Иван Степанович Алексеев Металлы драгоценные
жүктеу/скачать 5,03 Mb.
|
| Концентрирование платиновых металлов в файнштейнах применяется и при переработке собственно платиновых руд ЮАР и США. Файнштейны подвергаются окислительному автоклавному выщелачиванию с получением богатых платиновыми металлами остатков, направляемых на аффинаж. В отдельных случаях поведение осмия нуждается в экспериментальном уточнении. Однако, несомненно, при любом распределении осмия между концентратом платиновых металлов, растворами и абгазом возможно организовать его извлечение с незначительными затратами.
Альтернативная технология, запатентованная для собственно платиновых руд, обжиг – хлорное выщелачивание платиновых металлов также позволяет извлечь осмий из газов обжига, что экспериментально подтверждено российскими учеными. Все перечисленные способы обеспечивают уровень извлечения осмия, приближенный к уровню извлечения платины. Помимо этих традиционных источников платинометалльного сырья, содержащего осмий, имеется специфическое нетрадиционное сырье, например хромиты офиолитовых массивов, которые характеризуются относительно низким содержанием платины и палладия и высоким содержанием металлов – спутников платины. Содержание осмия в данных рудах в 3–5 раз превышает его содержание в медно-никелевых рудах. При переработке хромитовых концентратов в монохромат методом спекания их с содой и другими добавками осмий практически полностью возгоняется в газовую фазу и может быть выделен в виде богатого концентрата. Учитывая большие масштабы производства монохромата, этот источник позволит получить дополнительно значительное количество осмия. Осмия предлагают и требуют мало, но возможны перемены Осмий – наименее потребляемый металл среди платиноидов. В чистом виде он обычно не применяется вообще из-за хрупкости, окисляемости и летучести его окислов. В сплавах с платиной и палладием его используют для изготовления электрических контактов; в сплавах с вольфрамом, кобальтом и никелем – для производства неистирающихся и коррозионно-устойчивых плавленых технических наконечников, способных выдерживать очень высокие удельные нагрузки. Из сверхтвердых сплавов на основе осмия изготовляют наконечники перьев авторучек, штифты для приборов, иглы компасов, детали часовых механизмов, ответственные части точных измерительных приборов. Эти сплавы, которые заменили применявшийся ранее природный иридосмин, содержат 60 % осмия, небольшое количество рутения, остальное – другие металлы платиновой группы. Некоторое количество осмия используют для изготовления медицинского инструмента. В связи с высокой каталитической активностью осмий применяют в химической и нефтяной промышленности. Осмий в виде четырехокиси ОзО4 успешно служит мягким окислителем в медицине, биологии, при анализе новых полимерных материалов. Уникальные физические свойства этого металла позволяют применять его в качестве небольших легирующих добавок для придания сплавам особых свойств-прочности, химической стойкости, смачиваемости, пластичности и т. д. Металлический осмий используется в лампах накаливания Ауера (часто вместе с вольфрамом), а также в качестве катализатора при синтетическом производстве аммиака. Осмиевая кислота применяется при микроскопических исследованиях животных и растительных тканей, для окрашивания нервных волокон и жировых включений, а также в медицине. В фарфоровой промышленности с использованием осмия получают яркую, сочную черную краску. Есть сведения о применении осмия в качестве одного из компонентов сплавов, обладающих сверхпроводимостью, о способности этого металла связывать молекулярный азот. Также он находит применение в некоторых секретных производствах. Было и такое… ОСМИЙ ПО СТРАННОЙ ЦЕНЕ Август 2001 г. В Москве пресечена попытка продать осмий. В руки милиции попал очень экстравагантный вор. При нем оказалась небольшая пробирка, в которой содержалось ровно 2 г этого ценнейшего металла. Если учесть, что в мире используется всего-несколько килограммов осмия, то 2 г в одних-руках приобретают совсем другой вес. Входе следствия выяснилось, что пойманный с наличным гражданин похитил металл давно – в 70-х годах XX в., когда работал на секретном заводе и имел доступ к осмию. Есть все основания предполагать, что было вынесено большее количество металла. Надо сказать, что похититель дешево (на его взгляд) оценил свое почти тридцатилетнее ожидание момента, когда можно будет продать украденное и стать богаче: <Я недорого просил, – сказал он, – 23 тысячи долларов за эти два грамма, хотя я знаю, что на Западе один грамм стоит более 150 тысяч. Просто хотелось быстрее реализовать». КОНТРАБАНДИСТЫ ИСКАЛИ В МОСКВЕ ПОКУПАТЕЛЕЙ ОСМИЯ Сотрудники оперативно-розыскного бюро Главного управления МВД по Центральному федеральному округу проводят проверку ряда московских НИИ с целью выявления проведения в них обогащения нелегальной продукции – изотопа осмия-187. 11 января оперативники задержали у одного из столичных коммерческих банков пятерых граждан, у которых была обнаружена ампула с 6 г этого вещества, стоимость 1 г которого на международных рынках колеблется от 200 тыс. до 600 тыс. долл. США. Рынка сбыта такого металла в России практически нет. По данным оперативников, в странах бывшего СССР существует только одно крупное месторождение руды, содержащее изотопы осмия, – в Казахстане. Изотоп осмия-187 не радиоактивен. Этот металл платиновой группы применяется при производстве ядерного оружия и в аэрокосмической сфере. В связи с этими происшествиями следует сделать одно замечание – по поводу цены, Изотоп осмия-187, действительно, очень дорог, но все же не настолько. По мнению некоторых специалистов, более реальной представляется цена 510 тыс. долл. за 1 г. Сам же металл (не изотоп) стоит намного меньше – по данным Mining Journal, около 400–450 долл. за унцию. Так что s первом криминальном событии речь шла. видимо, об изотопе осмия. Вместе с тем нельзя исключить, что из-за отсутствия нормального рынка этого редчайшего металла начинают действовать цены спекулятивного черного рынка, а на нем может быть все что угодно. Как уже было отмечено, осмий, несмотря на ряд уникальных свойств, наименее потребляемый металл из платиноидов, Широкие исследования по изысканию новых областей применения осмия не проводились ввиду малого масштаба его производства. Однако результаты отдельных работ позволяют ожидать, что, если производство осмия выйдет на новый количественный уровень и, главное, если потребители будут уверены как в стабильности объемов его производства, так и в стабильности поставок, рынок осмия наберет силу. Высокие физические и каталитические свойства осмия дают возможность предположить, что такой вариант развития событий вполне вероятен. Ряд сибирских ученых установили высокую эффективность использования осмата калия для катализа процессов органического синтеза. В частности, результаты использования осмия в катализаторах нейтрализации выхлопных газов значительно выше, чем у аналогичных устройств на основе платины и палладия. Эти области потребления могут полностью поглотить все мировое производство осмия даже при значительном его расширении, Но можно ли обеспечить существенное увеличение выпуска осмия и его стабильные поставки? Важнейшая задача в этом направлении – разработка технологий, уменьшающих потери металла при его извлечении из различного сырья, Низкое по сравнению с другими платиновыми металлами извлечение осмия обусловлено его специфическим технологическим поведением: образованием в окислительных пирометаллургических процессах летучего тетраоксида осмия, повышенными потерями с кеками и растворами, что способствует его техногенному рассеянию. Особенно низкое извлечение его наблюдается при переработке медно-никелевых сульфидных руд, так как осмий теряется не только в процессе обогащения и металлургической переработки этого сырья, но и при обогащении анодных шламов – продуктов, наиболее богатых платиновыми металлами. Значительные потери осмия обусловлены тем, что поведение осмия в процессах пиро-и гидрометаллургической переработки медно-никелевого сырья изучено недостаточно. Перед исследователями стоит задача – систематически и детально изучать химию осмия, поведение и формы нахождения его на различных этапах переработки сырья, содержащего платиновые металлы. В