Благородные металлы. 3
Тема:
Благородные металлы
Содержание
Введение 3
1. Золото 5
2. Серебро 12
3. Металлы платиновой группы 18
4. Понятие о пробах 22
Заключение 24
Список используемых
источников 25
Введение.
Российская Федерация обладает огромной и разнообразной минерально-сырьевой базой. На ее территории выявлены и разведаны тысячи месторождений минерального топлива и сырья угля, нефти, газа, торфа, термальных вод, руд черных, цветных и редких металлов, золота и алмазов, нерудных полезных ископаемых. Одному из видов этих ресурсов благородным металлам будет посвящена эта работа.
Благородными металлами издавна называют, золото, серебро и платину. К ним относят еще пять более редких металлов – рутений, родий палладий, осмий, иридий (все это платиноиды – восьмая группа Периодической системы Менделеева).
Отличаясь химической стойкостью, все эти металлы встречаются в природе почти исключительно в чистом - самородном виде, и, в отличии от остальных металлов, почти не вступают в химические реакции и не образуют соединений с другими элементами.
Для
них характерна высокая пластичность
(можно прокатывать листы
Крупнейшими районами страны по добыче золота являются Дальний Восток, Восточная Сибирь и Урал. Россыпное золото имеется и на территории Европейской части России (Поволжье, Центральный и Центрально-Черноземный районы).
Самородное серебро встречается достаточно редко. Крупные золото-серебряные месторождения расположены на Дальнем Востоке (Палатка, Хандыга, Чурапча, Эссо).
Крупнейшим
российским источником получения платины
и металлов платиновой группы являются
медно-никелевые месторождения
Благородные
металлы занимают особое место среди
остальных минеральных ресурсов. Доля
их в общем объеме горнодобывающей промышленности
мира мизерна и составляет около 0,00005%,
в тоже время, благодаря их высокой стоимости,
в ценностном выражении это составляет
примерно 5%. Иными словами, стоимостное
выражение добычи благородных металлов
приблизительно в 100000 раз выше за единицу
массы любого (кроме алмаза) другого
полезного ископаемого. Далее мы остановимся
более подробно на каждой группе этих
металлов.
1.Золото
Когда мы говорим золото, возникают самые разнообразные ассоциации. Конечно же, всем известны такие понятия как «золотые слова», «золотые руки», «черное золото».
Золото вошло в пословицы и поговорки, в сказки и песни как символ исключительных достоинств и ценности. Наивысшие достижения, полезные обществу, во всем мире принято отмечать золотыми медалями.
Вместе с тем из-за золота, как известно, совершались обманы, кражи, предательства, убийства, войны, т. е. наиболее тяжкие преступления. Все это нашло отражение во многих литературных произведениях. Среди них и легендарный Клондайк. Река на Аляске. В 1897 году у ее притоков были открыты богатейшие месторождения золота. На Аляску хлынул разномастный поток старателей - так началась легендарная Золотая лихорадка, описанная в «северных» рассказах Джека Лондона.
В поисках золота люди проникали в самые отдаленные и труднодоступные районы. В относительно короткий срок белых пятен на карте Земли почти не осталось, а потребность в золоте все возрастала.
В последние годы интерес к золоту еще более возрос в связи с использованием его в космических исследованиях, в медицине, в электронике и других отраслях промышленности.
В
периодической системе
Начинать разговор о золоте лучше всего со свойств этого металла и только потом переходить к тому, как эти свойства используются человеком. Оно очень тяжелое. Плотность золота 19,32 г/см3 . Это значит, что золотой шар диаметром всего лишь 46 мм будет иметь массу, равную 1 кг. Здесь мы указали плотность химически чистого золота, но, поскольку в природе такое не встречается, его «естественная» плотность в зависимости от количества примесей может составлять от 15-16 до 18-19 г/см3. Литровая бутыль, заполненная золотым песком, имеет массу около 16 кг. Тяжесть золота - весьма благоприятное свойство для его добычи. Самые простые технологические процессы, такие, как, например, промывка на шлюзах, могут обеспечить весьма высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
По
плотности самые тяжелые
Золото очень мягкий металл. Чистое золото царапается ногтем. Мягкость всегда делала золото очень удобным для обработки материалом.
