Платиновая добыча: процесс, местоположение и использование

Платина является одним из самых редких и ценных металлов в мире. Известный своим ярким серебристо-белым внешним видом и исключительной долговечностью, он используется во всем, от ювелирных изделий до каталитических нейтрализаторов в автомобилях.

Поскольку это происходит в таких небольших концентрациях глубоко внутри земной коры, добыча платины является одновременно сложной и ресурсоемкой.

Добыча платины - это процесс извлечения платиновой руды из подземных или открытых шахт, ее очистки и производства чистого платинового металла. Большая часть платины в мире поступает из Южной Африки и России.

По данным Всемирного платинового инвестиционного совета (WPIC), платина является одним из самых редких и универсальных металлов в мире. В этом руководстве мы рассмотрим, как добывается платина, где она найдена, и почему это так важно как для отраслей, так и для инвесторов.

Что такое платина?

Платина - это драгоценный металл, принадлежащий элементам платиновой группы (PGE), который также включает палладий, родий и рутений. Его ключевые свойства включают в себя:

• Долговечность – она не тускнеет и не разъедается.

• Платина чрезвычайно устойчива к ржавчине, патированию и химической атаке, поэтому она часто используется в ювелирных изделиях, которые должны выдерживать ежедневный вид, такой как помолвочные и обручальные кольца. Его сопротивление также делает его ценным в промышленных условиях, где металлы подвергаются воздействию высоких температур и суровых химических веществ. Уникальные свойства платины, в том числе высокая устойчивость к коррозии, подробно описаны Королевским химическим обществом.

• Проводимость – это отличный проводник тепла и электричества.

• Проводимость платины делает ее идеальной для электрических контактов и лабораторного оборудования, требующего точной передачи тепла. Например, она широко используется в термопарах для измерения очень высоких температур и в каталитических нейтрализаторах транспортных средств для сокращения выбросов.

• Биосовместимость – безопасна для использования в медицинских устройствах.

• Поскольку платина не токсична и не реагирует с жидкостями организма, она используется в кардиостимуляторах, стентах и нейрохирургических устройствах. Это также имеет решающее значение в некоторых методах лечения рака, таких как химиотерапевтические препараты на основе цисплатина, которые используют свойства платины на молекулярном уровне.

Общее использование платины

• Ювелирная отрасль.  Устойчивость платины к потускнению делают ее идеальной для обручальных колец  и роскошных часов. Ее натуральный белый блеск усиливает блеск бриллиантов и не исчезает с течением времени, в отличие от белого золота, которое может потребовать повторного покрытия.

• Автомобильная промышленность. Платина является важным компонентом в выхлопных системах транспортных средств, где она действует как катализатор для преобразования вредных газов, таких как окись углерода и оксиды азота, в менее вредные выбросы. Это составляет большую часть мирового спроса на платину. Большинство каталитических нейтрализаторов включают от 3 до 7 граммов платины, хотя точное количество в значительной степени зависит от марки, модели и возраста автомобиля. В дополнение к платине, конвертеры обычно содержат палладий и родий, причем родий обычно добавляют в меньших количествах - часто от 1 до 2 граммов.

• Электроника и промышленное оборудование – благодаря проводимости и высокой температуре плавления платина используется в термопарах, свечах зажигания, электрических контактах и оборудовании для химической обработки. Например, он помогает перерабатывать сырую нефть в бензин и дизельное топливо.

• Медицина. Биосовместимость платины делает ее безопасной для человеческого организма, поэтому она используется в кардиостимуляторах, стентах, слуховых аппаратах и хирургических имплантатах. Препараты на основе платины, такие как цисплатин, также широко используются в химиотерапии.

• Платина лежит в основе водородных топливных элементов, которые используют металл в качестве катализатора для выработки электроэнергии из водорода и кислорода. Это растущая область спроса, поскольку отрасли промышленности переходят на возобновляемые источники энергии.

Как добывается платина?

В отличие от добычи золота, где металл иногда встречается в видимых самородках, платина почти всегда связана с другими минералами. Добыча его - это крупномасштабная промышленная операция, которая требует глубокого майнинга, передовых технологий и сложной переработки. Путь от руды до чистой платины включает в себя несколько шагов.

1. ​​​​​​​Добыча платиновой руды

В Южной Африке, которая поставляет около 70% мировой платины, большинство месторождений лежат в гигантском комплексе Бушвельд. Здесь богатые платиной рифы, такие как Меренский риф и риф UG2, доступны через туннели, которые могут простираться более чем на километр под землей. Горнодобывающие компании, такие как Anglo American Platinum и Impala Platinum (Implats), )управляют некоторыми из крупнейших валов в мире.

