Серебряные колчеданы

В сульфидных месторождениях колчеданного типа в составе руд встречаются серебряные колчеданы (штернбергит AgFe₂S₃, аргентопи-рит AgFe₃S₅, фризеит Ag₂Fe₅S₈). Серебряные колчеданы растворяются в царской водке с выделением S и творожистого осадка AgCl.

Наибольшим распространением среди серебряных колчеданов пользуется штернбергит.

Штернбергит AgFe₂S₃, визуально имеет томпаково-бурый цвет и встречается в виде тонкопластинчатых кристаллов. Он похож на пир­ротин. Микротвёрдость штернбергита 49–153 кгс/мм², а пирротина на­много выше – 207–343 кгс/мм².

В отраженном свете серебряные колчеданы похожи на пирротин, но имеют более сильное двуотражение и низкий рельеф. Показатель от­ражения серебряных колчеданов ниже, чем у пирротина. Для штернбер­гита R=26–37 %, для пирротина – R=40–4 %.

В зоне вторичного сульфидного обогащения свинцовых руд, бога­тых серебром, в виде плотных масс встречается штромейерит.

Штромейерит CuAgS (серебряно-медный блеск) в отраженном свете серовато-белый с нежным сиреневым оттенком (R=25–28 %). В аншлифе тонкоисштрихован. Рельеф I группы. Сильно двуотражает (серо-коричневый, серо-белый с нежно-сине-зелёным или кремовым оттенком). При скрещенных николях сильно анизотропный и обнаруживает пластинчатую сдвойникованность в виде листьев олеандра. Внутренних рефлексов нет. Микротвёрдость 40–54 кгс/мм². Под влиянием HNO₃ мутнеет, но без вскипания, КОН не действует, а от паров НСl образуется слабый налёт.

Руды металлов платиновой группы

Главными концентраторами металлов платиновой группы являются медно-никелевые сульфидные месторождения, где широко распространены минералы палладия и платины в виде самородных металлов, интерметаллидов, висмутидов, теллуридов и сульфоарсенидов. Кроме того, в процессе образования медно-никелевых месторождений происходит накопление металлов платиновой группы в виде твёрдых растворов в главных рудообразующих сульфидах (например, палладий в количестве до 0,003–0,012 %, рутений и родий в количестве, соответственно, до 9,6 % и до 4,0 % накапливаются в пентландите, примеси родия и рутения отмечаются в пирротине).

В канадских медно-никелевых месторождениях среди металлов платиновой группы преобладают арсениды и теллуриды платины и висмутотеллуриды палладия, а в норильских медно-никелевых рудах широко развиты ферроплатиновые сплавы, а также соединения платины с палладием, арсениды и сульфиды.

В эндогенных месторождениях, тесно связанных с ультрабазитовыми интрузивными комплексами, металлы платиновой группы представлены интерметаллическими соединениями платиноидов и их сплавами, редко встречаются арсениды, сульфоарсениды и сульфиды металлов платиновой группы.

Самородная платина визуально имеет белый, стально-серый, тёмно-серый до чёрного, серовато-жёлтый, серебряно-белый цвет. Разнообразие тонов и оттенков самородной платины обусловлено составом содержащихся примесей. Наибольшим распространением пользуются примеси Fe, Jr, Cu, Pd, Rh, Ru. Если в составе самородной платины присутствует железо, то самородная платина обладает магнитными свойствами. Самородная платина растворяется только в нагретой царской водке. На поверхности свежего излома самородная платина серебристо-белая, но при длительном выветривании покрывается коричневатой побежалостью. Самородная платина принадлежит к кубической сингонии. Спайность отсутствует.

В отраженном свете самородная платина белая с голубым или жёлтым оттенком R=65–75 %. При строго скрещенных николях остается просветленной. Полируется очень хорошо. Микротвёрдость в среднем 130 кгс/мм².

