Головна

   Велика Радянська Енциклопедія

Благородні метали

   
 

Благородні метали, золото, срібло, платина і метали платинової групи (іридій, осмій, паладій, родій, рутеній), що отримали свою назву головним чином завдяки високій хімічній стійкості і красивому зовнішньому вигляду у виробах. Крім того, золото , срібло и платина володіють високою пластичністю, а метали платинової групи - тугоплавкістю. Ці гідності окремих Б. м. поєднуються в їх сплавах, широко застосовуваних у техніці. Золото і срібло відомі людству декілька тисячоліть; про це свідчать вироби, знайдені в древніх похованнях, і примітивні гірські вироблення, що збереглися до наших днів. Основними центрами видобутку Б. м. в давнину були Верхній Єгипет, Нубія, Іспанія, Колхіда (Кавказ); є відомості про видобуток Б. м. на Американському континенті (Центральна і Південна Америка) і в Азії (Індія, Алтай, Казахстан, Китай). На території Росії золото добували вже в 2-3-м тис. до н. е.. (Т. н. Чудские роботи). З розсипів Б. м. витягували промиванням пісків на щитах, поверх яких укладали шкури тварин з підстриженою шерстю (для уловлювання крупинок золота), а також за допомогою примітивних жолобів, лотків і ковшів. Б. м. з руд добували нагріванням породи до розтріскування з подальшими дробленням брил у кам'яних ступах, і стиранням жорнами і промиванням. Поділ за крупності проводили на ситах. З техніки того часу цікаві спосіб поділу сплавів золота і срібла кислотами, виділення золота і срібла з свинцевого сплаву купелювання (Стародавній Єгипет), витяг золота амальгамуванням ртуттю або з допомогою жирової поверхні (Давня Греція). Купелювання здійснювали в глиняних тиглях, куди додавали свинець, сіль, олово і висівки.

У 11-6 вв. до н. е.. золото добували в Іспанії в долинах річок Тахо, Дуеро, Міньо і Гуадьяро. У 6-4 вв. до н. е.. почалися розробки корінних і розсипних родовищ золота в Трансільванії і Західних Карпатах. У середні століття (аж до 18 в.) Добували переважно срібло, видобуток золота знизилася. З 16 в. іспанці починають розробку Б. м. на території Південної Америки: з 1532 - в Перу і Чилі, а з 1537 - в Н. Гранаді (сучасна Колумбія). У Болівії в 1545 почалася розробка "срібної гори" Потосі. У 1577 були виявлені золотоносні розсипи в Бразилії. До середини 16 в. в Америці добували золота і срібла в 5 разів більше ніж, у Європі до відкриття Нового Світу.

У 1 - й половині 16 в. іспанські колонізатори звернули увагу на неплавкий важкий білий метал, що зустрічається попутно із золотом в розсипах Нової Гранади. За зовнішньою подібністю з сріблом (ісп. plata) вони дали йому зменшувальне назву "платина" (platina). Платина була відома ще в давнину, самородки цього металу знаходили разом із золотом і називали їх "білим золотом" (Єгипет, Іспанія, Абіссінії), "жаб'ячим золотом" (острів Борнео) і т.д. Спочатку іспанці вважали її шкідливою домішкою, тому був виданий урядовий декрет, який наказував викидати платину в море. Перше наукове опис платини зробив Уотсон в 1741 у зв'язку з початком її видобутку в промислових масштабах в Колумбії (1735).

У 1803 англійський учений У. Х. Волластон відкрив паладій и родій , а в 1804 англійський учений С. Теннант відкрив іридій и осмій . У 1808 російський учений А. Снядіцкій, досліджуючи платинову руду, привезену з Південної Америки, витягнув новий хімічний елемент, названий їм вести. У 1844 професор Казанського університету К. К. Клаус всебічно вивчив цей елемент і назвав його на честь Росії рутенієм. Метали платинової групи зустрічаються в природі найчастіше в поліметалічних (мідно-нікелевих) рудах, а також у родовищах золота і платини.

