромистого железняка, кварца и др. минералов.
Из раствора осаждают Pt в виде (NH4) 2 [PtCl6] хлористым аммонием. Но чтобы в осадок вместе с платиной не выпал иридий в виде аналогичного соединения, его предварительно восстанавливают сахаром до Ir (+3). Соединение (NH4) 3 [IrCl6] растворимо и не загрязняет осадка.
Полученный осадок отфильтровывают, промывают концентрированным раствором NH4Cl, высушивают и прокаливают. Полученную губчатую платину спрессовывают, а затем оплавляют в кислородно-водородном пламени или в электрической печи высокой частоты.
(NH4) 2 [PtCl6] =Pt+2Cl2+2NH3+2HCl
Что такое платина?
Платина получила свое название от испанского слова platina, уменьшительного от plata — серебро.
Так пренебрежительно светло-серый металл, изредка попадавшийся среди золотых самородков, назвали испанские конкистадоры — колонизаторы Южной Америки около 500 лет назад. Никто не мог тогда предположить, что в наше время платина (Pt) и элементы платиновой группы (ЭПГ): иридий (Ir), осмий (Os), рутений (Ru), родий (Rh) и палладий (Pd) — получат широкое применение в разных отраслях науки и техники, а по своей стоимости будут превосходить золото.
Но в будущем, когда человечество перейдет к водородной энергетике, мы можем столкнуться с ситуацией, что запасов мировой платины просто не хватит для того, чтобы все авто сделать электромобилями.
Для изготовления ювелирных изделий платина применяется с давних времен. Высокопробный платиновый сплав считается классическим ювелирным материалом для изготовления изделий с драгоценными камнями. Но использование ее в ювелирных изделиях значительно сократилось. Широкое применение платина нашла в различных областях промышленности.
Например, для Японии и Швейцарии характерна узкая специализация — использование платины главным образом для ювелирных изделий и приборостроения, то для США, ФРГ, Франции и некоторых других стран характерен широкий и весьма изменчивый спектр применений
Физико-химические свойства платины
Платина является одним из самых инертных металлов.
Она нерастворима в кислотах и щелочах, за исключением царской водки. При комнатной температуре платина медленно окисляется кислородом воздуха, давая прочную оксидную плёнку.
Платина также непосредственно реагирует с бромом, растворяясь в нём.
При нагревании платина становится более реакционноспособной. Она реагирует с пероксидами, а при контакте с кислородом воздуха — с щелочами. Тонкая платиновая проволока горит во фторе с выделением большого количества тепла. Реакции с другими неметаллами (хлором, серой, фосфором) происходят менее охотно.
При более сильном нагревании платина реагирует с углеродом и кремнием, образуя твёрдые растворы, аналогично металлам группы железа.
В своих соединениях платина проявляет почти все степени окисления от 0 до +8, из которых наиболее устойчивы +2 и +4. Для платины характерно образование многочисленных комплексных соединений, которых известно много сотен.
Многие из них носят имена изучавших их химиков (соли Косса, Магнуса, Пейроне, Цейзе, Чугаева и т.д.). Большой вклад в изучение таких соединений внес русский химик Л.А. Чугаев (1873−1922), первый директор созданного в 1918 году Института по изучению платины.
Гексафторид платины PtF6 является одним из сильнейших окислителей среди всех известных химических соединений.
С помощью него, в частности, канадский химик Нейл Бартлетт в 1962 году получил первое настоящее химическое соединение ксенона XePtF6 .
Платина, особенно в мелкодисперсном состоянии, является очень активным катализатором многих химических реакций, в том числе используемых в промышленных масштабах.
Например, платина катализирует реакцию присоединения водорода к ароматическим соединениям даже при комнатной температуре и атмосферном давлении водорода. Еще в 1821 немецкий химик И.В. Дёберейнер обнаружил, что платиновая чернь способствует протеканию ряда химических реакций; при этом сама платина не претерпевала изменений. Так, платиновая чернь окисляла пары винного спирта до уксусной кислоты уже при обычной температуре. Через два года Дёберейнер открыл способность губчатой платины при комнатной температуре воспламенять водород.
