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, мало поддаются коррозии. Для них характерна высокая пластичность (можно прокатывать листы толщиной до 0,0001мм), благодаря которой золото точно передает и сохраняет приданную ему форму. Платиноиды кроме того отличаются тугоплавкостью и высокой твердостью. Серебро обладает сверхвысокой электропроводностью и теплопроводностью, а платиноиды, наоборот, имеют сверхнизкую электропроводность и теплопроводность. Указанные свойства определяют области применения этих металлов. (рис. 1.).
|
Благородные металлы |
Катализаторы |
|
Лабораторная посуда |
|
|
Медицина |
|
|
Кино-фотопленка |
|
|
Аппаратура для космоса |
|
|
Ювелирные изделия |
|
|
Контакты ЭВМ |
|
|
Валюта |
Рис. 1. Применение благородных металлов.
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.
В процессе общения люди многих национальностей пришли к таким понятиям, 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. Прямое или косвенное отношение к золоту имеет множество событий – хороших и плохих, серьезных и незначительных, прошлых и настоящих, закономерных и случайных в нашем понимании и даже курьезных.
Искать причину этих событий и многих поступков людей где то в свойствах или особенностях золота было бы так же нелепо, как обвинять например сталь и уран, из которых изготовляется смертоносное оружие, в уничтожении людей. О непричастности золота к поступкам людей образно и достаточно определенно высказался в свое время хорезмиец Бируни: «Когда Аллах при помощи золота и серебра облегчил людям трудности жизни и обмен продуктами, сердца люде прониклись любовью к этим металлам, а души склонились в их сторону так же, как оба они (золото и серебро) склонны переходить из рук в руки. И усилилась страсть к накоплению и умножению их и возвысился их почет и блестящее положение. Но это явилось следствием установления, а не от их природы, по условному сговору между людьми, а не на основании естественного закона, ибо оба они камни, неспособные по сути своей ни насытить, ни утолить жажду, ни отразить насилие или предохранить от зла».
Став средством товарного обмена (деньгами), символом богатства и власти, золото оказалось в центре серьезнейших противоречий. Жажда золота ожесточила в свое время всю Западную Европу, деньги подорвали устои феодализма.
В поисках золота люди проникали в самые отдаленные и труднодоступные районы, в преодолении трудностей, в отношениях к золоту и между собой раскрывались их характеры и нравы, что нашло отражение во многих произведениях художественной литературы. 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. О золоте написано много книг и брошюр но все они стали библиографической редкостью.
«золото»
В периодической системе элементов Д.И. Менделеева золото занимает 79-ю клетку. Это значит, что атом золота имеет 79 вращающихся вокруг ядра электронов, несущих отрицательный заряд.
Основные свойства
Начинать разговор о золоте лучше всего со свойств этого металла и только потом переходить к тому, как эти свойства используются человеком. Золото интересно тем, что в его характеристиках весьма часто употребляется слово «очень», но редко «самый», так как до «самого» этому металлу почти всегда немного не хватает.
Оно очень тяжелое, но платина все-таки тяжелее. Плотность золота 19,32 г/см 3 . 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 металлы располагаются в следующем порядке: платина – 21,5 г/см 3 ; золото – 19,3 г/см3 ; ртуть – 13,6 г/см3 ; свинец – 11,4 г/см3 ; серебро – 10,5 г/см3 .
Золото очень мягкий металл (и опять-таки не самый мягкий, свинец и олово, например, еще мягче).
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 легко истирается, превращаясь в тончайшую пыль. Благодаря этому свойству оно рассеяно везде, и таким образом, широко распространено в природе.
Хорошо известны случаи, когда вокруг тех мест, где обрабатывали золото, оседала мельчайшая золотая пыль и на этом некоторые ловкачи сумели составить целые состояния.
Золото очень ковко и тягуче, что, конечно, является результатом его мягкости. Однако ковкость и тягучесть золота принято рассматривать отдельно, поскольку благодаря этим свойствам оно обладает такими возможностями для его обработки, которые могут поразить даже весьма осведомленного человека. Золото можно расковать до такой малой толщены, 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 м 2 .
Золото — хороший проводник тепла и электрического тока, опять-таки очень хороший но не самый. По этим качествам оно уступает четырем металлам, в частности серебру. Температура плавления золота 1063 О С, оно обладает большой летучестью, которая возрастает при повышении температуры.
Модуль упругости золота 79 х 10 3 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. Реже оно входит в состав некоторых минералов, часть из которых приведена ниже Табл.1.
