Платиновые руды

ПЛАТИНОВЫЕ РУДЫ (а. platinum ores; н. Platinerze; ф. minerais de platine; и. minerales de platino, menas de platino) — природные минеральные образования, содержащие платиновые элементы (Pt, Pd, Jr, Rh, Os, Ru) в таких концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Месторождения платиновых руд 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 платиновых руд неравномерно. Их промышленные концентрации колеблются от 2-5 г/т до n кг/т в коренных собственно платиновых месторождениях, от десятых долей до сотен (иногда тысяч) г/т в коренных комплексных и от десятков мг/м³ до сотен г/м³ в россыпных месторождениях. Основная форма нахождения платиновых элементов в руде — их собственные минералы (известно более 100). Чаще других встречаются: железистая платина (Pt, Fe), изоферроплатина (Pt₃Fe), Платина самородная, тетраферроплатина (Pt, Fe), осмирид (Jr, Os), иридосмин (Os, Jr), фрудит (PdBi₂), геверсит (PtSb₂), сперрилит (PtAs₂), лаурит (RuS₂), холлингуортит (Rh, Pt, Pd, Jr) (AsS)₂ и др. Подчинённое значение имеет рассеянная форма нахождения платиновых элементов в платиновых рудах в виде ничтожно малой примеси, заключённой в кристаллической решётке рудных (от десятых долей до сотен г/т) и породообразующих (от тысячных долей до единиц г/т) минералов.

Коренные месторождения платиновых руд представлены различными по форме телами платиноносных комплексных сульфидных и собственно платиновых хромовых руд с массивной и вкрапленной текстурой. Эти рудные тела, генетически и пространственно тесно связанные с интрузивами основных и ультраосновных пород, имеют преимущественно магматическое происхождение. Такие месторождения встречаются в платформенных и складчатых областях и всегда тяготеют к крупным длительно развивающимся глубинным разломам. Образование месторождений происходило на глубине от 0,5-1 до 3-5 км в разные геологические эпохи (от архея до мезозоя). Комплексные месторождения медно-никелевых сульфидных платиновых руд занимают ведущее место среди эксплуатируемых сырьевых источников платиновых металлов. Площадь этих месторождений достигает десятков км2 при мощности промышленных рудных зон многие десятки метров. Платиновое оруденение ассоциирует с телами сплошных и вкрапленных медно-никелевых сульфидных руд сложнодифференцированных интрузивов габбро-долеритов (Инсизва в ЮАР), стратиформных интрузий габбро-норитов с гипербазитами (Бушвелдский комплекс в ЮАР), расслоённых массивов норитов и грано-диоритов (Садбери, Канада). Основными рудными минералами платиновых руд в них являются пирротин, халькопирит, пентландит, кубанит. Главные металлы платиновой группы — платина и палладий (Pd: Pt от 1,1:1 до 5:1). Содержание в руде других платиновых металлов в десятки и сотни раз меньше. В медно-никелевых сульфидных рудах находятся многочисленные минералы платиновых элементов. В основном это интерметаллические соединения палладия и платины с висмутом, оловом, теллуром, мышьяком, свинцом, сурьмой, твёрдые растворы олова и свинца в палладии и платине, а также железа в платине, арсениды и сульфиды палладия и платины. При разработке сульфидных руд платиновые элементы извлекаются из собственных их минералов, а также из минералов, содержащих в виде примеси элементы платиновой группы.

