Благородных металлов

Благородные металлы — Реферат

История развития производства

Такое деление металлов нередко применяется и в наши дни, но с тем отличием, что к двум благородным металлам древнего мира и средневековья — золоту и серебру — на рубеже XVIII и XIX вв. прибавились платина и четыре ее спутника: родий, палладий, осмий, иридий. Рутений, пятый спутник платины, был открыт только в 1844 г.

Благородные металлы очень мало распространены в природе. В природе благородные металлы встречаются почти всегда в свободном (самородном) состоянии. Некоторое исключение составляет серебро, которое находится в природе и в виде самородков, и в виде соединений, имеющих значение как рудные минералы (серебряный блеск, или аргентит Ag2S, роговое серебро, или кераргирит AgCl, и др.).

История благородных металлов — одна из самых интересных глав истории материальной культуры. По мнению многих ученых, золото было первым металлом, который человечество начало использовать для изготовления украшений, предметов домашнего обихода и религиозного культа. Золотые изделия были найдены в культурных слоях эпохи неолита (V-IV тысячелетия до н.э.).

И в древности, и в средние века основными областями применения золота и серебра были ювелирное дело и изготовление монет. При этом недобросовестные люди, как ремесленники, так и лица, стоявшие у власти, прибегали к обману, не гнушались сплавлением драгоценных металлов с более дешевыми — золота с серебром или медью, серебра с медью. Хорошо известен рассказ древнегреческого писателя Плутарха о том, как сиракузский царь Гиерон II поручил Архимеду узнать, нет ли примеси серебра в золотой короне, изготовленной по заказу царя.

Ученый, пользуясь открытым им законом, взвесил корону сначала на воздухе, а затем в воде и вычислил ее плотность. Она оказалась меньше, чем у чистого золота. Так был разоблачен корыстный ювелир.

Способ испытания золотых и серебряных изделий (особенно монет) на чистоту был известен уже в глубокой древности. Он состоял в сплавлении пробы металла со свинцом и затем в окислительном обжиге жидкого сплава в сосуде из пористого материала (костной золы). При этом свинец и другие неблагородные металлы окислялись. Расплавленная смесь оксида свинца PbOс другими оксидами всасывалась пористым материалом, а благородный металл оставался неокисленным. Зная массу взятой пробы и массу выделенного из него «королька» золота или серебра, определяли содержание благородного металла в пробе.

Совершенно очевидно, что Архимед не мог воспользоваться этим приемом для разрешения заданного ему вопроса; к тому же Гиерон II запретил повреждать корону. А пробирных игл в то время в Древней Греции не было, как не были известны и способы разделения золота и серебра.

Пробирные иглы изготовляют из золота и меди (или серебра и меди), взятых в различных отношениях, заданных заранее. На отполированной поверхности пробирного камня (черного кремнистого сланца) наносят черту сперва испытуемым изделием, затем пробирной иглой, наиболее близкой к нему по цвету, а потом иглами соседних составов. Сравнивая окраску всех этих черт, можно определить приблизительно содержание благородного металла в испытуемом предмете. Пробирные иглы применялись уже в Древней Индии. В Западной Европе появились около XIV в.

И в древности, и в средние века подделка золота и серебра была широко распространена. Несмотря на жестокие наказания, которые угрожали фальсификаторам монеты (начиная с отсечения кисти и кончая сожжением заживо), «проклятая страсть к золоту» брала верх. Та же страсть была движущей силой алхимии .

Называя главные моменты ранней стадии периода первоначального накопления капитала, К.Маркс прежде всего отмечает открытие золотых и серебряных рудников в Америке. Были найдены богатые месторождения золота в Мексике (1500), в Перу и Чили (1532), в Бразилии (1577). Серебряные руды были обнаружены во второй трети XVI в. в Мексике и Перу. В XVI в. большие количества золота и серебра стали поступать из Нового Света в Европу.

Первую в России золотую россыпь обнаружил весной 1724 г. крестьянин Ерофей Марков в районе Екатеринбурга. Ее эксплуатация началась только в 1748 г. Добыча уральского золота медленно, но неуклонно расширялась. В начале XIX в. были открыты новые месторождения золота в Сибири. С 1821 по 1850 г. в России было добыто 3293 т золота, т.е. почти в 3,9 раза больше, чем во всех остальных странах мира (893 т).

С открытием богатых золотоносных районов в США (Калифорния, 1848 г.; Колорадо, 1858 г.; Невада, 1859 г.; Аляска, 1890 г.), Австралии (1851), Южной Африке (1884) Россия утратила свое первенство в добыче золота, несмотря на то что были введены в эксплуатацию новые месторождения, главным образом в Восточной Сибири.

Добыча золота велась в России полукустарным способом, разрабатывались преимущественно россыпные месторождения. Свыше половины золотых приисков находилось в руках иностранных монополий. Самородная платина, по имеющимся данным, была известна в Древнем Египте, Эфиопии, Древней Греции и в Южной Америке. В XVIII в. испанские колонизаторы обнаружили в золотых россыпях в Колумбии самородки тяжелого тускло-белого металла, который не удавалось расплавить. Его назвали платиной (уменьшительное от исп. рlаtа — серебро). В 1744 г. испанский путешественник Антонио де Ульоа привез образцы платины в Лондон. Ученые очень заинтересовались новым металлом. В 1789 г. А. Лавуазье включил платину в список простых веществ. Но вскоре оказалось, что самородная платина содержит другие, еще неизвестные металлы.

