Драгоценные металлы полезные ископаемые

Обновлено: 22.01.2025

Благородные металлы — металлы, не подверженные коррозии и окислению, что отличает их от большинства базовых 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). Иногда благородные металлы платиновой группы подразделяют на две триады: рутений, родий, палладий — лёгкие и платина, иридий, осмий — тяжёлые платиновые металлы. Некоторые авторы относят к благородным металлам также и технеций, который очень редко встречается в природе (к тому же он радиоактивен).

Содержание

История

Название благородные металлы они получили благодаря высокой химической стойкости (практически не окисляются на воздухе) и блеску в изделиях. Золото, серебро и чистая платина обладают высокой пластичностью, а металлы платиновой группы, к тому же — очень высокой тугоплавкостью.

Древнейшее время

Самородное золото и серебро известны человечеству несколько тысячелетий; об этом свидетельствуют изделия, найденные в древних захоронениях, и примитивные горные выработки, сохранившиеся до наших дней. В древности основными центрами добычи благородных металлов были Верхний Египет, Нубия, Испания, Колхида (Кавказ); имеются сведения о добыче и в Центральной, в Южной Америке, в Азии (Индия, Алтай, Казахстан, Китай). На территории России золото добывали уже во 2-3-м тысячелетии до н. э. (см. чудские работы). 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 путем амальгамирования ртутью, или сбор частиц с помощью жировой поверхности (Древняя Греция). Купелирование осуществляли в глиняных тиглях, куда добавляли свинец, поваренную соль, олово и отруби.

В XI—VI веках до н. э. золото 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.

Добыча в Средние Века

В средние века (вплоть до XVIII века) добывали преимущественно серебро, добыча золота снизилась из-за исчерпания доступных источников. С XVI века испанцы начинают разработку благородных металлов на территории Южной Америки: с 1532 — в Перу и Чили, а с 1537 — в Новой Гранаде (современная Колумбия). В Боливии в 1545 началась разработка «серебряной горы» Потоси. В 1577 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.

Открытие платины

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 ) они дали ему уменьшительное название «платина» (исп. platina ), в переводе на русский — 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. Первоначально испанцы считали её вредной примесью, поэтому был издан правительственный декрет, предписывающий выбрасывать платину в море. Первое научное описание платины сделал Уотсон в 1741 в связи с началом её добычи в промышленных масштабах в Колумбии (1735).

Открытие палладия, родия, иридия, осмия и рутения

В 1803 английский учёный У. Х. Волластон открыл палладий и родий, а в 1804 английский учёный С. Теннант открыл иридий и осмий. В 1808 русский учёный А. Снядицкий, исследуя платиновую руду, привезенную из Южной Америки, извлек новый химический элемент, названный им вестием. В 1844 профессор Казанского университета К. К. Клаус всесторонне изучил этот элемент и назвал его в честь России рутением.

Распространение в природе и добыча

Металлы платиновой группы встречаются в природе чаще всего в полиметаллических (медно-никелевых) рудах, а также в месторождениях золота и платины.

Добыча благородных металлов в России началась в XVII веке Забайкалье с разработки серебряных руд, которая велась подземным способом. Первое письменное упоминание о добыче золота из россыпей Урала относится к 1669 (летопись Долматовского монастыря). Одно из первых месторождений золота в России было открыто в Карелии в 1737; его разработка относится к 1745. Началом золотого промысла на Урале принято считать 1745, когда Е. Марков открыл Берёзовское рудное месторождение. В 1819 в россыпных месторождениях золота на Урале был обнаружен «новый сибирский металл» (платина). В 1824 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 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 А. П. Чаусов около озера Байкал впервые осуществил гидравлическую разработку россыпи; позднее (1888) 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 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.

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

Технология металлической платины

Очистка и обработка платины затруднялась высокой температурой её плавления (1773,5° С). В 1-й половине XIX века А. А. Мусин-Пушкин получил ковкую платину прокаливанием её амальгамы. В 1827 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 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, в производство этот метод введён в 80-х гг. XIX века.

Цианистый процесс

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

В 1887—1888 в Англии Дж. С. Мак-Артур и братья Р. и У. Форрест получили патенты на способы извлечения золота из руд обработкой их разбавленными щелочными цианистыми растворами и осаждения золота из этих растворов цинковой стружкой. В 1893 проведено осаждение золота электролизом, в 1894 — цинковой пылью. В СССР золото добывают в основном из россыпей; за рубежом около 90 % золота — из рудных месторождений.

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.

Гидрометаллургия

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.

Аффинаж

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 свыше 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).

Применение

Валютные металлы

Сохраняет функции валютных металлов, главным образом золото (см. Деньги).

Применение в технике

В электротехнической промышленности из благородных металлов изготовляют контакты с большой степенью надёжности (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 золота с серебром, золота с платиной, золота с серебром и платиной. Для слаботочной и средненагруженной аппаратуры связи широко применяют сплавы палладия с серебром (от 60 до 5 % палладия). Представляют интерес металлокерамические контакты, изготовляемые на основе серебра как токопроводящего компонента. Магнитные сплавы благородных металлов с высокой коэрцитивной силой употребляют при изготовлении малогабаритных электроприборов. Сопротивления (потенциометры) для автоматических приборов и тензометров делают из сплавов благородных металлов (главным образом палладия с серебром, реже с другими металлами). У них малый температурный коэффициент электрического сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в паре с медью, высокое сопротивление износу, высокая температура плавления, они не окисляются.

