Благородные металлы

Благородные металлы (далее Б) и металлы группы ( получившие свое название главным образом благодаря высокой стойкости и красивому внешнему виду в изделиях. Кроме того, золото, серебро и платина обладают высокой пластичностью, а металлы группы - тугоплавкостью. Эти достоинства отдельных Б сочетаются в их сплавах, широко применяемых в технике. и известны человечеству несколько тысячелетий; об этом свидетельствуют изделия, найденные в древних захоронениях, и примитивные горные выработки, сохранившиеся до наших дней. Основными центрами добычи Б в древности были Верхний Египет, Нубия, Испания, Колхида (Кавказ); имеются сведения о добыче Б на Американском континенте (Центральная и Южная Америка) и в Азии (Индия, Алтай, Казахстан, Китай). На территории России добывали уже во 2-3-м тыс. до н. э. (т. н. чудские работы). Из россыпей Б извлекали промывкой песков на щитах, поверх которых укладывали шкуры животных с подстриженной шерстью (для улавливания крупинок а также при помощи примитивных желобов, лотков и ковшей. Б из руд добывали нагреванием породы до растрескивания с последующими дроблением глыб в каменных ступах, и стиранием жерновами и промывкой. Разделение по крупности проводили на ситах. Из техники того времени интересны способ разделения сплавов и кислотами, выделение и из сплава купеляцией (Древний Египет), извлечение амальгамированием или с помощью жировой поверхности (Древняя Греция). Купеляцию осуществляли в глиняных тиглях, куда добавляли соль, и отруби.

В 11-6 вв. до н. э. добывали в Испании в долинах рек Тахо, Дуэро, Миньо и Гуадьяро. В 6-4 вв. до н. э. начались разработки коренных и россыпных месторождений в Трансильвании и Западных Карпатах. В средние века (вплоть до 18 в.) добывали преимущественно добыча снизилась. С 16 в. испанцы начинают разработку Б на территории Южной Америки: с 1532 - в Перу и Чили, а с 1537 - в Н. Гранаде (современная Колумбия). В Боливии в 1545 началась разработка "серебряной горы" Потоси. В 1577 были обнаружены россыпи в Бразилии. К середине 16 в. в Америке добывали и в 5 раз больше чем, в Европе до открытия Нового Света.

В 1- й половине 16 в. испанские колонизаторы обратили внимание на неплавкий тяжелый белый металл, встречающийся попутно с в россыпях Новой Гранады. По внешнему сходству с (исп. plata) они дали ему уменьшительное название "платина" (platina). была известна еще в древности, самородки этого металла находили вместе с и называли их "белым (Египет, Испания, Абиссиния), "лягушачьим (остров Борнео) и т.д. Первоначально испанцы считали ее вредной примесью, поэтому был издан правительственный декрет, предписывающий выбрасывать в море. Первое научное описание сделал Уотсон в 1741 в связи с началом ее добычи в промышленных масштабах в Колумбии (1735).

В 1803 английский ученый У. Х. Волластон открыл палладий и родий, а в 1804 английский ученый С. Теннант открыл иридий и осмий. В 1808 русский ученый А. Снядицкий, исследуя руду, привезенную из Южной Америки, извлек новый элемент, названный им вестием. В 1844 профессор Казанского университета К. К. Клаус всесторонне изучил этот элемент и назвал его в честь России Металлы группы встречаются в природе чаще всего в полиметаллических ( рудах, а также в месторождениях и
Добыча Б в России началась в 17в. в Забайкалье с разработки руд, которая велась подземным способом. Первое письменное упоминание о добыче из россыпей Урала относится к 1669 (летопись Долматовского монастыря). Одно из первых месторождений в России было открыто в Карелии в 1737; его разработка относится к 1745. Началом промысла на Урале принято считать 1745, когда Е. Марков открыл Березовское рудное месторождение. В 1819 в россыпных месторождениях на Урале был обнаружен "новый сибирский металл" ( В 1824 на восточном склоне Уральских гор найдена богатая россыпь с и заложен первый в России и Европе прииск. Позднее К. П. Голляховским и др. открыта Исовская система россыпей, получившая мировую известность. В 1828 русский ученый В. В. Любарский опубликовал работы о первом в мире коренном месторождении обнаруженном у Главного Уральского хребта. 95% до 1915 в основном добывали из россыпей, остальное количество получали при электролитическом рафинировании меди и
Для извлечения Б из россыпных месторождений в 19 в. создаются многочисленные конструкции машин (например, бутара, вашгерд). С 1-й половины 19 в. на уральских приисках широко применялась буторная разработка. В 30-х гг. 19 в. на приисках воду для размыва пород россыпей подавали под напором. Дальнейшее совершенствование этого способа привело к созданию водобоев - прототипов гидромонитора. В 1867 А. П. Чаусов около озера Байкал впервые осуществил гидравлическую разработку россыпи; позднее (1888) этот способ был применен Е. А. Черкасовым в долине р. Чебалсук в Абаканской тайге. В начале 19 в. для добычи и из обводненных россыпей применили землечерпалки, а в 1870 в Новой Зеландии для этой цели - драгу.

