Платина, палладий и другие платиновые металлы — основа современной промышленности: без них не летают самолеты, не производят высокооктановый бензин и не работают многие медицинские приборы. Проблема в том, что старые месторождения в Сибири и Заполярье истощаются, а добраться до них становится сложнее. Сегодня геологи все чаще обращают внимание на другие типы месторождений — например, на водопроницаемые песчаные породы, залегающие близко к поверхности и сформированные подземными водами. Проблема в том, что проверенных способов быстро понять, есть там микрочастицы платины или нет, до сих пор не существовало. А значит, добыча этого металла по-прежнему держится на старых, истощающихся источниках. В Пермском Политехе создали новый метод поиска платиноидов в осадочных песчаных породах. На разработку получен патент.
Платиноиды или платиновые металлы (платина, палладий, родий, иридий, рутений) в современном мире считаются критически важным сырьем. Они тугоплавкие, устойчивые к коррозии и кислотам, отлично проводят электричество и являются мощнейшими катализаторами. Именно поэтому их активно используют в автомобилестроении, нефтехимии, электронике и других отраслях промышленности.
Однако в природе платиноиды встречаются крайне редко и добываются в микроскопических количествах. Традиционные месторождения залегают в магматических породах. Сотни миллионов лет назад из глубин Земли поднималась раскаленная магма и застывала, а вместе с ней «выносились» и платиновые металлы.
Чаще всего при поисках месторождений разных металлов геологи отбирают пробы из пробуренных скважин и с помощью различных методов в лаборатории определяют их состав. Проблема в том, что это дорого, долго и не всегда позволяет «увидеть» платину. Это связано с тем, что она нередко находится в виде мельчайших частиц, «спрятанных» внутри тонких прослоев природного битума.
Другая сложность в том, что сегодня большинство коренных месторождений уже отработано или находится на территориях, куда очень трудно и дорого добираться, например, в Заполярье или районах Сибири. Именно поэтому в последние годы ученые обращают внимание и на другие места, где может накапливаться платина.
Например, многие полезные ископаемые, содержащие уран, рений, скандий и другие — давно добывают из гидрогенных месторождений — тех, что образуются подземными водами в осадочных водопроницаемых породах. Логично предположить, что и платиноиды могут накапливаться похожим образом, а значит, их добыча может стать проще и дешевле.
Ученые Пермского Политеха нашли новый способ искать месторождения платиноидов в осадочных песчаных породах. Он работает там, где существующие решения бессильны, не требует дорогостоящих анализов и позволяет проверить наличие металлов прямо на месте.
Исследователи сосредоточились на одном из участков ниже коренного месторождения платины (ниже по абсолютным отметкам поверхности). Именно там породы постоянно разрушаются под действием внешних сил и накапливают вторичные полезные ископаемые. Но поскольку платиноиды растворяются в воде только если она насыщена кислородом, а осаждаются там, где его нет, нужно найти место, где эти условия сменяют друг друга.
Для этого по геологическому строению определяют участки, содержащие прослои битумов (природной органики) — это указывает на возможное накопление здесь платины. Затем в этих местах бурят профили скважин, располагаемые поперек движения подземных вод и отбирают образцы породы.
«Особенность предложенного способа в том, что если раньше пробы приходилось отправлять в лабораторию и ждать результата в течение нескольких дней, то теперь накопление платины можно определять прямо на месте. Для этого на поверхность образца наносят специальный индикатор (смесь йодистого калия, соляной и азотной кислот). Если в породе есть платиноиды, она окрашивается в оранжевый цвет», — рассказал Владимир Белкин, доцент кафедры «Технологии и комплексной механизации разработки месторождений полезных ископаемых» БФ ПНИПУ, доктор геолого-минералогических наук.
В результате индикатор дал оранжевую окраску, а дополнительный лабораторный анализ подтвердил высокие содержания палладия (до 88 г/т), платины (до 1,14 г/т), а также родия, рутения и иридия, что сопоставимо с коренными месторождениями.
«Важно также, что металлы здесь находятся не в виде обычных минералов или самородков, а в виде мельчайших частиц, которые визуально невозможно заметить. Индикатор за счет своего химического состава помогает почти моментально увидеть даже крупицы платиноидов. Это значит, что в отличие от существующих решений, новый способ значительно ускоряет поиски месторождений», — добавил Владимир Белкин.
Способ также открывает путь для исследования нового типа месторождений платиноидов в более доступных регионах, в которых добывать дешевле, чем в Заполярье или Сибири.
