Минералы платины и платиноидов, происхождение и применение

Os, IrOs 47,9-80,3Ir 15,3-46,5ГексагональнаяБелый с голубоватым оттенкомоловянно-белый (невьянскит) до серого (сысертскит) НДСильная, от синего до оранжевоголисточкиНДХрупкий--++Сопчеозерское месторождение (РФ), Капитановское месторождение (Украина)КотульскитВ честь В.К. Котульского (1879-1949), геолога, специалиста в области сульфидных месторождений, принимавшего активное участие в разведке руд Мончегорска Pd(Te,Bi)Pd 31-46ГексагональнаяКремовыйБуроватый до голубовато-серогоНДСильная, от серо-голубого до коричневогоМелкие зерна в других минералах8,26Хрупкий+++-В верхней части жилы №16 МончегорскогоCu-Ni-месторождения (РФ)КуперитВ честь первого ученого описавшего данный минерал Р.А. Купера, ЮАР, PtSPt 71-86,4ТетрагональнаяСеровато-белыйСтально-серыйчерныйОтчетливая, серовато-синийЗерна-вкрапления9,05НД+++-Викша,КиевейЮжный, Федорова Тундра (РФ) ЛауритВ честь Лоры Р. Джой (Laura R.Joy), жены Чарльза А. Джой, американского химика RuS2Ru 28-59КубическаяСеровато-белыйЖелезно-черныйТемно-серый-Кристаллы редки и мелки, форма кристаллов кубическая, октаэдрическая, пентагон-додекаэдрическая; обычно наблюдается в виде мелких округлых зёрен 6,99НД++--Александров лог, комплекс Нурали, Мончегорск, массив Инагли и массиКондер (РФ). Бушнельд (ЮАР); Благоевградское м-ние (Болгария) Болгария; Баула комплекс (Индия); район Бу-Аззер (Марокко) МайченеритВ честь Ч.Э. Майченера (1907–2004), канадского геолога, первым открывшего минерал (Pd,Pt) (Te,Bi)2Pd 12- 28;Pt до 10,5КубическаяБеловатый, желтоватыйСеребристо-серыйчерный-Мельчайшие зерна9,5Хрупкий+++-Желосультрабазитовыймасссив (РФ)Масленицковит (Рустенбургит)По месту находки(PtPd)3SnPt 25,9-68,4Pd 10,6-44 ,9КубическаяБелыйБелый с желтоватым оттенкомНД-Микроскопические зерна15,09НД-+-Федорова Тундра, Октябрьский рудник, маяк рудник (РФ)МаякитПо месту находки(Pd, Ni)2AsPd 12-46ГексагональнаяСветло-серыйсерыйНДСлабаяОкруглые или овальные включения9,33Хрупкий+++-Маяк рудникМеренскитВ честь южноафриканского геолога Ганса Меренски(Pd,Pt,Ni) (Те, Вi)2Pd 1 2-33;Pt до 22ТригональнаяБелый с кремовым оттенкомбелыйсерыйОтчетливая, коричневыймикроскопические зерна, изометричные кристаллы; пластинчатые агр.; мелкие включения в халькопирите, пентландите8,5Хрупкий+++-Викша, Федорова Тундра (РФ)МончеитПо месту находки на Мончегорском Cu-Ni м-нииPt(Te,Bi)2Pt 22-43ТригональнаяБелыйСерый серыйОтчетливая, коричневыйМельчайшие выделения, наблюдаемые в шлифах, зёрна с правильными ограничениями и спайностью в халькопирите, а также нарастания на меренскиите10НД+++-МончегорскоеCu-Ni м-ние (РФ)НигглииитВ честь Пола Ниггли (1888-1953), швейцарского кристаллографа PtSnPt 59,9-61,1ГексагональнаяБелый с кремовым оттенкомСеребристо-белыйНДОтчетливая, от серо-синего до оранджевогоМелкие зерна13,44Хрупкий++-Октябрьское (Cu-Ni) месторождение (РФ)ОсарситПо составу: Os и As (arsenic)(Os, Ru)AsSOs 36-60; Ruдo 18МоноклиннаяСерыйсерыйНЖСлабаязерна8,44НД---ВосточныйШишим (Au-Pt) россыпь (река), Желосультрабазитовыймасссив (РФ)Осмий самородный Назван от древнегреческого запах - ὀσμή , по резко пахнущему озоном летучему оксиду OsO4Os82-98,9ГексагональнаяБелый с голубоватым оттенкомБелый, серыйсерыйСильная, от серого до оранжево-красногоТаблитчатые гексагональные зерна, также представлен зёрнами неправильной формы и рыхлыми идиоморфными кристаллами размером от мк. до мм., наблюдаются сростки зёрен и кристаллов 22,48Хрупкий--+Сибирь, Сысертский район на Урале (РФ), Аляска, Калифорния (США), Колумбия, Канада, страны Южной Африки Осмирид(невьянскит) Ir, OsIr 54,9-78,9Os 16,7-39,2КубическаяБелыйсерыйНД-Таблитчатые и пластинчатые кристаллы и уплощённые зёрна мелки (от нескольких мкм до 1 мм, редко более)-Хрупкий--+Трансвааль (ЮАР), Калифорния (США)ПлюмбопалладинитПо составуPd3Pb2Pd 37,2-40,0ГексагональнаяБелый, розовыйСеровато-белыйНДОтчетливая, оранжево-бурыйВ виде агрегатов размером от 0,05 до 0,15 мм (некоторые до 0,7 мм), состоящих из микроскопических ксеноморфных зёрен 12,4НД-++-Рудник Маяк (РФ)ПоляритПо месту находки в ЗаполярьеPd(Pb,SnPd 27-37,6РомбическаяБелый, желтоватыйСерый до серебристо белогоСеребристо белыйСлабая, бледно-коричневые тонаКсеноморфные зерна до 0.3 мм 12,51НД+++-Рудник Маяк (РФ)Сперрилитв честь канад. химика Ф.