Драгоценные металлы. История открытия и использование в современности |
\\ Статьи
10/11/2016 3:53pm
Драгоценные металлы. История открытия и использование в современности
Сегодня драгоценные металлы, это не только ювелирные украшения, это важные составляющие многих видов техники. В эквивалентах драгоценных металлов измеряются состояния богатых и знаменитых личностей, а также бюджеты стран и королевских семей. Золото и серебро, активно борются за красоту и молодость нашей кожи. Многие металлы наделены магическими и целебными свойствами. К примеру, в христианстве, почетным металлом считается серебро. И самое интересное, что все эти металлы в определенных количествах есть в организме каждого человека. Благородные или драгоценные металлы — металлы, которые не подвергаются коррозии и окислению, что отличает их от большинства других металлов. Все они являются также драгоценными металлами, благодаря их редкости. Основные благородные металлы — золото, серебро, а также платина и остальные 5 металлов платиновой группы — (рутений, родий, палладий, осмий, иридий) и иногда рений. Название «благородные металлы» они получили благодаря высокой химической стойкости (практически не окисляются на воздухе) и блеску в изделиях. Золото, серебро, чистая платина и палладий обладают высокой пластичностью, а остальные благородные металлы, к тому же — очень высокой тугоплавкостью.
Зачастую в древние времена, металлы можно было добыть из россыпей. Металлы извлекали промывкой песка на шкурах животных с подстриженной шерстью (для улавливания крупинок золота), а также при помощи примитивных желобов, лотков и ковшей. Из руд металлы добывали нагреванием породы до растрескивания с последующими дроблением глыб в каменных ступах, истиранием жерновами и промывкой. Разделение по крупности проводили на ситах. В Древнем Египте был известен способ разделения сплавов золота и серебра кислотами, выделение золота и серебра из свинцового сплава купелированием, извлечение золота путём амальгамирования ртутью, или сбор частиц с помощью жировой поверхности (Древняя Греция). Купелирование осуществляли в глиняных тиглях, куда добавляли свинец, поваренную соль, олово и отруби (олово купелируется очень с большим трудом, непонятно зачем его добавляли. Образующийся при купелировании расплав оксида свинца растворит глиняный тигель. Описанный процесс невозможен по ряду причин, но все равно использовался). В XI—VI веках до н. э. серебро добывали в Испании в долинах рек Тахо, Дуэро, Миньо и Гуадьяро. В VI—IV веках до н. э. начались разработки коренных и россыпных месторождений золота в Трансильвании и Западных Карпатах. В Боливии в 1545 году началась разработка «серебряной горы» Потоси. В 1577 году были обнаружены золотоносные россыпи в Бразилии. К середине XVI века в Америке добывали золота и серебра в 5 раз больше чем в Европе до открытия Нового Света. В 1-й половине XVI века испанские колонизаторы обратили внимание на неплавкий тяжелый белый металл, встречающийся попутно с золотом в россыпях Новой Гранады. По внешнему сходству с серебром (исп. plata или плата...палата.) они дали ему уменьшительное название «платина» (исп. platina), буквально — «серебришко». Платина была известна ещё в древности, самородки этого металла находили вместе с золотом и называли их «белым золотом» (Древний Египет, Испания, Абиссиния), «лягушачьим золотом» (остров Борнео) и т. д. Из-за того что платину использовали для махинаций с золотом, был издан правительственный декрет, предписывающий выбрасывать её в море]. Первое научное описание платины сделал Уильям Уотсон в 1741 году в связи с началом её добычи в промышленных масштабах в Колумбии (1735 год). В 1803 году английский учёный У. Х. Волластон открыл палладий и родий, а в 1804 году английский учёный С. Теннант открыл иридий и осмий. В 1808 году русский учёный А. Снядицкий, исследуя платиновую руду, привезенную из Южной Америки, извлек новый химический элемент, названный им Вестием. В 1844 году профессор Казанского университета К. К. Клаус всесторонне изучил этот элемент и назвал его в честь Руси рутением. Добыча благородных металлов в России началась в XVII веке в Забайкалье с разработки серебряных руд, которая велась подземным способом. Первое письменное упоминание о добыче золота из россыпей Урала относится к 1669 году (летопись Долматовского монастыря). Одно из первых месторождений золота в России было открыто в Карелии в 1737 году; его разработка относится к 1745 году. Началом золотого промысла на Урале принято считать 1745 год, когда Е. Марков открыл Берёзовское рудное месторождение. В 1819 году в россыпных месторождениях золота на Урале был обнаружен «новый сибирский металл» (платина). В 1824 году на восточном склоне Уральских гор найдена богатая россыпь платины с золотом и заложен первый в России и Европе платиновый прииск. Позднее К. П. Голляховским и др. открыта Исовская система золото-платиновых россыпей, получившая мировую известность. В 1828 году русский учёный В. В. Любарский опубликовал работы о первом в мире коренном месторождении платины, обнаруженном у Главного Уральского хребта. 