Но в тоже время она никогда не доставляла радости владельцам золотых украшений, которые легко царапаются, теряют свой блеск и привлекательность. Поэтому при изготовлении ювелирных изделий в золото добавляют для крепости другие металлы, обычно медь или серебро.
Золото очень ковко и тягуче, что, конечно, является результатом его мягкости Золото можно расковать до такой малой толщины, что оно станет на просвет зеленого цвета. Толщина такого золотого листка составляет 1 мкм (0,001 мм). 1 г золота можно превратить в проволоку длиной более 300 м, а одним килограммом золотой фольги можно покрыть поверхность площадью 530 м2.
Золото - хороший проводник тепла и электрического тока. Температура плавления золота 1063 ОС, оно обладает большой летучестью, которая возрастает при повышении температуры.
Модуль упругости золота 79 х 103 Па, а предел прочности при разрыве в зависимости от способа его предварительной обработки (отожженное, литое и т.д.) колеблется от 100 до 140 Па. Наибольшей прочностью при разрыве обладает золотая проволока, протянутая в холодном состоянии.
В природе золото встречается чаще всего в самородном виде.
Самородное золото, имеющее примеси серебра и меди, существенно отличается от искусственных сплавов с этими же металлами. Сплав имеет однородную структуру, которая образуется в результате затвердевания расплавленной смеси металлов. Самородный металл появляется в результате кристаллизации из водных растворов.
В природе золото в чистом виде не встречается, а металлы-примеси (прежде всего медь и серебро) придают ему различные цвета и оттенки – от бледно-желтого (даже зеленоватого) до ярко желто-красного. Примесь палладия окрашивает золото в белый цвет («белое» золото).
Золото хорошо поглощает рентгеновские лучи. Дробность атомной массы природного золота (196,9) говорит о том, что оно состоит из смеси различных изотопов. В некоторых жидкостях, хотя и очень трудно, золото растворяется. В воде, содержащей хлор, серную кислоту или гумусовые кислоты, можно растворить небольшое количество золота; в смеси азотной (одна часть) и соляной (три части) кислот, называемой «царской водкой», а также в цианидах (в слабых растворах) растворимость золота значительно выше, и этим широко пользуются в практике золотодобычи. Извлечение золота из руд, песков и концентратов, основанное на его растворении в цианидах, - один из основных процессов при его гидрометаллургической переработке.
Месторождения золотых руд отличаются весьма сложным строением и залеганием.
В тех случаях, когда отдельные участки горных пород содержит золото (платину, серебро) в повышенных концентрациях, мы говорим о месторождениях. Если концентрация окупает затраты на добычу, то такие месторождения называют промышленными. Месторождения золота (платины, серебра) могут быть первичными и вторичными. Золото в первичных месторождениях находится в коренных горных породах (в виде включений или тонких вкраплений, порой совершенно не заметных). Однако видимость золота в породе не говорит о богатстве данного месторождения. Порой месторождения, в руде которых не вооруженным глазом не видно таких вкраплений бываю намного богаче.
Первичные
месторождения произошли в
Кроме гидротермальных существуют еще так называемые контактовые и магматические месторождения. Первые образуются при попадании застывающей магмы в поры гранитного массива, находящегося в контакте с ней. В магматических месторождениях также как и в гидротермальных, золото связано с сульфидами, но кристаллизация происходит в условиях высоких температур и металлы остаются в магме. Контактовые месторождения большого промышленного значения пока не имеют.
Существенным источником получения золота являются, вторичные, или россыпные месторождения. Вторичными они называются потому, что образовались в результате разрушения материала рудных (коренных) месторождений, которые и являются по отношению к россыпным первичными.