Л. СперриPtAs2Pt 52-59КубическаяБелыйОловянно-белыйТемно-серый-Наблюдается почти исключительно в кристаллах, большей частью мелких. Облик кристаллов кубический, октаэдрический, реже пентагон-додекаэдрический. 10,57Хрупкий++++В россыпях ряда речек в 3ейском и Тимптонском районах Восточной Сибири (РФ)СтаннопаладинитПо составуPd3Sn2Pd 57,6-59,4ГексагональнаяРозовыйКоричнево-розовыйНДСильная, от серо-голубого до сиренево-красногомикроскопические кубические кристаллы, зерна 10,2НД++-Эллювиальная россыпь Угольного ручья (РФ)СтибиопаладинитПо составуPd5Sb3Pd 59-73ГексагональнаяБелый, розоватыйСеребристо-белый до стально-серого, белый с розово-красным оттенком черныйОтчетливая, от синеватого до красноватогоПризматические кристаллы, округлые зерна9,5НД-+-Вурэчуайвенч (Pd-Pt) месторождение (РФ)Рутениридосмин*По своему составу (Ru, Os, Ir). Os, Ir, RuOs 35,7-68,3Ir 21,7-45,0ГексагональнаяБелый с голубоватым оттенкомСеребристо-белыйСерый Сильная, от голубого до оранжевогоОкруглые зерна22,15НД--++Аятско-Шайдурихинский (Pt) прииск, Северный Пекульней река (РФ)Холингвортит (холлингуортит) В честь С. Холлингуорта (1899–1966), выдающегося британского геолога(Rh, Pt, Pd) AsSRh 12-45;Pd 6,5;Pt 0,6-24КубическаяСеровато-белыйСерый НД-Идиоморфные и ксеноморфные зерна размером до 40 мкм7,86НД+--Федорова Тундра, Вурэчуайвенч (Pd-Pt) месторождение (РФ)Примечания. I - Собственные rmатинометалльные месторождения в сульфидоносных и сульфидно-хромитовых горизонтах расслоенных мафит-ультрамафитовых массивов; II - медно-никелевые сульфидные руды; III - россыпи;(++) - основной минерал, (+) - второстепенный минерал, (-) - редкий или не встречающийся в данном типе минерал.НД – нет данных* – минерал магнитенВ общем случае минералы, содержащие МПГ, можно разделить на три группы:– собственно платиновые минералы; –сульфиды, нередко концентрирующие в себе повышенные количества платиноидов; – другие минералы (оксиды, силикаты и др.), в первую очередь минералы ультраосновных пород, с которыми связаны месторождения платиноидов [15]. При этом все перечисленное выше многообразие можно разделить на два крупных класса:– самородные платиновые металлы, сплавы;– соединения с металлами 1, II, IV и VПI групп, соединения элементов платиновой группы с неметаллами V, VI и VII групп периодической системы Менделеева [7]. Самородные Pd и Pt и различные сплавы, например, палладиевая платина, ферроплатина, изоферроплатина, платинистый иридий, платинистый палладий, осмистый иридий, иридиевая платина, поликсен, купроплатина и др. чаще всего встречаются в россыпях (рис. 6). Рисунок 6 – Неправильно-крючковатые и окатанные зерна платины из россыпи ближнего сноса [8]Известны элювиальные, склоновые и аллювиальные (долинные, террасовые, погребенные) россыпи платиноидов, особенно платины. На Аляске и в Новой Зеландии обнаружены платиноносные россыпи шельфовой зоны. Достаточно часто МПГ как сопутствующий компонент встречаются в россыпях золота, алмазов (ЮАР, Индонезия, Новая Зеландия). В медно-никелевых сульфидных рудах, являющихся основным промышленным источником платиноидов, они находятся в различных соединениях с S, Fe, As, Bi, Pb (спериллит с As, брэггит, лаурит и куперит с S, стибиопалладинит с Sn, и др.). Отметим, что осмий и платина, рутений и палладий не входят в состав одних и тех же минералов; родий и иридий встречаются в минералах со всеми платиновыми металлами. В природе наиболее распространены две ассоциации металлов платиновой группы: Pt – Pd, Rh, Ir (Ru) и Os – Ru, Ir (Pd). Существующий «антагонизм» платины и осмия объясняется тем, что минералы платины кристаллизуются в плотнейшей кубической упаковке, а осмий и осмистый иридий – в плотнейшей гексагональной, по этой причине они не могут быть изоморфны друг с другом [15].