Что такое золото как полезное ископаемое
Запись обновлена: Май 26, 2020
Золото является благородным металлом, который имеет насыщенный и яркий желтый цвет. Такое драгоценное полезное ископаемое как золото очень цениться, как в экономике, так и в промышленной сфере. Этот драгметалл входит в таблицу химических элементов, которую создал известный ученый Менделеев. В таблице этот материал стоит на 79 месте. Мало кто знает, но если перевести слово «золото» на все языки мира, то оно каждый раз будет переводиться, как «желтый». Перевод с латинского языка имеет связь с Авророй – богиней утренней зари.
Добыча золота началась сотни лет назад. Упоминания об этом металле присутствуют даже в Библии, где оно описывается как драгоценный дар. Его даже использовали, как метод казни. В Древнем Риме, тем, кто попадал под смертную казнь заливали раскаленное золото в глотку. Первая золотая монета появилась еще задолго до нашей эры.
Разновидности и характеристика
Такое ископаемое, как чистое золото, обладает необычайной мягкостью. Из-за этого, материал очень легко повредить, даже если провести по нем ногтем оно может поцарапаться. Для того, чтобы придать металлу прочности и надежности, создаются определенные сплавы с добавлением серебра, платины и других элементов, которые делают соединение более твердым.
Благодаря высокому уровню плотности это ископаемое очень просто добывать с земли и водоемов. Если сравнивать по тяжести, то этот драгметалл занимает почетное 6 место, уступая следующим элементам:
- Платина;
- Осмий;
- Иридий;
- Рений;
- Плутоний.
Также можно выделить отличную пластичность. Можно сделать золотые листы, толщина которых будет составлять всего несколько миллиметров. Данный элемент хорошо проявил себя как проводник, который без трудностей проводит электроэнергию и тепло. В нормальных условиях этот материал не поддается влиянию кислот, в следствии чего не окисляется.
Растворение в царской водке.
Единственно, чем можно растворить такие полезные ископаемые, которые по характеристикам и составу напоминают золото – это царская водка, а также некоторые химические соединения, в которых содержится натрий. Чаще всего, данный материал различают по цвету. Он зависит от того, какие именно металлы добавлены в сплав.
Обыкновенный желтый цвет, который можно увидеть на ювелирных изделиях, представляет собой смесь золота с серебром или медью. Если присутствует небольшой оттенок красного цвета, значит медных частиц добавлено больше. В Европе очень популярны и распространены изделия с лимонно-желтой расцветкой. Это свидетельствует о том, что производители отдали большее предпочтение именно серебру.
Если в сплав добавить никель, платину или палладий, то получится белое золото. Если количество никеля будет чрезмерно большим, то такое изделие может вызывать аллергическую реакцию. На Руси большую популярность обрело червонное золото. Его делали при помощи добавления меди. А для того, чтобы оно блестело, добавляли определенное количество серебра. Также существуют предметы других расцветок.
Также, если известен состав, то можно определить пробу. На территории России существует специально разработанная шкала проб.
№ 375. Основной металл составляет 30%. Остальной объем занимают медные и серебряные частицы. Данный сплав имеет свойство быстро тускнеть, но его очень легко можно отполировать.
№ 500. Половина всего состава занимает благородный металл, а все остальное дополнительные элементы. Такой вариант очень плохо поддается плавке и со временем утрачивает свой естественный блеск.
Виды клейма на российских пробах золота.
№ 585. Золото занимает 59%. Процентное соотношение других металлов может отличаться друг от друга.
№ 750. В сплаве содержаться те же элементы, что и в 585 пробе, но золото занимает 75%. Блеск сохраняется намного дольше, чем во всех предыдущих пробах, а также присутствует яркое разнообразие цветов.
№ 999. Даная проба считается самой редкой и дорогостоящей, потому что состоит из чистого золота.
В других странах данная шкала может немного отличаться, но эти отличительные черты не будут слишком существенными.
Места зарождения и добычи
Данный материал является самым древним среди всех остальных. Добыча этого драгметалла началась почти в тот же период, когда начали находить первые месторождения меди, еще во времена неолита. Но даже не смотря на то, что добывать золотые самородки стали очень давно, на сегодняшний день их встречают довольно редко. Если обратиться к историческим, а также статистическим данным, то за все время существования человечества было добыто всего лишь 165 тысяч тонн этого ископаемого.