Применение в химическом машиностроении и лабораторной технике

Стойкие металлы идут на изготовление деталей, работающих в агрессивных средах — технологические аппараты, реакторы, электрические нагреватели, высокотемпературные печи, аппаратуру для производства оптического стекла и стекловолокна, термопары, эталоны сопротивления и др.

Используются в чистом виде, как биметалл и в сплавах (см. Платиновые сплавы). Химические реакторы и их части делают целиком из благородных металлов или только покрывают фольгой из благородных металлов. Покрытые платиной аппараты применяют при изготовлении чистых химических препаратов и в пищевой промышленности. Когда химической стойкости и тугоплавкости платины или палладия недостаточно, их заменяют сплавами платины с металлами, повышающими эти свойства: иридием (5-25 %), родием (3-10 %) и рутением (2-10 %). Примером использования благородных металлов 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.

Применение в медицине

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

В электронике

В электронной технике из золота, легированного германием, индием, галлием, кремнием, оловом, селеном, делают контакты в полупроводниковых диодах и транзисторах. Золотом и серебром напыляют поверхность волноводов (скин-эффект).

В фото-кинопромышленности

До начала эры цифровой фотографии соли серебра были главным сырьем при изготовлении светочувствительных материалов (хлориды, бромиды или иодиды). На заре фотографии использовали соли золота и платины, в частности при вирировании изображения.

В ювелирной промышленности

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

Защитные покрытия

В качестве покрытий других металлов благородные металлы предохраняют основные металлы от коррозии или придают поверхности этих металлов свойства, присущие благородным металлам (например, отражательная способность, цвет, блеск и т. д. ). Золото эффективно отражает тепло и свет от поверхности ракет и космических кораблей. Для отражения инфракрасной радиации в космосе достаточно тончайшего слоя золота в 1/60 мкм. Для защиты от внешних воздействий, а также для улучшения наблюдения за спутниками на их внешнюю оболочку наносят золотое покрытие. Золотом покрывают некоторые внутренние детали спутников, а также помещения для аппаратуры с целью предохранения от перегрева и коррозии. Благородные металлы используют также в производстве зеркал (серебрение стекла растворами или покрытие серебром распылением в вакууме). Тончайшую плёнку благородных металлов наносят изнутри и снаружи на кожухи авиационных двигателей самолётов высотной авиации. Благородные металлы 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 благородные металлы используют при производстве труб, вентилей и ёмкостей специального назначения. Разработан широкий ассортимент золотосодержащих пигментов для покрытия металлов, керамики, дерева.

Припои и антифрикционные сплавы

Припои с серебром значительно превосходят по прочности медно-цинковые, свинцовые и оловянные, их применяют для пайки радиаторов, карбюраторов, фильтров и т. д. .

Износостойкие узлы

Сплавы иридия с осмием, а также золота с платиной и палладием используют для изготовления компасных игл, напаек «вечных» перьев.

Химическая промышленность: катализаторы

Высокие каталитические свойства некоторых благородных металлов позволяют применять их в качестве катализаторов: платину — при производстве серной и азотной кислот; серебро — при изготовлении формалина. Радиоактивное золото заменяет более дорогую платину в качестве катализатора в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Благородные металлы используют также для очистки воды.

Мировое производство и цены

Крупнейший мировой производитель платиноидов в 2005 году: РАО «Норильский никель».

Благородные металлы (золото, серебро, платина): добыча и применение

Помимо традиционной ювелирной отрасли, благородные металлы также находят свое применение в электронике и многих сферах промышленности. Они славятся не только своей неземной красотой и мерцанием, а также и высокими показателями прочности, а также стойкостью к внешним воздействиям. Ценность данных металлов объясняется также и тем, что в природе их найти не так просто.

Известные благородные металлы

Благородными металлами являются золото, серебро и платина, которые известны нам в основном по ювелирной отрасли. Имеют несколько производных (родий, иридий, палладий, рутений, осмий), которые также можно отнести к данному разряду. Тем не менее среди ученых нет единства насчет полноты этого списка. Так, ряд исследователей считает, то технеций также дополняет благородные металлы. Особенность его состоит в радиоактивности.

Драгоценности завоевали такой статус благодаря тому, что они практически не подвержены коррозии, а также воздействию большинства химических элементов. Для ювелирного дела важен не только блеск и мерцание, но также и тот факт, что благородные металлы практически не вступают ни в какие реакции с человеческим организмом, а потому со временем не теряют своих свойств и не приводят к воспалениям и аллергическим реакциям. Стоимость их увеличивается еще и ввиду того, что они достаточно редко встречаются в природе.

Характеристики платины и ее производных

Группа благородных металлов отличается повышенной прочностью, электро- и теплопроводимостью, а также устойчивостью к разрушениям. Тем не менее каждый из них также имеет некоторые особенности, придающие им особую ценность. Так, говоря о родии, стоит отметить его серебристо-голубой оттенок. Несмотря на то что к химическим реакциям он довольно устойчив, механические воздействия на нем сказываются разрушительно. Тем не менее это самый дорогой металл на планете, а цена его может превышать 200 долларов за грамм.

Вторым по стоимости золотым металлом считается платина. Цена ее составляет 30-40 долларов за грамм. Окислить это вещество не способен ни воздух, ни какие-либо агрессивные химические вещества. Поскольку платина крайне редко встречается в природных условиях, то ее комбинируют с другими металлами.