Промышленным резервом платиновых руд являются хромититы (Бушвелдский комплекс) и ассоциирующие с ними медно-никелевые сульфидные руды (комплекс Стиллуотер в США); представляют интерес поля медистых сланцев и меденосных чёрных сланцев с попутной платиноносностью и океанические железо-марганцевые конкреции и корки. Россыпные месторождения представлены главным образом мезозойскими и кайнозойскими россыпями платины и осмистого иридия. Промышленные россыпи (струйчатые, лентообразные, прерывистые) обнажаются на дневной поверхности (открытые россыпи) или скрыты под 10-30 м и более мощной осадочной толщей (погребённые россыпи). Ширина наиболее крупных из них достигает сотен метров, а мощность продуктивных пластов — до нескольких метров. Образовались они в результате выветривания и разрушения платиноносных клинопироксенит-дунитовых и серпентинит-гарцбургитовых массивов. Промышленные россыпи, залегающие на своём коренном источнике (платиноносном массиве ультраосновных пород), являются в основном элювиально-аллювиальными и элювиально-делювиальными, имеют небольшие мощности торфов (первые м) и длину до нескольких км. Вне связи со своими коренными источниками находятся аллохтонные аллювиальные платиновые россыпи, промышленные представители которых имеют в длину десятки километров при мощности торфов до 11-12 м. Промышленные россыпи известны на платформах и в складчатых поясах. Из россыпей добываются только минералы платиновых элементов. Платиновые минералы в россыпях нередко находятся в срастании друг с другом, а также с хромитом, оливином, серпентином, клинопироксеном, магнетитом. Встречаются в россыпях платиновые самородки.

Добыча платиновых руд ведётся открытым и подземным способами. Открытым способом разрабатывается большинство россыпных и часть коренных месторождений. При разработке россыпей широко используются драги и средства гидромеханизации. Подземный способ добычи является основным при разработке коренных месторождений; иногда он используется для отработки погребённых россыпей.

В результате мокрого обогащения металлоносных песков и дроблёных хромитовых платиновых руд получают "шлиховую платину" — платиновый концентрат с 80-90% минералов платиновых элементов, который отправляется на аффинаж. Извлечение платиновых металлов из комплексных сульфидных платиновых руд осуществляется флотацией с последующей многооперационной пиро-, гидрометаллургической, электрохимической и химической переработкой.

Мировые прогнозные ресурсы платиновых металлов (без социалистических стран) оцениваются (1985) в 75 050 т, в т.ч. в ЮАР 62 000, США 9300, Зимбабве 3100, Канаде 500, Колумбии 150. В основном эти запасы приходятся на платину (65%) и палладий (30-32%). В ЮАР все запасы платиновых руд заключены в собственно платиновых месторождениях Бушвелдского комплекса. Среднее содержание в руде составляет 8 г/т, в т.ч. платины 4,8 г/т. В США запасы платиновых руд, заключены преимущественно в медных рудах месторождений западных штатов, и лишь незначительное количество приходится на долю россыпных месторождений Аляски (среднее содержание около 6 г/м³). В Зимбабве основные ресурсы платиновых руд заключены в хромитах Великой Дайки. Руды содержат большое количество платины в ассоциации с палладием (их суммарное содержание 3-5 г/т), никелем и медью. В Канаде платиновые руды в основном локализуются в сульфидных медно-никелевых месторождениях Садбери (провинция Онтарио) и Томпсон (провинция Манитоба). В Колумбии месторождения платиновых руд сосредоточены главным образом на западных склонах Кордильер. Запасы подсчитаны для россыпей в долинах рек Сан-Хуан и Атрато в департаментах Чоко и Нариньо. Содержание платины в россыпях на богатых участках достигает 15 г/м3, а в дражных песках 0,1 г/ м³.

Главные страны-продуценты платиновых руд — ЮАР и Канада. В 1985 мировое производство металлов платиновой группы из руд и концентратов (без социалистических стран) составило более 118 т, в т.ч. в ЮАР около 102, Канаде около 13,5, Японии около 1,1, Австралии 0,7, Колумбии 0,5, США около 0,4. В ЮАР почти вся добыча осуществлялась из месторождений горизонта Меренского. В Канаде платиновые металлы извлекались попутно при производстве никеля из руд месторождений Садбери и Томпсон, а в США их получали из россыпных месторождений Аляски попутно при рафинировании меди. В Японии производство платиновых металлов осуществлялось из импортных и собственных руд меди и никеля.

На долю вторичных источников приходится от 10 до 33% ежегодного мирового производства этих металлов. Страны-экспортёры платины в 1985: Япония (45%), США (40%), Великобритания, Нидерланды, ФРГ, Франция, Италия.