Начиная со 2-й половины 19 в. глубокие россыпи в России разрабатываются подземным способом, а в 90-х гг. 19 в. внедряются экскаваторы и скреперы.

В 1767 Ф. Бакунин в России впервые применил плавку руд с использованием шлаков в качестве флюсов. В работах шведского химика К. В. Шееле (1772) содержалось указание на переход в раствор при действии цианистых соединений. В 1843 русский ученый П. Р. Багратион опубликовал труд о растворении и в водных растворах цианистых солей в присутствии и окислителей, заложив основы гидрометаллургии (см. Гидрометаллургия).

Очистка и обработка затруднялась высокой температурой ее плавления (1773,5°С). В 1-й половине 19 в. А. А. Мусин-Пушкин получил ковкую прокаливанием ее амальгамы. В 1827 русские ученые П. Г. Соболевский и В. В. Любарский предложили новый способ очистки сырой положивший начало порошковой металлургии. В течение года этим способом было очищено впервые в мире около 800 кг т. е. осуществлена переработка в больших масштабах. В 1859 французские ученые А. Э. Сент-Клер Девиль и А. Дебре впервые выплавили в печи в href="http://H-Hydrogen.info/" title="Hydrogen">водородном пламени. Первые работы по электролизу относятся к 1863, в производство этот метод введен в 80-х гг. 19 в.

Кроме амальгамации, в 1886 впервые в России было осуществлено извлечение из руд хлорированием (Кочкарьский рудник на Урале). В 1896 на том же руднике пущен первый в России завод по извлечению цианированием (первый такой завод построен в Йоханнесбурге (Южная Африка) в 1890). Вскоре цианистый процесс применили для извлечения из руд.

В 1887-88 в Англии Дж. С. Мак-Артур и братья Р. и У. Форрест получили патенты на способы извлечения из руд обработкой их разбавленными щелочными цианистыми растворами и осаждения из этих растворов стружкой. В 1893 проведено осаждение электролизом, в 1894 - пылью. В СССР добывают в основном из россыпей; за рубежом около 90% - из рудных месторождений.

По эффективности добычи Б из россыпей лучшим является дражный способ (см. Дражная разработка), менее экономичны скреперно-бульдозерный и гидравлический. Подземная разработка россыпей почти в 1,5 раза дороже дражного способа; в СССР ее применяют на глубоких россыпях в долинах рр. Лены и Колымы. добывают главным образом из рудных месторождений. Оно встречается в основном в месторождениях, дающих ежегодно около 50% всего добываемого из руд получают 15%, из 10% около 25% добычи приходится на жильные месторождения. Значительную часть металлов извлекают из руд. и металлы ее группы выплавляют вместе с и и при очистке последних электролизом они остаются в шламе.

Для извлечения Б широко пользуются методами гидрометаллургии, часто комбинируемыми с обогащением. Гравитационное обогащение Б позволяет выделять крупные частицы металла. Его дополняют цианирование и амальгамация, первое теоретическое обоснование которой дано советским ученым И. Н. Плаксиным в 1927. Для цианирования наиболее благоприятно сульфидные руды часто цианируют после предварительного обжига. и из цианистых растворов осаждают обычно металлическим реже углем и смолами (ионитами). Извлекают и из руд селективной флотацией. Около 80% получают главным образом пирометаллургией, остальное количество - амальгамацией и цианированием.

Б высокой чистоты получают аффинажем. Потери при этом (включая плавку) не превышают 0,06%, содержание в аффинированном металле обычно не ниже 999,9 пробы; потери металлов не свыше 0,1%. Ведутся работы по интенсификации цианистого процесса (цианирование под давлением или при продувке изыскиваются нетоксичные растворители для извлечения Б, разрабатываются комбинированные методы (например, флотационно-гидрометаллургический), применяются органические реагенты и др. Осаждение Б из цианистых растворов и пульп эффективно осуществляется с помощью ионообменных смол. Успешно извлекаются Б из месторождений при помощи бактерий (см. Бактериальное выщелачивание).

Сохраняя функции валютных металлов, главным образом (см. Деньги), Б. м. в то же время получили широкое применение в технике.