В таких странах, как Зимбабве и Канада, платиновые месторождения находятся ближе к поверхности. Большая дамба в Зимбабве содержит неглубокие рудные тела, которые могут быть добыты с помощью больших открытых ям, в то время как в Канаде платина извлекается из бассейна Садбери, региона, образованного древним ударом метеорита.

Связанные с ними минералы – платина редко встречается в одиночку. В российском Норильском промышленном регионе платина добывается как побочный продукт никелевой и медной операций. Это означает, что экономическая ценность рудника зависит от нескольких металлов, а не только от платины.

     2.  Дробление и фрезерование

Как только руда выводится на поверхность, она транспортируется на перерабатывающие заводы. В южноафриканских шахтах Бушвельд руду обычно измельчают на месте, а затем измельчают в мелкий порошок. Этот шаг увеличивает площадь поверхности породы, что облегчает отделение платины от отходов.

     3.  Концентрация

Измельченная руда подвергается флотации пены, где пузырьки воздуха и химические вещества помогают отделить платиновые минералы от остальной части породы. Это дает концентрат, содержащий не только платину, но и другие металлы платиновой группы (PGM).

Например, в Зимбабве флотационные установки являются важной частью максимального извлечения из низкосортных руд.

     4. Плавильная

Концентрат расплавляется при чрезвычайно высоких температурах (более 1,500°C). Примеси образуют стеклянный побочный продукт, известный как шлак, в то время как более тяжелая богатая металлом жидкость, известная как матовая, опускается на дно.

В Норильске огромные плавильные установки обрабатывают руду в массовом масштабе, производя смесь, богатую никелью, медью и PGM, которые затем переходят к переработке.

     5.  Химическая переработка

Заключительный этап включает в себя разделение отдельных металлов. Химические методы, в том числе использование aqua regia (смесь соляной и азотной кислоты), используются для выделения платины чистотой 99,95%.

На нефтеперерабатывающих заводах в Южной Африке платина отделена от палладия, родия и рутения - все из которых имеют свое промышленное применение. Затем рафинированная платина отбрасывается в слитки, гранулы или губки для использования на ювелирных, автомобильных и инвестиционных рынках.

США. В резюме минерально-сырьевой продукции Геологической службы представлены подробные данные по производству и переработке платины.

Где же найдена платина?

Платина встречается крайне редко — примерно в 30 раз реже золота. Его производство географически сосредоточено лишь в нескольких регионах.

Приведенная ниже диаграмма иллюстрирует самый последний годовой объем производства платины по странам, подчеркивая, как Южная Африка лидирует в отрасли.

Основные страны-производители Платины

• Южная Африка – производит более 70% мировой платины. Большинство шахт расположены в бушвельдском магматическом комплексе.
• Россия – второй по величине производитель, с богатыми месторождениями в Норильском регионе.
• Зимбабве - дом для депозита Great Dyke.
• Канада и США – меньшие месторождения существуют в Онтарио (бассейн Садбери) и Монтане.

Глобальные запасы платины

Южная Африка не только лидирует в текущем производстве платины, но и доминирует в будущем потенциале поставок. По оценкам USGS, в стране хранится около 63,000 тонн запасов платины, что составляет более 90% от общего объема в мире. Россия следует с 3900 тоннами, в то время как Зимбабве, США, Канада и другие страны имеют меньшие, но значительные запасы.

Экологическое воздействие добычи платины

Как и вся крупносерийная добыча, добыча платины имеет экологические и социальные последствия:

• Использование энергии - добыча платины энергоемка, способствует выбросам парниковых газов.
• Потребление воды – для переработки руды необходимы большие объемы.
• Загрязнение - химические вещества от рафинирования могут загрязнять почву и воду, если не управлять тщательно.
• Социальное воздействие - добыча полезных ископаемых поддерживает местную экономику, но также может привести к земельным спорам, проблемам со здоровьем и трудовым вопросам.

Все более важное значение приобретают инициативы в области устойчивого горнодобывающего звена. Многие производители работают над сокращением выбросов, улучшением рециркуляции PGE и поддержкой развития сообщества. Международный совет по горному делу и металлам описывает, как отрасль принимает более экологичные стандарты.

Почему платина ценна?

Несколько факторов определяют высокую ценность платины:

• Редкость - годовой объем производства составляет всего около 170 тонн, по сравнению с 3000 тоннами золота.
• Промышленный спрос - платина ценится за свою роль в автомобильной и чистой энергетике, конкурируя с серебром за ряд промышленных применений.
• Инвестиционная привлекательность - торгуется как слитки, монеты и ETF.
• Технологические приложения – водородные топливные элементы и технологии возобновляемых источников энергии увеличивают спрос.

Цена платины исторически волатильна, на нее влияют перебои с поставками в Южной Африке, геополитические проблемы в России и сдвиги в спросе.  Купить платиновые монеты