Видобуток Б. м. в Росії почалася в 17в. в Забайкаллі з розробки срібних руд, яка велася підземним способом. Перша письмова згадка про видобуток золота з розсипів Уралу відноситься до 1669 (літопис Долматовського монастиря). Одне з перших родовищ золота в Росії було відкрито в Карелії в 1737; його розробка відноситься до 1745. Початком золотого промислу на Уралі прийнято вважати 1745, коли Е. Марков відкрив Березівське рудне родовище. У 1819 в розсипних родовищах золота на Уралі був виявлений "новий сибірський метал" (платина). У 1824 на східному схилі Уральських гір знайдена багата розсип платини з золотом і закладений перший в Росії і Європі платиновий копальню. Пізніше К. П. Голляховскім та ін відкрита Ісовская система золото-платинових розсипів, отримала світову популярність. У 1828 російський учений В. В. Любарський опублікував роботи про перший у світі корінному родовищі платини, виявленому у Головного Уральського хребта. 95% платини до 1915 в основному добували з розсипів, решта кількості отримували при електролітичному рафінуванні міді і золота.

Для вилучення Б. м. з розсипних родовищ в 19 в. створюються численні конструкції золотоізвлекательних машин (наприклад, Бутари , вашгерд ). З 1-й половини 19 в. на уральських копальнях широко застосовувалася буторная розробка . В 30-х рр.. 19 в. на копальнях воду для розмиву порід розсипів подавали під напором. Подальше вдосконалення цього способу привело до створення водобоя - прототипів гідромонітора . У 1867 А. П. Чаусов біля озера Байкал вперше здійснив гідравлічну розробку розсипи; пізніше (1888) цей спосіб був застосований Е. А. Черкасовим в долині р.. Чебалсук в Абаканської тайзі. На початку 19 в. для видобутку золота і платини з обводнених розсипів застосували землечерпалки, а в 1870 в Новій Зеландії для цієї мети - драгу .

Починаючи з 2-ї половини 19 в. глибокі розсипи в Росії розробляються підземним способом, а в 90-х рр.. 19 в. впроваджуються екскаватори та скрепери.

У 1767 Ф. Бакунін в Росії вперше застосував плавку срібних руд з використанням шлаків як флюсів. У роботах шведського хіміка К. В. Шеєле (1772) містилася вказівка ??на перехід золота в розчин при дії ціаністих сполук. В 1843 російський учений П. Р. Багратіон опублікував працю про розчиненні золота і срібла у водних розчинах ціаністих солей у присутності кисню і окислювачів, заклавши основи гідрометалургії золота (див. Гідрометалургія ).

Очищення і обробка платини утруднялася високою температурою її плавлення (1773,5 С). В 1-й половині 19 в. А. А. Мусін-Пушкін отримав ковку платину прожарюванням її амальгами. У 1827 російські вчені П. Г. Соболевський і В. В. Любарський запропонували новий спосіб очищення сирої платини, що поклав початок порошкової металургії . Протягом року цим способом було очищено вперше в світі близько 800 кг платини, тобто здійснена переробка платини у великих масштабах. У 1859 французькі вчені А. Е. Сент-Клер Девіль і А. Дебре вперше виплавили платину в печі в киснево-водневому полум'я. Перші роботи по електролізу золота відносяться до 1863, у виробництво цей метод введений в 80-х рр.. 19 в.

Крім амальгамування , в 1886 вперше в Росії було здійснено вилучення золота з руд хлоруванням (Кочкарьскій рудник на Уралі). У 1896 на тому ж руднику пущений перший в Росії завод по вилученню золота ціануванням [перший такий завод побудований в Йоганнесбурзі (Південна Африка) в 1890]. Незабаром ціаністий процес застосували для вилучення срібла з руд.

У 1887-88 в Англії Дж. С. Мак-Артур і брати Р. і У. Форрест отримали патенти на способи добування золота з руд обробкою їх розведеними лужними ціанистими розчинами і осадження золота з цих розчинів цинковою стружкою. У 1893 проведено осадження золота електролізом, в 1894 - цинкової пилом. В СРСР золото добувають в основному з розсипів; за кордоном близько 90% золота - з рудних родовищ.