Осмий - это самый увесистый из всех известных драгоценных металлов. Цвет его приближен к белому с едва заметным серебристым оттенком. Стоит отметить, что в чистом виде его невозможно добыть в природе. В результате стоимость металла повышается в разы, а потому и используется он достаточно редко (только в специфических отраслях). Достоинством осмия можно считать твердость и тугоплавкость, но вот механические воздействия могут стать для него разрушительными.

Иридий по своему внешнему виду очень похож на предыдущий металл, да и в природе он встречается также редко. По характеристикам напоминает осмий, но с одной серьезной оговоркой. Иридий относится к разряду тяжелых металлов, которые представляют опасность для здоровья человека.

Редкие и благородные металлы венчает рутений. Как вы уже поняли, любого из представителей платиновой группы достаточно трудно отыскать в природе, и возможность встретить этот элемент также ничтожно мала. Именно поэтому он практически не используется в промышленности, а тем более в ювелирном производстве. Его предназначение - выступать в роли катализатора в ряде химических реакций.

Палладий отличается легкостью, которая не присуща более ни одному драгоценному металлу. Его добывают в местах скопления медных и никелевых руд. Из своей группы это вещество считается самым дешевым. Но по таким характеристикам, как плавкость и прочность, он ничем не уступает другим металлам.

Характеристики золота

Такой благородный металл, как золото, наиболее часто используется в ювелирном искусстве. Первое, что бросается в глаза, - это невероятный блеск и теплый желтоватый оттенок, который выгодно отличает выполненные из аурума украшения. По эффектности золото может потеснить разве что платина. Цена ее в разы выше, а потому лидером на рынке остается именно желтый металл.

Если говорить о характеристиках золота, то стоит отметить, что оно является прекрасным тепловым и электрическим проводником. Что же касается химической устойчивости данного металла, заметим, что он не отличается выдающимися показателями, а потому в промышленности используется не так уж и часто. А поскольку золото вязкое и ковкое, да еще и обладает большим весом, идеальным применением для него является именно ювелирная сфера.

Характеристики серебра

Наиболее распространенным можно считать серебро. Металл достаточно часто встречается в природе, а потому и стоимость его по сравнению с другими благородными "собратьями" достаточно низкая. По структуре серебро очень мягкое и гибкое, отлично проводит тепло и электричество. Стоит отметить также активное участие Ag во всевозможных химических реакциях.

В ювелирном деле второе место после золота занимает серебро. Металл дает огромные возможности для создания самых замысловатых художественных форм, а стоимость таких изделий является весьма доступной. Кроме того, мастера часто маскируют серебро под золото или платину при помощи специального напыления. Тем не менее опытный глаз эксперта сразу же заметит подмену, чего нельзя сказать о простых обывателях, которые по доступной цене смогут получить изысканные украшения.

Драгоценные металлы в экономике

Благородные и драгоценные металлы с давних времен служили средством платежа. Из них даже изготавливали деньги, но позже эта практика изжила себя. Тем не менее в современной финансовой системе эти материалы продолжают играть ведущую роль. Это мощный финансовый инструмент, который является основой экономики. Подобное состояние дел объясняется несколькими факторами:

Золото и серебро были первой мировой валютой, которая позволяла осуществлять товарно-денежные отношения. Стоимость самых первых монет не зависела от того, где и кем они были отчеканены. Главную роль играло качество металла, а также его весовые параметры, которые и определяли ценность валюты.
Даже в то время, когда серебряные монеты давно канули в Лету, этот и другие металлы по прежнему считаются основой благосостояния государства. Количество наличных денег строго регламентируется тем, в каких количествах в резерве имеется золото. Металл также является отличным объектом для инвестирования, так как он постоянно растет в цене.

Однако драгоценные металлы имеют такой неоспоримый минус, как способность изнашиваться с годами, хоть и незначительно. Но трейдеры и здесь нашли выход. Торговля происходит не с использованием реальных металлических слитков, а путем продаж специальных ценных бумаг.

Применение благородных металлов

Одна из самых главных функций благородных металлов - экономическая, поскольку они длительное время выполняли роль денежных средств. Несмотря на то что на сегодняшний день они выступают всего лишь обеспечением государственной казны, это не значит, что золото и платина утратили свою актуальность. Они находят свое применение во многих отраслях промышленности.

Сплавы благородных металлов огромную роль приобретают в такой сфере, как электротехника. Поскольку все они отлично проводят ток, то из таких веществ изготавливают мельчайшие детали для контактов микросхем. Если дело касается невысокого уровня напряжения, то такие металлы и их сплавы показывают высокую прочность.

Поскольку драгоценные металлы характеризуются стойкостью к химическим воздействиям, то их довольно широко используют в производстве лабораторных приспособлений и техники. Также они нашли свое применение в машиностроении, связанном с добывающей промышленностью. Из золота, серебра и платины изготавливают те детали агрегатов, которые непосредственно соприкасаются с теми или иными химическими веществами. Это могут быть нагревательные, измерительные и прочие элементы. Также металлы благородного происхождения нередко используются в изготовлении высокопрочной посуды для лабораторных исследований.

Драгоценные металлы довольно широко применяются в медицине. Так, например, серебро, ввиду своих бактерицидных свойств, довольно часто включается в состав сплавов для производства хирургических принадлежностей. Также небольшое количество данного металла присутствует в рентгеновской пленке.