Если сделать из всего этого количество драгоценного вещества один сплошной куб, то его сторона будет составлять около двадцати метров. Если провести сравнение, то такое же количество железа можно добыть менее чем за час.
На сегодняшний день самое большое количество самородков можно найти на территории Южно-Африканской Республики. Также большое количество золотых запасов находится в Китае и Америке. Россия занимает 6 место в этом рейтинговом списке. Важной причиной для этого стало то, что Америка получила Аляску, которая раньше принадлежала Российской Федерации. Если считать по нынешнему курсу валют, то Аляска была оценена в 100 миллионов американских долларов. Золото – это драгоценное полезное ископаемое, которого очень много на Аляске. Об этом можно узнать из многочисленных фото и видеоотчетов.
Чукотка, а также Амурская область – это самые значительные регионы. В которых находится большинство запасов. На сегодняшний день пользуются самыми разнообразными способами добычи ископаемых. Основным критерием для выбора того или иного метода является вид залежей. Для того, чтобы добыть самородки, применяют способ тщательной промывки. Существуют места, где вещество рассеянное. Для того, чтобы его обнаружить и собрать, пользуются амальгамацией.
Крупнейшие места разработки золота в мире.
В рудах, где присутствует данный благородный материал, могут находиться другие вещества и примеси. Для того, чтобы добыть максимально чистый материал, необходимо провести процесс регенерации или применить цианирование. Существуют специальные заводы и производства, которые профессионально занимаются аффинированием. Они используют технологии, которые отличаются высоким уровнем сложности и состоят из многих этапов.
Сферы применения
Согласно статистическим данным, практически все запасы добытого вещества используют, как золотой запас, который числиться на балансе у государства. Большая часть хранится в коммерческих банках в качестве вкладов и инвестиций. Определенный процент находится у частных лиц, которые занимаются добычей или коллекционированием ювелирных украшений, антикварных вещей или денег. Всего лишь 10% от всего количества используется в сфере промышленности для создания техники, одежды, мебели и других предметов общего потребления.
Если взять электротехнику, то с помощью золота делают изолирующее покрытие для контактов, входов и разъемов, а также применяют, как припой. Многие металлы поддаются тщательному золочению, которое защищает от коррозии и бактериальных повреждений. Также это вещество считается пищевой добавкой, поэтому его можно использовать в пищевой промышленности.
Если кто-то не знал, то без этого вещества не обойтись даже при создании обычных стекол. Из него делают тонкую пленку, которая является защитным слоем от инфракрасного излучения. А если через эту пленку пропустить электрический заряд, то стекло обретет полезные противотуманные характеристики. Такие стекла используются для создания кораблей, автомобилей, летательных аппаратов, паровозов и других транспортных средств.
Также вещество применяется для того, чтобы изготавливать протезы для зубов, а также коронки. Его добавляют в состав некоторых лекарственных препаратов. Материал можно найти в составе многих косметологических средств, которые предназначены для омоложения и улучшения состояния кожи. Но, как уже было сказано, большая часть тратиться именно на то, чтобы создавать ювелирные изделия, которые могут отличаться размерами, формой, качеством, предназначением и стоимостью.
Описание, которое предоставлено в данной статье, поможет узнать о характеристиках и свойствах ценного полезного ископаемого золота.
Золото – благородный металл насыщенного желтого цвета с характерным блеском. В периодической таблице Менделеева занимает 79 место. В химии обозначается как Au (Aurum). Латинское слово aurum относит название к богине утренней зари Авроре.
Люди добывают золото с незапамятных времен. Название этого металла неоднократно встречается в Библии, в том числе и в перечислении даров, принесенных волхвами. Первая монета из золота появилась в Древней Лидии в 560 году до н.э.
Характеристики и виды золота
Золото в чистом виде – очень мягкий металл. Его легко можно поцарапать ногтем, поэтому для придания прочности при изготовлении украшений, монет в золото добавляют серебро, медь и платину.
У золота высокий коэффициент плотности. Именно поэтому его легкодобывать. По своей тяжести золото стоит на 6 месте, уступая лишь платине, осмию, иридию, рению и плутонию.
Золото – весьма пластично. Можно проковать этот металл в листы, толщиной всего в ~0,1 мкм – так называемое “сусальное золото”.
Золото прекрасно проводит электричество и тепло. Этот металл не окисляется при нормальных условиях, не боится кислоты. Растворяется только в “царской водке” и растворах цианистого калия или натрия.