настоящее время поставщиками продукции на основе осмия являются более 40 компаний. Учитывая небольшие количества производства осмия, можно полагать, что большинство этих компаний ограничивается граммовыми или первыми килограммовыми количествами. Наиболее крупные производители осмиевой продукции за рубежом – компании Alfa Aesar, Johnson Matthey, Degussa Merck, Sigma-Aldnch и др. Анализ данных о платине позволяет сделать достаточно оптимистический вывод. С учетом того, что мировое производство платины составляет более 130 т в год и в ближайшее время по прогнозу может достигнуть 200 т в год, объем производства осмия также может в принципе вырасти до 2 т и более в год. Определенные надежды связывают и с производством монохромата; как сказано выше, этот источник может дать значительное количество осмия. Обзор конъюнктуры рынка платиновых металлов и, в частности, осмиевого рынка показал, что наиболее востребованными в мире формами осмия являются металлический осмий, осмат калия и тетраоксид осмия. Ниже приведены характеристики некоторых соединений осмия. В институте «Гипроникель» разработаны технологии получения этих аффинированных товарных форм осмиевой продукции непосредственно из полупродуктов комбината «Североникель». Таким образом, значительное увеличение выпуска осмия и стабилизация его поставок возможны без существенных капитальных вложений в рамках применяемой в России технологии за счет использования внутренних ресурсов. Одновременно целесообразно организовать исследования по изучению наиболее рационального использования осмия, изысканию новых областей его применения и наладить выпуск наиболее перспективных в настоящее время форм осмиевой продукции. Иридий – яркий представитель МПГ Краткая история второго английского дубля Иридий и в природе, и в истории соседствует с героем предыдущей главы – осмием. Оба металла примерно в одно время (около 1804 г.) открыл английский химик Смитсон Теннант. Исследуя черный порошок, остающийся после растворения самородной платины в «царской водке», он сначала выделил из него осмий, соли которого отличались резким запахом. Затем ученый занялся песчинками, запах которых был еле уловим, и определил, что в них осмий, так же как железо и платина, оказался лишь примесью, а что было главным-это предстояло выяснить. После множества опытов Теннант получил хлорид неизвестного вещества, а из него металл, который по некоторым физическим свойствам был похож на осмий, но отличался от него хрупкостью, а главное – своими химическими свойствами. Наиболее приметным было то, что соли этого металла имели яркую многоцветную окраску. Это и определило выбор названия – иридий (от греческого iris – радуга, радужный). Так получилось, что открытие Теннантом нового металла привело к отмене другого элемента, над которым в тот же период работали видные французские химики А. Фуркруа и Л. Вокелен. В отличие от Уильяма Волластона, Теннант не был сторонником засекречивания своих достижений или, тем более, превращения их в шутку. Он открыто и, главное, очень убедительно продемонстрировал новые металлы и процессы их получения, и французские ученые его поддержали. Для них это было морально нелегко, но по-научному честно. Они сообщили, что тоже изучали нерастворимый остаток платиновой руды и сделали вывод о содержании в нем неизвестного элемента. Ему даже дали имя «птен» – крылатый, но до конца исследование не довели из-за странностей в поведении нового элемента. Теперь стало ясно, что птен в этих странностях не виноват, потому что его вообще нет: французские исследователи самокритично признали, что приняли за птен смесь двух элементов – иридия и осмия. Так, открыв осмий и иридий, Теннант, вслед за своим соотечественником Волластоном, тоже совершил «дубль» в науке-семейство платиноидов пополнилось еще двумя металлами. Свойства, запасы и применение иридия Иридий относится к тяжелым платиноидам, по основным характеристикам (плотность, температура плавления и др.) он лишь немного уступает признанному уникальным осмию. Атомная масса иридия 192,2. Плотность 22,42 г/см3. Скрытая теплота плавления при 2300 °C составляет 109,25 Дж/г. Твердость иридия по шкале Мооса 6,0–6,5. Температура кипения выше 4400 °C. Температура плавления 2450 °C. Металлический иридий плавится в кислородно-водородном пламени в обычной известковой печи, В пламени светильного газа и кислорода не плавится. Коэффициент линейного расширения иридия при повышении температуры на 1 °C в интервале температур от 0 до 100 °C составляет 0,0000067. Природа бедна иридием: земные запасы его не превышают миллионных долей процента. Один из основных источников его получения – осмистый иридий. Минералы группы осмистого иридия генетически связаны главным образом с ультраосновными изверженными породами (дунитами и перидотитами), в которых они встречаются в тесной ассоциации с минералами группы платины, хромшпинелидами, изредка с сульфидами меди. Известны находки осмистого иридия также в гидротермальных кварцевых золотоносных жилах (встречались сростки невьянскита с золотом). При выветривании руд осмистый иридий вследствие химической устойчивости вместе с минералами группы платины и золотом переходит в россыпи. Он широко распространен в платиноносных россыпях Свердловской области (Невьянский, Сысертский и другие районы). В незначительных количествах осмистый иридий присутствует во многих золотоносных россыпях Урала, Сибири, а также в россыпях штатов Калифорния и Орегон (США), Британской Колумбии (Канада), Бразилии и в других местах. На о-ве Тасмания (Австралия) известны россыпи, в которых минералы группы осмистого иридия преобладают над платиновыми минералами. Попутно с золотом они добываются в месторождении Витватерсранд (Южная Африка). В наше время чистый иридий выделяют из самородного осмиридия и остатков платиновых руд, но прежде из них, действуя различными реагентами, извлекают платину, осмий, палладий и рутений и лишь после этого наступает очередь иридия. Полученный при этом порошок либо прессуют в полуфабрикаты и сплавляют, либо переплавляют в электрических печах в атмосфере аргона. При обычной температуре иридий хрупок и не поддается никакой обработке, но в горячем состоянии может подвергаться ковке. Во всем мире производится около 1 т этого металла в год. Это обстоятельство сдерживает спрос и сужает сферы использования иридия. Другим фактором, который осложняет применение иридия, является упомянутая хрупкость. Склонность к хрупкому межзеренному разрушению (ХМР) – одна из главных причин плохой обрабатываемости иридия. В иридии технической чистоты снижение пластичности происходит за счет сегрегации примесей по границам зерен, что делает такой металл практически необрабатываемым. В высокочистом поликристаллическом иридии ХМР также вызывает снижение пластичности по сравнению с монокристаллом, но сегрегация примесей наблюдается далеко не на всех границах зерен. Иными словами, в таких случаях границы зерен в металле сами по себе являются «опасными» местами. В качестве причины склонности к хрупкости рассматривается торможение дислокаций на границах зерен из-за их специфической структуры. Существуют два способа подавления межзеренной хрупкости или повышения обрабатываемости иридия. Первый-путем микролегирования повысить «прозрачность» границ для дислокаций. Второй – вывести границы зерен из материала, т. е. вырастить массивный монокристалл, и не допускать рекристаллизации металла при термомеханической обработке. Последний способ применяется, например, на Екатеринбургском заводе ОЦМ, что позволяет получать изделия из иридия любых требуемых размеров и форм. Поэтому, несмотря на значительные, но преодолимые трудности, иридий используется в целом ряде сфер. И надо сказать, что ему находили применение еще в XIX в. Если вспомнить о выпуске в России в 1828 г. первой платиновой монеты, то следует отметить, что тот белый червонец не был чисто платиновым, хотя на нем и была надпись: «2 зол. 41 дол, чистой уральской платины». На деле же монета содержала около 97 % платины и 1,2 % иридия (остальное составляли палладий, родий, медь и железо). Это было, если так можно сказать, анонимное применение иридия. Но в том же веке для него было найдено официальное и важное назначение – материал для эталонов мер и весов. Известно, что такие эталоны должны обладать неизменяемыми