В России золото добывается с 1726 г, когда еще при Петре I Демидовы начали попутную добычу золота при разработке серебренных рудников Алтая. В 1745 г. золото в небольших количествах добывалось в Воицком руднике в Карелии. В этом же году было открыто первое (известное нам) коренное месторождение крестьянином с. Шарташ Екатеринбургского уезда Ерофеем Марковым, в том месте, где ныне расположено знаменитое Березовское месторождение. На месте находки Маркова был сразу заложен рудник Первоначальный. Так началась золотодобыча в России. [1, c.104]
С
1999 г., после продолжительного периода
спада производства золота в России
в 90 е гг. прошлого столетия (в 1998 г. этот
показатель достиг «исторического» минимума
– 114,6 т), его добыча и производство ежегодно
увеличивались. В 2000 г. золотодобывающие
предприятия почти достигли уровня добычи
1991 г. (130,8 т), а в 2002 г. по общему производству
этого металла превзошли его (включая
попутную добычу и вторичное производство
– 170,9 т). Рост добычи золота в стране обеспечили
благоприятные внешние факторы (высокая
цена золота на мировых биржах), либерализация
внутреннего российского рынка, а также
радикальные структурные изменения золотодобывающей
отрасли. Эксперты прогнозировали рост
добычи золота в России, по крайней мере,
до 2010 г. Однако уже с 2002 г. положительная
динамика практически сошла на нет, а некоторое
увеличение общего производства обеспечивалось
за счет попутного продукта цветной металлургии
и вторичного золота. В связи с кризисом
и ростом инвестиционной привлекательности
отрасли, притоком дополнительных инвестиций
в горнодобывающий бизнес, улучшением
мировой ценовой конъюнктуры данная сфера
деятельности получила новый импульс
своего развития. За первое полугодие
2009 года по сравнению с полугодием 2008 года
добыча и производство золота в России
увеличились на 24,6%. При этом добыча золота
возросла на 27 %, попутное производство
увеличилось на 14% и вторичное производство
на 5,4%. Добыча и производство золота в
России в течение периода с 1991 по 1 квартал
2009 (по данным Союза золотопромышленников
России).[4]
Динамика добычи золота в России, кг
Золото является важнейшим элементом мировой финансовой системы, поскольку данный металл не подвержен коррозии, имеет много сфер технического применения, а запасы его невелики. Золото практически не терялось в процессе исторических катаклизмов, а лишь накапливалось и переплавлялось. В настоящее время мировые банковские резервы золота оцениваются в 32 тыс. тонн.
Крупнейшим поставщиком золота на мировой рынок является Южная Африка, где шахты достигли уже 4-километровой глубины. В ЮАР находится самый большой в мире рудник Вааль-Рифс в Клексдорпе. При переработке 10 млн. тонн руды там извлекают примерно 80–90 тонн золота. Общие запасы золота оцениваются 25 000 т. ЮАР – единственное государство, где золото – главный продукт производства, здесь золото добывают на 36 крупных рудниках, на которых трудятся сотни тысяч человек.
На сегодня больше всего золота добыто в ЮАР – около 50 тысяч тонн, в России и СССР – более 14 тысяч, в США – более 10 тысяч (из них только в Калифорнии – 3500 т), немногим меньше в Канаде и в Австралии. Очень много золота (счет идет на тысячи тонн) добыто в Колумбии, Зимбабве, Гане, Мексике, Бразилии. Далее идут Филиппины, Заир и Перу. И во всех этих странах в месторождениях осталось меньше, чем уже добыто.
Золото – это прежде всего валютный металл, выполняющий функцию всеобщего эквивалента денег. Много золота оседает в банковских хранилища, еще больше используется для изготовления ювелирных изделий: на них расходуется более 70% слиткового металла. Ювелирная промышленность потребляет в год золота больше, чем его добывается: в 1990-е – 2300–2700 тонн ежегодно. При этом промышленно развитые страны потребляют только треть золота, а развивающиеся – 60%.