В 1803 г. английский физик и химик У.Уолластон открыл в ней палладий, получивший свое название от малой планеты Паллады, и родий, названный так по розово-красному цвету его солей (от греч. rhodon- роза). В 1804 г. английский химик С.Теннант, исследуя остаток от растворения самородной платины в «царской водке» (смесь азотной и соляной кислот), нашел в нем еще два новых металла. Один из них — иридий — получил название вследствие разнообразия окраски его солей (от греч, iris- радуга). Другой был назван осмием по резкому запаху его оксида OsO4(от греч. osme- запах). Наконец, в 1844 г. профессор Казанского университета К.К. Клаус открыл еще один спутник платины — рутений (от лат. Rhuthenia- Россия).

Материалом для исследования К.К. Клауса служили остатки от аффинажа (очистки) уральской самородной платины. Она была открыта в золотоносных песках Верх-Исетского горного округа в 1819 г. Вскоре и в других местах было найдено «белое», «лягушечье» золото или «серебрецо». В 1823 г. В. В. Любарский показал, что все эти находки не что иное, как самородная платина.

В 1824 г. на Урале было добыто 33 кг самородной платины, а в 1825 г. уже 181 кг. Незадолго перед этим (в 1823 г.) был уволен в отставку министр финансов Д.А. Гурьев, приведший Россию на грань денежной катастрофы. Его преемник Е.Ф.Канкрин, чтобы спасти положение, наметил в числе прочих мер чеканку платиновой монеты. В 1826 г. горные инженеры П.Г.Соболевский и В.В. Любарский разработали технологию получения ковкой платины.

Способ этот состоял в следующем: губчатую платину, полученную прокаливанием «нашатырной платины», т.е. гексахлорплатината аммония, набитую в цилиндрические железные формы, сильно сдавливали винтовым прессом и полученные цилиндры выдерживали при температуре белого каления около 36 ч, после чего из них отковывали полосы или прутки. К концу 1826 г. этим способом было получено 1590 кг ковкой платины. Ранее по способу парижского ювелира Жаннетти платину сплавляли с мышьяком. Сильным прокаливанием на воздухе мышьяк выжигали из полученных слитков, после чего их подвергали горячей ковке. Этот способ был крайне опасен для здоровья и сопряжен с большими потерями платины. За рубежом его заменил способ У.Уолластона, который хранился в тайне и был опубликован только в 1829 г. В основных чертах он схож со способом П.Г.Соболевского. Получение изделий посредством прессования и последующего спекания порошков металлов, карбидов и других соединений широко применяется под названием металлокерамики или порошковой металлургии.

В 1828 г. был начат выпуск платиновой монеты достоинством в 3,6 и 12 руб. Но в 1845 г. царское правительство решило прекратить ее чеканку, а в 1862 г. продало за бесценок иностранной фирме остатки от аффинажа платины, накопившиеся на Монетном дворе.

В конце XIX в. спрос на платину сильно возрос, в частности, вследствие ее применения как катализатора в производстве серной кислоты. Однако владельцы уральских платиновых приисков, которые поставляли тогда около 95% мировой добычи платины, вместо того чтобы наладить аффинаж платины и производство платиновых изделий и препаратов, предпочли продавать сырую платину за границу. Так, Россия, будучи монополистом по добыче самородной платины, оказалась вынужденной покупать за рубежом платиновую посуду, проволоку и др. Только в 1914 г. был запрещен вывоз сырой платины, а в 1915-1918 гг. построен платино-аффинажный завод в Екатеринбурге.

Вскоре (в 1918 г.) была введена государственная монополия на добычу, очистку и куплю-продажу драгоценных металлов. Тогда же по инициативе проф. Л. А.Чугаева был основан при Академии наук Институт по изучению платины и других благородных металлов (в 1934 г. вошел в состав Института общей и неорганической химии АН СССР). Его директорами были Л.А.Чугаев и Н.С.Курнаков.

В годы первой мировой и гражданской войн добыча золота и платины сильно упала. Но уже в 1921 г. Совнарком РСФСР издал постановление «О золотой и платиновой промышленности». В нем указывалось, что месторождения золота и платины составляют собственность государства, отмечалось особо важное значение их разработки и предусматривался ряд мер, направленных на восстановление и развитие добычи этих металлов. Так была возобновлена работа золотых и платиновых приисков, но с применением механизации в невиданных ранее масштабах. За годы Советской власти были открыты и введены в эксплуатацию месторождения золота в Сибири, Казахстане, Приморье и других районах СССР. Была налажена комплексная переработка медно-никелевых сульфидных руд Заполярья с извлечением из них драгоценных металлов.

Главные зарубежные поставщики платины и ее спутников — ЮАР, Канада, Колумбия, США. Относительная стоимость платиновых металлов на рынках Запада (по данным конца 1960 г. составляла, если принять стоимость золота за единицу:

1,8	6,2	1,0	7,5	5,3	4,3

Свойства и методы получения благородных металлов

Серебро обладает значительной химической стойкостью. В отличие от меди оно сохраняет металлический блеск при действии воздуха, влаги и углекислого газа. Но, подобно меди, серебро уже при комнатной температуре покрывается темным налетом сульфида Ag2S. Подобно меди, серебро легко растворяется в холодной разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата:

3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2Н2O

и в горячей концентрированной серной кислоте с образованием сульфата:

2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2Н2O

Нитрат серебра — бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Из его водного раствора едкие щелочи осаждают бурый оксид серебра Ag2O, уже при 300°С распадающийся на кислород и серебро. Галогениды серебра AgCI, AgBr, AgI в воде нерастворимы, но AgF хорошо растворим. Эти соединения об­разуют с аммиаком, цианидами щелочных металлов и тиосульфатом натрия хорошо растворимые комплексные соли.

Все соли серебра легко восстанавливаются до металла. Нитрат серебра и его растворы, попав на кожу, оставляют на ней черные пятна мелкораздробленного серебра; отсюда старинное название AgNO3 — ляпис (от лат. lapis internalis — адский камень).