с течением времени объемом и длиной, иметь достаточную механическую прочность и не иметь на поверхности даже легких следов окислов. Этим требованиям наилучшим образом отвечал сплав платины и иридия. Еще в 1872 г. Международная метрическая комиссия постановила изготовить 31 эталон длины – «архивный метр» в виде брусков из сплава платины с 10 % иридия, а через 17 лет в качестве прототипа килограмма была утверждена гиря, выполненная из того же платиноиридиевого сплава, а международными эталонами стали 40 ее точных копий, которые поступили в хранилища разных городов. В XX в, «архивный метр» был отменен (в 1960 г эталоном метра стала длина, равная 1650763,73 длины волны оранжевого излучения атома изотопа крилтона-86), но платиноиридиевая гиря в форме цилиндра диаметром и высотой 39 мм до конца столетия оставалась международным эталоном килограмма. В наши дни иридий благодаря своим уникальным свойствам находит применение прежде всего там, где он незаменим в качестве конструкционного материала изделий, эксплуатируемых в агрессивных средах и при высоких температурах. Обычно для этих изделий используются сплавы иридия с платиной. Основная область применения иридия – в качестве контейнерного материала, который может успешно эксплуатироваться до температуры 2100 °C. Из него изготовляют, например, тигли для выращивания оксидных монокристаллов. Освоены технологии изготовления тиглей из металла электронно-лучевой плавки, монокристаллической заготовки, а также тиглей, полученных методом гальванопластики. На эти цели идет около 40 % общего потребления иридия. Кроме тиглей изготовляются контейнеры для малогабаритных источников тепловой и электрической энергии, обмотки для электропечей, катодов, другие изделия. Наиболее ходовыми являются сплавы платины с 1, 5, 10, 15, 20 и 25 % иридия. Для производства искусственного шелка применяются фильеры из сплава платины с 2,5 % lr. Этот сплав обладает твердостью по Бринеллю около 45 кгс/мм2 и сопротивлением разрыву около 20 кгс/мм2. Сплавы с 20–25 % иридия используются для изготовления магнето авиационных и других моторов. Сплавы платины с 5-10 % иридия применяются в ювелирной промышленности. Несколько лет назад сплавам с иридием была предложена новая ответственная роль в медицине: из них изготовили зажимы электродов электрических стимуляторов сердечной деятельности. Электроды вживляются в сердце человека, страдающего стенокардией; в теле больного находится и крохотный приемник, присоединенный к электродам и генератору с кольцевой антенной, закрепляемой рядом с приемником (генератор же может располагаться, например, в кармане костюма). Как только начинается приступ стенокардии, больной включает генератор. Поступающие при этом в кольцевую антенну импульсы передаются в приемник, из него – на электроды, а затем через платиноиридиевые зажимы – на нервы, которые заставляют сердце работать активнее. Многие ценные свойства присущи и сплавам иридия с другими металлами. Незначительные добавки иридия к вольфраму и молибдену позволяют им сохранять прочность при высоких температурах. Термоэлементами с парой иридий – рутений можно измерять температуру в пределах от 1600 до 2000 °C и выше. Сплав осмий-иридий благодаря твердости и отсутствию магнитных свойств применяется для изготовления морских компасов. Окись иридия используется в живописи по фарфору для придания ему черного цвета. Продолжаются закупки иридия для использования в нейтрализаторах, установленных на автомобильных двигателях прямого впрыска, однако ожидается, что в будущем они снизятся в связи с введением более строгих экологических нормативов по выхлопам в Европе и Японии. У двигателей прямого впрыска могут возникнуть определенные проблемы с соответствием новому законодательству, и представляется вероятным, что, хотя будут найдены новые каталитические комбинации, они не потребуют использования иридия. В других областях автомобильной промышленности ожидается увеличение использования платиново-иридиевых сплавов для электродов свечей зажигания. Испытания показали, что ресурс таких электродов может достигать 250 тыс, км пробега и более. Иридий применяется также для изготовления точных измерительных приборов, лампочек накаливания, наконечников для перьев и хирургических инструментов, игл для шприцев, неамальгамирующих катодов. Правда, есть вероятность замены иридия в некоторых изделиях. Например, сплав платины с 10 % иридия, применяемый для изготовления игл медицинских шприцев, может быть заменен сплавом палладия с платиной, так как иглы работают при малых температурах и в условиях, не вызывающих интенсивной коррозии. В электротехнических приборах, в которых сплав платины с 10 % иридия используется в качестве контактов, иридий может быть заменен палладием. Весьма перспективны прочные и износостойкие иридиевые покрытия. Сегодня их применяют реже, чем, скажем, платиновые, палладиевые, родиевые. Это объясняется технологическими трудностями, возникающими при нанесении иридия на другие металлы. Иридиевое покрытие можно получить электролитическим путем из расплавленных цианидов калия и натрия при температуре 600 °С. Несколько проще другой способ – плакирование. В этом случае на тот или иной металл накладывают тонкий слой иридия, а затем образовавшийся «бутерброд^ попадает под горячий пресс, в результате чего покрытие прочно прилипает к основному металлу. Сходным способом изготовляют и иридированную проволоку: на заготовку из вольфрама или молибдена надевают «рубашку» – иридиевую трубку и горячей ковкой с последующим волочением получают биметаллическую проволоку нужной толщины. Такая проволока служит для производства управляющих сеток в электронных лампах. Разработан и химический способ нанесения иридиевых покрытий на металлы и керамику. При этом на поверхность изделия наносят раствор комплексной соли иридия, например с фенолом или другим органическим соединением, и в контролируемой атмосфере нагревают изделие до 350400 °C; органическое вещество улетучивается, а слой иридия остается. В чистом виде либо в союзе с другими металлами иридий находит применение в химической промышленности: иридиево-никелевые катализаторы помогают получать пропилен из ацетилена и метана; платиновые катализаторы, в состав которых входит иридий, ускоряют реакцию образования окислов азота в процессе получения азотной кислоты. Другой областью, где используется иридий, является производство радиоизотопа иридий-191, применяемого в качестве датчика для контроля различных материалов и процессов, в том числе и в медицине. В настоящее время известно 15 изотопов этого элемента с массовыми числами от 182 до 198. У самого тяжелого изотопа – самая короткая жизнь: его период полураспада меньше минуты. Любопытно, что период полураспада иридия-183 – ровно час. Стабильных же изотопов у элемента всего два – иридий-191 и иридий-193. На долю более «весомого» из них в природной смеси приходится примерно 62 % атомов. Изотопы иридия находят все новые области применения. Например, несколько лет назад во Франции специалисты Центра атомных исследований разработали гамматрон – прибор, позволяющий следить за состоянием мостов, плотин и других сооружений из железобетона: под действием гамма-лучей радиоактивного иридия-192 на стеклянной пластинке, покрытой светочувствительным слоем, появляется четкое изображение «внутренностей» контролируемых узлов и деталей, С помощью подобных дефектоскопов проверяют качество металлических изделий и сварных швов: на фотопленке фиксируются все пустоты, непроверенные места и инородные включения. В доменном производстве малогабаритные контейнеры с тем же изотопом иридия служат для контроля уровня материалов в печи. В России изотоп иридия-192 также применяется для подобных целей. В октябре 2000 г, об этом стало известно из хроники происшествий. Сначала речь не шла о криминале, скорее всего причиной опасного случая стала халатность, но она, как и простота, иногда хуже воровства. Было и такое… ТЕПЕРЬ В АМУРЕ ЕСТЬ ИРИДИЙ? В р. Амур, в Хабаровском крае, затонула баржа, на борту которой, помимо контейнеров с оборудованием, находился контейнер с радиоактивным элементом иридий-192. Радиационный фон в районе затопления баржи находится в норме. К поиску контейнера приступили водолазы. Правда, их работу на 10-метровой глубине затрудняет сильное течение. Специалисты