Золото расходуется также на изготовление монет и медалей, зубных протезов, коррозионноустойчивых деталей химических аппаратов, неокисляющихся электрических контактов, термопар, для нанесения защитных покрытий, изготовления специальных сортов стекла. Золото применяется при изготовлении деталей реактивных двигателей, ракет, ядерных реакторов, тепло- и светоотражающих покрытий космических аппаратов.
Рынки золота бывают международными и местными, или внутренними.
Два главных международных рынка золота - Цюрих и Лондон. Цена золота, устанавливаемая в Цюрихе и Лондоне, почти совпадает и считается его мировой ценой. Она исчисляется в долларах США за тройскую унцию (31,1 г) чистого золота.
В
конце 1960-х годов высокая инфляция
в США вновь сделала
После этого золото превратилось в особый инвестиционный товар. Инвесторы на протяжении многих лет доверяли исключительно золоту.
Через несколько лет после отмены золотого обеспечения доллара динамика цен на золото стала выглядеть так же, как и динамика цен на цветные металлы: цикличный характер, при котором быстрый рост цен сменяется их затяжным падением.
Динамика
цен на золото является важнейшим
экономическим индикатором, позволяя
оценить склонность инвесторов к риску.
Зачастую можно наблюдать, что цена на
золото и фондовые индексы движутся в
противофазе, так как в периоды неустойчивой
экономической ситуации инвесторы предпочитают
консервативные активы, защищенные от
полного обесценивания. И наоборот, когда
ожидания роста экономики становятся
оптимистичнее, аппетиты к повышенной
доходности растут, заставляя котировки
желтого металла снижаться.
2. Серебро
Серебро - второй по значению драгоценный металл после золота. В природе серебро встречается как в самородном состоянии, так и в сплаве с золотом (электрум) и в соединении с серой.
Серебро позднее, чем золото стало использоваться человеком. Об этом свидетельствуют и легенды и, археологические памятники. В Египте археологами найдены серебряные украшения, относящиеся еще к додинастическому периоду (5000-3400 гг. до н. э.). Однако до середины II тысячелетия до н. э. серебро было большой редкостью и ценилось дороже золота. Предполагают, что древнеегипетское серебро было привозным из Сирии. Поэтому одним из самых первых местородений серебра можно считать Сирию.
В V-VI веках до нашей эры наиболее крупным центром добычи металла были Лаврийские рудники в Греции. В конце VI и середине I века до нашей эры центр производства сместился в Испанию и Карфаген. Во II-XIII веках действовало множество серебряных рудников, а в XV-XVI веках главным районом добычи серебра стали Рудные горы.
Открытие Америки привело к открытию богатейших месторождений серебра: Кордильеры от Аляски до Огненной земли остаются главным источником серебра. Настоящей сокровищницей является Мексика. На долю Мексики приходится треть всего добытого в 1521-1945 годах серебра - это около 205 тысяч тонн. Мексика и сейчас занимает ведущее место, добывая ежегодно около 3 тысяч тонн серебра.
Первое собственное серебро в России было добыто на Нерчинских рудниках Забайкалья в 1704 году. Однако его добывалось ничтожно мало. Из настоящих новостей можно отметить то, что открыли новый рудник на Алтае и в России стали добывать серебра еще больше.
Коренной перелом в серебряной индустрии произошел только в 60-х годах XX столетия, когда были освоены многочисленные месторождения Дальнего Востока.
По данным 1989 года многие десятилетия страны Американского континента поставляют более 55% всего серебра ежегодно. Большая часть оставшихся 45% приходится на Австралию и Россию.
Самородное
серебро встречается
Добыча самородного серебра составляет 20% от всей добычи серебра. Серебряные руды содержат до 80% серебра (аргентин - соединения серебра и серы), но основную массу серебра получают попутно при выплавке и рафинировании (очистке) свинца и меди.
Из руд серебро получают цианированием и амальгамацией. Для цианирования серебра в отличие от цианирования золота используют более концентрированные цианистые растворы.