Для серебра наиболее характерна степень окисления +l. Известны лишь немногие соединения серебра со степенью окисления +2, напри­мер фторид AgF2, нитрат Ag(NO3)2. Вода разлагает их с выделением солей Ag+1 и кислорода.

По сравнению с серебром золото значительно более стойко против химических воздействий. С неметаллами, кроме галогенов, оно не реагирует даже при нагревании. Кислоты — соляная, азотная, серная — на золото не действуют. Оно растворяется только в смеси соляной и азотной кислот (которую алхимики назвали «царской водкой» по ее способности растворять золото, считавшееся «царем металлов»). В этой смеси образуется хлор и нитрозилхлорид NOCl:

ЗНС1 + HNO3 = Сl2 + NOCl + 2Н20

Хлор с золотом дает хлорид золота (III) АuС1з. Он с соляной кислотой образует комплексную золото(Ш)хлороводородную кислоту H, которая выделяется при выпаривании ее раствора в виде желтых кристаллов состава H*2H2O. Ее соль — тетрахлораурат натрия (оранжево-желтые кристаллы) — хорошо растворима в воде.

Золото растворяется также в растворах цианидов натрия или калия при доступе воздуха:

4Аu + 8NaCN + 2Н2O + Оз == 4Na + 4NaOH

Эта реакция, открытая в 1843 г. П.Р.Багратионом (племянником знаменитого полководца П.И.Багратиона), широко применяется для извлечения золота из руд.

Золото очень легко осаждается из растворов его соединений неорганическими восстановителями, например сульфатом железа (II):

2АuС1з + 6FeSO4 = 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 + 2Аu

или хлоридом олова (II):

2АuС1з + 3SnCl2 = 3SnCl4 + 2Аu

Если последнюю реакцию проводить в разбавленных растворах, получается пурпуровый коллоидный раствор золота вгексагидроксооловянной кислоте H2, называемый «кассиевым пурпуром» (по имени немецкого врача А. Кассия, открывшего это явление примерно в середине XVII в.).

Многие органические вещества восстанавливают золото из его соединений. Главнейшие свойства платиновых металлов приведены в таблице (см. выше). В VIII группе периодической системы элементов Д.И. Менделеева эти элементы образуют две триады («тройки»), а именно: 1) легкие платиновые металлы — рутений, радий, палладий, имеющие плотность около 12 г/см3; 2) тяжелые платиновые металлы — осмий, иридий, платина, имеющие плотность около 22 г/см3. Все платиновые металлы в чистом виде имеют серебристо-белый цвет. Все они, кроме осмия, не окисляются на воздухе и очень стойки против действия многих химических реагентов. В соединениях платиновые металлы проявляют различные степени окисления и сильно выраженную склонность к образованию комплексных соединений.

Необходимо, однако, отметить, что платиновые металлы в виде так называемой «черни» (мелкого черного порошка, получаемого восстановлением растворов соединений платиновых металлов) значительно химически более активны, чем те же металлы в виде слитков. Подобным образом рутений, радий, осмий и иридий, будучи сплавлены с платиной, цинком, медью и другими металлами, переходят в раствор при действии «царской водки», хотя она не действует на эти металлы, взятые отдельно.

Химические свойства платиновых металлов имеют много общего. Удобнее всего проследить это, если рассматривать диады, образованные стоящими одним под другим легким и тяжелым платиновыми металлами.

Таких диад три:

1. рутений, осмий;
2. радий, иридий;
3. палладий, платина.

Рутений и осмий хрупки и очень тверды. При действии кислорода и сильных окислителей они образуют оксиды RuO4 и OsO4. Это легкоплавкие желтые кристаллы. Пары обоих соединений имеют резкий, неприятный запах и очень ядовиты. Оба соединения легко отдают кислород, восстанавливаясь до RuO2 и OsO2 или до металлов. Со щелочами RuO4 дает соли (рутенаты):

2Ru04 + 4КОН = 2K2RuO4 + 2Н2O + О2

OsO4 дает с гидроксидом калия комплексное соединение K2.

Родий и иридий менее тверды и хрупки, чем рутений и осмий. В виде сплавов радий и иридий очень медленно растворяются в «царской водке» с образованием комплексных кислот. Компактные же родий и иридий нерастворимы даже в «царской водке» при нагревании. При прокаливании в атмосфере кислорода оба металла образуют оксиды Rh203 и IrO2, разлагающиеся при высоких температурах.

Палладий и платина — очень пластичные, сравнительно мягкие металлы. Палладий, подобно серебру, но в отличие от прочих платиновых металлов, растворяется при нагревании в азотной и концентрированной серной кислотах с образованием нитрата и сульфата палладия (II):

3Pd + 8HNO3 = 3Pd(NO3)2 + 4H2O+2NO

Pd + 2H2SO4 = PdSO4 + SO2­ + 2Н20

На платину эти кислоты не действуют. «Царская водка» при слабом нагревании растворяет и палладий, и платину с образованием комплексных соединений — тетрахлорпалладиевой кислоты и гексахлорплатиновой кислоты.

Гексахлорплатиновая кислота — красно-коричневые кристаллы состава H2*6H2O. Из ее солей большое значение для получения платины имеет гексахлорплатинат аммония -светло-желтые кристаллы, малорастворимые в воде. При прокаливании они разлагаются:

(NH4)2 = Pt + 2NH4Cl + С12

Платина остается в мелкораздробленном виде («платиновая губка»). Все платиновые металлы поглощают водород, особенно платина и палладий. Последний может поглотить до 900-1000 объемов водорода, при этом металл увеличивается в объеме и покрывается трещинами.