В природе встречаются следующие разновидности самородной платины:

• ферроплатина (до 20 % Fe);

• поликсен (до 10 % Fe);

• иридистая платина (до 28 % Jr);

• палладистая платина (до 7–37 % Pd);

• родистая платина (до 5 % Rh);

• медистая платина (до 7–13 % Сu).

Железистая платина (или ферроплатина, была впервые открыта на Урале и названа «демидовской платиной»), макроскопически тёмная. В отраженном свете железистая платина изотропная (иногда слабо ани­зотропна), ярко-белая(R=70 %), со слабым ярко-розовым оттенком и в строго скрещенных николях остаётся просветлённой.

Ферроплатина в норильских месторождениях встречается довольно часто, выделяется кубическая ферроплатина (собственно ферроплатина, представляющая собой твёрдый раствор железа и платины) и более распространённая тетрагональная ферроплатина (платиноид железа), последняя образует каёмки вокруг сростков платиновых минералов.

Поликсен содержит много примесей элементов платиновой груп­пы, по внешнему виду напоминает самородное золото, но отличается от него более высокой твердостью (4–4,5) и сильной магнитностью.

Поликсен в отраженном свете изотропный, белый (R=70 %) с кре­мовым оттенком, в строго скрещенных николях полностью не погасает.

Железистая платина и поликсен сильно магнитны.

Палладистая платина встречается в срастаниях с ферроплатиной и отличается от последней большей яркостью и желтоватым оттенком.

Медистая платина (купроплатина) в виде тонких корочек окаймляет зёрна ферроплатины. Медистая платина легко травится царской водкой.

Наибольшим распространением, как источников металлов платиновой группы, пользуются минералы:

• иридистый осмий,

• осмистый иридий,

• сперрилит PtAs₂(дo 1,6 % Rh).

Иридистый осмий в отраженном свете белый с желтоватым оттенком (R=67 %), слабо анизотропный с цветным эффектом от светло-голубого до серого. Микротвёрдость 879–1260 кгс/мм².

Осмистый иридий в отраженном свете белый с голубоватым от­тенком (R=48–57 %), резко анизотропный с цветным эффектом от оранжевого до сине-голубого. Микротвёрдость 745–845 кгс/мм².

Сперрилит PtAs₂ по форме кристаллов сходен с пиритом; макро­скопически он имеет оловянно-белый цвет и яркий металлический блеск, в порошке он чёрный. В отраженном свете изотропный, белый (R=55 %) со светло-серым оттенком. Микротвёрдость 645–783 кгс/мм².

В медно-никелевых сульфидных рудах и в месторождениях колчеданного типа присутствуют сернистые и сурьмянистые соединения металлов платиновой группы, крайне редко – теллуриды металлов платиновой группы.

Для точного количественного определения содержания благород­ных металлов в рудах применяется пробирный анализ. Для проведения пробирного анализа необходимы большие навески анализируемого ве­щества, массой 400–500 г. Но при анализе бедных руд, с содержанием металла менее 2–3 г/т, наблюдаются большие отклонения в точности определения содержаний металла. Поэтому для анализа руд с низким содержанием благородных металлов пробирный анализ применяют в сочетании с другими физическими и физико-химическими методами.

Пробирный анализ основан на свойстве расплавленного металли­ческого свинца хорошо растворять благородные металлы с получением легкоплавких сплавов. Для последующего отделения благородных ме­таллов от свинца используют процесс купелирования, который заключа­ется в отделении благородных металлов от свинцового сплава.

В общем виде пробирный анализ проводится по следующей схеме:

• шихтование;

• тигельная или шерберная плавка на свинцовый сплав;

• купелирование;

• взвешивание королька (выплавленного слитка);

• квартование (при необходимости);

• разваривание королька;

• промывка, сушка, прокаливание корточки (получаемую после раз­деления в сплаве золота и серебра);

• взвешивание корточки на пробирных весах с чувствительностью 0,01 мг.

