ENG
Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского
Институт
Новости

Платина – таинственный «незаконнорожденный» металл (к истории платины и металлов платиновой группы)


Известно, что платина - это исключительно редкий и дорогой металл серебристого цвета, который по своей красоте не уступает даже золоту, однако он используется не только в ювелирной промышленности, но и в индустрии. Без этого металла не могут обойтись сегодня многие отрасли – химическая и нефтеперерабатывающая, автомобильная и стекольная, авиа- и судостроение, энергетика и космонавтика. За свои уникальные свойства (высокую температуру плавления, прочность, хорошую электропроводность и химическую стойкость) платина приобрела статус исключительно ценного стратегического сырья.
Но так было не всегда. У этого драгоценного металла удивительно трудная судьба.

Больше двух столетий прошло с тех пор, как появились первые сведения об этом красивом серебристо-белом металле из Южной Америки. Он был впервые открыт в 1728 году, когда испанцы во главе с Фердинандом Кортесом достигли берегов Колумбии и там, в золотоносных песках реки Пинто увидели маленькие, неизвестные до того времени тяжелые серебристые блестки. В то бурное время, когда шло освоение Нового Света и, казалось, удивить какими-либо диковинками никого уже нельзя, эти маленькие блестящие зернышки вызвали в мире настоящий переполох. Даже сам испанский король, оставив срочные дела, рассматривал их в увеличительное стекло и ждал, что скажут его лучшие алхимики.
Обнаруженные белые крупинки были немного похожи на серебро, но в отличие от него не поддавались никакой обработке, не растворялись в кислотах и были заметно тяжелее серебра. За все это они получили презрительное название «платина», что по-испански означает «серебришко», т.е. плохое серебро.
Дурная слава об этом серебришке быстро распространилась по всему свету, а золото с примесью платины стали называть «гнилым» или «испанским». Ценилась платина тогда дешево и долгое время не находила применения. Но вот испанские фальшивомонетчики обнаружили, что платина может сплавляться с золотом. Пользуясь этим они стали примешивать дешевую платину к золоту и чеканить монеты. Это продолжалось до тех пор, пока испанское правительство не распорядилось утопить «проклятое серебришко» в море, а за его утайку рубить головы.

Мысль о том, что платина – это новый металл, высказанная шведским химиком Х. Шеффером в 1752 г., прозвучала в христианском мире 18 века, как сущая ересь. Ведь в Библии было указано только шесть металлов – железо, медь, серебро, золото, олово, свинец – и седьмого быть не могло. Этот новый металл оказался «незаконнорожденным» и своим появлением доставил немало хлопот церкви.
Около полувека платина была под запретом. Но первые же ювелирные изделия из неё, которые в канун 1776 года появились в витринах магазинов Парижа, привлекли к платине всеобщее внимание. Платину стали изучать, появились первые технические изделия – емкости для очистки сахара, сосуды для хранения кислот и других опасных веществ. На платину появился спрос, поднялись цены и в 1815 году на лондонской бирже «золотой дьявол» впервые уступил место новому драгоценному металлу – платине.
К тому времени в золотоносных колумбийским песках были еще обнаружены новые, сходные с платиной, но более редкие серебристые металлы – палладий и родий (1803 г., У.Г. Волластон), иридий и осмий (1804 г., С. Теннант). Все они получили общее название «платиновых металлов» или металлов «платинового семейства».
В России зернышки платины были впервые обнаружены в 1819 году на Урале. Первый платиновый прииск был открыт там уже пять лет спустя близ Нижнего Тагила. Там же в 1844 году профессором Казанского Университета К.К. Клаусом был найден последний шестой член «платинового семейства» – рутений (от лат. Ruthenia – Россия).
Уральские платиноносные россыпи оказались такими богатыми, что сразу же вывели Россию по платине на первое место в мире. К концу 19 века русская платина составляла уже 95% мировой добычи и только 5% приходилось на долю Колумбии.
Добыча платины на Урале росла ошеломляющими темпами. Строились все новые и новые прииски (рис. 1), но её применение внутри нашей страны было незначительным.


рис. 1

Местные охотники использовали её даже в качестве дроби. А в 1828 году Правительством России было принято решение о чеканке платиновых монет. Новые монеты достоинством 3 рубля, 6 и 12 рублей выпускались на Петербургском монетном дворе в течение 17 лет (до 1845 г.). Всего было выпущено полтора миллиона монет на сумму свыше 4 млн. рублей. На это ушло 15 тонн платины. Сейчас эти монеты большая нумизматическая редкость.

Ко времени Октябрьской революции платиноносные россыпи Урала были практически уже отработаны. Надежды начать переработку коренных пород – источников платиноносных россыпей – не оправдались, ибо извлечь мелкие зерна платины из твердых пород оказалось трудной и дорогой задачей. Так, для того чтобы извлечь всего 1 грамм платины, требовалось переработать сотни кубометров пустой породы (целый железнодорожный вагон). При такой бедности вмещающих платину пород стало гораздо выгоднее извлекать платину и другие металлы платинового семейства из промышленных платиносодержащих комплексных месторождений. Наиболее богатыми оказались сульфидные медно-никелевые руды. Открытие Норильских месторождений в 30-х г.г. 20-го столетия обеспечило сохранение за нашей страной лидирующего положения в производстве металлов платиновой группы (преимущественно палладия) на долгие годы. В результате Россия сейчас занимает 1-ое место в мире по производству палладия и 2-ое – по платине (после ЮАР). Сульфидные медно-никелевые месторождения, содержащие платиновые металлы, установлены также в Канаде, Австралии, Китае. Поиски новых источников платиновых металлов продолжаются.