Цианирование - самый распространенный способ - основан на растворении металла в водных растворах цианистых щелочей. Открытие цианирования принадлежит русскому ученому П. Р. Багратиону. В 1843 г. сообщение об этом было опубликовано в «Бюллетене С.-Петербургской Академии наук». В России цианирование было введено только в 1897 г. на Урале.
Сущность этого процесса заключается в следующем. Серебросодержащую руду доставляют на специальные металлургические заводы. В рудах, содержащих самородное серебро, имеются примеси как пустой породы, так и других минералов, от которых серебро желательно отделить. Метод цианирования применим и в этом случае. На минерал действуют цианидом и кислородом воздуха. Соединенные усилия этих двух факторов приносят успех - серебро растворяется в цианиде, образуя тот же комплекс.
Дело в том, что само по себе серебро с кислородом практически не реагирует. Оно лишь медленно покрывается тонкой устойчивой пленкой оксида темного цвета. Если же в водной среде присутствует цианид, то оксид немедленно растворяется. Образуется комплексный ион, отличающийся тем, что он исключительно плохо диссоциирует; в растворе практически не остается ионов серебра, и процесс растворения продолжается.
В результате обработки
серебросодержащих руд
Амальгамация известна уже более 2 тыс. лет. Основана она на способности серебра или золота при нормальных условиях вступать в соединение со ртутью. Ртуть, в которой уже растворено небольшое количество серебра, улучшает смачиваемость металла. Процесс амальгамации происходит в специальных амальгамационных аппаратах. Измельченную руду пропускают вместе с водой по амальгамированной поверхности ртути. В результате частицы серебра, смачиваясь ртутью, образуют полужидкую амальгаму, из которой путем отжима избытка ртути получают твердую часть амальгамы. Ее состав может иметь 1 ч. золота и 2 ч. ртути. После такой фильтрации ртуть испаряют, а оставшееся золото сплавляют в слитки.
Ни при одном из вышерассмотренных способов получения драгоценых металлов не получают металл высокой чистоты. Поэтому для получения чистого серебра или золота полученные слитки отправляют на аффинажные (очистительные) заводы.
Существуют и другие способы очистки серебра. В случаях, когда сырьем являются свинцовый и медный концентраты, применяют пирометаллургический метод. Производство серебра этим методом выгодно, потому что дорогостоящий является примесью к свинцу и меди и выделения его, конечно, удешевляет производство, в значительной мере окупая затраты по добыче менее дорогих металлов. Из меди примесь серебра в процессе электрохимической очистки. Аноды из «сырой» меди погружают в электролитические ванны и проводят электролиз. Медь растворяется на аноде и оседает на тонком катоде, а серебро оседает на дно ванны, образуя так называемый «штамп», из которого его и выделяют.
Сырой
свинец для извлечения из него примеси
серебра обрабатывают цинком. Процесс
ведется при высокой
В России для серебра, применяемого в ювелирном деле, установлены пробы 750, 800, 875, 916, 925, 960.
Из
55 серебросодержащих минералов
Названия серебряных минералов содержат в своем составе слово серебро (аргенит, кераргирит, пираргирит). Название пираргирит, например, происходит от двух греческих слов, означающих огонь и серебро (отражены ярко-красный цвет и состав), название прустит дано в честь французского химика Ж. Л. Пруста.
Серебро в своей массе чаще всего рассеяно в виде примесей в рудах других металлов. Самородки серебра очень редки, самые крупные были встречены в Западной Европе (рудники Гарца и Рудных гор в XIV—XVI вв.), а один из них, найденный у Шнееберга, имел массу до 20 т. В Чили нашли пластину серебра массой в 1420 кг. Самородки известны в Канаде. Много самородков было встречено в XVIII в. в России на Алтае и на о. Медвежьем.