Первая стадия пробирного анализа состоит из взятия навески и приготовления шихты для плавки на свинцовый сплав. При плавке в качестве коллекторов (собирателей) благородных металлов при пробирном анализе используют глёт, реже сурик, уксуснокислый свинец, плюмбит. В процессе плавки эти коллекторы восстанавливаются до металлического свинца. В специальных случаях в качестве коллекторов используют медь, никель, олово и их сплавы. В корольках, получающихся в процессе плавки, коллекторами являются зерненный (пробирный) свинец, металлическая медь, никель и олово. В качестве флюсов используют соду, буру и измельченное обычное оконное стекло. При обжиге приготовленной шихты окислителями служат кислород воздуха, селитра, глёт, сурик. Селитра одновременно является основным флюсом. Но большое количество селитры вызывает бурное кипение и разбрызгивание расплавленной пробы. Если проба содержит большое количество примесей – производят шерберную плавку, в процессе которой примеси переводят в шлак. В процессе плавки руд, содержащих сурьму и мышьяк, образуется шпейза (сплав арсенидов или антимонидов). В процессе плавки сульфидных руд образуется штейн, представляющий собой соединение типа FeS·Cu₂S. Нужно иметь в виду, что шпейза и штейн растворяют некоторое количество золота и серебра. Для отделения благородных металлов от свинцового сплава производят купелирование; в процессе которого свинец окисляется до оксида свинца, большая часть которого поглощается пористым сосудом, получившим название «капели» (применяют костяные, цементные и магнезитовые капели). Благородные металлы остаются в пористых стенках капели, проницаемых для расплавленного оксида свинца. При купелировании серебро защищает золото от потерь, а примеси меди, теллура, селена, цинка, мышьяка сурьмы, олова, висмута, железа, марганца, молибдена, если они содержатся в сплаве, создают условия для потерь золота в процессе купелирования. Во избежание потерь золота в процессе купелирования разработаны методы пробирного анализа, при проведении которых процесс купелирования частично или полностью исключается из схемы анализа, что создаёт условия для получения более дос­товерных балансов благородных металлов в исследуемых пробах.

Для анализа платиновых руд с низким содержанием платиновых металлов используют пробирно-спектралъный, пробирно-химико-спектральный и пробирно-химический методы анализа. Для определения рутения и осмия используют спектрофотометрический метод анализа.

Пробирный анализ является трудоемким и дорогим.

В последние годы получил применение радиоактивационный анализ определения золота в горных породах и бедных рудах. Но применение этого анализа предполагает трудоемкое радиохимическое разделение изотопов. Усовершенствование методов анализа благородных металлов позволило применять новые органические реактивы для осаждения платиновых металлов и применить экстракционно-спектрофотометрический и полярографический методы анализа.

Для определения палладия в сплавах в присутствии платины при­меняют титриметрические и гравиметрические методы.****

Из малых мономинеральных навесок сульфидов (весом 0,01–

0,1 г) золото определяют экстракционно-атомно-адсорбционным способом (порог чувствительности до 5·10 %).

Для определения благородных металлов в сульфидных концентра­тах используют метод нейтронной активации.

Радиоактивационный анализ основан на образовании искусственных радиоактивных изотопов атомов анализируемых элементов и анализе их радиоактивности с помощью специальной аппаратуры. Для облучения проб используют нейтроны.

Для определения металлов платиновой группы в пробах сульфид­ных медно-никелевых руд с низким содержанием, при значительном содержании в пробах меди, никеля и железа, применение получил эмис­сионный спектральный анализ в сочетании с эффективными методами концентрации металлов платиновой группы из больших навесок.

Для отделения и концентрирования золота можно использовать различные органические реагенты, эфиры, амины, спирты, кетоны, ак­тивированный уголь.

Для определения благородных металлов в порошковых и солевых пробах широкое применение получил атомно-абсорбционный анализ.

Низкие содержания золота в цианистых и тиомочевинных раство­рах можно определить с помощью фотоколориметрических методов.

______________________

**** см: Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексометрическое титрование. – М: Химия, 1970.

Анализ и технология благородных металлов. – М.: Металлургия, 1971.