Месторождения платиноидов

Красноярский край обладает крупнейшими в мире месторождениями и производствами платиноидов

Платиноиды — благородные и драгоценные светло-серые металлы платиновой группы (МПГ), имеющие схожие физические и химические свойства. К МПГ относятся такие переходные металлические элементы, как рутений, палладий, родий, осмий, иридий и платина.

Платиноиды обычно встречаются в медно-никелевых рудах, а также в месторождениях золота и платины. Всего известно около 50 минералов платиновой группы. Платина, иридий, палладий встречаются как в самородном виде, так и в виде твердых растворов и интерметаллических соединений, осмий, рутений и родий образуют твердые растворы. 

В настоящее время около 90% всего объема производства платиноидов приходится на платину и палладий. Прочие металлы добываются в небольших количествах. 95 % запасов и 90 % производства платиноидов сосредоточены в двух крупных месторождениях — Бушвельдском комплексе на территории ЮАР и в Норильском рудном районе. Руды Бушвельда содержат втрое больше платины, а норильские — втрое больше палладия. Это делает Россию крупнейшим мировым производителем палладия, а ЮАР — платины. Общие запасы металлов платиновой группы на начало 2009 г. оценивались в 100 млн кг.

Всего в Красноярском крае насчитывается 16 месторождений платиноидов. Большинство из них локализовано на севере региона. Общие запасы платиноидов по категориям А+В+С₁ оцениваются в 9,6 млн кг. Запасы по категории С₂ — порядка 5 млн кг, забалансовые — 1,7 млн кг. За 2012 г. в Красноярском крае было добыто около 146 тыс. кг платиноидов.

Считается, что чистую платину первым получил англичанин Уотсон в 1750 г. В 1752 г. после исследований Шеффера она была признана новым элементом.

Металлы платиновой группы обладают не только схожими свойствами и происхождением: все они, за исключением платины, были открыты примерно в одно и то же время. Первым сделал свое открытие в 1803 г. английский ученый Уильям Хайд Волластон, работавший с образцами самородной платины и платиновой руды, привезенной из Южной Америки. Волластон обнаружил и описал палладий и родий. В течение года в сотрудничестве с Волластоном еще один английский химик Смитсон Теннант открыл осмий и иридий, растворяя платину в «царской водке».

В 1808 г. русский ученый А. Снядицкий, исследуя платиновую руду, извлек новый химический элемент, названный им вестием. В 1844 г. профессор Казанского университета Карл Клаус всесторонне изучил этот элемент и опубликовал большую статью «Химические исследования остатков Уральской платиновой руды и металла рутения». Имя «рутений» новый металл получил в честь латинского наименования Руси — Ruthenia.

Интересным фактом в истории платины является то, что жители Старого Света не знали этого металла до открытия Америки, тогда как инки и чичба добывали и использовали платину с незапамятных времен. Первое время платина, завезенная в Европу из Америки, оценивалась вдвое дешевле серебра. В то же время ювелиры обнаружили, что, сплавляя платину с золотом, при небольшом добавлении последнего, можно получить высококачественные подделки под золотые изделия. Широкое распространение подобных манипуляций заставило испанскую корону запретить ввоз платины и утопить ее запасы в море. В 1778 г. этот закон был отменен. Вплоть до XVIII в. этот ценнейший металл вместе с пустой породой выбрасывали в отвал, а на Урале и в Сибири зерна самородной платины использовали как дробь при стрельбе.

Первоначально промышленное производство платины велось только в Америке. В 1819 г. платиновые россыпи были впервые обнаружены на Урале близ Екатеринбурга. С тех пор Россия стала ведущим производителем платины, а с момента открытия — и платиноидов.

Все платиноиды являются тугоплавкими металлами. Самой низкой температурой плавления среди платиноидов обладает палладий (1 554 ˚С); самой высокой — осмий (3 027 ˚С). Внешне драгоценные металлы похожи друг на друга: их цвет можно характеризовать как малозаметные вариации светло-серого оттенка. Окисные пленки на поверхности слитков не образуются: так проявляет себя инертность этих химических элементов, особенно заметная у платины. Платиноиды растворяются лишь в «царской водке» с образованием хлоридных комплексов. При окислении металлов кислородом воздуха образуются оксиды различного состава. При нагревании все платиновые металлы реагируют с хлором и фтором. В растворах платиновые металлы существуют только в виде комплексных соединений.

Физические качества платиноидов различны. Платина и палладий весьма пластичны и в чистом виде хорошо куются. Осмий и рутений хрупки. Иридий и родий тверды, хотя их сопротивляемость абразивному износу не особенно велика.

Каждый из платиноидов способен быть катализатором в реакциях с присоединением водорода. Это свойство обусловлено способностью металлов растворять в себе молекулярный водород. Палладий может принять в себя до 950 объемов водорода. Запаянная трубка из палладия, будучи разогретой до 500—600 ˚С, способна удерживать любые примеси и пропускать через свои стенки чистый водород. Подобная мера позволяет подавать в камеру сгорания горючий, а не взрывоопасный гремучий газ.

Платина и все металлы платиновой группы традиционно используются в ювелирном деле. Иногда МПГ используют для изготовления монет, платиноиды являются объектом накоплений и рыночных спекуляций.

Важной сферой применения платины и палладия является автомобильная, химическая, нефтеперерабатывающая промышленность. Контакты из платиноидов обладают большой степенью надежности, они стойки к коррозии, окислению, износу и действию кратковременной электрической дуги, из сплавов платиноидов изготавливают потенциометры, их используют в малогабаритных электроприборах, металлы платиновой группы позволяют производить детали для работы в агрессивных средах.

Автомобили с катализаторами, позволяющими дожигать продукты окисления углеводородного топлива до относительно безопасных соединений, невозможны без соединений платины и палладия. Сплавы иридия с осмием, а также золота с платиной и палладием используют для изготовления компасных игл, напаек «вечных» перьев. В химической промышленности применяются высокие каталитические свойства платиноидов.

Соединения платины используют в медицине в качестве препаратов, обладающих противоопухолевой активностью.