утверждают, что при аварии контейнер должен сохранить герметичность. Опрокидывание баржи произошло на повороте реки. При сильном течении и возникших волнах баржа стремительно затонула, опустившись на глубину 10 м. При аварии никто не пострадал, однако на речном дне оказалось 220 бочек с нефтепродуктами и трехтонный контейнер с двумя источниками ионизирующего излучения – изотопом иридий-192, предназначавшимся оборонному предприятию ОАО «Николаевский-на-Амуре судостроительный завод». Иридий-192 используется на заводе при изготовлении дефектоскопов, оценивающих надежность сварных соединений, Что стало причиной аварии – халатность капитана или перегруженность баржи, еще предстоит выяснить. Между тем известно, что ущерб Николаевского-на-Амуре судостроительного завода, которому принадлежало все затонувшее оборудование, составил 1,5 млн долл. По предварительным данным, герметичность контейнера, рассчитанного на экстремальные нагрузки, не нарушилась. Однако Дальневосточный региональный центр) МЧС России предпринимает экстренные меры к его поднятию. Одновременно идет «отлов» бочек с маслом, пока они целы. Сложнее обстоит дело с контейнерам: водолазы, спускавшиеся к барже, не смогли подвести тросы под ее корпус из-за того, что видимость на дне Амура на этом участке очень слабая. Зафиксировать приспособления для подъема судна в нужном положении мешает и сильное течение. Тем не менее спасатели намерены поднять баржу и контейнер в самые ближайшие дни. По имеющимся данным, контейнер с изотопом все-таки подняли и в Амуре теперь нет иридия. Видимо. Иридий в конце ХХ – начале XXI В До настоящего времени в промышленно развитых и развивающихся странах произведено 20 т иридия чистотой 99,999,95 %, из них 10–20 % из осмиридиума, встречающегося в месторождениях Колумбии, Японии, Зимбабве, Эфиопии, Тасмании и Бразилии. Спрос на иридий по отраслям, тыс. унций По дачным компании «Джонсон Мали». Как видно из приведенных данных, мировое потребление иридия составляет около 3,5 т. Наибольшее количество используется в химической промышленности – 32 %, в электротехнике – 26 %, в нейтрализаторах – свыше 6 % и других отраслях промышленности примерно 36 %. Цена на иридий в 2000 и 2001 гг. составляла около 415 долл. США за тройскую унцию. Правда, к концу 2001 г. она стала снижаться до 408 долл. в ноябре и 395 долл. в декабре, а к марту 2002 г. опустилась до 360 долл. за унцию. Рутений – от латинского Россия Научный подвиг казанского ученого В 1804 г. закончился период крупных открытий в группе платиноидов. Два знаменитых англичанина, давших миру четыре металла, продолжали жить и работать, но заметных результатов их труды больше не принесли. Другие ученые пытались найти что-то еще в платиновой руде и, бывало, находили, спешили дать название новому веществу, но потом приходилось от него отказываться, поскольку все оказывалось ошибочным, Так случилось, например, с профессором Дерптского университета Готфридом Вильгельмом Озанном, который, как ему показалось, нашел в уральской платине три новых вещества, одно из которых он назвал рутений. От всех трех Озанн вскоре отрекся: ничего нового в них не обнаружилось, все были плохо очищенными уже известными элементами. И все-таки платиноидов оказалось не пять, а шесть. Доказал это профессор Казанского университета Карл Клаус. Из Большого энциклопедического словаря: Клаус Карл Карлович (1796–1864), химик, член-корреспондент Петербургской АН (1861). Открыл (1844) химический элемент рутений, описал его свойства и определил атомную массу. Труды по химии платиновых металлов. Известен как ботаник, одним из первых применил (1851) количественные методы в сравнительной флористике. К открытию Клаус шел долго. Поддержку своим научным интересам он нашел в Казанском университете. Его ректор, известный математик, создатель неевклидовой геометрии Н.И.Лобачевский энергично привлекал к работе способных людей. В 1840 г. Клаус заинтересовался проблемами переработки уральской платиновой руды. По его просьбе петербургский Монетный двор прислал ему пробы платиновых остатков – нерастворимого осадка, образующегося после обработки сырой платины «царской водкой». «При самом начале работы, – писал позднее ученый, – я был удивлен богатством моего остатка, ибо извлек из него, кроме 10 % платины, немалое количество иридия, родия, осмия, несколько палладия и смесь различных металлов особенного содержания…» Он был так поглощен исследованиями, что, по его словам, «…внешний мир исчез из кругозора… Два полных года я кряхтел над этой работой с раннего утра до поздней ночи, жил только в лаборатории и неутомимый труд принес свои плоды». И здесь уместно привести цитату, дающую картину того, как происходило открытие рутения. «Исследуя ту часть сплава остатков с селитрой, которая нерастворима в воде, – пишет Клаус, – я смешал жидкость (полученную после отделения осмиевой кислоты) с раствором поташа до щелочной реакции, получил обильный осадок водной окиси железа желто-бурого цвета, который я оставил на несколько дней в жидкости, причем он получил черно-бурый цвет. Это окрашивание приписывал я осадившейся окиси иридия, но подозревал в ней также присутствие некоторого количества окиси родия, и потому я собрал нечистую окись железа, растворил ее в соляной кислоте и получил темный, пурпурово-красный, почти черный, непрозрачный раствор. Это явление удивило меня потому, что ни одна из известных мне окисей не растворяется в кислотах таким цветом. Из этого раствора получил я через прибавление цинка металлический порошок, который вел себя не так, как иридий и родий, а именно: смешанный с поваренной солью и обработанный хлором, при калильном жаре, он дал черно-бурую массу, растворившуюся в воде померанцево-желтым цветом. Этот раствор, цвет которого легко можно было различить от растворов иридия и родия и смеси растворов обоих металлов, дал с аммиаком черный бархатный осадок и, обработанный сероводородом, при отделении черного сернистого металла, получил густой сапфирово-синий цвет. Ни иридий, ни родий, и ни один из других металлов не вел себя таким образом. Хлористый калий и аммоний дали с этим веществом труднорастворимые соли, которые не отличались от двойных солей двуххлористого иридия, Такое сходство побудило меня сначала принять металл за нечистый иридий, но необыкновенные реакции могли произойти и от неизвестного мне тела…» Так началась погоня за «телом», которое от синей окиси иридия отличалось сапфировым оттенком, а в соединении с аммиаком, как выяснилось позднее, обладало вкусом «еще более едким, чем у едкого калия». Задачу несколько облегчило лишь то, что Клаус имел возможность (и терпение) многократно повторять опыты. 15 фунтов остатков было сплавлено с селитрой и при дальнейшей обработке получено 150 л раствора, содержащего иридий и неизвестное тело. При смешивании с сильнонасыщенным раствором поташа образовался белый осадок. Нерастворимая часть состояла из кремнезема, содержащего титановую кислоту и, вероятно, цирконовую землю. Тщательно изучая раствор, полученный при обработке белого порошка соляной кислоты, Клаус получил вещество, которое, «будучи сварено с азотной кислотой, давало померанцево-желтый раствор, окрашиваемый сероводородом в синий цвет». Так не вело себя никакое известное вещество. При дальнейших долгих опытах были получены «кусочки серовато-белого цвета с металлическим блеском, похожие, но более темные, чем иридий» Клаус назвал этот металл рутением «в честь нашего отечества» (по-латыни Rutenia – Россия), «Более целого года трудился я, но наконец открыл легкий и верный способ добывания нового металла рутения на изучение его свойств и соединений». Любопытно, что для верности Клаус отправил в Стокгольм полученные образцы, чтобы заручиться мнением известного и авторитетного в то время химика Якоба Берцелиуса. Не сразу, со второго захода, но одобрение было получено. Более того, шведский ученый написал Клаусу; «В наше время очень принято, если кому-либо удалось сделать настоящее открытие, вести себя так, как будто не нужно упоминать о прежних работах… в надежде, что ему не придется делить честь открытия с каким-либо предшественником. Это плохое обыкновение, и тем более плохое, что преследуемая им цель все же ускользает. Вы поступили совсем иначе. Вы упомянули о заслугах Озанна и выдвинули их, причем даже сохранили