Таблица 1.
|
МИНЕРАЛ |
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, % |
|
Золото |
Au (70 — 100), Ag (следы — 30), Fe (0 — 1), Cu (0 — 1,4) |
|
Электрум |
Au (57 — 70), Ag (30 — 43), Fe (0 -1), Cu (0 — 1,4) |
|
Кюстелит |
Au (20 — 28), Ag (72 – 80) |
|
Серебро |
Au (0-0,8), Ag (98 — 100), Fe (0 — 0,1), Cu (0 -0,01), Hg (0 – 1,1) |
|
Медистое золото |
Au (74,3 – 80,1), Ag (2,3 — 20), Cu (9 – 20,4), Bi (0 – 0,26) |
|
Порпецит |
Au (85,98), Ag (4,17), Cu (0,1), Pb (8,2 – 11,6) |
|
Мольдонит |
Au (64,5), Bi (35,5) |
|
Золотые амальгамы |
Au (34,2 – 41,6), Ag (0 — 5), Hg (57,4 – 61), Pt (0 – 0,1) |
|
Платинистое золото |
Au (86), Ag (3), Pt (10,5) |
|
Иридистое золото |
Au (62,1), Ag (2,1), Fe (0,6), Cu (0,6), Pb (следы), Pt (3,8), Ir (30) |
|
Родистое золото |
Au (88,4), Rh (11,6) |
Кроме выше указанных встречаются также минералы, в которых золото соединео с теллуром, — петцит, калаверит, креннерит, сильванит, нагиягит.
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 чистом виде золото имеет красивый соломенно-желтый цвет с сильным металлическим блеском. В данном случае можно сказать что золото – самый желтый из всех металлов. В свое время его желтый цвет вводил в заблуждение алхимиков, которые именно в этом усматривали родство золота и серы.
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).
Цвет золота также зависит от толщены куска металла и его агрегатного состояния. Так, очень тонкая золотая пластинка имеет на просвет, как говорилось выше, зеленый цвет. Такого же цвета и расплавленное золото, а его пары – зеленовато-желтого. В депрессионном состоянии золото обычно рубинового или темно-фиолетового цвета. К цвету золота мы еще вернемся, когда будем говорить о его применении.
Иногда самородное золото бывает покрыто пленкой оксидов железа. В этом случае цвет его может быть самым заурядным – грязно-бурым, коричневым, а то и почти черным. При добыче такое золото очень трудно отличить от вмещающей пустой породы, и поэтому нужен весьма тщательный контроль, чтобы избежать потерь. О таком золоте говорят что оно «в рубашке», которая может состоять не только из оксидов железа. В некоторых случаях это могут быть мельчайшие частицы пустой породы, вдавленные в поверхность золотины. Надо сказать, что такая «рубашка» не только мешает различать золото, но и затрудняет его обработку – амальгамацию или цианирование. Сплавы золота с серебром, медью, платиной, палладием и другими металлами не являются химическими соединениями, а представляют собой твердые растворы (атомные смеси).
Атомы сплавленных металлов не обмениваются электронами. Именно это и является признаком отсутствия между ними химического взаимодействия. Способность ряда металлов образовывать сплавы с золотом объясняется тем, что их атомные радиусы очень близки к атомному радиусу золота. Если атомный радиус золота равен 1,46 х 10 -10 м, то висмута 1,46 х 10-10 м, серебра — 1,44 х 10-10 м, а платины — 1,39 х 10-10 м. Характерно то, что все металлы в сплаве с золотом имеют меньшую температуру плавления чем в чистом виде.
«ЦАРСКОЙ ВОДКОЙ»,
Золото кристаллизуется в кубической системе. Форма кристаллов может быть удлиненной или октаэдрической. При затвердевании после плавки кристаллы золота выглядят неправильными многоугольниками. Чем медленнее идет охлаждение, тем больше размеры кристаллов. При отжиге или медленном охлаждении образуются кристаллы с прямыми ребрами.
В ничтожно малых концентрациях золото присутствует во многих горных породах, слагающих земную кору. В абсолютном большинстве эти концентрации настолько малы, что о промышленной добыче золота не может быть и речи, так как издержки на нее были бы очень велики. Считается, что на 1 т горных пород земной коры приходится 5 мг золота, но вместе с тем отдельные породы могут отличаться и более высоким его содержанием. Например, в гранитном массиве американского штата Невада установлено содержание золота, превышающее 1,1 г/т, в некоторых диабазах оно достигает 0,76 г/т, в базальтах – 0,26 г/т.
Чаще всего золото концентрируется в кварцевых жилах. Именно этими жилами и представлено наибольшее число месторождений. Но даже в промышленных месторождениях концентрация золота по сравнению с промышленными концентрациями других полезных ископаемых весьма мала. Поэтому золото – один из самых трудоемких (но опять таки не самый) по добыче металлов. В этом отношении он уступает, например платине, промышленные концентрации еще меньше.
Среднее содержание того или иного элемента в земной коре принято называть его кларком (в честь американского геохимика Ф.В. Кларка).
Кларк золота, исходя из указанного выше содержания, равного 5 мг, составляет 10 7 % (В.И. Соболевский называет цифру 106 %, в других работах встречается показатель 7 х 107 %).
Для сравнения можно указать, что кларк самого распространенного в земной коре элемента — кислорода равен 49,13%. Зная кларк, очень просто определить абсолютное количество данного элемента в заданном объеме земной коры. В частности, в 1 км3 горных пород содержится 14 т золота, а в 20 – километровом слое земной коры – почти 100 млрд. т. Конечно эти расчеты весьма приблизительны, однако они дают приставление об общем количестве золота в природе.