Металлургия благородных металлов существенно отличается от способов выплавки из руд таких металлов, как железо, медь, цинк, свинец, алюминий и магний. Объясняется это тем, что содержание благородных металлов в их рудах, как правило, очень невелико. Кроме того, значительные количества благородных металлов получают при очистке (рафинировании) «черновых» металлов — свинца, меди, никеля. В частности, свыше 80% добычи серебра получают в качестве одного из продуктов рафинирования свинца, выплавленного из сульфидных свинцовых и свинцово-цинковых руд. Такой свинец, так называемый веркблей, всегда содержит примесь серебра. Чтобы его выделить, расплавленный и нагретый докрасна веркблей перемешивают с цинком, который образует с серебром интерметаллические соединения, имеющие меньшую плотность, чем расплавленный свинец, и более высокую температуру затвердевания. Поэтому при охлаждении веркблея на его поверхность всплывает «серебристая пена» — затвердевший сплав цинка, серебра и свинца. Эту пену, собирают и затем сильно нагревают в ретортах из смеси огнеупорной глины с графитом. После удаления цинка в виде паров в реторте остается сплав серебра и свинца. Его подвергают купелированию, состоящему в том, что на поверхность серебристого свинца, помещенного в печь с подом из пористого материала, направляют струю воздуха. Свинец при этом окисляется в оксид свинца PbO «свинцовый глет», который плавится, частично всасывается материалом пода, частично стекает в приемник. Вместе со свинцом окисляются и другие металлы, их оксиды удаляются с «глетом». Полученное сырое серебро очищают, лучше всего электролизом. Анодами служат пластины, отлитые из сырого серебра, катодами — тонкие листы из чистого серебра, электролитом — раствор нитрата серебра. При пропускании тока аноды растворяются, образуя катионы Ag+. Они разряжаются на катодах, где чистое серебро осаждается; примеси же (например, золото) накапливаются на дне ванны в виде илообразного осадка, называемого шламом (от нем. Schlamm -ил).

Электролизом можно также отделить серебро от свинца. В этом случае аноды отливаются из серебристого свинца, .катоды делают из чистого листового свинца; электролитом служит гексафторокремниевая кислота H2. Чистый свинец осаждается на катодах, а серебро (вместе с золотом и платиновыми металлами) выпадает на дно в виде шлама.

Одним из важных источников для получения серебра (и золота) является шлам, образующийся при электролитическом рафинировании меди. При этом процессе анодами служат литые пластины из меди огневого рафинирования, катодами — тонкие листы из электролитической меди, электролитом — раствор сульфата меди (II) с добавкой серной кислоты. Оседающий на дне ванны шлам высушивают и сплавляют под слоем смеси соды с селитрой. Полученный сплав «металл Даре» содержит 93-97% серебра, 2,0-2,5% золота, остальное — медь и примеси. Его очищают электролизом. Золото (иногда платина и палладий) выпадает в виде шлама.

Руды золота содержат обычно очень немного этого металла (от 3 до 16 г на 1 т). Поэтому измельченную руду сперва подвергают обогащению. Из полученного концентрата извлекают золото очень слабым раствором цианида натрия (иногда кальция) при одновременном продувании воздухом. Золото (и серебро) переходит в раствор в виде комплексных цианидов Na и Na. Из этого раствора золото (и серебро) осаждают цинком, продукт реакции обрабатывают разбавленной соляной или серной кислотой для удаления цинка, остаток высушивают и сплавляют. Окончательную очистку золота производят электролизом в солянокислом растворе хлорида золота (III), подогретом до 60-70°С. В этих условиях золото осаждается на катодах из чистого листового золота, серебро выпадает в виде шлама. Платина переходит в электролит; ее удаляют в виде гексахлорплатината аммония, добавляя к электролиту хлорид аммония.

Разделение платиновых металлов и получение их в чистом виде (аффинаж) — очень сложная задача, требующая большой затраты труда, времени, дорогих реактивов, а также высокого мастерства. Самородную платину, платиновый «лом» и другой материал прежде всего обрабатывают «царской водкой» при слабом нагревании.

При этом полностью переходят в раствор платина и палладий в виде Н2 и H2, медь, железо и никель — в виде хлоридов CuCl2, FeCl3, NiCl2. Частично растворяются родий и иридий в виде H3 и H2. Нерастворимый в «царcкой водке» остаток состоит из соединения осмия с иридием, а также сопутствующих минералов (кварца SiO2, хромистого железняка FeCr2O4, магнитного железняка Fе3О4 и др.).

Отфильтровав раствор, из него осаждают платину хлоридом аммония. Однако, чтобы осадок гексахлорплатината аммония не содержал иридия, который образует также труднорастворимый гексахлориридит (IV) аммония (NH4)2, необходимо восстановить Ir (IV) до Ir (III). Это производят прибавлением, например, тростникового сахара C12H22O14 (способ И.И.Черняева). Гексахлориридит (III) аммония растворим в воде и хлоридом аммония не осаждается.

Осадок гексахлорплатината аммония отфильтровывают, промывают, высушивают и прокаливают. Полученную платиновую губку спрессовывают, а затем сплавляют в кислородо-водородном пламени или в электрической высокочастотной печи.

Из фильтра от гексахлорплатината аммония извлекают палладий, родий и иридий; из сплава иридия выделяют иридий, осмий и рутений. Необходимые для этого химические операции очень сложны.

В настоящее время главным источником получения платиновых металлов служат сульфидные медно-никелевые руды. В результате их сложной переработки выплавляют так называемые «черновые» металлы — загрязненные никель и медь. При их электролитическом рафинировании благородные металлы накапливаются в виде анодного шлама, который направляют на аффинаж.

