Ученые Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН и Сибирского федерального университета обнаружили, что сульфидные минералы накапливают платину. Это позволит добывать драгоценный металл из отработанного сырья горно-металлургических компаний. Результаты исследования опубликованы в журнале Minerals.
Платина – один из благородных металлов, который широко применяется в автомобилестроении; нефтегазовой, химической и стекольной промышленности; инвестировании; ювелирном деле; электронике и медицине. В 17 веке в России из платины изготавливались монеты, а сейчас она является биржевым товаром. Из-за такой широкой востребованности увеличивается и ее потребление.
Один из основных источников платины – залежи сульфидных медно-никелевых руд. В России существует несколько таких месторождений, в том числе в Норильске. Платина в таких рудниках не является основным предметом добычи и разрабатывается попутно. Однако такое извлечение создает проблемы, часть металла теряется с отвальными хвостами – отходами процесса обогащения меди и никеля. В состав таких остатков входят сульфидные минералы, соединения различных элементов с серой. Поскольку содержание драгоценного металла в отходных минералах неизвестно, его разработка этим способом обычно не ведется.
Красноярские ученые оценили, сколько платины осаждается на сульфидных минералах. Оказалось, что большое количество драгоценного металла содержит валлериит, залежи которого распространены в разрабатываемых рудах Норильска и в отходных материалах от них. К тому же, именно на нем платина осаждается в металлической форме, что делает ее доступной для добычи.
Ученые исследовали взаимодействие платины с сульфидными минералами галенита, валлериита, пирита, халькопирита и пирротина, которые присутствуют в Норильских месторождениях. Предварительно очищенные и отшлифованные минералы помещали в раствор хлорида платины. Платина осаждалась на их поверхности в виде различных соединений. С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии ученые сравнили долю осажденного вещества и его вид на разных минералах.
Меньше всего платины осаждается на пирите. Самое большое количество драгоценного металла поглощает валериит. На поверхности этого минерала находится сульфидный нанослой с отрицательным зарядом. Он способен восстанавливать платину до металлического состояния. Поэтому именно на валлериите платина принимала металлическую форму, тогда как на остальных минералах она осаждалась в виде сульфида.
«Мы посмотрели, как в природе взаимодействуют платина и минералы, содержащие серу. Исследование позволит понять, в каких месторождениях ее можно обнаружить, в какой форме она там находится, а также как правильно ее извлекать. При переработке часть платины обычно идет в отвал, поскольку ее либо невозможно извлечь по технологическим причинам, либо мы просто не знаем, что она там есть. Благодаря нашим результатам можно увеличить прирост добычи с одного месторождения и извлекать руду из старых отработок», – рассказал кандидат химических наук Александр Романченко, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН и Сибирского федерального университета.
Работа проводилась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Красноярского краевого научного фонда и правительства Красноярска. Результаты исследования могут быть применены в обогащении драгоценных металлов при их добыче, гидрометаллургической переработке сульфидных минералов, отходов пиро- и гидрометаллургических технологий, а также в создании наноматериалов.
На фото: трехмерное изображение осажденных на пирротине частиц платины, сделанное атомно-силовым микроскопом