предложенное им название. Это такой благородный и честный поступок, что Вы навсегда вызвали во мне самое искреннее глубокое почтение и сердечную симпатию, и я не сомневаюсь, что у всех друзей доброго и справедливого это встретит такой же отклик…» 25 октября 1844 г. на заседании Академии наук в Петербурге было торжественно объявлено об открытии нового элемента, 57-го по общему счету и первого в нашей стране, Весь мир облетело сообщение о «русском члене платинового семейства». К этому времени уже было получено 6 г рутения. Клаус продолжал исследования. Получив в подарок платиновую руду из Южной Америки, он обнаружил в ней рутений, доказал, что этот элемент не составляет специфической особенности уральской руды и оставался не замеченным всеми, кто изучал американские платиновые месторождения. Там. как и на Урале, «собственных» минералов рутения не нашли. Удалось установить, что рутений входит в состав некоторых минералов осмия и иридия (его в рутениевом невьянските и в рутениевом сысертските до 15 %). Демидовская премия Академии наук за 1845 г. была единогласно присуждена Клаусу, а проделанная им работа охарактеризована как научный подвиг. Свойства рутения Рутений – металл серебристо-белого цвета, напоминающий платину. Атомная масса – 101,07. Коэффициент линейного расширения рутения при температуре от 0 до 100 ºС равен 0, 0000099. При нагревании на воздухе рутений теряет в массе вследствие образования летучих окислов. При нагревании под током 500 А и напряжением 110 В в течение 5 мин улетучивается 10 % рутения. Рутений обладает высоким сопротивлением к коррозии. Металлический рутений очень кислотоупорен. Сильно окисляется при плавке щелочами. Порошок металлического рутения при прокаливании на воздухе в смеси с содой поглощает кислород воздуха, образуя рутенат натрия, растворяющийся в воде с оранжевой окраской. Еще быстрее рутений окисляется при сплавлении со смесью едкого калия и селитры, бертолетовой солью и перекисями натрия и бария. В пламени гремучего газа рутений окисляется в летучий рутениевый ангидрид. Плавится рутений в пламени гремучего газа при самой высокой температуре горения этого газа. С наименьшими потерями рутений плавится в электропечи с угольными электродами. Рутений в количестве до 2 кг сплавляется в мелкие гранулы током в 35 А при напряжении 70 В. Во избежание окисления плавку ведут в атмосфере чистого азота. При плавлении на воздухе рутений покрывается тонкой пленкой окислов. Плотность рутения составляет 12,37 г/см3, Рутений – один из самых твердых металлов группы, но в то же время он более хрупкий, чем, например, платина. Легко истирается в порошок темно-серого цвета. В этом состоянии обнаруживает сильные металлические свойства. Твердость по Бринеллю составляет 220, по Моосу 6,5. Температура кипения – 4200ºС. Температура плавления – 2250ºС. Удельное количество теплоты при температуре от 0 до 100 °C составляет 0,255 Дж/г, Сопротивление 1 м проволоки площадью сечения 1 мм2 при 0 °C составляет 0,144 Ом. Рутений образует летучие окислы, которые при нагревании на воздухе образуют ядовитые пары. Четырехокись рутения представляет собой иглы желтого цвета с сильным запахом, легко растворимые в воде. При температуре плавления цвет изменяется на бурый, который сохраняется и после охлаждения. Бурая форма слабо пахнет, плавится при 27 °C, испаряется при 60 °C. Водный раствор четырехокиси рутения – это слабая кислота, образующая с щелочами соли рутенаты. Четырехокись рутения является сильным окислителем. Из йодистого калия в кислом растворе она выделяет свободный иод. При сплавлении металлического рутения со смесью щелочи и перекиси натрия образуется сплав, который при растворении в воде дает сильноокрашенный рутенат натрия. Двуокись рутения образуется при сильном нагревании в струе кислорода и представляет собой черный нерастворимый в кислотах порошок, восстанавливающийся нагреванием в токе водорода до металла. Из сернистых соединений рутения известен сернистый рутений, образующийся при действии сероводорода на растворы солей рутения и представляющий собой черный осадок, нерастворимый в кислотах, за исключением «царской водки». Дает прочные коллоидные растворы. При взаимодействии с роданистым калием наблюдается красное окрашивание. При нагревании этот цвет переходит в характерный для рутения фиолетовый. Эта реакция наиболее характерна для рутения, так как роданистый калий почти не реагирует с прочими платиновыми металлами. В присутствии других платиновых металлов реакция не происходит (если рутения меньше 1/3 или 1/2 от общего количества). При пропускании газа через концентрированный раствор треххлористого рутения сначала не происходит никакого действия. Через некоторое время осаждается светлоокрашенный сернистый рутений, который постепенно темнеет, и раствор принимает темно-синюю окраску. Образующийся коллоидный раствор сернистого рутения коагулирует и выпадает в виде бурых хлопьев. Сернистый аммоний осаждает рутений в виде сернистого металла. Некоторая часть рутения остается в растворе. При кипячении соли рутения с окисью ртути рутений выделяется в виде черного гидрата окиси. Металлический цинк из кислых растворов выделяет рутений очень медленно. Сначала раствор окрашивается в синий цвет, затем выпадает рутений, и жидкость обесцвечивается. При сплавлении рутения с едким калием и селитрой получается черно-зеленая масса, которая растворяется в воде, окрашивая ее в оранжево-желтый цвет. При добавлении в раствор азотной кислоты образует черный осадок. Тиомочевина является чувствительным реактивом на рутений, окрашивая раствор в зеленый или голубовато-зеленый цвет. При добавлении в раствор азотной кислоты образует черный осадок. Минеральные кислоты на рутений не действуют. Тонкий порошок рутения растворяется в гипокислотах. При повышенных температурах свободный хлор и фтор соединяются с рутением. Существует около 12 наиболее известных сплавов рутения: рутений-железо, рутений-медь, рутений-олово, рутений-мышьяк, рутений-свинец и т. д. Металл с большими перспективами В ювелирной промышленности рутений в составе платиновых и платино-палладиевых сплавов используется в незначительном количестве. Но, в принципе, он считается металлом с достаточно широким применением. Например, в химической промышленности его используют в виде аммонийных солей, обладающих особой окраской (рутениевая краска), а также в качестве катализатора при получении метана из окиси углерода и разложении формальдегида и муравьиной кислоты. В технике из рутения в сплавах с платиной изготовляют иглы фонографов, детали точных машин, наконечники перьев и различные точные инструменты. В медицине соли рутения применяются при лечении туберкулеза. Четырехокись рутения используется для окраски гистологических препаратов (выделение черного элементарного металла). Рутений может служить заменителем родия в сплавах с платиной. Спрос на рутений в отраслях-потребителях на рубеже двух столетий, тыс. унций Поданным компании «Джонсон Матти Колебания спроса в потребляющих отраслях, естественно, отражаются и на цене металла. В самом конце XX в. спрос вырос и цена поползла вверх. Ниже приведены среднемесячные цены на рутений в период с января 1991 г. по июль 2000 г., долл./унцию. Январь – июль 1991 г…………………………………………………… 60 Январь – июль 1992 г………………………………………………………. 50+30 Январь 1993 г. – июль 1994 г,……………………………………………. 