Использование благородных металлов

Серебро и золото — очень пластичные, тягучие и сравнительно мягкие металлы. Из серебра можно вытянуть проволоку длиной 100 м, масса которой всего 0,045 г; масса золотой проволоки той же длины — 0,04 г. Серебро и золото можно проковать в тончайшие листки (до 0,4 мкм), просвечивающие синевато-зеленым или зеленым цветом. Для придания твердости серебро и золото сплавляют с медью. Из этого сплава изготовляют ювелирные и другие изделия. Содержание благородного металла в 1 кг его сплава, выраженное в граммах, называется его пробой.

В нашей стране установлены пробы: 375, 500, 583, 750, 958 для золота и 800, 785, 916 для серебра. В Англии, США, Швейцарии и некоторых других странах проба выражается в условных единицах — каратах. Проба чистого металла принята за 24 карата (проба 1000). Золото 18 каратов — то же самое, что золото 750-й пробы, и т.д. Золотая монета в России и во многих других странах чеканилась из золота 900-й пробы, серебряная из серебра 900-й и 500-й пробы. В настоящее время чеканка монеты из сплавов благородных металлов не производится. Однако благородные металлы, их сплавы и химические соединения получают все возрастающее применение в технике. Здесь можно только упомянуть главнейшие из них.

В течение нескольких столетий при изготовлении зеркал поверхность стекла покрывали амальгамой олова — сплавом ртути с оловом. Эта работа вследствие ядовитости ртутных паров была крайне вредной для здоровья. В 1856 г. знаменитый немецкий химик Ю.Либих нашел способ покрытия стекла тончайшим слоем серебра. Сущность способа состоит в восстановлении серебра из аммиачного раствора его солей глюкозой. На поверхности стекла оседает тонкий прочный налет серебра, заменяющий амальгаму. Этот быстрый, безвредный и недорогой способ окончательно вытеснил прежний только в начале XX в.

Серебро является наилучшим проводником электричества. Его удельное сопротивление при 20° равно 0,016 Ом*мм/м (оно равно 0,017 для меди, 0,024 для золота и 0,028 для алюминия). Интересно, что во время второй мировой войны Государственное казначейство США выдало «Манхэттенскому проекту» 14 т серебра для использования как проводника в работах по созданию атомной бомбы. Вследствие хорошей электрической проводимости и стойкости против действия кислорода при высоких температурах серебро применяется как важный в электротехнике материал.

Благодаря стойкости серебра против едких щелочей, уксусной кислоты и других веществ из него изготовляют аппаратуру для химических заводов, а также лабораторную посуду. Оно служит катализатором в некоторых производствах (например, окисления спиртов в альдегиды). Сплавы на основе серебра применяют также для изготовления ювелирных изделий, зубных протезов, подшипников и др. Соли серебра используют в медицине и фотографии. Не так давно иодид серебра AgI в виде аэрозоля получил применение для искусственного вызывания дождя. Мельчайшие кристаллики иодида серебра, введенные в облако, служат центрами, на которых происходит конденсация водяного пара и слияние мельчайших капелек воды в крупные дождевые капли.

Золото применяют в виде сплавов, обычно с медью, в ювелирном и зубопротезном деле. Сплавы золота с платиной, очень стойкие против химических воздействий, используют для изготовления химической аппаратуры. Соединения золота применяют также в медицине и в фотографии.

Практические применения платиновых металлов обширны и разнообразны. Они используются в промышленности, приборостроении, зубоврачевании и ювелирном деле.

Стойкость против воздействия кислорода даже при высоких температурах, кислото- и жароупорность делают платину, родий, иридий ценными материалами для лабораторной и заводской химической аппаратуры. Тигли из радия, иридия применяют для работ со фтором и его соединениями или для работ при очень высокой температуре. Общая масса платиновых лодочек на одном из заводов, изготовляющих стеклянное волокно, составляет несколько сот килограммов. Из сплава 90% Pt + 10% Ir изготовлены международные эталоны метра и килограмма. В частях приборов, где требуется большая твердость и стой- кость против износа, используют природный осмистый иридий. Очень светлый и не темнеющий со временем сплав 80% Pd + 20% Ag применяют для изготовления шкал астрономических и навигационных приборов.

По способности отражать свет родий лишь немного уступает серебру. Он не тускнеет со временем, поэтому зеркальные поверхности астрономических приборов предпочитают покрывать родием. Для измерения температур до 1600°С служат термопары из тонких проволок — из платины и из сплава 90% Pt+10% Rh. Более высокие температуры (до 2000°С) можно измерять термопарой из иридия и сплава 60% Rh + 40% Ir.

Платиновые металлы, а также их сплавы катализируют многие химические реакции, например окисление SO2 в SO3. Однако в настоящее время эти катализаторы заменяют другими веществами, более дешевыми.

Один из сильнейших ядов не имеющий запаха, — оксид углерода (II) СО — легко обнаружить, если внести в газовую смесь полоску фильтровальной бумаги, смоченную раствором хлорида палладия:

PdCl2 + CO + H2O = CO2 + 2HCl + Pd

Вследствие выделения мелкораздробленного палладия бумага чернеет.

Сплавы платины и палладия, которые не темнеют со временем и не имеют привкуса, применяют в стоматологии. На научные и промышленные цели идет около 90% всех платиновых металлов, остальное — на ювелирное производство.

Орден «Победа» и орден Суворова 1-й степени изготовляют из платины.

• Авторы
• Аннотация
• Ключевые слова
• Литература

• Руководитель: Астафьев

Золото и серебро, не изменяющиеся при действии воздуха, влаги и высокой температуры, получили название совершенных, благородных металлов.

• сыродутный процесс;
• горн;
• железо;
• кричное железо;
• волчьи ямы;
• горн с выпуском шлака.