Предполагают, что в земном ядре концентрация золота значительно выше. Основанием для этого предположения стали железные метеориты, довольно часто падающие на землю. Концентрация золота в метеоритном веществе достигает иногда 5-10 г на тонну. Исходя из этого предположения многие исследователи пришли прямо-таки к астрономическим результатам: количество золота, находящегося в земном ядре исчисляется 6 840 000 000 000 – 8 000 000 000 000 т !
В 1953 году Ф. Фриденсбург, исходя из предельной глубины разработки 3000 м, определил, что земная кора содержит 4 470 000 000 т золота. В настоящее время золотые рудники ЮАР вплотную подошли к 4-километровой глубине. Результаты расчетов для этой глубины еще более впечатляющие.
Находки золота в метеоритах являются неопровержимым доказательством того, что золото распространено не только на Земле, но и на других космических телах. Об этом, к тати, спектральные линии золота обнаруженные на Солнце.
Но золото встречается не только в горных породах. Весьма много его в морях и океанах, хотя концентрация его и общее количество не установлены. Раннее считалось, что в тонне морской воды находится от 5 до 10 мг золота. В настоя время можно считать установленным, что в действительности его немного меньше – от 0,001 до 0,4 мг. Но если принять даже содержание золота в тонне воды равным 0,02 мг, то и в этом случае в Мировом океане должно быть около 27 млн. т желтого металла. Вполне закономерно, что человек уже неоднократно задумывался над тем, как извлечь золото из морской воды. В этом направлении работали многие специалисты, но результаты пока неутешительны. При существующем уровне технологий, золото из морской воды добывать можно, но издержки производства при этом будут столь велики, что сама добыча теряет всякий смысл.
Весьма любопытно, что концентрации золота в разных районах Мирового океана далеко не одинаковы. Если в среднем по океану мы оценили содержание драгоценного металла в тоне воды равным 0,02 мг, то в Карибском море оно достигает 15-18 мг. Джон Густафон сообщает, что профессор Тюбингенского университета Байер из 100 л воды, взятой в неаполитанском заливе, извлек 1,4 мг золота. Это необычно высокая концентрация. В прибрежных водах США в 1901 году Вагнером было установлено содержание золота в тоне воды, равное 16 мг. В 1923 году исследования Хабера и Аррениуса в Атлантическом океане у берегов Северной Европы показали содержание золота на тонну воды равным 0,014-0,4 мг. У берегов Австралии были обнаружены сравнительно высокие концентрации – от 3,65 до 65 мг/т.
В морской воде содержится не только раствореное золото. Недавно в Красном море обнаружены так называемые «придонные илы», которые, кроме золота, в значительных количествах содержат во взвешенном состоянии многие другие полезные материалы.
Предполагают, что «придонные илы» образовались в результате деятельности природных источников термальных вод. Золото здесь представлено настолько малыми частицами, что его извлечение пока не может быть осуществлено. И все-таки золота «придонных илов» заставляет многих исследователей искать пути его получения, поскольку колоссальное количество драгоценного металла, наличие которого предполагается в земном ядре, добыть еще труднее.
Золото попадает в воды морей самыми различными путями. Прежде всего этому способствуют реки, которые на своем пути размывают золотосодержащие породы, растворяют некоторое количество освободившегося золота и несут в своих струях мельчайшие золотые пылинки.
Согласно расчетам река Амур ежегодно выбрасывает в Татарский пролив более 8 т золота, что превышает годовую добычу ряда золотодобывающих стран.
Часть золота попадает в море из метеоритного вещества. В своей книге Л.В.Фирсов указывает, что ежегодно в атмосфере земли распыляется около 3500т метеоритного вещества, в котором находится примерно 18 кг золота. Следовательно, только за последний миллион лет в земной атмосфере было распылено 18 тыс. т золота, большая часть которого в конечном итоге попала в Мировой океан.
По наблюдениям французских ученых вулкан Этна на острове Сицилия ежедневно вместе с пеплом выбрасывает в атмосферу в виде мельчайших частиц 2,5 кг золота.
Золото попадает в океан и из золотосодержащих горных пород, имеющих выход в береговой зоне или на морском дне.
Можно сказать что золото окружает нас буквально по всюду, в небольших концентрациях оно содержится в почве, грунтовых водах, растениях, организмах животных. В растения оно попадает вместе с солями, растворенными в грунтовых водах, с растительной пищей поступает в организм животных. Впервые «растительное» золото обнаружено в золе растений французским химиком Клодом Луи Бертоле. В дальнейшем установлено, что накапливать в себе золото у различных растений далеко не одинакова. Из тонны еловой древесины можно извлечь 1,27 мг золота, из тонны осины – 2 мг, из тонны березы – всего 0,6 мг. Хорошо накапливает золото кукуруза, а обычный хвощ, растущий на почве с содержанием золота около 0,1 мг в тонне, может накопить столько металла, что в тонне золы окажется 6 г золота. Наличие определенного количества золота в золе растений может быть поисковым признаком для геологов. В тонне каменного угля обнаруживают до 10 мг золота (уголь образовывается из древесины).