Великолепную страницу в биографию этих металлов внесли ученые Санкт-Петербурга: Горного института, Университета, Геологического Комитета (ныне ВСЕГЕИ). Среди них академики А.П. Карпинский и А.Н. Заварицкий, выдающиеся деятели науки – А.Г. Бетехтин, Н.А Елисеев, Н.К. Высоцкий, В.К. Котульский, М.Н. Годлевский, Н.Н. Урванцев и другие. Именно они создали впервые научные основы поисков платиновых металлов, которые привели к дальнейшим открытиям. Сегодня помимо медно-никелевых руд платиноиды стали извлекать из руд и других месторождений – золотых, медных, титаномагнетитовых, полиметаллических. Их изучением занимаются многие геологи, уже издано немало книг, написано статей.

Теперь нам стало известно, что источником платиновых металлов являются преимущественно глубинные магматические породы основного и ультраосновного состава, которые имеют мантийное происхождение. Главными структурами, контролирующими размещение платиносодержащих пород, служат крупные разломы, проникающие вглубь Земли.
Успехи современной техники позволили увидеть разнообразие природных соединений платины и металлов платиновой группы. Они образуют довольно прочные связи с железом, никелем, медью, свинцом, а также с некоторыми летучими компонентами – серой, селеном, теллуром, мышьяком, ртутью. В настоящее время установлено более ста минералов и самородных выделений платиновых металлов. Самородная платина представляет собой естественный сплав с некоторыми другими элементами и в первую очередь со своими «братьями» – металлами платиновой группы, реже с железом, никелем и другими «неблагородными» металлами. Такая платина (её называют «сырой») встречается в россыпях в виде тяжелых зерен размером от 0,1 мм до 5 мм. Крупные скопления самородных выделений платины крайне редки. За всю историю их добычи найдено не более 200 самородков весом более 1 кг (рис. 2).


Рис. 2

Самый большой из них, добытый на Урале в 1834 году, весил чуть более 9 кг (не сохранился). В российскую казну было сдано около 300 самородков платины весом 10-100 гр. Многие из них демонстрируются на выставке Алмазного фонда России. Среди двадцати уникумов есть великаны весом 8,3 кг и 7,8 кг.
В Эрмитаже хранится одна из самых богатых коллекций платиновых изделий: медаль весом 573,5 гр., выпущенная к празднованию 1000-летия России, уникальная платиновая монета достоинством 150 рублей, подготовленная к Олимпиаде-80 и др.
В мире ежегодно создаются сотни патентов на новое использование платиновых металлов. Так, оказалось, например, что платина чрезвычайно тягучий металл: для того чтобы платиновой нитью (толщиной 0,001 мм) опоясать земной шар достаточно одного её куска величиной с кулак. На этом её свойстве основано изготовление упругих элементов микронной толщины для особо точных приборов. Один металл из группы платины – палладий обладает уникальной способностью выполнять «магические» функции по ускорению химических реакций с водородом (ракетное топливо). Соединения рутения, обладая высокой биологической активностью, используются в медицине для лечения онкологических заболеваний. Добавки родия существенно повышают износостойкость сплавов. Высокую значимость приобретают тяжелые (плотность 21,5-22,7) и тугоплавкие (температура плавления 2500-2700°С) металлы платиновой группы – иридий и осмий. Стабильность термоэлектрических свойств и высочайшая коррозионная стойкость сделали эти металлы исключительно важными для современной автоматики и телемеханики. Лишь совсем небольшая часть платиновых металлов (менее 10%) идет на изготовление дорогих и красивых ювелирных украшений.
Потребность в металлах платиновой группы растет из года в год. За последнюю четверть века она увеличилась в 10 раз. Удовлетворить эту потребность можно лишь за счет открытия новых месторождений. Их поисками занимаются специалисты многих организаций, в том числе ВСЕГЕИ.
Можно полагать, что в недалеком будущем в сферу использования (помимо традиционных магматических руд) могут быть вовлечены руды новых нетрадиционных типов, таких как черные сланцы осадочных пород, металлоносные асфальтиты и угли, никеленосные коры выветривания, железо-марганцевые океанические конкреции. Существуют перспективы получения металлов платиновой группы «алхимическим» путем – в атомных реакторах.
Не располагая «машиной времени», трудно предсказать все увлекательные перспективы использования этих таинственных, еще до конца не познанных металлов. Можно лишь с уверенностью говорить, что этим необыкновенным металлам принадлежит удивительное будущее.

Л.И. Гурская, ВСЕГЕИ

10.06.2010

Возврат к списку


Яндекс.Метрика