По ефективності видобутку Б. м. з розсипів кращим є дражним спосіб (див. дражним розробка ), менш економічні скреперно-бульдозерний і гідравлічний. Підземна розробка розсипів майже в 1,5 рази дорожче дражного способу; в СРСР її застосовують на глибоких розсипах в долинах рр.. Олени і Колими. Срібло видобувають головним чином з рудних родовищ. Воно зустрічається в основному в свинцево-цинкових родовищах, що дають щорічно близько 50% всього видобутого срібла ; з мідних руд отримують 15%, із золотих 10% срібла; близько 25% видобутку срібла припадає на срібні жильні родовища. Значну частину платинових металів витягують з мідно-нікелевих руд. Платину і метали її групи виплавляють разом з міддю і нікелем, і при очищенню останніх електролізом вони залишаються в шламі.

Для вилучення Б. м. широко користуються методами гідрометалургії, часто поєднуваних із збагаченням. Гравітаційне збагачення Б. м. дозволяє виділяти великі частки металу. Його доповнюють ціанування і амальгамація, перший теоретичне обгрунтування якої дано радянським ученим І. Н. Плаксін в 1927. Для ціанування найбільш сприятливо хлористе срібло; сульфідні срібні руди часто ціаніруют після попереднього хлорувальний випалу. Золото і срібло з ціаністих розчинів осаджують зазвичай металевим цинком, рідше вугіллям і смолами (ионитами). Витягають золото і срібло з руд селективної флотацией . Близько 80% срібла отримують головним чином пирометаллургии , решта - амальгамуванням і ціануванням.

Б. м. високої чистоти отримують афінажем . Втрати золота при цьому (включаючи плавку) не перевищують 0,06%, вміст золота в аффинированного металі звичайно не нижче 999,9 проби ; втрати платинових металів не більше 0,1%. Ведуться роботи з інтенсифікації ціаністого процесу (ціанування під тиском або при продувці кисню), вишукуються нетоксичні розчинники для вилучення Б. м., розробляються комбіновані методи (наприклад, флотаційно-гідрометалургійний), застосовуються органічні реагенти та ін Осадження Б. м. з ціаністих розчинів і пульп ефективно здійснюється за допомогою іонообмінних смол. Успішно витягуються Б. м. з родовищ за допомогою бактерій (див. Бактерійне вилуговування ).

Зберігаючи функції валютних металів, головним чином золото (див. Гроші ), Б. м. водночас отримали широке застосування в техніці.

У електротехнічної промисловості з Б. м. виготовляють контакти з великим ступенем надійності (стійкість проти корозії, стійкість до дії утворюється на контактах короткочасної електричної дуги). У техніці слабких струмів при малих напругах в ланцюгах використовуються контакти зі сплавів золота з сріблом, золота з платиною, золота з сріблом і платиною. Для слаботочной і средненагруженних апаратури зв'язку широко застосовують сплави паладію з сріблом (від 60 до 5% паладію). Представляють інтерес металокерамічні контакти, що виготовляються на основі срібла як струмопровідного компонента. Магнітні сплави Б. м. з високою коерцитивної силою вживають при виготовленні малогабаритних електроприладів. Опору (потенціометри) для автоматичних приладів і тензометрів роблять із сплавів Б. м. (головним чином паладію з сріблом, рідше з іншими металами). У них малий температурний коефіцієнт електричного опору, мала термоелектрорушійної сила в парі з міддю, високий опір зносу, висока температура плавлення, вони не окислюються.

У хімічному машинобудуванні та лабораторній техніці з Б. м. виготовляють різні корозійностійкі апарати, електричні нагрівачі, високотемпературні печі, апаратуру для виробництва оптичного скла і скловолокна, термопари, еталони опору та ін При цьому Б. м. використовуються в чистому вигляді, як біметал і в сплавах (див. Платинові сплави ). Хімічні реактори та їх частини роблять цілком з Б. м. або тільки покривають фольгою з Б. м. Покриті платиною апарати застосовують при виготовленні чистих хімічних препаратів і в харчовій промисловості. Коли хімічної стійкості і тугоплавкости платини або паладію недостатньо, їх замінюють сплавами платини з металами, що підвищують ці властивості: иридием (5-25%), родием (3-10%) і рутенієм (2-10%). Прикладом використання Б. м. в цих областях техніки є виготовлення котлів та чаш для плавки лугів або роботи з соляною, оцтової та бензойної кислотами; автоклавів, дистиляторів, колб, мішалок та ін