Серебро, как правило, добывается попутно при разработках золотых, свинцово-цинковых, медных, никелевых, сурьмяных, кобальтовых и урановых руд (в капиталистических странах, например, около 50 % серебра получают из свинцово-цииковых руд, 18 % — из медных, 12 % — из золотых и лишь 20 % из собственно серебряных руд). В серебряных месторождениях минимальное содержание металла достигает 0,04— 0,05 (или 400—500 г/т).
В
России серебро обычно добывается из
комплексных руд цветных
Добыча и производство серебра в России, тн
Общие запасы серебра, по данным на 1987 г., превысили 3,5 млн. т, в том числе подтвержденные 0,4 млн. т. Возможные ресурсы серебра в этих странах немногим превышают 0,6 млн. т. До 60 % общих запасов серебра содержат недра стран американских континентов. В США около 0,1 млн. т, а в Мексике и Канаде — в сумме немногим более 0,1 млн. т серебра. Главнейшие месторождения серебра капиталистического мира размещены в США (Комсток-Лод, Кёр-д-Ален), в Канаде (Кобальт-Гауганда, Салливан, Экуити-Силвер), в Мексике (Гуанохуато, Реальде-Анхелес и Пачука), в Австралии (Маунт-Айза, Брокен-Хилл, Олимпик-Дэм), в Перу (Морокоча), в Боливии (Пото-си), в Чили (Чукикамата), в Никарагуа (Пис-Пис) и Гондурасе (Эль-Росарио).
Мировая добыча серебра на 1986 г. оценивается в 13,5 тыс. т. В 50 странах производится (в тыс. т) серебра: в Мексике — 2, в Перу — 1,8, в Канаде — 1,1, в США и Австралии — по 1.
Интересно, что вторичная выплавка серебра в этих странах в том же году составила (тыс. т) около 3,5, в том числе из старого лома 2,5, .переплавки монет — 0,15 и государственных запасов 0,3. Цена на серебро на мировых биржах в 1981— 1985 гг. колебалась от 0,20 до 0.34 дол. за 1 т. Мировая добыча серебра почти за 500 лет превысила 800 тыс. т, причем из них более 650 тыс. т (более 80 %) добыто на американских континентах.
45% серебра
используется в электронной
3. Металлы платиновой группы (МПГ)
Платиновые металлы - это элементы VIII группы Периодической системы Д.И. Менделеева. Их шесть: в пятом большом периоде - так называемые легкие платиновые металлы - рутений (Ru), родий (Rh), палладий (Pd) с порядковыми номерами соответственно 44, 45, 46 и в шестом - тяжелые осмий (Os), иридий (Ir), платина (Pt), имеющие порядковые номера 76, 77, 78.
Платина (от исп. plata - серебро), элемент, давший название всей рассматриваемой группе металлов, известна человечеству с незапамятных времен: следы платины обнаруживаются еще в древнеегипетских инкрустациях. Однако первое упоминание о ней в архивах относится к 1735 году, а первое описание выполнено испанским офицером, физиком и математиком Доном Антонио де Ульоа в 1748 году [3, c.19 ].
Платина
оказалась самым тяжелым
В середине 18 в. химики изучили свойства платины и признали ее новым элементом. Благодаря исключительной химической стойкости платину начали использовать для изготовления химического оборудования. Так, в 1784 был изготовлен первый платиновый тигель, а в 1809 – платиновая реторта массой 13 кг; такие реторты использовали для концентрирования серной кислоты. Изделия из платины делали путем ковки или горячего прессования, поскольку электропечей, дающих достаточно высокую температуру, тогда не было.

- Благородные металлы
- Благородные металлы
- Благородные металлы
- Благородные металлы
- Благородные Металлы
- Благородные Металлы
- Благородные Металлы
- Благопожелания
- Благополучні та деструктивні подружні стосунки
- Благополуччя подружніх відносин і його психологічні детермінанти: теоретичний аналіз
- Благоприятная окружающая среда
- Благоприятный имидж предприятия
- "Благородная россиянка" Екатерина Романовна Дашкова
- Благородные металлы