Таким образом, как вы могли заметить, ювелирная отрасль - это далеко не предел использования благородных металлов. Практически в каждом электрическом приборе присутствует небольшое количество того или иного драгоценного вещества. Кроме того, если вы хотите обезопасить себя от микробов, возьмите за правило пользоваться серебряными столовыми приборами.

Как формируется стоимость благородных металлов

Все виды благородных металлов отличает то, что запасы их в природе крайне ограничены. Кроме того, по сравнению с другими веществами, они отличаются достаточно высокой ценой. При формировании стоимости на благородные металлы обязательно учитывается ряд факторов:

Спрос и предложение на рынке. В соответствии с экономическими законами, чем выше спрос на тот или иной товар (в данном случае - драгоценный металл), тем сильнее возрастет на него цена. Если говорить о предложении, то оно действует диаметрально противоположным образом. Так, если добыча металла резко увеличится, то стоимость его сразу же обвалится.
Государственные фонды. Поскольку практически все страны в качестве резерва используют металлы благородного происхождения, то они могут определенным образом регулировать рыночную ситуацию. Так, выставив на торги часть своих запасов (преднамеренно или вынужденно), правительство поспособствует резкому снижению цены на данный товар. Если же будет принято решение о пополнении резервов, то сложится противоположная ситуация.
Способ и масштабы добычи. Стоит отметить, что стоимость драгоценных металлов во многом зависит от того, каким образом и в каком месте оно добывается. Так, если говорить о странах третьего мира, где рабочая сила очень дешевая, то стоимость сырья будет просто ничтожная по сравнению с ценой, которую заплатит конечный покупатель.

Сплавы благородных металлов

Характерными особенностями металлов благородного происхождения считаются ковкость и тягучесть. Порой эти характеристики настолько сильно выражены, что использование того или иного вещества в чистом виде становится невозможным. Тогда на производстве прибегают к созданию сплавов. Вспомогательные вещества выбираются в соответствии с тем, какие благородные металлы берутся за основу.

Говоря о золоте, стоит отметить, что оно практически всегда применяется именно в форме сплава. Тем не менее, если говорить о ювелирном деле, то возможности в области примесей здесь весьма ограничены. Так, если речь идет о создании украшений, то золото может переплавляться с серебром, медью или же платиной и палладием.

Даже такой недорогой и простой в использовании материал, как серебро, также требует некоторых посторонних веществ для обеспечения более высокого качества изделий. Таким компонентом чаще всего выступает медь. Причем чем точнее и изысканнее работа, тем меньше примесей вводится в основу.

Поскольку платина - достаточно редкий металл, к ней очень часто добавляют определенные примеси. И даже в самых дорогих изделиях без посторонних веществ не обойтись. Так, ряд дополнительных элементов требуется в том случае, когда нужно обеспечить прочность креплений или оправы драгоценных камней. Если говорить о производных платины, то они и сами могут выступать в качестве дополнительных примесей, которые обеспечивают прочность некоторых элементов ювелирных изделий.

Обработка драгоценных металлов

Любуясь красивыми ювелирными изделиями, мало кто задумывается над тем, через какие процедуры прошел металл, чтобы превратиться в изящную вещицу. Существует целый ряд техник и приемов, при помощи которых происходит обработка драгоценных веществ:

ковка - заключается в вытяжении и придании определенной формы металлу при помощи специальных инструментов;
литье - подразумевает изготовление определенных изделий путем наполнения форм расплавленным сырьем;
резьба - подразумевает удаление части металла с поверхности изделия для создания узора или рельефа;
чеканка - это придание металлу объемных форм путем сильного удара твердым предметом;
басма - изображение определенных мотивов или узоров на сверхтонком листе того или иного драгоценного металла;
скань - представляет собой узор, образованный путем напаивания тонкой проволоки на лист основы;
припой - используется для прочного соединения между собой отдельных элементов изделия (важная особенность данной техники заключается в том, чтобы места соединения были абсолютно незаметными);
чернь - придание отдельным элементам изделия более темного оттенка путем соединения основы со сплавом серебра, серы, меди и свинца, который имеет выраженный темный оттенок;
эмаль - покрытие элементов вещества цветным составом, по своей жидкой структуре напоминающим стекло (прочность и непрозрачность эмаль приобретает после обработки высокой температурой).

Как добываются драгоценные металлы

Золото стало одним из первых металлов, которые открыл для себя человек. Историки утверждают, что древние люди, находя самородки, просто проделывали в них отверстия и носили на шее. А поскольку металл был достаточно чистым, ему без труда можно было придать абсолютно любую форму. Позже золото стали искать целенаправленно, просеивая песок в реках.

Сейчас оно добывается абсолютно иным способом. Золото извлекают из подземных залежей. Для начала руду обрабатывают специальными веществами, получая раствор. Далее он проходит процедуру фильтрации, в результате которой золото отделяется от посторонних примесей. Также в отделении металла от других веществ может быть использована ртуть. Далее золото отправляется на аффинажные заводы, где происходит его полное очищение.

Несмотря на то что серебро - это сравнительно дешевый материал, его самородки в природе практически не встречаются. Именно поэтому человечеству оно стало известно на несколько веков позже. В подземной руде содержится всего 20 % примесей. Тем не менее серебро не добывают целенаправленно. Его можно считать побочным продуктом переработки меди и свинца. Подобно золоту, Ag также очищается на аффинажных заводах.