Что дороже ценится золото или платина

Что дороже: золото или платина? Это зависит от технологии производства, отрасли применения металлов и функции в экономическом процессе. Сплавы на основе благородных металлов используются в разных отраслях, но главным потребителем является ювелирное дело.

Золото или платина? Зависит от технологии производства и сферы применения

История открытия и применения благородного металла

При разработке россыпных месторождений золота в Колумбии в XVI веке вместе с солнечным металлом добывали металл, по внешнему виду напоминающий серебро. Такие частицы золота невозможно было очистить от платины, что в переводе с испанского языка означает «плохое серебро».

Платина была известна еще древним инкам, а на Руси из нее чеканили монеты

Долгое время химическому элементу не могли найти применение, поскольку отсутствовала технология его обработки. И только в 1780 году король Франции Людовик назвал надежный и неизменный металл единственным, достойным королей.

До момента выпуска первых официальных монет из платины металл добавляли в сплавы с золотом, медью в качестве лигатуры с большим удельным весом. За счет физических свойств увеличивался вес фальшивых монет, которые выдавали за оригинал.

Платина поддельных монет и оригинальных отличается плотностью, которая устанавливается методом гидростатического взвешивания. Подлинные монеты в большинстве случаев имеют свойство благородного металла к намагничиванию.

Первый официальный выпуск денежных единиц из платины был осуществлен в Российской империи. В обращении монеты находились с 1828-го по 1845 год, а их чеканка производилась из уральской платины, не очищенной от примесей иридия и палладия. Такой выбор был обусловлен открытием нового химического элемента в Сибири.

Наряду с чеканкой монет в то время из платины делали проволоку, тигли, медали, слитки, чаши. Изделия из тугоплавкого металла не нашли своего применения в быту из-за высокой стоимости.

Основные свойства ювелирной платины

Драгоценный металл, используемый для изготовления украшений, обладает пластичностью и устойчивостью к воздействию реагентов, деформации и механическим повреждениям.

Пластичный и в то же время устойчивый к механическим воздействиям, благородный металл нашел применение в ювелирном деле

Благородный химический элемент с температурой плавления 1773,5 °C и твердостью по шкале Мооса 4,3 широко применяется в ювелирном деле в качестве лигатурной добавки к сплавам. При наличии 5% платины в составе материала золото может становиться белым.

Этот состав отвечает 950-й пробе, отличающейся прочностью и высокой ценой. При добыче металла попутно извлекаются платиноиды, к которым относятся такие химические элементы:

• осмий;
• иридий;
• рутений;
• палладий.

Сегодня платиновые украшения являются символом уверенности, надежности и вкуса. Именно использование платины в качестве оправы для бриллиантов позволяет создать неповторимую игру камня.

Преимущества благородного металла сочетаются с главным недостатком — высокой ценой. Выбор изделий из платины, которым нет альтернативы по прочности и внешнему виду, зависит от предпочтений вкуса и финансов.

Белое золото

В последнее время стали модными ювелирные украшения из белого металла, поэтому платина или белое золото, состоящее из благородного сплава с палладиевым напылением, пользуются спросом на рынке.

Белое золото и платину делает белыми палладиевое напыление

В любом случае ювелирные изделия из благородных металлов всегда остаются отличным средством инвестирования капитала. Белое золото — это сплав, в составе которого находятся серебро, никель, палладий и некоторые другие лигатурные компоненты.

У некоторых покупателей сплавы, содержащие никель, могут вызывать аллергическую реакцию в местах соприкосновения с кожей. В этом случае платина — полностью безопасный материал.

Белое золото может иметь 500, 585 и 750-ю пробу, оно отличается мягкостью и цветовым оттенком в зависимости от состава. Чтобы придать изделиям из белого золота максимальное сходство с платиной, их покрывают родием.

Тонкая металлическая пленка предохраняет изделие от повреждений и увеличивает сопротивление к износу. Но при эксплуатации это покрытие может стираться, что ухудшает внешний вид изделия. Для исправления ситуации можно обратиться в ювелирные мастерские для нанесения нового шара покрытия.

Сферы применения платины

Платина имеет широкую область применения, в первую очередь это ювелирное дело и производство автомобильных катализаторов

• Платина и другие химические элементы ее группы широко применяются в технике благодаря высшим показателям прочности. Из металлов изготовляют устойчивую к воздействию кислотной среды аппаратуру и посуду.
• Платину применяют в качестве катализатора в процессах хлорирования, гидрирования продуктов для фармацевтической отрасли. Ее используют в технологическом процессе получения высокооктанового бензина, производства красок.
• Благодаря практическим исследованиям стало возможным применение сплавов на основе благородного химического элемента в медицине при изготовлении протезов и коронок.
• Если сравнить зеркала с алюминиевым и платиновым покрытием, то визуально нет различий между ними. Но благодаря платине необычные зеркала прозрачны, и применяют их для наблюдений в казино, полиции.
• Сферы применения драгоценного металла разнообразны, ему нет аналогов в авиационной промышленности, строительстве энергетического оборудования. Этот факт влияет на увеличение в мире спроса на драгоценный материал.

Формирование стоимости благородных металлов

Почему платина дороже золота, зависит от многих факторов, связанных с экономическими процессами. Мероприятия, проводимые в государстве, тоже способны повлиять на курс благородного металла.

Стоимость платины зависит от политических и экономических процессов

Например, выпуск платиновых червонцев во время московской олимпиады повлиял на увеличение стоимости. Но резервы государства формируются за счет солнечного металла, поэтому золото дороже.

Положение платины на рынке неопределенное, поэтому в качестве традиционного финансового инструмента выступает золото. Почему стоимость платины выше, зависит от ряда факторов:

• в природе он встречается редко в составе минеральных образований, его нет в самородном виде;
• для производства унции платины необходимо переработать 10 тонн рудного материала (для золота — в 3 раза меньше);
• высокая себестоимость добычи;
• возрастающий спрос со стороны ювелирной отрасли на благородный металл;
• технология производства изделий требует особых температурных условий;
• высокая плотность украшений (ювелирные изделия одинакового объема будут отличаться весом, что влияет на цену).

Проба сплава с платиной отличается высоким содержанием металла. В то же время для золота распространены составы с содержанием лигатурных компонентов 25% и 41,5%, что соответствует пробам 750 и 585.

Ювелирные украшения из платины 950-й пробы и золота 958-й пробы по своей стоимости не уступают друг другу. Однако в силу различия физических параметров желтый металл с низким содержанием лигатуры редко применяется в производстве изделий.

Мягкость золота, его склонность к деформации и механическим повреждениям учитываются при изготовлении продукции. Только в некоторых странах из чистого солнечного металла традиционно изготавливают обручальные кольца и другие украшения.

На рынке чистые благородные металлы имеют свою стоимость, сравнивание которой в силу разных физических и технических параметров материалов не всегда является целесообразным.

Украшения из драгоценных металлов

Ювелирные украшения пользуются популярностью благодаря их изяществу и красоте. Уникальность украшений из драгоценных металлов порой удивляет потребителя, что способствует популяризации таких изделий.

Уникальные факты

Кольца на бирюзовом фоне

В производстве ювелирных украшений используются не только драгоценные металлы, а точнее их сплавы, но и камни, эмаль и ряд других материалов. Всего эксперты выделяют восемь драгоценных металлов:

• золото;
• серебро;
• палладий;
• платина;
• родий;
• осмий;
• иридий;
• рутений.

Стоит отметить, что ювелирные изделия из родия не изготавливаются, а данный металл используется исключительно для покрытия.

Важным аспектом является разграничение двух похожих понятий «carat» и «karat». В переводе на русский они тождественны, однако сущность и значение их – различны. Carat – это единица веса, равная 0,2 грамма; в ней измеряется вес драгоценных камней. Karat же представляет собой меру веса, в которой измеряется количество драгоценного металла в сплаве, то есть своеобразная видоизменённая проба.

Проба – важнейший компонент, характеризующий ювелирное украшения. Как правило, золотые украшения изготавливаются из золота 585 пробы. Это означает, что на один килограмм сплава, используемого при производстве таких ювелирных украшений, приходится 585 грамм чистого золота.

Обработка драгоценных металлов

Коллаж о способах обработки драгметаллов

Производство ювелирных украшений – довольно длительный и кропотливый процесс, в связи с чем цены на ювелирные украшения, как правило, высоки. Способов обработки драгоценных металлов множество, мы же обратим ваше внимание всего на десять из них, которые наиболее популярны сегодня:

1. Литьё. Данный способ производства ювелирных изделий заключается в осуществлении нагрева металла и приведения его в жидкое состояние, после чего металл разливается в сформированные литейные формы. После разлива по формам оставляют время на то, чтобы металл остыл и затвердел. Таким образом получают уникальное изделие, полностью повторяющее очертания заливочной формы.
2. Ковка. При использовании данного способа металл обрабатывается вручную. Ковка редко используется при производстве ювелирных изделий, её основной сферой применения является изготовление решёток, ворот, различных оград.
3. Канфарение. Данный приём обработки характеризуется нанесением штрихов, точек, насечек и других элементов на поверхность металла. Он позволяет создать определённую фактуру, орнамент на поверхности изделия.
4. Травление. Этот способ позволяет получить углублённый рисунок, проще говоря рельеф; или же рисунок, который выступает над фоном (барельеф).
5. Филигрань. Исключительно ювелирная техника, которая позволяет получить ажурный или напаянный на фон металла узор из золотой или серебряной поволоки. Его элементами могут быть различные плетения, дорожки и прочее.
6. Инкрустация. Ещё один из уникальных исключительно ювелирных способов украшения металлических изделий. Он заключается в создании общего узора из маленьких элементов. Техника невероятно сложная, трудоёмкая и времязатратная.
7. Золочение. Уникальный способ обработки, используемый в ювелирном и антикварном производстве. Сущность его заключается в покрытии изделий тонким слоем золота, что позволяет его преобразить, придать ему ухоженный вид, а также защитить от последствий коррозии.
8. Чернение. Используется для украшения изделий рисунками, узорами, шрифтами различной формы. Активно используется в производстве ювелирных изделий из серебра.
9. Чеканка. Вид холодной обработки металла, позволяющий создавать уникальные тонкие миниатюры для ювелирных украшений.
10. Гравировка. При использовании данного способа на поверхность металла наносится рисунок, который может быть либо выпуклым, либо углублённым. Гравировка бывает ручная, механическая и лазерная.

Выбор украшений

Кольца на чёрном фоне

Это важно! Выбор ювелирных украшений – дело сугубо индивидуальное.

Давать какие-то определённые советы по этому поводу сложно, поскольку при выборе ювелирных изделий из драгоценных металлов человек, в первую очередь, должен руководствоваться своими вкусами, предпочтениями и убеждениями. Однако существуют определённые моменты, на которые рядовой потребитель может не обратить внимание при выборе ювелирных изделий:

1. Качество.
2. Проба.
3. Ценность.
4. Соотношение цены и качества.

Несомненно, каждый из потребителей не может выступать в роли эксперта по ювелирным изделиям, но при выборе отдельных объектов, непосредственно, у прилавка вы можете убедиться в оригинальности изделия, соответствии металла заявленным характеристикам и прочее. Главное, что нужно сделать:

1. Проверить наличие пробы и убедиться в том, что её числовое значение соответствует установленному образцу.
2. Посмотреть на изделие на свету (желательно при естественном освещении), чтобы увидеть оригинальный отблеск металла.
3. Аккуратно провести ногтём по изделию, чтобы убедиться в отсутствии напыления (таким образом часто серебро выдают за золото).

Видео о ювелирных изделиях премиум-класса

Выводы

Хрустальный цветок

Украшения из драгоценных металлов – очень популярная группа товаров, реализуемых на современном рынке. Прогресс данной отрасли способствует появлению на рынке новых уникальных экземпляров.

Важно помнить, что основным правилом ювелирного рынка является наличие соответствия между ценой и качеством. Действительно оригинальные, выполненные из драгоценных металлов ювелирные изделия не могут стоить дешево.

Приобретая недорогие ювелирные изделия не надейтесь на то, что они буду качественными и прослужат вам долгое время.

Благородные металлы

Благородные металлы отличаются очень высокой химической стойкостью, они практически не окисляются на воздухе, поэтому они получили такое название. Кроме этого они достаточно тугоплавкие.

Благородные металлы относятся к группе инертных, которые встречаются в природе в чистом виде, а не как различные соединения или же руды.

Они очень красивы в изделиях, высоко ценятся за свою внутреннюю стоимость, поэтому их часто называют как драгоценные металлы.

Благородные металлы имеют большое экономическое воздействие на мировом уровне, таким образом валюта государства оценивается закрепленным за ней золотым запасом.

Драгоценные металлы удерживаются центральными банками. От количества наличия такого запаса зависит благополучие страны, поэтому на протяжении многих веков очень тщательно следили за резервами этих металлов. Кроме финансовой ценности, драгоценные металлы достаточно широко используются в промышленности, в силу своих физических и химических качеств.

Список благородных металлов

Классификация драгоценных металлов может выполняться по различным критериям. В большинстве случаев разделяют основные металлы, такие как золото, серебро и платина, а также их группы, включающие в себя различные типы и производные. Список благородных металлов включает в себя:

На страницах данного ресурса используется классификация драгоценных металлов по группам, которая доступна в карте сайта.

Золото и серебро называют валютными металлами. Список благородных металлов не всегда был таким. К примеру, платину обнаружили лишь в 16 веке испанские колонизаторы, а в XVIII дали научное описание этому металлу. А палладий, родий, иридий и осмий открыли только в XIX веке.

Виды благородных металлов

В отличие от валютных металлов, таких как золото и серебро, существуют также виды благородных металлов, которые занимают достойное место под названием благородные металлы. Среди них:

• платина (Pt),
• осмий (Os),
• иридий (Ir),
• рутений (Ru),
• палладий (Pd),
• родий (Rh).

Так родий занимает первое место по своей ценности, кроме того он значительно дороже золота. Этот металл серебристого цвета с голубоватым оттенком, был открыт в 1803 г. Его стоимость приблизительно равна эквиваленту в валюте США $230/1 грамм. Родий очень хрупкий, великолепно устойчив к воздействиям агрессивной среды и высокой температуры.

Платина занимает второе место по ценности. Этот химический элемент появился в 1952 году. По причине повышенной химической стойкости, на платину не действует ни одна отдельно взятая кислота. Она не окисляется на воздухе и не изменяет свой цвет при сильном накаливании.

Осмий — редкий благородный металл, очень дорогостоящий, является самым тяжелым драгоценным металлом, очень хрупкий, исключительно твердый.

Иридий, и рутений содержат почти одинаковые свойства — хрупкость, повышенная твердость, достаточно редкие.

Палладий – легкий, драгоценный металл, более доступен, чем другие платиновые металлы. Он пластичный, достаточно гибкий, стойкий к коррозии, легкоплавкий.

Все виды благородных металлов нашли широкое применение в некоторых деталях автомобильных катализаторов, фильтров нейтрализаторов, микроэлектронике, атомной промышленности, стоматологии, химическом, нефтехимическом производстве, биомедицине, аэрокосмическом приборостроении и военной промышленности.

Благородные металлы тесно вошли в жизнь каждого современного человека. Даже если вы не носите ювелирных украшений — все равно вы всегда держите благородные металлы под рукой. Как это понять?) Очень просто! В любом современном электронном устройстве (телефон, компьютер, чипы автомобильной электроники, и т.д.) — содержаться драгоценные металлы. Поэтому даже если сами по себе ювелирные изделия не интересны — знать как выглядит белое золото /платина / серебро и другие благородные металлы всё-таки стоит. Ведь обидно будет потерять деньги, выбросив в мусорное казалось бы ненужную старую деталь (например лампу старого телевизора — в ней может содержаться не мало серебра и даже присутствовать золото).

Поэтому наш сайт содержит статьи ознакомительного характера, которые не загружают читателя сложной информацией.

Рубрика содержит описания и список благородных металлов, их разновидностей, сплавов, физических свойств и химических характеристик. Отдельные статьи посвящены описаниям конкретных металлов и их сплавов.

Также в статьях рубрики собраны фото и таблицы с основными техническими характеристиками материалов.

Надеемся контент рубрики «Благородные металлы» будет полезен в решении ваших задач и вопросов.

Благородный металл

Благородный металл

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).

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 . 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».

Таблица составлена по данным журнала «Эксперт» (на 2005 год).

Металл	Первич.пр-во (тонн)	Средняя цена ($/кг)	Объём (млн $)
Серебро	20300	236	4792
Золото	2450	14369	35205
Палладий	214	6839	1463
Платина	206	30290	6240
Рутений	24	2401	871
Родий	23	66137	1323
Иридий	4	5477	5
Осмий	0.001	122903	1

См. также

• Сплав доре

Литература