В Британском центре ядерных исследований подвергли анализу шерсть оленей и других животных из заповедников страны и установили в ней наличие золота. В воде и в почве заповедника этот металл не обнаружен. Поэтому вопрос откуда он взялся в шерсти животных пока не ясен. Золото формируется в белковой структуре волос в небольших, но одинаковых для всех животных количествах. Это позволяет думать, что оно играет определенную роль в жизнедеятельности организмов.
Таким образом, золото есть повсюду, даже в виноградном вине (это обнаружил Русель Д’Арсэ еще в 1779 году).
Чтобы судить о концентрациях золота в промышленных рудах и песках, лучше всего сравнить их с промышленными концентрациями других металлов. Так, например, в большинстве стран промышленная концентрация олова составляет около о,1 % (1 кг олова в тонне руды).
При содержании олова 0,3-0,5%руда считается очень богатой. В железных рудах содержание железа может достигать 70-75% (очень богатая руда), бедная содержит его 25-30%.
Если условно считать (учитывая все разрабатывавшиеся месторождения в мире) промышленным считать содержание золота в руде 3-4 г/т, то это составит 0,0003-0,0004%. По отношению к оловянной руде это в тысячу раз меньшая концентрация, а по отношению к железно руде в сотни тысяч раз. Этим и определяется высокая трудоемкость добычи золота. Найти золотую руду, выгодную для разработки тоже гораздо труднее, чем железную. Месторождения золотых руд отличаются весьма сложным строением и залеганием.
КАК ВОЗНИКЛИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЗОЛОТА
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 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 результате кристаллизации металла из горячих водных растворов, образовавшихся при застывании магмы. Такие месторождения называют гидротермальными.
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. Каких-нибудь 70 лет назад россыпные месторождения играли основную роль в мировой добыче золота.
Россыпи могут находится как на поверхности земли, так и залегать на больших глубинах. В настоящее время разведаны россыпные месторождения на глубине 200 м.
МЕСТОНАХОЖДЕНИЯ БОГАТЕЙШИХ, МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Хотя промышленные концентрации золота обычно невысоки, тем не менее встречались месторождения с поразительно большим содержанием драгоценного металла. Так известны рудники и прииски, где среднее содержание золота составляло 60-80, а иногда и 100г на каждую тонну руды или песков.
К ним в первую очередь следует отнести «Дорн» в Южной Каролине, «Литтл Джони» в Колорадо (США), «Санта Маргарита» в районе Чихуахуа (Мексика), «Эль Калас» (Венесуэла), «Тимбукту Риф» (Западная Австралия).
В районе Клондайка широкую известность получили такие россыпи, как «Эльдорадо» и «Бонанца» (Южная Америка).
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПО, ЗОЛОТОДОБЫЧЕ
Добыча золота в главнейших добывающих странах по годам (в тоннах).
|
СТРАНЫ |
1913 |
1960 |
1970 |
1975 |
1980 |
1985 |
1986 |
|
ВСЕГО |
652 |
1047 |
1273 |
956 |
944 |
1144 |
1281 |
|
ВТОМ ЧИСЛЕ |
|||||||
|
ЮАР |
274 |
665 |
1000 |
713 |
675 |
670 |
640 |
|
КАНАДА |
26 |
144 |
75 |
51 |
86 |
107 |
|
|
БРАЗИЛИЯ |
— |
6 |
9 |
13 |
63 |
67 |
|
|
США |
134 |
53 |
54 |
33 |
30 |
79 |
108 |
|
ФИЛИПИНЫ |
1 |
13 |
19 |
16 |
22 |
25 |
40 |
|
АВСТРАЛИЯ |
69 |
34 |
20 |
16 |
17 |
57 |
74 |
|
КОЛУМБИЯ |
5 |
14 |
7 |
11 |
17 |
26 |
27 |
|
ПАПУА-НОВАЯ ГВИНЕЯ |
— |
— |
1 |
18 |
14 |
31 |
36 |
|
ЧИЛИ |
— |
— |
— |
4 |
7 |
17 |
19 |
|
ЗИМБАБВЕ |
22 |
18 |
15 |
16 |
11 |
14 |
15 |
|
ГАНА |
12 |
27 |
22 |
18 |
11 |
13 |
14 |
|
ДОМИНЕКАНСКАЯ РЕСП. |
— |
— |
— |
11 |
10 |
9 |
|
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.
В 1814 г. горный мастер Л.И. Брусницын здесь же на Урале открыл золотоностные россыпи. Вскоре были выявлены ныне широко известные золоторудные районы Урала. В первой половине XIX века была установлена золотоносность юга Заподной Сибири, Енисейского кряжа, Восточного Саяна, Восточного Забайкалья, Казахстана; в середине XIX века открыты месторождения Восточной Сибири и Прибайкале, в 1864 г. – в бассейне реки Бодайбо и на Дальнем Востоке, в конце XIX века – в Северном Казахстане. Россия первой начала освоение россыпей и, таким образом, открыла эпоху крупномасштабной промышленной добыче золота. Уже в советское время открыты такие золоторудные провинции как Алданская и Колымская. Сейчас в России известны коренные и россыпные месторождения золота, среди которых Березовское (Средний Урал), Советское (Енисейский кряж), прииски Вознесенский, Успенский и Благовещенский (Восточная Сибирь), Горняк и Светлый (Республика САХА), Дарасунское, Балейское, Пильное и Дмитриевское (Южное Забайкалье), рудные районы Колымы и Чукотки.