У медицині Б.м. застосовують для виготовлення інструментів, деталей, приладів, протезів, а також різних препаратів, головним чином на основі срібла. Сплави платини з іридію, паладієм і золотом майже незамінні при виготовленні голок для шприців. З медичних препаратів, що містять Б. м., найбільш поширені ляпіс, протаргол та ін Б. м. застосовують при променевій терапії (голки з радіоактивного золота для руйнування злоякісних пухлин), а також у препаратах, що підвищують захисні властивості організму.

В електронній техніці із золота, легованого германієм, індієм, Геллі, кремнієм, оловом, селеном, роблять контакти в напівпровідникових діодах і транзисторах.

У фото-кінопромисловості Б.м. застосовують у вигляді солей при виготовленні світлочутливих матеріалів (головним чином срібло у вигляді бромистий солі, яка є найважливішою частиною світлочутливої ??емульсії), рідше - солі золота і платини при вірірованіі зображення (див. Фарбування фотографічних зображень ).

У ювелірній справі і декоративно-прикладному мистецтві застосовують сплави Б. м. (див. Ювелірні сплави ).

Як покриття інших металів Б. м. оберігають основні метали від корозії або надають поверхні цих металів властивості, притаманні Б. м. (наприклад, відбивна здатність, колір, блиск і т.д.). Золото ефективно відображає тепло і світло від поверхні ракет і космічних кораблів. Для відображення інфрачервоної радіації в космосі досить найтоншого шару золота в 1/ 60 мкм. Для захисту від зовнішніх впливів, а також для поліпшення спостереження за супутниками на їх зовнішню оболонку наносять золоте покриття. Золотому покривають деякі внутрішні деталі супутників, а також приміщення для апаратури з метою запобігання від перегріву і корозії. Б. м. використовують також у виробництві дзеркал (сріблення скла розчинами або покриття сріблом розпиленням у вакуумі). Найтоншу плівку Б. м. наносять зсередини і зовні на кожухи авіаційних двигунів літаків висотної авіації. Б. м. покривають відбивачі в апаратах для сушіння інфрачервоними променями, електроконтакти і деталі провідників, а також радіоапаратуру та обладнання для рентгено-та радіотерапії. В якості антикорозійного покриття Б. м. використовують при виробництві труб, вентилів і ємностей спеціального призначення. Розроблено широкий асортимент золотовмісних пігментів для покриття металів, кераміки, дерева.

Широко поширені антифрикційні сплави, припої на основі Б. м. Наприклад, припої з сріблом значно перевершують по міцності мідно-цинкові, свинцеві і олов'яні, їх застосовують для пайки радіаторів, карбюраторів, фільтрів і т.д.

Сплави іридію з осмієм, а також золота з платиною та паладієм використовують для виготовлення компасних голок, напайок "вічних" пір'я.

Високі каталітичні властивості деяких Б. м. дозволяють застосовувати їх в якості каталізаторів: платину - при виробництві сірчаної та азотної кислот; срібло - при виготовленні формаліну. Радіоактивне золото замінює дорожчу платину як каталізатор в хімічній і нафтопереробній промисловості. Б. м. використовують також для очищення води.

Літ.: Чижиков Д. М., Металургія важких кольорових металів, М., 1948; Метали і сплави в електротехніці, 3 вид., Т. 1-2, М. - Л., 1957; Плаксін І. Н., Металургія благородних металів, М., 1958; Данилевський І. В., Русское золото, М., 1959; Бузланов Г. Ф., Виробництво і застосування металів платинової групи в промисловості, М., 1961: Вязельщіков В. П., Парицький З. Н., Довідник по обробці золотовмісних руд і розсипів, М., 1963; Аналіз благородних металів, М., 1955; Пробоотбіраніе і аналіз благородних металів, М., 1968; Йорданов Х. В., Записки по металургія на рідкісні метали, Софія, 1959 ; Silver, Princeton, [N. Y.], 1967.

© Л. М. Гейман.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
© 2014-2022  vre.pp.ua