Драгоценные металлы не стоит недооценивать, относя их сферу применения только лишь к ювелирной. На самом деле их использование охватывает множество отраслей промышленности, где требуется прочность и точность.

Драгоценные металлы: описание, виды, перечень и характеристики. Монеты из драгоценных металлов

Сам термин «драгоценные металлы» подразумевает вещества, имеющие намного более высокую стоимость в сопоставлении с другими материалами. Их ценность обусловлена в первую очередь особыми химическими характеристиками: эти вещества не поддаются коррозии и разрушению, сохраняют свой внешний вид на протяжении долгого времени. К тому же в природе достаточно мало запасов драгоценных металлов, а их добыча подчас крайне тяжела. Различают восемь видов благородных металлов, каждый из которых нашел применение в своей сфере.

Перечень драгоценных металлов

Известны следующие драгоценные металлы:

Золото.
Серебро.
Платина.
Родий.
Осмий.
Иридий.
Рутений.
Палладий.

Некоторые ученые выделяют еще один элемент, который можно отнести к благородным металлам – технеций. Однако ввиду своей радиоактивности его не включают в общую классификацию.

Каждый из материалов в природе встречается либо в виде самородков, либо в составе руды или сплавов. Месторождений благородных металлов по всей Земле не так уж много, поэтому разработка их проводится под жестким контролем тех государственных предприятий, на чьей территории они находятся.

Характеристики драгоценных металлов

Рассмотрим основные характеристики драгоценных металлов:

Золото, или аурум (Au) – 79 элемент таблицы Менделеева, металл, обладающий естественным блеском и желтым цветом. Имеет плотность 19,32 г/см 3 , плавится при температуре 1064 о С. Золото отличается высокой пластичностью, легко обрабатывается и формуется, кроме того, оно не подвержено коррозии. Растворить его можно только в смеси азотной и хлорной кислот в соотношении 1:3.
Серебро, аргентум (Ag) стоит в периодической таблице химических элементов на 47 месте, имеет характерный белый цвет с блеском. Плотность серебра составляет 10,5 г/см 3 , а расплавить его можно при 961,9 о С. Среди достоинств серебра выделяют его тягучесть и пластичность, легкость в обработке и ковке, а также тепло- и электропроводность и отражающую способность (достигает 95%). Несмотря на устойчивость к влаге, серебро может вступать в реакцию с кислыми и щелочными средами, вследствие чего начинает покрываться черной патиной.
Платина (Pt) в таблице Менделеева занимает 78 позицию. Металл белого цвета, блестит. Платина отличается более высокой плотностью (21,45 г/см 3 ) и температурой плавления (1772 о С). Кроме того, металл не растворим ни в каких жидкостях, кроме царской водки (смесь хлорной и азотной кислот). Платина отличается пластичностью, хорошо тянется, хотя и является тугоплавким материалом. Помимо этого, она не окисляется и не подвержена воздействию химических реактивов. В чистом виде этот металл не встречается, его можно выделить только из сплавов с благородными и недрагоценными цветными металлами.

Благородные металлы из разряда платиновых

Еще пять видов драгоценных металлов происходят из разряда платиновых:

Палладий (Pd) – 46-й элемент периодической системы, имеет серебристо-белую окраску. Температура плавления составляет 1552 о С, а его плотность равна 12,02 г/м 3 . Это металл с наименьшей массой среди прочих из разряда платиновых. При этом он чрезвычайно устойчив к воздействию агрессивной среды и химических реактивов. Среди прочих достоинств палладия можно отметить пластичность, легкость в обработке и полировке, способность сохранять блеск.
Родий (Rh) – белый с голубым отливом металл, расположенный на 45 позиции таблицы Менделеева. Среди химических характеристик отмечают его высокую плотность – 12,42 г/м 3 , а также температуру плавления – 1960 о С. Это один из тугоплавких металлов, вместе с достаточной твердостью он и хрупкий. Родий отличается высокой отражающей способностью, а также устойчивостью к воздействию воды, кислорода, не подвержен воздействию любых кислот. Растворяют родий только щелочные смеси цианидов.
Рутений (Ru) – элемент периодической системы, имеющий 44 порядковый номер. Этот металл белого цвета с серебристым отливом по внешнему виду очень напоминает платину. Однако отличают его большая твердость с одновременной ломкостью, а также весьма затрудненная плавкость. Расплавляется рутений при 2950 о С, а его плотность составляет 12,37 г/м 3 . Отличительной особенностью является его устойчивость к химическому воздействию. Это наиболее редкий из металлов платиновой группы.
Иридий (Ir) – расположенный на 77 месте в таблице химических элементов драгоценный металл, окрашенный в белый цвет с серым оттенком. Основные качества иридия – это высокая тугоплавкость, ломкость и вместе с тем повышенная твердость. Плотность составляет 22,42 г/м 3 , а температура плавления – 2450 о С. В этом причина трудностей в его обработке, поскольку работать с ним можно только под большим давлением и при высокой температуре. Кроме того, этот металл не взаимодействует ни с какими химическими соединениями, будь то щелочи, кислоты или их смеси.
Осмий (Os) – элемент из группы платиновых металлов, занимающий 76 место в периодической таблице. Этот материал наиболее тяжелый в обработке, чрезвычайно хрупкий, вместе с тем он очень твердый и крайне тугоплавкий. Плотность осмия составляет 22,48г/м 3 , а его температура плавления максимально высокая среди платиновых металлов – 3047 о С. Особенностью является его резкий запах, а также абсолютная стойкость к любым щелочным или кислотным средам.