Когда речь идет о золоте, обычно называют его пробу и отмечают ее в виде цифры на изделии. ПРОБА – ЭТО ЧИСЛО ВЕСОВЫХ ЧАСТЕЙ ХИМИЧЕСКИ ЧИСТОГО ЗОЛОТА В 1000 ЧАСТЯХ САМОРОДНОГО ЗОЛОТА ИЛИ СПЛАВА.
В России в ювелирном деле для золота установлены следующие пробы: 375, 500, 583, 750, 958. В применении к золоту используется и такая единица как КАРАТ . Но этот , «золотой карат» означает не абсолютное количество золота, а относительное его содержание в сплаве. Принято , что чистому золоту соответствует 24 карата, тогда золото 500 пробы будет 12 карат, а 750 – 18 карат.
УНЦИЯ
1 унция золота равна 31,1г.
Проба в различных системах
|
Система проб |
Сплав, его применение |
||
|
Метрическая |
Каратная |
Русская |
|
|
1000 |
24 |
96 |
Чистое золото |
|
958 |
23 |
92 |
Высокопробный ювелирный сплав |
|
916 |
22 |
88 |
Британский монетный сплав |
|
900 |
21,6 |
86,4 |
Международный монетный сплав |
|
750 |
18 |
72 |
Сплав для дорогих ювелирных изделий |
|
583 |
14 |
56 |
Ювелирный сплав, для перьев ручек, часов |
|
500 |
12 |
48 |
Сплав для дешевых ювелирных изделий |
|
375 |
9 |
36 |
Сплав для дешевых ювелирных изделий |
ЗОЛОТО ВАЛЮТНЫЙ МЕТАЛЛ, ЗОЛОТО ТОВАР
О назначении золота К.Маркс в своей работе «Капитал» сказал: «Первая функция золота состоит в том, чтобы доставить товарному миру материал для выражения стоимости, т.е для того чтобы выразить стоимости товаров как одноименные величины, качественно одинаковые и количественно сравнимые».
К началу ХХ века в большинстве стран сложилась денежная система в основе которой лежало золото. Особенностью денежной системы, в основе которой лежало золото. Оно стало единственным металлом, используемый как измеритель ценности. Особенности такой денежной системы являлось, что этот металл был во владении и у государства и у частных лиц – в виде ходовых золотых монет. При этом золото могло «уплывать» за границу, а государство не всегда могло контролировать этот процесс.
Общая структура потребления золота по годам
|
Область потребления. |
1975 |
1980 |
1981 |
1982 |
1983 |
1984 |
|
Ювелирные изделия. |
511,1 |
127 |
598 |
716 |
599 |
819 |
|
Монеты, медали. |
271,6 |
201 |
218 |
155 |
174 |
|
|
Зубные протезы |
64,3 |
64 |
62 |
58 |
53 |
51 |
|
Электроника. |
63,6 |
89 |
89 |
81 |
103 |
122 |
|
Производство слитков. |
— |
11 |
279 |
294 |
81 |
— |
|
Художественные и др. изд. |
56 |
66 |
64 |
62 |
54 |
53 |
II. СЕРЕБРО
Серебро позднее чем золото стало использоваться человеком. Об этом свидетельствуют и легенды и, археологические памятники. Самые древние серебряные изделия – мелкие бусинки прошивки – найдены археологами в культурных слоях, накопившихся в Присредиземноморье около 4 тыс. лет назад. Известно, что серебро издавна добывалось в Египте, Древней Греции, Иберии. Серебро, как и золото обожествлялось человеком. Если золото в представлениях далеких предков олицетворяло Солнце, то серебро – Луну. Однако археологи серебряные изделия находят значительно реже чем золотые.
Возможно это связано с тем, что серебро может переходить в Земле в неустойчивые хлористые соединения и даже растворятся. Серебро – светло-серый металл, очень тяжелый (плотность 10,49 г/см 3 ), исключительно пластичный (1 кг его можно вытянуть в проволоку 2 км и более), хорошо полируется, не окисляется на воздухе, имеет температуру плавления 960,5 О С. Серебро обладает самыми высокими электропроводностью и теплопроводностью среди всех металлов. Со многими тяжелыми металлами образует сплавы, например, с ртутью – амальгаму.
Интересно происхождение названия «серебро» (по-латыни – аргентум), что означает «светлый». «Серебро» (сильфер) – на английском языке староанглийское название этого металла писалось «сольфер», на голландском «цильфер», на немецком «зильбер» (связывают с древнеиндейским словом «Сарпа» — Луна).
По-испански серебро называется плата. С этим связана интересная эволюция некоторых географических названий. Так в ХVI в. испанский мореплаватель С.Кабот, побывавший в Южной Америке и встретивший здесь множество серебрянных месторождений, дал название крупной реке Ла Плата, которое перешло на окружающую территорию. В начале ХIX в., после изгнания испанцев, страна отказалась от испанского названия, напоминавшее тяжелое прошлое народа, и стала называться Аргентиной (от латинского слова «аргентум»).