Если смесь водорода и кислорода (гремучий газ) ввести в соприкосновение с платиновой чернью или с губчатой платиной, то сначала идет сравнительно спокойная реакция горения. Но так как эта реакция сопровождается выделением большого количества теплоты, платиновая губка раскаляется, и гремучий газ взрывается.
На основании своего открытия Дёберейнер сконструировал «водородное огниво» — прибор, широко применявшийся для получения огня до изобретения спичек.
Что такое платиновые руды
Платиновые руды — природные минеральные образования, содержащие платиновые металлы (Pt, Pd, Ir, Rh, Os, Ru) в таких концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно.
Значит, скопления платиновой руды в виде месторождений встречаются очень редко. Месторождения платиновой руды бывают коренные и россыпные, а по составу — собственно платиновые и комплексные (многие коренные месторождения медных и медно-никелевых сульфидных руд, россыпные месторождения золота с платиной, а также золота с осмистым иридием).
Платиновые металлы распределены в пределах месторождений платиновой руды неравномерно.
Их концентрации колеблются: в коренных собственно платиновых месторождениях от 2-5 г/т до единиц кг/т, в коренных комплексных — от десятых долей до сотен (изредка тысяч) г/m; в россыпных месторождениях — от десятков мг/м3 до сотен г/м3 . Основная форма нахождения платиновых металлов в руде — их собственные минералы, которых известно около 90.
Чаще других встречаются поликсен, ферроплатина, платинистый иридий, невьянскит, сысертскит, звягинцевит, паоловит, фрудит, соболевскит, плюмбопалла-динит, сперрилйт. Подчинённое значение имеет рассеянная форма нахождения платиновых металлов в платиновой руде в виде ничтожно малой примеси, заключённой в кристаллической решетке рудных и породообразующих минералов.
Коренные месторождения платиновой руды представлены различными по форме телами платиноносных комплексных сульфидных и собственно платиновых хромитовых руд с массивной и вкрапленной текстурой.
Эти рудные тела, генетически и пространственно тесно связанные с интрузивами основных и ультраосновных пород, имеют преим. магматическое происхождение. Коренные месторождения платиновых руд встречаются в платформенных и складчатых областях и всегда тяготеют к крупным разломам земной коры. Образование этих месторождений происходило на разных глубинах (от 0,5-1 до 3-5 км от дневной поверхности) и в разные геологические эпохи (от докембрия до мезозоя).
Комплексные месторождения медно-никелевых сульфидных платиновых руд занимают ведущее положение среди сырьевых источников платиновых металлов.
Площадь этих месторождений достигает десятки км2 при мощности промышленных рудных зон — многие десятки м. Их платиновое оруденение ассоциирует с телами сплошных и вкрапленных медно-никелевых сульфидных руд сложнодифференцированных интрузивов габбро-долеритов (месторождения Норильского рудного района в России, Инсизва в ЮАР), стратиформных интрузий габбро-норитов с гипербазитами (месторождения горизонта Меренского в Бушвелдском комплексе ЮАР и Мончегорское в СНГ), расслоенных массивов норитов и гранодиоритов (Садбери медно-никелевые месторождения в Канаде).
Основными рудными минералами платиновой руды являются пирротин, халькопирит, пентландит, кубанит. Главные металлы платиновой группы медно-никелевых платиновых руд — платина и превалирующий над ней палладий (Pd: Pt от 3: 1 и выше).
Содержание в руде остальных платиновых металлов (Rh, Ir, Ru, Os) в десятки и сотни раз меньше количества Pd и Pt. В медно-никелевых сульфидных рудах находятся многочисленные минералы платиновых металлов, главным образом это — интерметаллические соединения Pd и Pt с Bi, Sn, Те, As, Pb, Sb, твёрдые растворы Sn и Pb в Pd и Pt, а также Fe в Pt, apсениды и сульфиды Pd и Pt.
Россыпные месторождения платиновой руды представлены главным образом мезозойскими и кайнозойскими элювиально-аллювиальными и аллювиальными россыпями платины и осмистого иридия.
Промышленные россыпи обнажаются на дневной поверхности (открытые россыпи) или скрыты под 10-30-м осадочной толщей (погребённые россыпи). Наиболее крупные из них прослежены на десятки км в длину, ширина их достигает сотен м, а мощность продуктивных металлоносных пластов до нескольких м образовались они в результате выветривания и разрушения платиноносных клинопироксенит-дунитовых и серпентин-гарцбургитовых массивов.
Промышленные россыпи известны как на платформах (Сибирской и Африканской), так и в эвгеосинклиналях на Урале, в Колумбии (область Чоко), на Аляске (залив Гудньюс) и др. Минералы платиновых металлов в россыпях нередко находятся в срастании друг с другом, а также с хромитами, оливинами и серпентинами.
На Урале первые сведения о находке платины и осмистого иридия как спутников золота в россыпях Верх-Исетского округа (Верх-Нейвинская дача) появились в 1819 г. Несколько лет спустя, в 1822 г. ее обнаружили в дачах Невьянского и Билимбаевского заводов, а в 1823 г. в Миасских золотых россыпях.
Собранные отсюда шлихи “белого металла» анализировались Варвинским, Любарским, Гельмом и Соколовым. Первая, собственно платиновая россыпь открыта в 1824 г. по р. Орулихе, левому притоку р. Баранчи к северу от Нижнго Тагила. В том же году открыты платиновые россыпи по притокам р. Ис и Тура. И, наконец, в 1825 г. уникальные по богатству платиновые россыпи были обнаружены по Сухому Висисму и другим рекам в 50 км к западу от Нижнего Тагила.
На карте Урала появились целые платинодобывающие районы, наибольшую известность среди которых получили Качканарско-Исовской, Кытлымский и Павдинский. В это время ежегодная добыча платины из россыпей достигала 2-3 тонны.
Добыча и получение драгоценных металлов
Предполагают, что первым металлом, найденным человеком, было золото. Самородки золота можно было сплющить, проделать в них отверстия, украшать ими свое оружие и одежду.
В природе встречается главным образом самородное золото — самородки, крупные зерна в песках и рудах.
Еще а древности золото добывалось и обрабатывалось многими народами. В Россию до XVIII в. золото ввозили. В середине XVIII в. Ерофеем Марковым были открыты под Екатеринбургом первые месторождения золота.
В 1814 г. на Урале было открыто россыпное месторождение золота. Добыча золота в России носила кустарный характер. Золото старались добывать наиболее простым способом — из россыпей, методы его обработки были также очень несовершенны.
После Великой Октябрьской социалистической революции произошли коренные изменения и в золотодобывающей промышленности. Добыча золота в настоящее время высокомеханизирована.
Россыпное золото добывают в основном двумя способами — гидравлическим и с помощью драг. Сущность гидравлического способа заключается в том, что вода под большим давлением, размывая породу, отделяет от нее золото, причем оставшаяся порода идет в дальнейшую переработку. Добыча золота вторым способом происходит так. Драга (плавучее сооружение, оснащенное цепью ковшей) вынимает со дна водоемов породу, которая промывается, в результате чего осаждается золото.
Основную массу золота получают из рудных залежей и добывают более трудоемкими способами. Золотосодержащую руду доставляют на специальные металлургические заводы. Для извлечения золота из руд существует несколько способов. Рассмотрим два основных: цианирование и амальгамацию. Самый распространенный способ — цианирование — основан на растворении золота в водных растворах цианистых щелочей.