30+20 Январь 1995 г. – январь 1996 г…………………………………………..20+30 Июль 1996 г…………………………………………………………………… 50 Январь 1997 г. – январь 1998 г…………………………………………..40^30 Июль 1998 г…………………………………………………………………… 60 Январь 1999 г. – январь 2000 г,………………………………………….40 Июль 2000 г…………………………………………………………………… 170 Как видно из приведенных данных, в течение последнего десятилетия прошлого века цена металла колебалась в пределах от 20 до 60 долл. за тройскую унцию. Однако в 2000 г. она стала резко расти и к середине года достигла отметки около 170 долл, за унцию. Раньше такого с рутением никогда не случалось, Действительно, было отмечено расширение сферы применения рутения, но этого факта недостаточно для столь резкого повышения цены. Специалисты объясняют это следующим образом; в последние годы в прессе был опубликован ряд докладов о научно-исследовательских разработках, которые в случае успеха приведут к увеличению спроса на этот металл (суперсплавы, химические процессы и т. д.) и соответственно вырастут цены. Спекулянты рискнули закупить металл заранее, в связи с чем произошел рост его цены, С одной стороны, спекулянты плохи для рынка, потому что они могут вызвать внезапное изменение цен. С другой стороны, их наличие является положительным фактором: они покупают при низких ценах и продают при высоких, что обеспечивает дополнительную ликвидность рынка. В любом случае они – часть рынка, и их действия должны приниматься во внимание. Дальше события на рынке рутения развивались следующим образом. Показатели спроса в 2001 г. несколько снизились; видимо, поэтому уже к концу 2000 г. стоимость металла быстро опустилась до более скромных 118 долл, за унцию. Согласно имеющимся данным, в 2001 г. существенно выросли показатели лишь в графе «Прочие». Возможно, эта загадочная позиция и повлияла на то, что в 2001 г. цена снова поднялась почти до 144 долл, за унцию. Хотя в начале 2002 г. она и составляла около 75 долл. за унцию, но все-таки это не 20 долл., как в середине 90-х годов. Словом, у рутения, если верить цифрам на начало XXI в., есть определенные перспективы. Хочется верить, что связаны они в первую очередь с реализацией научных и экономических прогнозов. Итак, рассмотрены все шесть металлов платиновой группы – каждый в отдельности, что ни в коем случае не отменяет попытки взглянуть на них как на группу. Общая картина не менее важна, чем история, свойства, спрос и потребление отдельного металла. Для этого в книге и дан раздел «Резюме и прогнозы», Резюме и прогнозы Будущее МПГ России должно быть лучше, чем … Ниже приведены важнейшие даты и события, связанные с металлами платиновой группы. Около XVIII в. до н. э. – первые свидетельства использования платины: в некоторых золотых изделиях Древнего Египта (XII династия) имеются включения сырой платины. 1737 г. – испанский астроном Антонио де Уллоа вернулся на родину из Южной Америки и привез из Новой Гранады (так тогда называлась Колумбия) серые речные песчинки, которые были найдены в россыпном золоте, но оказались тяжелее главного драгоценного металла. Впоследствии выяснилось, что это была платина. Так состоялось ее повторное открытие. 1776 г. – в Париже появляются первые изделия из платины (ювелирные украшения и технические товары). 1803 г. – английский ученый Уильям Волластон открывает палладий; – У. Волластон открывает родий. 1804 г. – английский химик Смитсон Теннант открывает осмий; – С. Теннант открывает иридий. 1819 г. – на Урале впервые открыты драгоценный металл платина и ее спутники осмий, иридий, палладий. Исследования платины были проведены А.А, Мусиным-Пушкиным, автором многих книг по горному делу. 1823 г. – в «Московском университетском журнале» появилось сообщение «Об открытии платины, иридия, осмия в России». 1824 г. – начал действовать первый в России платиновый рудник на берегу уральской реки Баранчи. 1825 г. – началась промышленная добыча платины в районе Нижнетагильских заводов Демидова. 1827 г. – петербургские инженеры П. Соболевский и В. Любарский создали способ обработки платины, который позволил формовать изделия под прессом при температуре 1000 °С, Методика легла в основу современной «порошковой металлургии». 1828 г. – в России начинают чеканить первые платиновые монеты достоинством 3, 6 и 12 руб. За 1828–1845 гг. было выпущено 1 млн 400 тыс. платиновых монет, на которые пошло около 15 т металла; – русские разведчики драгоценных металлов сделали новое важное открытие: на Нижнетагильских заводских дачах возле главного хребта Урала нашли платину, включенную непосредственно в горную породу. Так удалось открыть первые коренные месторождения платины. 1844 г. – в результате многолетних трудов по изучению платиновой руды профессор Казанского университета Карл Клаус открывает шестой платиноид – рутений. За это открытие Клаус получает Демидовскую премию Академии наук и 1000 руб. деньгами. 1872 г. – Международная метрическая комиссия утверждает эталон длины в 1 м, который представлял собой брусок, изготовленный из сплава платины и иридия. С 1960 г. эту роль играет определенная длина волны оранжевого излучения атома изотопа криптона-86. 1889 г. – цилиндрическая гиря диаметром и высотой 39 мм из сплава платины и иридия утверждена в качестве международного эталона килограмма, который действует до настоящего времени. 1906 г. – в Петербурге начал издаваться журнал «Золото и платина». Выходил до 1917 г. 1907 г. – в Петербурге состоялся Первый Всероссийский съезд золото-и платинопромышленников. 1911 г. – найдены платиновые россыпи в бассейне рек Витоя и Алдана. 1915 г. – на долю России приходится 95 % от общего количества платины, остальные 5 % – на Колумбию; – в Томске состоялся Второй Всероссийский съезд золото-и платинопромышленников. 1916 г. – начало деятельности Екатеринбургского завода по обработке цветных металлов. Завод был первым российским предприятием, освоившим аффинаж шлиховой платины. 1918 г. – декретом Совета Народных Комиссаров все предприятия, занятые добычей золота и платины, национализированы; – в России создается специальный институт по изучению платины, который позднее вошел в состав Института неорганической химии АН СССР. 1923 г. – начало истории Норильского месторождения платиносодержащих медно-никелевых руд. 1933 г. – в Москве создан Государственный институт по проектированию предприятий золото-платиновой промышленности «Гипрозолото». 1939 г. – начало строительства Красноярского завода цветных металлов, который в настоящее время перерабатывает практически все виды первичного и вторичного платиносодержащего сырья России с получением благородных металлов. 1941 г. – создан Щелковский (до 1987 г. Московский) завод вторичных драгоценных металлов – единственное в России предприятие по переработке золото-и серебросодержащих отходов. В последние годы на предприятии организован технологический участок по производству продукции из платины и палладия. 1946 г. – основан Московский завод по обработке специальных сплавов, крупнейший производитель штампованных изделий из сплавов, содержащих драгоценные металлы. 1975 г. – платиноиды начинают применять в фильтрах-нейтрализаторах выхлопных газов автомобилей. Для палладия, платины, родия это становится важной сферой применения, и с 1979 г. автомобильная промышленность становится основным потребителем платиноидов. 1997 г. – в России на Приокском заводе цветных металлов разработана и внедрена экстракционная технология аффинажа платины, позволяющая сократить сроки переработки сырья и затраты на нее. 2000 г. – резкий рост цен на рутений – до небывалых 170 долл. за унцию. 2001 г. – рекордный скачок цены на палладий в январе-1094 долл. за унцию, за которым, правда, последовал значительный спад. После экскурса в историю перейдем к дню сегодняшнему. Предпримем попытку заглянуть в будущее, которое ждет металлы платиновой группы (в некоторых случаях сказанное будет касаться всех драгоценных металлов). Физико-химические свойства платиноидов изучены наукой достаточно подробно и в целом остаются неизменными. А вот запасы, прогнозные ресурсы – очень изменчивы, остро реагируют на объемы добычи, ее способы. Мировые ресурсы (включая запасы) платиноидов заключены в недрах более чем 30 стран и на конец прошлого века оценивались о 120–140 гыс. т. Мировые прогнозные ресурсы МПГ оцениваются в 60 тыс. т. Большая часть этих ресурсов (до 55 тыс. т) может быть обнаружена в недрах пяти стран: ЮАР (до 25 тыс. т), США и России (до 10 тыс. т в каждой), Зимбабве (до 8 тыс. т) и Китая (1–1,5 тыс. т). В ЮАР почти все прогнозные ресурсы МПГ заключены в глубоких частях Бушвельдского расслоенного массива основных-ультраосновных пород, в некоторых его слоях. В США прогнозные ресурсы связывают с некоторыми недостаточно изученными участками магматического комплекса Стиллуотер, а также (значительно меньше) с комплексом Дулут, аналогичным Стиллуотеру. В Зимбабве прогнозные ресурсы платиноидов заключены главным образом в стратифицированных магматических образованиях Великой Дайки. В Китае основная часть прогнозных ресурсов платиноидов скорее всего связана с рудами медно-никелевых месторождений, где МПГ являются попутными компонентами. Вместе с тем имеются сведения о наличии в стране собственно платиноидных проявлений в мафит-ультрамафитовых массивах. Еще 21 страна располагает прогнозными ресурсами платиноидов в объеме от 0,3 до 1 тыс. т: Бразилия, Колумбия – в Южной Америке; Албания, Испания, Норвегия, Украина, Финляндия – в Европе; Индия, Индонезия, Казахстан, Монголия, Оман, Пакистан, Сирия, Филиппины – в Азии; Бурунди, Египет, Марокко, Сьерра-Леоне, Эфиопия – в Африке; Новая Зеландия – в Океании. В России основная часть прогнозных ресурсов МПГ находится в Норильско-Таймырской. Корякско-Камчатской, Кольско-Карельской, Уральской, Курско-Воронежской провинциях платиноидов, меньшая – в Алданской и Южно-Сибирской. В процентном отношении картина такова: главная роль в ресурсах и запасах платиноидов отрабатываемых объектов принадлежит платиноидно-хромитовым (42 %), малосульфидным платинометалльным (34,2 %) и сульфидным платиноидно-медно-никелевым (23,4 %) месторождениям. В настоящее время металлы платиновой группы добываются главным образом из коренных руд собственно платиноидных месторождений. Некоторая часть платиноидов извлекается попутно из комплексных руд медно-никелевых месторождений и совсем незначительная – из комплексных руд медно-порфировых, медно-колчеданных, медно-ванадий-титаномагнетитовых и хромитовых месторождений. Из россыпей в промышленных количествах добывают только платину, Россия – единственная страна, где добыча этого металла из россыпей значительна (до 40 %). Конъюнктура мирового производства МПГ из первичного рудного сырья определяется двумя странами – ЮАР и Россией с примерно равной долей в общем объеме выпуска металлов: с определенными отклонениями по годам ЮАР поставляла на мировой рынок 63,3 % платины и 23,8 % палладия, а Россия – 28,3 % Pt и 65,3 % Pd. Россия делила с ЮАР также первое-второе места по добыче родия и рутения. В последние годы российские объемы экспорта уменьшались и приходилось прибегать к значительным заимствованиям из государственных стратегических запасов с тем, чтобы сохранить за Россией рынок платиновых металлов. Есть весьма настораживающая тенденция. По имеющимся оценкам подтвержденных запасов, соотношение между этими двумя странами может измениться в ближайшие годы в сторону абсолютного доминирования ЮАР вследствие наращивания добычи и производства МПГ из руд уникального комплекса Бушвельд (осмистый иридий в ЮАР получают при переработке золотоносных конгломератов Витватерсранда). Производство платиновых металлов в России, практически полностью базирующееся на рудах сульфидных медно-никелевых месторождений Норильско-Талнахского района, обладает определенной уязвимостью не только вследствие значительных потерь при попутном их извлечении (Pd и Pt – 6090 %, Rh – 35–60 %, 1 г – 25*40 %, Ru – 12–55 %, Os – 1-25 %) в технологическом цикле основного выпуска Ni и Си, но и из-за селективной отработки наиболее богатых руд. Для России обе проблемы очень серьезны. Селективность в ближайшей перспективе может привести к снижению содержания МПГ в добываемых рудах и, как следствие, сокращению их производства. Показательно существенное различие структуры запасов и добычи: в разрабатываемых запасах богатые руды (сплошные и «медистые») с содержанием МПГ 10–14 г/т составляют 32 %, а в добыче – 87 %. Другая проблема: традиционные методы обогащения медно-никелевых руд приводят, как показано выше, к значительным потерям платиноидов. Поэтому весьма актуально внедрение разрабатываемой на Норильском ГМК новой технологии обогащения, близкой к методам переработки собственных платиноидных руд зарубежных месторождений. Повышение извлекаемости МПГ позволит поднять рентабельность производства и вовлечь в отработку вкрапленные руды и малосульфидные горизонты верхних частей месторождений. Всем понятно, что эксплуатация только месторождений Норильского промышленного района ни в коей мере не сможет решить всех проблем, связанных с добычей и производством платиноидов. Если не будет прироста запасов и ввода новых производственных мощностей, может произойти сокращение добычи МПГ и уменьшение доли России в мировых запасах. Появится угроза ослабления ее роли на мировом рынке производителей платиноидов, где пока наша страна занимает неизменное лидирующее положение. И все же ресурсный потенциал МПГ России позволяет рассчитывать не только на стабилизацию, но и на рост добычи и воспроизводства реализуемых запасов. Наша ставшая привычной беда – недостаток финансов. В условиях ограниченного финансирования специалисты считают, что необходимо сконцентрировать разведочные работы на приоритетных направлениях, включающих следующий комплекс геологоразведочных и прогнозно-металлогенических исследований: работы на прогнозируемых месторождениях в Норильском рудном районе и за его пределами – платиноносные горизонты верхних зон месторождений Норильского и Талнахского рудных полей; геолого-экономическую переоценку вкрапленных руд месторождений Норильского рудного поля с целью определения их промышленного значения в современных условиях; поисковые работы в Бураковском рудном районе (Республика Карелия) и на расслоенных массивах (Мурманская область); кстати, в 2002 г. планируется завершить предварительную оценку новой крупной платиноидной провинции на Кольском полуострове – данное месторождение должно обеспечить создание в России резервной сырьевой базы платиноидов мирового масштаба; специализированные прогнозно-металлогенические работы на хромитоносных дунитовых массивах (Корякский автономный округ) для определения возможного масштаба коренных месторождений «уральского» типа и их промышленного значения; прогнозно-металлогенические исследования в пределах зон развития ультраосновного магматизма Среднего и Приполярного Урала (Свердловская область, Республика Коми, Ямало-Ненецкий автономный округ) и Чукотского автономного округа с целью определения перспектив обнаружения коренных источников платиноносных россыпей различных минерально-геохимических типов. Наращивание добычи благородных металлов в России может быть обеспечено из нетрадиционных источников, которыми, в частности, могут стать золото-платиносодержащие высокоуглеродистые сланцы, железные руды и метасоматиты, располагающиеся в контурах действующих железорудных карьеров и хвостов обогащения. Из новых типов месторождений наибольший практический интерес представляют концентрации платиноидов в отдельных колчеданных месторождениях, а также в хромитоносных образованиях. Ученые-геологи высоко оценивают перспективы хромитовых месторождений и рудоносных формаций западного склона Башкирского Урала на обнаружение в них промышленно значимого платинометалльного оруденения. Что касается ввода в строй новых мощностей, то здесь определенные ожидания связаны с Воронежской областью. На ее территории завершен очередной этап разведки на МПГ и другие природные ископаемые. Воронежская область входит в первую пятерку регионов России по запасам металлов платиновой группы и золота. Правда, в воронежских залежах невысока концентрация полезных ископаемых, что повышает себестоимость ценных металлов. Начало освоения планируется на 2005–2015 гг. Главный вывод: даже при открытии на северо-востоке России россыпных месторождений, сопоставимых по масштабу с уральскими, и введении в строй новых мощностей, в первой четверти XXI в. в МПГ-добывающей отрасли страны определяющую роль будут играть месторождения Норильского промышленного района – сульфидные платиноидно-медно-никелееые, малосульфидные и техногенные платинометалльные; На глобальном уровне в ближней и дальней перспективе представляется очевидным сохранение за ЮАР и РФ монопольного положения в мировой минерально-сырьевой базе МПГ. В сфере производства и потребления МПГ в конце века наблюдалась устойчиво выраженная мировая тенденция увеличения того и другого с явным опережением спроса. Так, если в 1995 г. потребление составило 202 т, то в 2000 г. оно достигло 450 т, в том числе 177,3 t Pt, 264,4 т Pd, 12,5 т Rh, 1,0 т lr и 0,8 т Os, при реальном производстве в том же 2000 г. около 350–360 т. При этом заметно, а иногда рекордно росли цены. Специалисты считают, что соотношение спроса и предложения можно исправить. По их прикидкам, дефицит платины через 2–4 года, скорее всего, будет ликвидирован за счет роста добычи ее в ЮАР, Зимбабве и США. Недостаток же палладия, даже при сокращении сроков строительства новых и расширении действующих добывающих предприятий в США, без дополнительных поставок этого металла из России (в том числе из казначейских запасов) не устранить, и к 2003–2005 гг, он будет разве что несколько смягчен. В таком дефиците есть определенная выгода: можно ожидать, что до указанного времени цены на оба металла будут не ниже достигнутых сегодня: 15–16 долл. за 1 г платины и 12–13 долл. – за 1 г палладия. Итак, драгоценные металлы, платиноиды в том числе, востребованы. Начиная с XX в, особенно со второй его половины, платиноидам принадлежит важная роль в валютном потенциале государств и современном научно-техническом прогрессе. Драгоценные металлы нужны многим отраслям, они дают рабочие места. К примеру, такой вопрос: сколько предприятий в России работают с драгоценными металлами, не считая добывающих? Приблизительный (по ряду причин) ответ дают органы пробирного надзора. У них зарегистрировано более 25 тыс. подконтрольных объектов, в том числе предприятий торговли – более 13 тыс.; ювелирных предприятий и мастеров-ювелиров – более 3 тыс.; ломбардов – около 1 тыс.; банков-более 130; предприятий-изготовителей, осуществляющих заготовку лома и отходов драгоценных металлов и их первичную обработку, – около 500; предприятий – переработчиков лома и отходов драгоценных металлов в конечную продукцию – 25; предприятий – производителей промышленной продукции с использованием драгоценных металлов и камней – около 3 тыс. В этом списке хочется обратить особое внимание на заготовителей и переработчиков лома драгоценных металлов. Во всем мире получению драгоценных металлов из вторичного сырья уделяется большое внимание: например, в конце 90-х годов их объемы за рубежом составили: золота более 3500 т, серебра более 27 ООО т и платины (только из отработанных катализаторов) около 70 т. Показатели по России не такие радужные. Складывающиеся в стране условия делают производство драгоценных металлов из лома и отходов исключительно трудным видом бизнеса. Хотя на самом деле, как отмечалось ранее, потенциал у нас и здесь велик, особенно в оборонной отрасли. Значит, в принципе это может стать весомым дополнительным источником платиноидов и других благородных металлов. Драгоценные металлы не просто востребованы, но и любимы. Сколько бы мы ни рассуждали на тему, так ли уж нужны красивые и дорогие металлы, женщины от украшений никогда не откажутся. Иначе не может быть. Поэтому этот сложный, не очень управляемый (поскольку на нем властвует не всегда понятная мода) и очень обширный рынок будет действовать, пока жив и здоров человек. В России в данной сфере есть проблемы. Основная состоит в том, что необходимо существенно поднять платежеспособность россиян, чтобы обеспечить хороший спрос на ювелирные изделия, что в свою очередь требует определенного дохода на душу населения. Для нашей страны этот уровень жизни, по некоторым данным, возможен при заработке около 10 тыс. долл, США в год. Для большинства жителей России цифра недостижимо огромная, а по западным меркам – совсем небольшая. Будем верить, что скоро средний россиянин сможет спокойно смотреть на эту «кучу» денег (в рублевом эквиваленте она особенно внушительна) и тратить часть ее на украшения для себя и своих близких. Что касается других вариантов применения драгоценных металлов, включая платиноиды, то они завоевали весьма прочные позиции в целом ряде технических областей, и, похоже, в ближайшие годы у них не должно быть проблемы «занятости» – гарантией являются уникальные химические и физические свойства благородных металлов и их сплавов. Высокая каталитическая активность, термостойкость, устойчивость к коррозии в широком диапазоне температур и высокая точка плавления позволяют уже сейчас применять в значительных объемах платину и другие МПГ в автомобильной, авиакосмической, химической и нефтяной промышленности, медицине, электронике, электротехнике, производстве удобрений, стекла, стекловолокна, топливных элементов и других отраслях. Постоянно растет потребление в секторе электроники за счет роста рынка персональных компьютеров и других современных приборов. Мало вероятно, что благородные металлы будут вытеснены оттуда другими, известными сейчас материалами. Правда, некоторые считают, что, несмотря на это, промышленный спрос на драгоценные металлы мог бы быть и большим. Возможно, так и будет. Например, с ужесточением экологических требований к производству и работе транспорта увеличится потребность в использовании палладия и других платиноидов. На Россию в плане экологичного автотранспорта в ближайшее время трудно рассчитывать: у нас нет соответствующего законодательства, мало хорошего бензина, промышленность не готова к выпуску фильтров и т. д. Слишком многое нужно сделать – как сказал один киногерой: «Боюсь, что к Октябрьским не управимся». Тут дел на годы. Так что надежда на Запад: там за свое здоровье давно борются и МПГ на это не жалеют. Что ж, в добрый путь: у нас эти металлы есть, так хотя бы зарубежное здоровье поддержим. Как бы то ни было, Россия, конечно, может рассчитывать на свои высокие потенциальные возможности по платиноидам, особенно в части обеспечения мирового рынка палладием. Эффективность использования своего преимущества решающим образом зависит от стратегической линии Правительства РФ. Тактические и единовременные решения последних лет не обеспечивали стране достижения максимально возможных выгод. Хуже того, отрасль не могла себя обслуживать, не могла реализовывать продукцию, даже для мелких шагов требовались решения на высоком, подчас президентском уровне, не было разумного закона о драгоценных металлах, а были многомиллионные убытки. Другими словами, речь идет о субъективных причинах, о человеческом факторе. Вечная тема для нашей страны. Все эти чиновничьи просчеты издавна и чуть ли не во всех областях мучают наше общество, Они же мешают нам и на внешнем уровне: закрытость и запутанность отечественной системы экспорта, отсутствие четкой и продуманной государственной политики в сфере торговли платиноидами (и другими драгметаллами), многочисленные и неожиданные препятствия, возникающие из-за всевозможных бюрократических проволочек, – все это делает Россию непредсказуемым игроком, способным поколебать рыночную стабильность, иногда приводящим рынок просто в замешательство. Как изменить ситуацию в отрасли? Здесь одними научно-техническими разработками и геологическими открытиями не обойтись – необходимо принимать нормальные законы, обязательно исполнять их, бороться против диктата чиновников и т. д. Задача не простая, но при желании – выполнимая. Маленький просвет все же есть. 26 марта 1998 г. был принят Закон РФ «О драгоценных металлах и драгоценных камнях» – с ним отрасль связывает некоторые надежды. Основные же возлагаются по-прежнему на тяжелый труд геологов, старателей, а также рабочих, инженеров и руководителей предприятий, дающих стране драгоценные металлы, – там положительные результаты есть и, видимо, будут, несмотря на постоянную готовность бюрократов «поучаствовать и помочь». Тяжелый труд – не дежурная фраза; в России добыча, а иногда и аффинажное производство металлов осуществляются в очень трудных климатических и геологических условиях, но тут уж ничего не поделаешь, так распорядилась природа, Следующая, четвертая часть книги как раз и будет посвящена главной надежде России – предприятиям и людям, которые добывают и производят золото, серебро, платиноиды. Платье из золота — высокая мода богатых конца XX – начала XXI вв. Икона «Серафим Саровский» в окладе Москва, 1903 г. Фабрика И.А. Алексеева. Серебро, дерево, эмаль, скань, зернь, золочение, темпера Суповая чаша из «Орловского» сервиза Франция, 1770–1771 гг. Знаменитые золотые самородки России, находящиеся в Алмазном фонде России: «Большой треугольник» (крупнейший из самородков массой 36 кг), «Верблюд» (9,2 кг), «Мефистофель» (20 г), «Заячьи уши» (3,344 кг) Платиновые самородки «Маршальская звезда» Золото, платина, бриллианты Знак ордена Св. Анны 3-й степени с мечами Золото, эмаль, н/д металл, бумага Знак ордена Св. Станислава с мечами Золото, эмаль, н/д металл, бумага Вазочки Фирма «Фаберже, 1908–1917 гг. Серебро, эмаль по резьбе, золочение Портсигар Фирма «Фаберже», 1891 г. Золою, серебро, бриллианты, алмазы «розы», эмаль по гильошировке Браслет Золото, демантоиды Брошь Золото, бриллианты, алмазы «розы» жүктеу/скачать 5,03 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|