Сферы применения драгоценных металлов

Каждый из благородных металлов имеет свою сферу применения. Драгоценные металлы используются:

При производстве ювелирных изделий.
Для чеканки монет различного достоинства, а также памятных и юбилейных денежных знаков.
В качестве твердой валюты для инвестирования и открытия депозита в банковских учреждениях.
В машиностроении для выпуска различных деталей.
В отрасли радио- и электротехники, микроэлектроники, а также в сфере высоких технологий.
В химической промышленности, а также медицине.
В космической отрасли.

Инвестирование в благородные металлы

Выгодно ли твердую валюту вложить в банк? Драгоценные металлы – наиболее устойчивая валюта, которая при удачном инвестировании способна приумножить прибыль владельца, а также защитить его от рыночных колебаний. По всему миру в банках практикуют открытие обезличенных металлических счетов, которые могут содержаться в качестве депозитов, либо участвовать в биржевых операциях. В банковских операциях участвуют: золото, платина, палладий и серебро.

Изделия из драгоценных металлов

В большом количестве благородные металлы используются в изготовлении ювелирных изделий. Причем металлы могут применяться как в чистом виде, так и в составе сплавов, при этом они усиливают и компенсируют качества друг друга. Какой драгоценный металл наиболее популярный в ювелирном деле? В основном используют три металла, которые известны еще с глубокой древности: золото, серебро и платина.

Какое значение имеет содержание драгоценных металлов в ювелирных изделиях? От этого зависит их проба.

Монеты из драгоценных металлов

Для изготовления денежных знаков, то есть монет, ценные металлы используют уже много веков, поскольку это наиболее стабильная валюта. В настоящее время выпускают юбилейные, коллекционные денежные знаки, а также используют монеты из драгоценных металлов в качестве средства инвестирования.

Драгоценный металл и его содержание

Ценность тех или иных деталей, находящихся в электротехнике или автомобилях, напрямую зависит от содержания в них благородных металлов. Информацию об этом можно найти на сайтах производителя деталей, а также в специальной справочной литературе.

Полезные ископаемые: понятие, характеристика, классификация. Виды полезных ископаемых (таблица)

Полезные ископаемые – это образования земной коры, состоящие из минералов, химические и физические свойства которых позволяют применять их в производственно-бытовой сфере. Без многообразия веществ, которыми богата Земля, наш мир бы не был таким разнообразным и развитым. Технический прогресс был бы недостижим и непомерно сложен. Рассмотрим понятие, виды полезных ископаемых и их характеристику.

Понятия и термины, относящиеся к теме

Прежде чем разбирать виды полезных ископаемых, необходимо знать специфические определения, касающиеся этой темы. Так будет легче и проще со всем разобраться. Итак, полезные ископаемые – это минеральное сырье или образования земной коры, которые могут иметь органическое или неорганическое происхождение и применяться в производстве материально-вещественных предметов.

Месторождением полезных ископаемых называют скопление некоторого количества минерального вещества на поверхности или в недрах Земли, которые разделяют на категории в зависимости от области применения в промышленности.

Рудой называют минеральное образование, возникшее в природных условиях и состоящее из таких компонентов и в таком соотношении, что ее использование возможно и целесообразно для промышленно-технической сферы.

Когда начали добывать полезные ископаемые?

Доподлинно неизвестно, когда именно произошла первая добыча ископаемых. По данным историков, открыли завесу древние египтяне. Экспедиция была отправлена на Синайский полуостров в 2600 году до нашей эры. Предполагалось, что они добудут слюду. Однако произошел прорыв в знаниях древних жителей о сырье и материалах: была найдена медь. О добыче и обработке серебра известно из истории Греции. Римляне узнали о такие металлах, как цинк, железо, олово и свинец. Основав шахты от Африки до Британии, Римская империя осуществляла их добычу, а затем использовала для изготовления орудий.

В XVIII веке после промышленной революции полезные ископаемые стали остро необходимы. В связи с чем их добыча развивалась быстрыми темпами. Современные технологии основываются на открытиях именно того периода. В XIX веке произошла знаменитая «золотая лихорадка», в ходе которой было добыто огромное количество драгоценного металла – золота. В тех же местах (Южной Африке) открыли несколько месторождений алмазов.

Характеристика полезных ископаемых по физическому состоянию

Из уроков физики известно, что вещества способны находиться в одном из четырех агрегатных состояний: жидком, твердом, газообразном и плазматическом. В обычной жизни каждый без труда может пронаблюдать первые три. Полезные ископаемые, как и любые другие химические соединения, могут быть обнаружены на поверхности Земли или в ее недрах в одном из трех состояний. Таким образом, виды полезных ископаемых в первую очередь делятся на:

жидкие (минеральные воды, нефть);
твердые (металлы, угли, руды);
газообразные (природный газ, инертный газ).

Каждая из групп – важная и неотъемлемая часть промышленной жизни. Многообразие ресурсов позволяет странам развиваться в технической и экономической сфере. Количество залежей полезных ископаемых – показатель богатства и благополучия страны.

