ИСТИНА

Сульфидные медно-никелевые месторождения являются важнейшим источником металлов платиновой группы (ЭПГ). Минералы системы Fe-Ni-S – основные компоненты руд этих месторождений. Пирротин (Fe1-xS) с примесью Ni (до 2.6 мас.%) и пентландит (Ni,Fe)9S8 – минералы переменного состава, которые представляют наибольший интерес для выявления условий рудообразования на месторождениях Норильской медно-никелевой провинции. Там они являются важнейшими концентраторами ЭПГ. Вместе с тем единого мнения по поводу факторов, способствующих обогащению этих минералов ЭПГ, в настоящее время не существует. Проект направлен на выявление условий, при которых образуются пирротин и пентландит, содержащие ЭПГ, определение растворимости и структурно-химического состояния ЭПГ в этих минералах. Различными методами (метод газового транспорта, градиентный раствор-расплавный метод, метод испарения растворителя), будут синтезированы кристаллы пентландита и пирротина в системах, содержащих ЭПГ. Будет определена растворимость ЭПГ в пирротине и пентландите в зависимости от соотношения Fe/Ni, летучести серы и температуры, определены константы распределения ЭПГ между этими минералами. Полученные данные - зависимость концентрации примесных компонентов от основных - будут интерпретированы с точки зрения форм нахождения примеси. Образцы, содержащие наибольшие концентрации ЭПГ, будут изучены методом рентгеновской спектроскопии поглощения XAS на источнике синхротронного излучения с определением структурно-химического и зарядового состояния примесного компонента. Полученные данные по синтетическим сульфидам будут дополнены результатами эксперимента по нагреву уникальных образцов массивных руд из вертикальных жильных тел г. Рудная медно-никелевого месторождения Норильск 1. Эти руды представляют собой продукт быстрой закалки сульфидного расплава и состоят из моносульфидного твёрдого раствора (Mss), промежуточного твердого раствора (Iss), а также минералов ЭПГ. Планируется определить распределение ЭПГ в сульфидах в зависимости от температуры нагрева образцов, летучести серы и способа закалки, и сравнить полученные данные с результатами изучения синтетических кристаллов. В результате работы планируется создать модель образования обогащённых ЭПГ пирротин- и пентландитсодержащих руд, которая позволит предсказывать содержания этих элементов в сульфидах в зависимости от условий рудообразования.

Sulfide copper-nickel deposits are the most important source of platinum group metals (PGM). Minerals of the Fe-Ni-S system are the main components of the ores of these deposits. Pyrrhotite (Fe1-xS) with an admixture of Ni (up to 2.6 wt.%) and pentlandite (Ni, Fe) 9S8 are minerals of variable composition that are of the greatest interest for identifying ore formation conditions in deposits of the Norilsk copper-nickel province and these minerals are major concentrators of EPG. However, currently, there is no consensus on factors contributing to the enrichment of these PGM minerals. The project aims to identify the conditions under which pyrrhotite and pentlandite containing PGM are formed and to determine the solubility and the structural-chemical state of PGM in these minerals. Pentlandite and pyrrhotite crystals will be synthesized in the systems containing PGM using various methods (gas transport method, gradient solution-melt method, evaporator evaporation method). The dependence of the solubility of PGM in pyrrhotite and pentlandite on the ratio of Fe/Ni, volatility of sulfur and temperature will be determined. The constants of the distribution of PGM between the minerals of the system will be determined. The data obtained - the dependence of the concentration of impurity components on the main ones - will be interpreted from the point of view of the forms of the impurity. Samples containing the highest concentrations of EPG will be studied by the XAS absorption spectroscopy on a synchrotron radiation source with the determination of the structural-chemical and charge state of the impurity component. The obtained data on synthetic sulfides will be supplemented by the experiments on heating unique samples of massive ores from vertical veins of the Gora Rudnaya of the Norilsk-1 copper-nickel deposit. These ores are the product of rapid quenching of a sulfide melt and consist of a monosulfide solid solution (Mss), an intermediate solid solution (Iss), and PGM minerals. It is planned to determine the distribution of PGM in sulfides depending on the heating temperature of the samples, the volatility of sulfur and the hardening method, and to compare the data with the results of the study of synthetic crystals. As a result of the work, it is planned to create a model of the formation of PGM-enriched pyrrhotite- and pentlandite-containing ores, which will make it possible to predict the content of these elements in sulfides depending on the conditions of ore formation.

В результате проведенной работы будет: - изучены пределы вхождения, валентное состояние и локальное атомное окружение ЭПГ и других примесных элементов в синтетических аналогах пентландита и пирротина. - установлены факторы, способствующие концентрированию ЭПГ в пентландите и пирротине. - проведено дальнейшее систематическое исследование закономерностей кристаллизации, состава и морфологии кристаллов халькогенидов. - систематически исследованы закономерности кристаллизации халькогенидов переходных металлов при испарении насыщенного халькогенового расплава. - систематически исследованы закономерности кристаллизации различных химических соединений методом газового транспорта с использованием галогенидов алюминия в качестве транспортного реагента.

Разработан метод получения кристаллов халькогенидов, пниктидов, интерметаллидов и металлов в солевых расплавах в стационарном температурном градиенте. Основным преимуществом метода по сравнению с охлаждением многокомпонентного расплава являются неизменные во времени физико-химические условия роста кристаллов. Переносу вещества способствуют, во-первых, инертный проводник электронов, соединяющий шихту и место кристаллизации, во-вторых, добавление элементарного галогена, увеличивающее растворимость шихты, в-третьих, применение методики "ампула в ампуле", позволяющее некоторым элементам мигрировать к месту кристаллизации независимо, в-четвертых, использование более легкоплавкого солевого расплава. Данным методом были получены и всесторонне изучены кристаллы монохалькогенидов железа - сверпроводников семейства 11, многие сульфидные минералы, включая легированные благородными и редкими металлами, и другие кристаллы. Оптимизирован метод газового транспорта при использовании хлорида алюминия в качестве транспортного реагента. Благодаря этому существенно снижена температура роста кристаллов. Получены кристаллы пентландита, иногда в равновесии с пирротином. Фотография кристаллов в приложении. Изучены различные примеси в синтетических кристаллах методом рентгеновской спектроскопии поглощения XAS на источнике синхротронного излучения с определением их структурно-химического и зарядового состояния. Так было изучено золото в ковеллине, золото в арсенопирите, золото в индиевом сфалерите, платина в пирите. Ведутся работы по изучению других ЭПГ, золота и серебра в основных сульфидных минералах.