В пределах России выделяют несколько мест, к которым приурочены месторождения платиноидов, это:– субмеридиональные пояса: Алдано-Североземельский (отрезок Алдано-Гренладского планетарного пояса), Восточно-Европейский, Дальневосточный (часть Тихоокеанского планетарного пояса) и Уральский (часть Уральско-Бушвельдского планетарного пояса);– субширотные пояса: Амуро-Алтайский и Арктический.Каждый из этих поясов имеет связь с определенным типом (типами) земной коры и претерпел длительную эволюцию в геологическом времени. Укажем и главную особенность локализации крупных и уникальных месторождений МПГ – их вхождение в приуроченные к рифтогенамрудномагматические и рудно-метасоматические системы сложного строения и длительного многоэтапного становления. В коренных месторождения содержания МПГ колеблются от 3–5 до 10–15 г/т; в, собственно, платиноидных месторождениях промышленные их концентрации изменяются от 3 до 25 г/т; при этом содержания Pt и Pd, обычно значительно преобладают над другими МПГ и составляют соответственно от 1 до 5 г/т. В комплексных никелево-медных и медно-никелевых месторождениях, где МПГ являются попутными компонентами, их суммарное содержание изменяется от десятых долей до 5–6 г/т (Pt и Pd – от сотых долей до 1 г/т) [15].Что касается использования, то поликсен и паладистая платина основные источники получения драгоценных и технически важных металлов платиновой группы. Осмий добывают из элювиально-аллювиальных россыпей, в которых осмий, встречается преимущественно в виде осмистого иридия и, в меньшей степени, иридистого осмия. Металл применяется: – в химии (как катализатор); – в технике (как один из составляющих светящегося элемента ламп накаливания); – в хирургии (для изготовления имплантантов) [5]. Осмирид (рис. 7), как природный сплав осмия (21—49,3 %) и иридия с небольшими примесями платины, родия и рутения, имеет высокие показатели твердости и высокую степень устойчивости к коррозии.Рисунок 7 – Осмиридий [8]Осмиридийиспользуют для производства хирургических инструментов и в разных отраслях точного машиностроения (табл. 6).Таблица 6 – Использование МПГ [15].Металл Основное применениеПлатина Ювелирное дело, фармацевтика, катализаторыПалладийКатализаторыИридийСпециальные сплавы и свечи зажиганияРодийКатализаторыРутенийДля придания твердости Pt и Pd, катализаторыОсмийСплавы и катализаторыКак видим, из данных, приведенных в таблице, МПГ востребованы в производстве, и их мировое потребление ежегодно превышает величину в 400 т, только в РФ производится более 105 т ежегодно. Извлекаются МПГ главным образом при аффинаже платиновых и палладиевых концентратов. Платиновая промышленность РФ представлена на рисунке 1 в приложении 1.ЗаключениеРабота посвящена рассмотрению минералов платины и платиноидов, в частности их происхождение и применение. Данная группа элементов востребована в промышленности, однако число их промышленно значимых месторождений на планете чрезвычайно мало, что связано с их химическими особенностями и особенностями их происхождения.В результате написания работы нами установлено, что образование МПГ, и формирование магматогенных месторождений произошло в результате кристаллизации непосредственно магматических расплавов на значительной глубине. МПГ тесно связанны с основными и ультраосновными породами.