С давних пор из серебра изготовляли украшения, знаки власти, предметы религиозного культа, отделывали рукоятки кинжалов и ножны парадного оружия.
Высокая пластичность серебра способствовала возникновению прикладного искусства по художественной обработке металла – торевтики, донесшие до нас облик, образ жизни и этнографию народов прошлых тысячелетий.
Серебро, как и золото, издавна использовалось в качестве денег. Сегодня «профессии» серебра необыкновенно разнообразны.
Примерно около пятой части добываемого в мире серебра применяется в электронике (для проводников очень точных приборов, для изготовлении ответственных электроконтактов, посеребренной проволоки для высокочастотной электротехники), в атомной промышленности (для индикаторов нейтронного излучения).
Для контактов используется сплав серебра и кадмия, серебра с палладием, серебра с оксидом кадмия. Серебро необходимо в фотохимической (для производство светочувствительной эмульсии для кино- и фотоматериалов) и целлюлозо-бумажной промышленности , авиации, ракетостроении, в военном деле, в химической промышленности, в авиации, ракетостроении. Используется для приготовления припоя для пайки металлов, зубоврачебном деле, в медицине (как сильный антисептик) и в производстве йонаторов, предназначенных для обеззараживания воды.
На протяжении многих тысячелетий серебро шло для изготовления серебряной посуды, которая обеззараживала воду и пищу людей. Дело в том, что вода в серебряной посуде является очень слабым коллоидным раствором серебра и обладает сильным бактерицидным свойством (эффект «святой воды»).
Серебро убивает болезнетворные и гнилостные бактерии, оно стерилизует воду даже в количестве миллиардных долей грамма на литр. И сегодня принцип «серебрения» воды используется в йонаторах, «серебрят» воду на морских судах, во время длительных путешествий, например, в пустыне, в космосе. В медицине используются и иные соединения серебра: ляпис (азотнокислое серебро), протаргол, протаргентум, аргин, лосаргентум, аргирол, колларгол. Серебро используется и для производства зеркал. Столетия назад зеркалами служили серебряные полированные пластинки, а после изобретения стекла сначала некоторое время в качестве отражателя использовалась амальгама олова, но затем научились наносить на стекло очень тонкий слой серебра. В металл для струн музыкальных инструментов также добавляют серебро
С давних пор из серебра изготавливали ювелирные сплавы и монеты. Первые в мире серебряные монеты появились за несколько столетий до новой эры. Например, известны древнеримские динары, выпущенные еще в 269 г. до н. э. (на полстолетия раньше,чем золотые); при князе Владимире в Х в. (а по другим сведениям в IX в.) появились серебряные деньги и на Руси. В XIII в. в качестве денег стали использоваться серебряные бруски массой приблизительно 200 г. Их рубили из удлиненных отливок. От слова рубить и произошло название «рубль». В 1534 г. во время правления Елены Глинской, матери Ивана Грозного, была введена в России единая денежная
система. На мелких серебряных деньгах был изображен воин с копьем. Эти монеты называли «копейными». Отсюда и пошло слово «копейка».
В 1528 г. в Богемии были выпущены талеры из серебра, а затем они распространились в других европейских государствах.
В России при царе Алексее Михайловиче в середине XVII в. (1654 г.) ходили серебряные рубли. Своего серебра в то время Россия еще не имела и для производства денег использовались чаще всего чешские иоахимсталеры (чеканили их в Иоахимстале), или как их называли русские люди «ефимки», для чего поверх латинской надписи на монете отчеканивалась русская.
Серебро издавна было монетным в Китае, Афганистане, Иране, Эфиопии. В 1985 г. в капиталистическом мире для чеканки монет было использовано 465 т серебра.
в ювелирном деле, установлены пробы 750, 800, 875, 916, 925, 960.
Из 55 серебросодержащих минералов промышленное значение имеют в основном лишь самородное серебро, аргентит или «серебряный блеск» (сульфид серебра, 87 % металла), кераргирит (хлористое серебро, 75%).
Используются и прустит, или «светлая красная серебряная руда» (мышьяковистое серебро), и пираргирит, или «темная красная серебряная руда» (сурьмяное серебро).
Эти минералы состоят на две трети из серебра.
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 металлов.
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 числеиз 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.
III. ПЛАТИНА
Металлы платиновой группы (МПГ).
температура плавления равна +1769
Платина существовала в форме никому не нужного порошка до 1827 г., когда петербургские инженеры П. Г. Соболевский и В. В. Любарский впервые в мире изобрели способ порошковой металлургии. Платину вначале очищали химическим путем и металл приобретал вид порошка или серой пористой губки. Затем заполняли платиновым порошком или губкой формы; спрессовывали и нагревали до 1000 °С. Металл приобретал идеальную форму, практически не отличающуюся от литых изделий.
Такова история распространения платины в Европе. Имеются, однако, данные о том, что индейцы доколумбовой Америки за много столетий до европейцев обладали какими-то иными способами обработки платины, неведомыми нам и сегодня. Например, вождь ацтеков Монтесума еще в 1520 г. прислал в подарок королю Испании полированные платиновые зеркала.
Министру финансов России графу Е. Ф. Канкрину в 1828 г. первому пришла смелая идея применить платину в качестве валютного металла. Царь Николай I согласился, но потребовал, чтобы реальность проекта подтвердил крупный международный авторитет. В качестве эксперта выступил знаменитый немецкий геолог и географ академик Александр Гумбольдт. Он приехал в Россию, побывал на Урале и Алтае, высоко оценил уральскую платину, одобрил идею министра, П. Г. Соболевский и В. В. Любарский наладили производство монет из платины достоинством в три, шесть, двенадцать рублей (белые дукаты); например, трехрублевый дукат из платины имел 10,35332 г. На Монетном дворе было отчеканено I млн. 400 тыс. рублей платиновых денег, на которые было затрачено 15 т металла.
Так Россия стала пионером, во-первых, в освоении платины как металла, во-вторых, в применении в качестве валютного материала.
Прошло 135 лет и в России вновь были отчеканены платиновые деньги: рубли и червонцы, выпущенные к Московской Олимпиаде 1980 г. Надо отметить, что сегодня платина стала значительно дороже золота.
Как выглядит платина? Ведь золото и серебро, эти драгоценные металлы знают все. А вот платина и реже встречается, хотя бы в форме ювелирных изделий, и вид у нее такой, что не сразу сообразишь, какой перед тобой металл. Где она применяется?
Если внимательно присмотреться к тем ювелирным изделиям, где имеются бриллианты или другие драгоценные камни, а стоимость их больше, чем у изделий, скажем, сделанных из золота, то можно увидеть непосредственно под камнем серую, стального цвета пластинку, на которой и крепится драгоценный кристалл. Эта серая пластинка сделана из платины. Зачем? Дело в том, что золото (и серебро) со временем снашиваются и камни теряются. Опыт подсказал ювелирам, что использование устойчивой к истиранию платины позволяет сохранить драгоценные камни на украшениях, постоянно подвергающихся механическому воздействию. Из платины изготовлено рельефное изображение В. И. Ленина на Ордене Ленина, сделаны площадочки для крепления бриллиантов на Ордене Победы и т. д.
Близкие к платине по своим свойствам металлы объединены в группу, которая носит название металлы платиновой группы, или платиноиды. Платина и платиноиды обладают высокой огнеупорностью (температура плавления иридия 2443 °С, осмия 3045 °С, рутения 2334 °С, палладия 1552 °С);
- электропроводностью, химической стойкостью (например, на платину кислоты, за исключением царской водки, не действуют, с кислородом она не реагирует даже при нагревании).
Особенно широко используются сама платина и палладий.
Платина и платиноиды идут для изготовления огнеупорной и кислотоупорной посуды, из них производят перегонную, кислотоупорную и жаропрочную заводскую аппаратуру. Платина сегодня выступает в роли катализатора (в частности, в производстве бензина с высоким октановым числом), гидрировании хлорированных ароматических аминов (исходного сырья для производства пестицидов, гербицидов, синтетических красок и различных фармацевтических продуктов), в других отраслях химической промышленности, стекольном производстве, автомобильной и авиационной промышленности, морской технике, электронике и производстве энергетического оборудования.
Сплавы платины применяются в электротехнике в качестве контактов и предохранителей. Сплавы платины с золотом, иридием и палладием используются в ювелирном (в России в ювелирном деле для платины установлена проба 950), зубоврачебном деле, в производстве радиоаппаратуры. В связи с тем, что платина абсолютно устойчива в расплавленном стекле, из нее производят плавильные тигли для варки оптического стекла.) Фильеры из платины используются для производства стекловолокна.
Платино-родиевые сплавы выдерживают очень высокие температуры; платнно-иридневые (90 % платины, 10 % иридия) используются для изготовления международных эталонов массы (килограмм) и длины (метр).
В 1797 г. во Франции был изготовлен платиновый эталон метра (одна десятимиллионная часть четверти длины Парижского географического меридиана) и эталон килограмма в платиновом цилиндре (масса одного кубического дециметра воды при температуре +4 °С из р. Сены).
В 1882 г. платиновые эталоны были заменены, растиражированы в платино-родиевом сплаве (31 эталонный метр и 40 эталонных килограммов), а затем были разосланы в разные страны. Эталон килограмма и сегодня хранится в нашей стране в Ленинграде в сейфах Всесоюзного Научно-исследовательского института метрологии имени Д. И. Менделеева, а эталон метра передан в фонды исторического музея, поскольку ему на смену с 1960 г. пришел новый эталон метра: длина, равная 1650763,73 длины волны оранжевого излучения атомов изотопа криптона-86.
Из устойчивых платиновых сплавов изготовляют элементы медицинских инструментов. Из иридия, который почти не растворяется и в царской водке, изготавливают особо прочные тигли. Из сверхтвердого сплава осмия с иридием (сосмнрид») долгое время делали наконечники для перьев авторучек. Сейчас научились делать их из более дешевых сплавов осмий-никель и осмий-вольфрам-кобальт. Металлы палладий и родий употребляются для легирования платиновых сплавов, а палладий еще и для золотых и серебряных сплавов. Платину используют для производства стекол с односторонней прозрачностью: с теневой стороны — прозрачное стекло, а с освещенной — обычное зеркало. Платиноиды используются в радиотехнике, космической технике, ракетостроении.