Промышленные виды, классификация полезных ископаемых

После обнаружения первых минеральных пород, человек серьезно задумался о том, какую пользу они могут принести в его жизнь. С зарождением и развитием промышленности была сформирована классификация месторождений полезных ископаемых на основе их использования в технической сфере. Рассмотрим эти виды полезных ископаемых. Таблица содержит полную информацию об их характеристике:

Промышленные типы месторождений и ископаемые, их составляющие

Тип месторождения ископаемого	Группы в его составе	Виды ископаемых
Горючие (топливные)	Твердое состояние	Торф, уголь
Горючие (топливные)	Жидкое/газообразное состояние	Газ, нефть
Металлические	Металлы черные	Марганец, хром, титан, железо
	Металлы цветные	Свинец, медь, кобальт, алюминий, никель
	Металлы благородные	Платина, золото, серебро
	Металлы редкие	Олово, тантал, вольфрам, ниобий, молибден
	Радиоактивные соединения	Торий, радий, уран
Неметаллические	Сырье горнорудное	Слюда, магнезит, тальк, известняк, графит, глины, пески
	Сырье химическое	Флюорит, фосфорит, барит, соли минеральные
	Строительные материалы	Мрамор, гипс, гравий и песок, глины, облицовочные камни, цементное сырье
	Камни самоцветные	Камни драгоценные и поделочные

Рассмотренные виды полезных ископаемых вместе с запасами пресной воды являются главной характеристикой богатств земли или отдельной страны. Это типовая градация минерально-сырьевых ресурсов, при помощи которой все природные вещества, используемые в промышленно-бытовой сфере, сгруппированы в зависимости от физических и химических свойств. Познакомимся с каждой категорией отдельно.

Горючие ископаемые

К какому виду полезных ископаемых относится нефть? А газ? Полезное ископаемое чаще представляется твердым металлом, нежели непонятной жидкостью или газом. С металлом знакомы с раннего детства, тогда как понимание, что такое нефть или даже бытовой газ, приходит немного позже. Итак, к какому виду, согласно уже изученных классификаций, стоит отнести нефть и газ? Нефть – к группе жидких веществ, газ – к газообразным. Исходя из их применения, однозначно, к горючим или, по-другому, топливным полезным ископаемым. Ведь нефть и газ используются в первую очередь в виде источника энергии и тепла: на них работают двигатели машин, ими отапливаются жилые помещения, с их помощью готовят еду. Сама энергия высвобождается за счет горения топлива. А если посмотреть еще глубже, то этому способствует углерод, который входит во все горючие ископаемые. К какому виду полезных ископаемых относится нефть, разобрались.

Какие еще вещества сюда относятся? Это твердые топливные соединения, образующиеся в природе: каменный и бурый уголь, торф, антрацит, горючий сланец. Рассмотрим краткую их характеристику. Виды полезных ископаемых (горючие):

уголь – первое горючее, которое начал использовать человек. Основной источник энергии, используемый в масштабных размерах на производстве, именно благодаря этому ископаемому произошла промышленная революция. Образуется он за счет остатков растений без доступа воздуха. В зависимости от удельной массы углерода в угле различают его разновидности: антрациты, бурый и каменный уголь, графиты;
горючий сланец был образован на дне морском около 450 млн лет назад из остатков растительности и животных. Состоит из минеральной и органической части. При сухой перегонке образует смолу, которая близка к нефти;
торф – скопление не полностью разложившихся остатков растений в условиях болот, более половины его состава – углерод. Используется в качестве горючего, удобрения, теплоизоляции.

Горючие природные вещества являются важнейшими видами полезных ископаемых. Благодаря им человечество научилось вырабатывать и использовать энергию, а также создало множество отраслей промышленности. В настоящее время потребность в топливных ископаемых стоит очень остро для большинства государств. Это крупный сегмент мировой экономики, от которого зависит благополучие стран всего мира.

Металлические полезные ископаемые: виды, характеристика

Нам известны виды полезных ископаемых: топливные, рудные, нерудные. Первая группа успешно изучена. Продвигаемся дальше – рудные, или металлические, ископаемые – то, ради чего вообще зарождалась и развивалась промышленность. Еще с древних времен человек понял, что металл дает в повседневной жизни гораздо больше возможностей, чем его отсутствие. В современном мире уже невозможно представить жизнь без какого-либо металла. В бытовой технике и электронике, в домах, в ванной комнате, даже в маленькой лампочке – он повсюду.

Как добывают? Лишь благородные металлы, которые из-за своих химических свойств не вступают в реакцию с другими простыми и сложными веществами, можно найти в чистом виде. Остальные же активно взаимодействуют друг с другом, превращаясь в руду. Смесь металлов при необходимости разделяют или оставляют без изменений. Сплавы, образованные природой, «прижились» благодаря смешанным свойствам. Железо, например, можно сделать более твердым, если добавить к металлу углерод, получится сталь – прочное соединение, выдерживающее большие нагрузки.

В зависимости от индивидуальных характеристик, а также области применения рудные полезные ископаемые делятся на группы: черные, цветные, благородные, редкие и радиоактивные металлы.

Черные металлы

Черные металлы - это железо и его разнообразные сплавы: сталь, чугун и другие ферросплавы. Применяется в производстве самого различного направления: военном, судостроении, авиастроении, машиностроении.

Многие изделия из железа используются в повседневной жизни: из стали изготавливают кухонную утварь, ею покрывают многие элементы сантехники.