Это открытие принадлежит русскому ученому П. Р. Багратиону. В 1843 г. сообщение об этом было опубликовано в «Бюллетене С.-Петербургской Академии наук». В России цианирование было введено только в 1897 г. на Урале. Сущность этого процесса заключается в следующем. В результате обработки золотосодержащих руд цианистыми растворами получают золотосодержащий раствор, из которого после отфильтрации пустой породы металлическими осадителями (как правило, цинковой пылью) осаждают золото.
Затем 15%-ным раствором серной кислоты удаляют примеси из осадка. Оставшуюся пульпу промывают, фильтруют, выпаривают, а затем сплавляют.
Амальгамация известна уже более 2 тыс. лет. Основана она на способности золота при нормальных условиях вступать в соединение со ртутью. Ртуть, в которой уже растворено небольшое количество золота, улучшает смачиваемость металла.
Процесс происходит в специальных амальгамационных аппаратах. Измельченную руду пропускают вместе с водой по амальгамированной поверхности ртути. В результате частицы золота, смачиваясь ртутью, образуют полужидкую амальгаму, из которой путем отжима избытка ртути получают твердую часть амальгамы. Ее состав может иметь 1 ч. золота и 2 ч. ртути. После такой фильтрации ртуть испаряют, а оставшееся золото сплавляют в слитки.
Ни при одном из вышерассмотренных способов получения золота не получают металл высокой чистоты. Поэтому для получения чистого золота полученные слитки отправляют на аффинажные (очистительные) заводы.
Самородное серебро встречается значительно реже самородного золота, и, вероятно, поэтому было открыто позже золота. Добыча самородного серебра составляет 20% от всей добычи серебра. Серебряные руды содержат до 80% серебра (аргентин — соединения серебра и серы), но основную массу серебра получают попутно при выплавке и рафинировании (очистке) свинца и меди.
Из руд серебро получают цианированием и амальгамацией. Для цианирования серебра в отличие от цианирования золота используют более концентрированные цианистые растворы. После получения серебряных слитков их отправляют для дальнейшей очистки на аффинажные заводы.
Платина, как и золото, встречается в природе в самородках и рудах.
Платина была известна человеку еще в глубокой древности, найденные самородки называли «белым золотом», а вот применение ей долгое время не находили.
Добывать платину начали в середине XVIII в., но еще в течение полувека испытывали затруднения с ее применением из-за высокой температуры плавления. На рубеже XVIII и XIX вв. русские ученые и инженеры А. А. Мусин-Пушкин, П. Г. Соболевский, В. В. Любарский и И. И. Варфинский разработали основы методов аффинажа и обработки платиновых металлов. И с 1825 г. в России началась планомерная добыча платины. Основные способы добычи платины: промывка платиносодержащих песков и хлоринация.
Получают платину и при электролизе золота.
В результате промывки платиносодержащих песков получают шлиховую платину, которую подвергают дальнейшей очистке на аффинажных предприятиях.
Хлоринацией платину получают следующим образом: рудный концентрат подвергают в печах окислительному обжигу. После обжига его смешивают с поваренной солью и помещают в печь, наполненную хлором, и выдерживают в течение 4 ч при температуре 500 — 600°С.
Полученный продукт обрабатывают раствором соляной кислоты, который выщелачивает из концентрата металлы платиновой группы. Затем производят последовательное осаждение металлов, находящихся в растворе: металлы платиновой группы осаждают цинковой пылью, медь — известняком, никель — белильной известью. Осадок, содержащий платиновые металлы, сплавляют.
Дальнейшую очистку и разделение металлов платиновой группы производят на аффинажном заводе.
Использование драгоценных металлов в качестве валютных ценностей и для приготовления сплавов требует получения их в состоянии высокой чистоты. Это достигается путем аффинажа (очистки) на специальных аффинажных заводах или в аффинажных цехах металлургических предприятий. Техника аффинажа основана преимущественно на электролитическом разделении или на селективном осаждении химических соединений металлов.
Основным сырьем, поступающим в плавку для аффинажа, является: шлиховой металл.