Месторождения МПГ принято делить на две большие группы. В пределах которых выделяются различные промышленные типы: коренные месторождения которые образовались в месте выхода излитых пород и рассыпные месторождения, образовавшиеся в результате эндогенных процессов. Основная доля добычи МПГ в мире приходится на коренные месторождения, добыча металлов происходит преимущественно через процесс афинажа. По разведанным запасам платиноидов Российская Федерация занимает второе место в мире после ЮАР, совместно на эти две страны приходится 90% всех разведанных запасов платиноидов в миреПлатинометаллические месторождения связаны исключительно с расслоенными мафит-ультрамафитовыми комплексами – это разномасштабные интрузивы основных и/или ультраосновных пород. Платиноиды в силу своих химических особенностей тесно связаны с цветными и черными металлами, которые в свою очередь генетически связаны с ультрамафтовыммагматизмом. Поэтому МПГ образуют собственные минеральные формы, однако могут присутствовать в рудах в примесной форме, но здесь следует отметить тот факт, что собственная форма всегда (и резко) преобладает над примесной.Минералогия МПГ очень богата, и находится в состоянии постоянного дополнения, так как количество новых минералов резко возросло и продолжает увеличиваться, сейчас их количество более 100 штук. Многие из них, являются источниками получения драгоценных и технически важных металлов платиновой группы.МПГ востребованы в производстве, и их мировое потребление ежегодно превышает величину в 400 т, только в РФ производится более 105 т ежегодно.Список использованной литературыГорная энциклопедия. URL: http://www.mining-enc.ru/ (дата обращения: 26.05.2022).Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000. Издание второе. Серия Кузбасская. Лист N-45-III (Кемерово). Объяснительная записка.- Санкт-Петербург, 2001. 159 с. (Министерство природных ресурсов Российской Федерации, Комитет природных ресурсов по Кемеровской области, ФГУГП Запсибгеолсъемка).Гусев В.А. Два типа ассоциаций минералов платиновой группы в золотоносных россыпях северо-западной части Кузнецкого Алатау / В.А. Гусев, Г.В. Нестеренко, С.М. Жмодик, Д.К. Белянин // Геосферные исследования. 2020. № 1. С. 19–32.Забродский Г.С. Платиновые руды / Г.С. Забродский. URL: https://bigenc.ru/geology/text/3144234 (дата обращения: 23.05.2022).КаталогМинералов.Ru. URL: https://catalogmineralov.ru/ (дата обращения: 23.05.2022).Ларичкин Ф.Д. Платиноиды: ресурсы, производство, рынки, перспективы / Ф.Д. Ларичкин, В.Д. Новосельцева, Ю.Г. Глущенко, М.В. Наумова // Записки Горного института. – 2013. – Т. 201. – С. 39-42.Минеральное сырье. - Металлы платиновой группы / В.И.Кочнев-Первухов, Е.С.Заскинд, О.М.Конкина, В.П.Ивановская, Т.Н.Матевич // Справочник. - М.:ЗАО «Геоинформмарк», 1998. - 58 с.Минералы и меситорождения России и стран ближнего зарубежья. URL: https://webmineral.ru/ (дата обращения)Полуместная Л. Б. Конъюнктура внешнего и внутреннего рынков российских платиноидов (платины и палладия) / Л.Б. Полуместная // ГИАБ. 2000. №3. С. 217-219.Пушкарев Е.В. Платина Урала / Е.В. Пушкарев // Соровский образовательный журнал. 2001. Т. 7. № 11, 2001.Старостин В.И. . Металлогения : учебник / В. И. Старостин – — 3-е изд., испр. и доп.  — Москва : МАКС Пресс, 2021. — 652 с. : табл., ил.Удодов Ю.В., Геолого-геоморфологическая характеристика и полезные ископаемые Кемеровской области / Ю.В. Удов, Н.Т. Егорова, Г.Н. Багмет // Вестник Кемеровского государственного университета. Серия: Биологические, технические науки и науки о Земле. 2017. №1 (1). С. 53-59.Чернышов Н.М. Золото – платиноносность главнейших типов железорудных формаций мира (информационно – аналитический обзор) / Н.М. Чернышов, С.П. Молотков, О.Г. Резникова // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: геология. 2003. № 2. С. 137-162.Янин Е.П. Платиновые металлы в окружающей среде (распространенность, источники, техногенное загрязнение, рециклинг) / Е.П. Янин // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды, 2008, № 5, с. 2–94.Янин Е.П. Платиновые металлы в окружающей среде (эколого-геохимические аспекты). – М.: НП «АРСО», 2021. – 232 с.Приложение 1Структура платиноидной промышленности России, 2019 г [15]