Потребление платины в несоциалистических странах в 1985 г. превысило 87 т, в том числе в отраслях, связанных с автомобильной промышленностью (главным образом при производстве катализаторов химических процессов по очистке выхлопных газов и в производстве горючего) — 27 т (31 %);
- в ювелирном деле — 25 т (29 %); в стекольной, химической и нефтехимической промышленности — 12 т (14 %), в электротехнике—6 т (7%).
Интересен иридий, имеющий и палеогеографическое значение. Дело в том, что иридий на Земле очень редкий элемент. Однако в некоторых космических телах количество этого элемента в тысячи раз больше, чем в земной коре. Изучение осадочных горных пород на Земле, приуроченных к границе мел — палеоген (образовавшихся около 70 млн. лет назад), позволило в последние годы ученым отметить повышенное его содержание (до 30 раз и более) во многих участках мира в этих отложениях. Американский геофизик лауреат Нобелевской премии Уолтер Альварес на основании этого факта высказал предположение о том, что примерно 70 млн. лет назад Земля столкнулась с крупным астероидом, диаметр которого был около 10 км и на поверхность Земля выпало много иридия. Это вызвало серьезные последствия. Врезавшись в Землю, астероид поднял большое количество пыли, заслонившей на длительное время поверхность Земли от Солнца. Вымерли хлорофиллоносные растения и растительноядные динозавры (некоторые по размерам были в 2—3 раза больше современных электровозов), затем и хищники.
В промышленных размерах платина и металлы платиновой группы накапливаются в магматических ультраосновных (в сульфидно-медно-никелевых или хромшпинелидовых месторождениях с платиной) или россыпных месторождениях. В уникальных месторождениях запасы превышают 50 т, в крупных — 5—50 т.
Впервые на территории нашей страны россыпи платины были открыты в 1819 г. на Урале (Тагильское месторождение).
В сокровищнице Алмазного фонда Россиии выставлены 20 уральских платиновых самородков (наиболее крупные имеют массу 7,860 и 5,918 кг).
В несоциалистических странах выявленные ресурсы платиноидов, по данным на 1987 г., составили около 85 тыс. т, из них платины 38 тыс. т, в том числе в ЮАР ресурсы эти равны 65 и 31 тыс. т. Подтвержденные запасы металлов платиновой группы в несоциалистических странах составляют 25 тыс. т, в том числе платины — более 12 тыс. т. Из них в
В ЮАР почти все запасы платины и платиноидов приурочены к Бушвельдскому докембрийскому интрузивному комплексу, сложенному ультраосновными породами. Здесь в районе Йоханнесбурга располагаются три уникальных месторождения платины — риф Меренского, Платриф и риф UG-2, богатые залежи, которые содержат до 8,6 г/т платиноидов. В Канаде платиноиды приурочены к уникальным месторождениям сульфидно-никелевых руд Садбери и др.; в США — к коренным месторождениям медных и золото-медных платино-содержащих руд Стиллуотер, Дулут, Бингем. На Аляске размещается единственное крупное россыпное месторождение — Сальмон-Ривер. Уникальные месторождения платиноидов есть в Зимбабве — Великая Дайка, Эмпресс, в Австралии — Коронейшн-Хилл и др.
В Колумбии, где впервые платина стала добываться в промышленных масштабах еще в XVIII в. и до 20-х гг. XIX в. эта страна была единственным в мире производителем платины, запасы платины и платиноидов приурочены к богатым россыпям, среди которых уникальными размерами обладает месторождение Чоко-Пасифико (у г. Богота).
Основные месторождения платины и платиноидов приурочены к докембрию (Южная Африка), но встречаются они и в позднепалеозойских и мезозойских породах (Урал, Сибирская платформа).
В кайнозое вблизи коренных месторождений образовывались россыпи.
Более всего платины добывается в ЮАР, затем в Канаде, США. В странах кроме России добывается металлов платиновой группы немногим более 110 т (113 т в 1985 г.), в том числе платины 72,5 т. Из них в ЮАР добыто около 100 т (более 68 т платины), в Канаде—более 10 т (почти половина платины).
Мировая добыча платины непрерывно растет: предполагается, что к 2000 году она составит 160—170 т и достигнет пика к 2030—2040 гг.— 230—235 т.
На мировом рынке цены на металлы платиновой группы в 1987 г. составили (в дол. за 1 г): платина— 18, палладий—4, родий—39, иридий—12, рутений—2, осмий —22.
Используемая литература:
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/o-dragotsennyih-metallah/
1. Войлошников В.Д., Войлошникова Н.А., «Книга о полезных ископаемых», Москва «Недра» 1991г.
2. Потемкин С.В. «Благородный 79-й» Москва «Недра» 1988г.
3. Николаева Л.А. «О чем рассказывают золотинки» Москва «Недра» 1990г.
4. Максимов М.М. «Очерк о серебре» Москва «Недра» 1981г.
5. К.Маркс и Ф.Энгельс, Собрание соч., т. 23, с. 104