Цветные металлы

В группу цветных металлов входит большое количество полезных ископаемых. Название группы произошло от того, что многие металлы имеют специфический цвет. Например, медь - красная, алюминий - серебристый. Оставшиеся 3 вида полезных ископаемых (благородные, редкие, радиоактивные), по сути, являются подвидом цветных металлов. Многие из них смешивают в сплавы, т. к. в таком виде они обладают лучшими свойствами.

Цветные металлы классифицируют на:

тяжелые – высокотоксичные с большим атомным весом: свинец, олово, медь, цинк;
легкие, обладающие малой плотностью и весом: магний, титан, алюминий, кальций, литий, натрий, рубидий, стронций, цезий, бериллий, барий, калий;
благородные в связи с высокой стойкостью практически не вступают в химические реакции, красивы на вид: платина, серебро, золото, родий, палладий, рутений, осмий;
малые (редкие) – сурьма, ртуть, кобальт, кадмий, мышьяк, висмут;
тугоплавкие обладают высокой температурой плавления и стойкостью к износу: молибден, тантал, ванадий, вольфрам, марганец, хром, цирконий, ниобий;
редкоземельные – группу составляют 17 элементов: самарий, неодим, лантан, церий, европий, тербий, гадолиний, диспрозий, эрбий, гольмий, иттербий, лютеций, скандий, иттрий, тулий, прометий, тербий;
рассеянные встречаются в природе только в виде примесей: теллур, таллий, индий, германий, ренний, гафний, селен;
радиоактивные самостоятельно излучают поток радиоактивных частиц: радий, плутоний, уран, протактиний, калифорний, фермий, америций и другие.

Особое значение для человечества представляют алюминий, никель и медь. Развитые страны стремятся к увеличению их производства, т. к. количество этих цветных металлов напрямую влияет на технический прогресс в авиастроении, космонавтике, атомных и микроскопических приборов, электротехнике.

Неметаллические природные элементы

Подведем небольшой итог. Основные категории из таблицы «Виды полезных ископаемых» (топливные, рудные, нерудные) изучены. Какие же элементы относят к нерудным, т. е. неметаллическим? Это группа твердых или мягких полезных ископаемых, встречающихся в виде отдельных минералов или горных пород. Современной науке известно более сотни таких химических соединений, являющихся ничем иным, как продуктом природных процессов.

По масштабам их добычи и использования нерудные ископаемые опережают только топливные виды полезных ископаемых. Таблица ниже содержит основные породы и минералы, составляющие неметаллическую группу природных недр, и их краткую характеристику.

Нерудные полезные ископаемые

Группа неметаллических минералов/пород	Вид породы/минерала	Характеристика
Сырье горнорудное	Асбест	Несгораемая горная порода. Применяют для изготовления огнестойких материалов, кровель, тканей противопожарных.
	Известняк	Осадочная горная порода, широко используется в строительстве. При его обжиге получается негашеная известь.
	Слюда	Породообразующий минерал. По химическому составу подразделяется на алюминиевые, магнезиально-железистые литиевые слюды. Применяется в современной технике.
Сырье химическое	Калийные соли	Осадочные горные породы, в состав которых входит калий. Используется в качестве сырья для химической промышленности и при изготовлении калийных удобрений.
	Апатит	Минералы, содержащие большое количество фосфорных солей. Применяют для изготовления удобрений, а также в производстве керамики.
	Сера	Встречается в виде руды самородной серы и в соединениях. Используется в основном для производства серной кислоты, при вулканизации каучука.
Строительные материалы	Гипс	Сульфатный минерал. Применяется в различных сферах деятельности человека.
Строительные материалы	Мрамор	Горная порода, основанная на кальците. Используют в электротехнике, для изготовления штукатурки и мозаики, памятников.
Камни самоцветные	Драгоценные	Обладают красивым рисунком или цветом, блестят, легко поддаются шлифовке и огранке. Применяются для изготовления ювелирных украшений и прочего декора.
	Полудрагоценные
	Поделочные

Нерудные виды полезных ископаемых очень важны для разных отраслей производства, строительства, а также необходимы в повседневной жизни.

Классификация ресурсов по исчерпаемости

Помимо градации полезных ископаемых по их физическому состоянию и характеристикам, рассматривают показатели их исчерпаемости и возобновляемости. Основные виды полезных ископаемых подразделяют на:

исчерпаемые, которые в определенный момент могут закончиться и будут недоступны к добыче;
неисчерпаемые – относительно неиссякаемые источники природных ресурсов, например, солнечная и ветровая энергия, океаны, моря;
возобновимые – ископаемые, которые на определенном уровне исчерпаемости могут быть частично или полностью восстановлены, например, леса, почва, вода;
невозобновимые – если ресурсы были полностью исчерпаны, возобновить их, как правило, не удается;
заменимые – ископаемые, которые можно при необходимости заменить, например, топливные виды.
незаменимые – те, без которых жизнь будет невозможной (воздух).

Природные ресурсы требуют бережного отношения и рационального использования, так как большинство из них имеют исчерпываемый предел, а если и будут возобновимы, то очень нескоро.

Полезные ископаемые играют важную роль в жизни человека. Без них не было бы технических и научных открытий, да и привычной жизни в целом. Результаты их добычи и переработки окружают нас повсюду: здания, транспорт, коммунально-бытовые блага, медикаменты.

Читайте также: