Как происходит добыча платины: объемы добычи и основные этапы

IMAG2835 Платина в природе встречается вместе с другими металлами, входящими в так называемую «платиновую группу». Металлами платиновой группы (МПГ) называют шесть металлов, расположенных рядом в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и имеющих сходные физические и химические свойства:

— платина,
— палладий,
— родий,
— рутений,
— иридий,
— осмий.

Металлы платиновой группы обычно встречаются в месторождениях никеля, меди и золота.

Платина и МПГ являются одними из самых редких элементов на Земле. Из немногих известных месторождений, самые большие находятся в ЮАР и России. В мире насчитывается всего около десяти значимых компаний, которые занимаются добычей металлов платиновой группы. Из всех МПГ наибольшее значение имеют платина и палладий, которые добываются в значительных объемах. Остальные металлы платиновой группы – родий, рутений, иридий и осмий, добываются в значительно меньшем количестве, как побочный продукт.

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.

	2008 год	2009 год	2010 год	2011 год	2012 год
Платина	193	184	192	200	183
Палладий	206	195	203	213	201
Прочие металлы платиновой группы	69	69	71	73	68
Всего	468	448	466	486	452

(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.

	2011 год	2012 год
Платина
ЮАР	148,0	133,0
Россия	25,9	24,6
Зимбабве	10,8	11,0
Канада	8,0	7,0
США	3,7	3,6
Япония	1,7	1,5
Прочие страны	1,9	2,3
Палладий
Россия	84,3	82,0
ЮАР	82,7	74,0
Канада	14,3	12,2
США	12,4	12,3
Зимбабве	8,2	9,0
Япония	7,5	7,0
Ботсвана	2,1	2,6
Прочие страны	1,5	1,9
Остальные металлы платиновой группы
Южная Африка	58,1	53,0
Россия	12,5	12,0
Зимбабве	1,8	2,2
Канада	0,8	0,7

(по данным USGS)

Этапы получения платины

Добыча и получение платины является сложным технологическим процессом, который состоит из трех основных этапов, характерных практически для всех добываемых металлов:

— Добыча руды

— Обогащение руды

— Получение чистого металла

Этап 1: добыча платиновой руды

Способ добычи руды во многом зависит от природы месторождения. Различают «открытый» и «закрытый» способы добычи.

Открытым способом обычно добывают платину на вторичных россыпных месторождениях, где платина накапливалась в результате разрушения первичной породы. Сначала производят «вскрышу» — снимают слой грунта для того, чтобы добраться до платиносодержащей россыпи. Затем специальной карьерной техникой непосредственно добывают породу с включенной в нее платиной.

Однако большая часть платины содержится в первичных месторождениях, входя в состав медно-никелевых руд. Добыча платины из таких месторождений идет «закрытым» способом, который подразумевает строительство шахт. Для добычи руды закрытым способом используются традиционные для таких условий методы: шахтеры вручную просверливают отверстия в породе, закладывают взрывчатку и осуществляют взрыв. Отколовшиеся куски породы транспортируют к стволу шахты и поднимают на поверхность. Условия добычи предполагают много ручного труда, хотя в последнее время появляются усовершенствования в виде низкопрофильных бурильных машин и транспортеров, которые могут работать в низких шахтах.

Этап 2: обогащение платиновой руды

Добытая руда обычно содержит от 1 до 6 грамм металлов платиновой группы на тонну, в зависимости от месторождения. Основная цель обогащения – значительно повысить содержание ценного металла в руде. В этом случае руда будет более доступной для осуществления более тонких операций по химической очистке, в результате которых металл выделяется в чистом виде.

Обогащение руды основано на физических особенностях металла и представляет собой цепь операций, в результате которой появляется концентрат с содержанием платины примерно в 1400 грамм на тонну породы. В россыпных месторождениях в результате обогащения появляется так называемая шлиховая платина, содержащая 70-90% металлов платиновой группы.

К примеру, можно рассмотреть процесс обогащения руд Бушвельдского комплекса в ЮАР. С учетом различного содержания металлов в разных рудах Бушвельдского комплекса и потерь при переработке, для получения 1 грамма чистой платины необходимо от 0,5 до 1,5 тонн руды.

Добытая порода дробится и измельчается. Полученная масса смешивается с водой и специальными реагентами, а затем через нее прокачивается воздух. В результате образуются пузырьки, к которым прилипают частицы породы, содержащие МПГ. Пузырьки с прилипшими частицами всплывают на поверхность, образуя пену, которая собирается и высушивается. В результате этой операции получается концентрат, который содержит от 100 до 1000 грамм чистого металла на тонну.

Далее концентрат выплавляют в электропечах при температуре до 1500 °С, в результате чего нежелательные минералы превращаются в шлак и удаляются. Затем полученная масса подается в конвертеры, где продувается воздухом для удаления серы и железа. В результате, получается концентрат с содержанием чистого металла в 1400 грамм на тонну.

Этап 3: получение чистого металла (аффинаж платины)

Полученный в результате обогащения руды концентрат поступает на аффинажные заводы. Эти предприятия располагают специальным оборудованием и технологиями, позволяющими выделять металл в чистом виде. При этом аффинажные заводы могут находится на значительном расстоянии от места добычи и обогащения руды. К примеру, обогащенная руда из месторождений Канады переправляется на аффинажные заводы, находящиеся в Европе.

Для аффинажа используют цепь сложных термохимических реакций очистки, в результате которых выделяются шесть металлов платиновой группы, а также некоторое количество золота и серебра, которые обычно присутствуют в платиносодержащих рудах.

Очищенные металлы имеют чистоту более 99,95% и производятся в форме слитков, гранул или мелкого порошка. Время от добычи руды до получения чистого металла обычно составляет от 6 недель для палладия и до 20 недель для родия (без учета времени на транспортировку).

ВСЕ ЮВЕЛИРНЫЕ МЕТАЛЛЫ: КАТАЛОГ | ЮВЕЛИРНЫЕ МЕТАЛЛЫ — СПРАВОЧНИК

Все о платине | Все о золоте | Все о серебре | Палладий

Главные месторождения платины | Физико-химические свойства металла платина | Пробы сплавов из платины | Где применяют платину? | Почему изделия из платины дороже золотых?