95 % платины до 1915 года в основном добывали из россыпей, остальное количество получали при электролитическом рафинировании меди и золота. Для извлечения благородных металлов из россыпных месторождений в XIX веке создаются многочисленные конструкции золотоизвлекательных машин (например, бутара, вашгерд). С 1-й половины XIX века на уральских приисках широко применялась буторная разработка. В 30-х гг. XIX века на приисках воду для размыва пород россыпей подавали под напором. Дальнейшее совершенствование этого способа привело к созданию водобоев — прототипов гидромонитора. В 1867 году А. П. Чаусов около озера Байкал впервые осуществил гидравлическую разработку россыпи; позднее (1888 год) этот способ был применен Е. А. Черкасовым в долине реки Чебалсук в Абаканской тайге. В начале XIX века для добычи золота и платины из обводнённых россыпей применили землечерпалки, а в 1870 году в Новой Зеландии для этой цели — драгу. Начиная со 2-й половины XIX века глубокие россыпи в России разрабатываются подземным способом, а в 90-х гг. XIX века внедряются экскаваторы и скреперы. Очистка и обработка платины затруднялась высокой температурой её плавления (1773,5 °C). В 1-й половине XIX века А. А. Мусин-Пушкин получил ковкую платину прокаливанием её амальгамы. В 1827 году русские учёные П. Г. Соболевский и В. В. Любарский предложили новый способ очистки сырой платины, положивший начало порошковой металлургии. В течение года этим способом было очищено впервые в мире около 800 кг платины, то есть осуществлена переработка платины в больших масштабах. В 1859 году французские учёные А. Э. Сент-Клер Девиль и А. Дебре впервые выплавили платину в печи в кислородно-водородном пламени. Первые работы по электролизу золота относятся к 1863 году, в производство этот метод введён в 80-х гг. XIX века. Кроме амальгамации, в 1886 году впервые в России было осуществлено извлечение золота из руд хлорированием (Кочкарьский рудник на Урале). В 1896 году на том же руднике пущен первый в России завод по извлечению золота цианированием (первый такой завод построен в Йоханнесбурге (Южная Африка) в 1890 году). Вскоре цианистый процесс применили для извлечения серебра из руд. По эффективности добычи благородных металлов из россыпей лучшим является дражный способ, менее экономичны скреперно-бульдозерный и гидравлический. Подземная разработка россыпей почти в 1,5 раза дороже дражного способа; в СССР её применяют на глубоких россыпях в долинах рр. Лены и Колымы. Серебро добывают главным образом из рудных месторождений. Оно встречается в основном в свинцово-цинковых месторождениях, дающих ежегодно около 50 % всего добываемого серебра; из медных руд получают 15 %, из золотых 10 % серебра; около 25 % добычи серебра приходится на серебряные жильные месторождения. Значительную часть платиновых металлов извлекают из медно-никелевых руд. Платину и металлы её группы выплавляют вместе с медью и никелем, и при очистке последних электролизом они остаются в шламе. Для извлечения благородных металлов широко пользуются методами гидрометаллургии, часто комбинируемыми с обогащением. Гравитационное обогащение благородных металлов позволяет выделять крупные частицы металла. Его дополняют цианирование и амальгамация, первое теоретическое обоснование которой дано советским учёным И. Н. Плаксиным в 1927. Для цианирования наиболее благоприятно хлористое серебро; сульфидные серебряные руды часто цианируют после предварительного хлорирующего обжига. Золото и серебро из цианистых растворов осаждают обычно металлическим цинком, реже углём и смолами (ионитами). Извлекают золото и серебро из руд селективной флотацией. Около 80 % серебра получают главным образом пирометаллургией, остальное количество — амальгамацией и цианированием. Благородные металлы высокой чистоты получают аффинажем. Потери золота при этом (включая плавку) не превышают 0,06 %, содержание золота в аффинированном металле обычно не ниже 999,9 пробы; потери платиновых металлов не выше 0,1 %. Ведутся работы по интенсификации цианистого процесса (цианирование под давлением или при продувке кислорода), изыскиваются нетоксичные растворители для извлечения благородных металлов, разрабатываются комбинированные методы (например, флотационно-гидрометаллургический), применяются органические реагенты и др. Осаждение благородных металлов из цианистых растворов и пульп эффективно осуществляется с помощью ионообменных смол. Успешно извлекаются благородные металлы из месторождений при помощи бактерий (см. Бактериальное выщелачивание). Профессор Киевского Национального института Владимир Михайлов говорит, что, не смотря на свою маленькую площадь, относительно более крупных стран в Европе, Украина имеет около 5% мировых запасов драгоценных камней. Сами жители Украины и не догадываются о таких богатствах, которые лежат у них под ногами, по которым они каждый день ходят. Как следует из этого – Украина не занимается разработками минеральных ресурсов, хотя могла бы заложить в бюджет страны дополнительные средства на разработку и изучение драгоценных камней. К сожалению, государство не отдает нужного внимания горным разработкам, и страна продолжает своё не богатое существование на богатых территориях. Во времена СССР имеющиеся кладези драгоценных металлов на территории Украины не представляли государственного интереса и должным образом не оценивались. В стране были другие, успевшие стать традиционными, регионы золотодобычи, где работы с высокой степенью рентабельности велись десятилетиями и даже столетиями. Это северо-восток России, Сибирь, Забайкалье, Урал, Узбекистан и некоторые другие. Несмотря на то, что заслуживающие внимания залежи золота в Закарпатье, Донецком бассейне и на Украинском щите были известны довольно давно, они считались недостаточно перспективными и средства на их изучение и оценку не выделялись. Некоторым исключением был, пожалуй, Закарпатский регион, где с 70-х годов прошлого столетия были начаты работы по изучению Береговского рудного поля с Мужиевским золото-полиметаллическим месторождением и Раховского рудного района с месторождением Сауляк. Месторождения золота Украины
Закарпатская область. В пределах Береговского рудного поля разведано и начата эксплуатация Мужиевского золото-полиметаллического месторождения. Оно относится к вулканогенно-гидротермальному типу. Рудные тела представлены крутопадающими кварцевыми жилами с примесью халцедона, каолинита, гидрослюд. Содержание золота здесь варьирует в пределах 4,5-15 г/тонну, а запасы золота оцениваются в 25–30 тонн. Месторождение подготовлено к эксплуатации еще в 1990 году и в настоящее время его руда добывается Мужиевским рудником ЗАО "Полиметаллы Украины". В пределах Береговского рудного поля, кроме Мужиевского, известны еще Береговское и Куклянское золото-полиметаллические месторождения, имеющие сходное геологическое строение. Луганская область. В Бобриковском месторождении содержание золота в рудных телах крайне неравномерно. Вкрапленные руды содержат мало золота, а более высокие концентрации его характерны для жил и прожилков. В целом, содержание золота в рудах составляет 2-9 г/тонну (в отдельных пробах 40-106 г/тонну), серебра до 320 г/тонну. Днепропетровская область. Сурский золоторудный район, включающий месторождения Сергеевское и Балка Золотая, расположен в южной части одноименной архейской зеленокаменной структуры Украинского щита. Возраст золотоносных пород оценивается в 3,0-3,2 млрд. лет. Среднее содержание золота в рудах по месторождению Сергеевскому составляет 7–8 г/тонну при отношении Au:Ag=1:2. В месторождении Балка Золотая, расположенном в 4 км к северо-востоку, среднее содержание металла в рудах составляет 6,2 г/тонну. По месторождению Балка Широкая Чертомлыкского рудного района среднее содержание золота в рудных залежах находится в пределах 4-7 г/тонну. Месторождение рассматривается как аналог месторождения Маунт-Магнат (Западная Австралия), где добыто более 40 тонн золота. Запорожская область. Сурожское месторождение находится в Западном Приазовье в 30 км севернее г. Бердянск. Содержание золота здесь очень неравномерно и колеблется от 4 до 66 г/тонну. Проба самородного золота высокая – 926–983. Кировоградская область. В Клинцовском месторождении золото имеет множество примесей. С золото-висмутовой ассоциацией здесь связаны ураганные содержания золота, достигающие 200 г/тонну при содержании висмута 35 г/тонну. Юрьевское месторождениерасположено в 17 км к югу от г. Кировоград. Содержание золота в рудах месторождения неравномерное – от десятых долей до 34,5 г/тонну, а в отдельных пробах – до 153,8 г/тонну. Майское золоторудное месторождение оценивалось и рассматривается как наиболее перспективный золотоносный объект Украинского щита. При бортовом содержании золота 0,5 г/тонну в зонах выделяются рудные тела мощностью от 1 до 18 м, вмещающие драгоценного металла от 1 до 70 г/тонну.
В ювелирном деле и декоративно-прикладном искусстве применяют сплавы благородных металлов. Они используются для изготовления оправ при создании всех ювелирных украшений с камнями. Также, из чистых драгоценных металлов или сплавов изготовляются украшения без камней. Абсолютно из всех драгоценных металлов и их сплавов изготовляются декоративные элементы для дизайна интерьера, мебели, часов, аксессуаров и даже корпуса мобильных телефонов (например у Vertu).
София Неклеса Источники использованные при написании статьи: ПрезентацияКонтактыКонтактыНАШІ КОНТАКТИ: м. Дніпро ISSN 20760507 Керівник проекту - Гриньов Володимир Анатолійович |
|||||||||||||||