В электротехнической промышленности из Б изготовляют контакты с большой степенью надежности (стойкость против коррозии, устойчивость к действию образующейся на контактах кратковременной электрической дуги). В технике слабых токов при малых напряжениях в цепях используются контакты из сплавов с с с и Для слаботочной и средненагруженной аппаратуры связи широко применяют сплавы с (от 60 до 5% Представляют интерес металлокерамические контакты, изготовляемые на основе как токопроводящего компонента. сплавы Б с высокой коэрцитивной силой употребляют при изготовлении малогабаритных электроприборов. Сопротивления (потенциометры) для автоматических приборов и тензометров делают из сплавов Б (главным образом с реже с другими металлами). У них малый температурный коэффициент электрического сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в паре с высокое сопротивление износу, высокая температура плавления, они не окисляются.

В машиностроении и лабораторной технике из Б изготовляют различные коррозионностойкие аппараты, электрические нагреватели, высокотемпературные печи, аппаратуру для производства оптического стекла и стекловолокна, термопары, эталоны сопротивления и др. При этом Б используются в чистом виде, как биметалл и в сплавах (см. Платиновые сплавы). реакторы и их части делают целиком из Б или только покрывают фольгой из Б Покрытые аппараты применяют при изготовлении чистых препаратов и в пищевой промышленности. Когда стойкости и тугоплавкости или недостаточно, их заменяют сплавами с металлами, повышающими эти свойства: (5-25%), (3-10%) и (2-10%). Примером использования Б в этих областях техники является изготовление котлов и чаш для плавки щелочей или работы с соляной, уксусной и бензойной кислотами; автоклавов, дистилляторов, колб, мешалок и др.

В медицине Б применяют для изготовления инструментов, деталей, приборов, протезов, а также различных препаратов, главным образом на основе Сплавы с и почти незаменимы при изготовлении игл для шприцев. Из медицинских препаратов, содержащих Б, наиболее распространены ляпис, протаргол и др. Б применяют при лучевой терапии (иглы из радиоактивного для разрушения злокачественных опухолей), а также в препаратах, повышающих защитные свойства организма.

В электронной технике из легированного геллием, делают контакты в полупроводниковых диодах и транзисторах.

В фото-кинопромышленности Б применяют в виде солей при изготовлении светочувствительных материалов (главным образом в виде соли, являющейся важнейшей частью светочувствительной эмульсии), реже - соли и при вирировании изображения (см. Окрашивание фотографических изображений).

В ювелирном деле и декоративно-прикладном искусстве применяют сплавы Б (см. Ювелирные сплавы).

В качестве покрытий других металлов Б предохраняют основные металлы от коррозии или придают поверхности этих металлов свойства, присущие Б (например, отражательная способность, цвет, блеск и т.д.). эффективно отражает тепло и свет от поверхности ракет и космических кораблей. Для отражения инфракрасной радиации в космосе достаточно тончайшего слоя в ¹/₆₀ мкм. Для защиты от внешних воздействий, а также для улучшения наблюдения за спутниками на их внешнюю оболочку наносят покрытие. покрывают некоторые внутренние детали спутников, а также помещения для аппаратуры с целью предохранения от перегрева и коррозии. Б используют также в производстве зеркал ( стекла растворами или покрытие распылением в вакууме). Тончайшую пленку Б наносят изнутри и снаружи на кожухи авиационных двигателей самолетов высотной авиации. Б покрывают отражатели в аппаратах для сушки инфракрасными лучами, электроконтакты и детали проводников, а также радиоаппаратуру и оборудование для рентгено- и радиотерапии. В качестве антикоррозийного покрытия Б используют при производстве труб, вентилей и емкостей специального назначения. Разработан широкий ассортимент пигментов для покрытия металлов, керамики, дерева.

Широко распространены антифрикционные сплавы, припои на основе Б Например, припои с значительно превосходят по прочности и их применяют для пайки радиаторов, карбюраторов, фильтров и т.д.

Сплавы с а также с и используют для изготовления компасных игл, напаек "вечных" перьев.

Высокие каталитические свойства некоторых Б позволяют применять их в качестве катализаторов: - при производстве серной и кислот; - при изготовлении формалина. Радиоактивное заменяет более дорогую в качестве катализатора в и нефтеперерабатывающей промышленности. Б используют также для очистки воды.

Лит.: Чижиков Д. М., Металлургия тяжелых цветных металлов, М., 1948; Металлы и сплавы в электротехнике, 3 изд., т. 1-2, М.- Л., 1957; Плаксин И. Н., Металлургия благородных металлов, М., 1958; Данилевский И. В., Русское М., 1959; Бузланов Г. Ф., Производство и применение металлов группы в промышленности, М., 1961: Вязельщиков В. П., Парицкий З. Н., Справочник по обработке руд и россыпей, М., 1963; Анализ благородных металлов, М., 1955; Пробоотбирание и анализ благородных металлов, М., 1968; Йорданов Х. В., Записки по металлургия на редките метали, София, 1959; Silver, Princeton, (. .), 1967.

Л. М. Гейман.

		Новости 22.12.2024 11:44:35

	Copyright © 1999-2024 Oval.ru, All Rights Reserved.