Самая распространенная классификация золота – по цвету. Причем цвет золота зависит от лигатуры (добавленных металлов).
Традиционно желтое золото в ювелирных украшениях – это сплав золота и серебра или меди. Если желтый цвет металла с красноватым оттенком, значит, добавили больше меди. Лимонно-желтое золото, характерное для украшений из Европы, содержит больше серебра.
Белое золото получает при сплаве этого металла с платиной, никелем или палладием. Причем наличие никеля в сплаве делает золото сильным аллергеном.
Червонное золото издавна известно на Руси. Его получают путем сплавления с медью. А для блеска добавляют немного серебра.
Существует также синее, зеленое, фиолетовое и даже черное золото.
В зависимости от состава лигатуры определяют пробу золота. В России существует своя шкала проб:
- 375 проба – 38% золота плюс медь и серебро. Такое золото быстро тускнеет, но его легко полировать.
- 500 проба – 50,5% золота плюс медь и серебро. Это золото плохо плавится, со временем теряет блеск.
- 585 проба – 59% золота плюс медь, никель, палладий и серебро. Проценты добавленных металлов могут различаться.
- 750 проба – 75,5% золота плюс те же ингредиенты, что в золоте 585 пробы. Это золото прекрасно сохраняет блеск, имеет богатую цветовую палитру.
- 999 проба – чистое золото, без примесей. Изделия из золота 999 пробы – самые дорогие.
В других странах существует несколько другая шкала определения лигатуры.
Месторождения и добыча
Золото – самый древний металл. Люди стали добывать золото практически одновременно с медью, еще в эпоху неолита. Но при этом, золото – довольно редкий металл. Так, по приблизительным подсчетам за всю историю человечества было добыто 165 тысяч тонн золота (по состоянию на 2009 год). Если отлить все это золото в один слиток, получится куб со стороной в 20 метров. Для сравнения, такой же объем железа в мире добывается за 45 минут.
Самые богатые залежи золота – в ЮАР. Далее следует Китай, США, Австралия и Перу. Россия в этом списке только на 6 месте. Это обусловлено и тем, что в свое время Россия продала Аляску Америке. Цена (в перерасчете на нынешние тарифы) составила 100 млн. долларов. А спустя несколько лет на Аляске обнаружили богатейшие россыпи золота. Началась “золотая лихорадка”, обогатившая экономику Америки на миллиарды долларов.
Самые богатые залежи золота в Росси обнаружены на Чукотке, в Красноярском крае и в Амурской области.
Метод добычи золота зависит от видов залежей. Для добычи самородков используют метод промывки. На месторождениях с рассеянным золотом применяют метод амальгамации. Если в руде, содержащей золото, содержится большое количество примесей, то золото добывают методом цианирования или регенерации. При этом используют многоэтапные сложные технологии. Эту работу проводят на аффинажных заводах.
Применение золота
Статистика утверждает, что 90 процентов добытого золота хранится либо в банках как золотой запас страны, либо у частных лиц в виде ювелирных украшений, монет и прочих предметах. В промышленности используют лишь 10% добытого золота.
- В электротехнике золотом покрывают поверхность контактов, разъемов, а также в качестве припоя.
- Золочение металлов применяют для защиты их от коррозии.
- Золото содержится в оболочке нейтронной бомбы.
- В пищевой промышленности золото зарегистрировано как пищевая добавка Е175.
- Золото используют для литья стекол. Тонкая золотая пленка в стекле защищает от инфракрасного излучения. А пропущенный через такую прослойку ток придает стеклу противотуманные свойства. Так изготавливают стекла для судов, кораблей, паровозов, самолетов.
- В медицине для изготовления коронок и зубных протезов, для изготовления лекарств.
- В косметологии – для омоложения кожи.
Но больше всего золото используют для изготовления ювелирных украшений.
Золото
Золото — минерал, являющийся природным твёрдым раствором серебра (следы, до 43%) в золоте; обычны примеси (следы, до 0,9%) меди, железа, свинца, реже — висмута, ртути, платины, марганца и др. Известны разновидности с повышенным содержанием меди — до 20% (медистое золото, купроаурит), висмута — до 4% (висмутистое золото, висмутаурит), платиноидов (платинистое и иридистое золото; порпецит — Au, Pd, родит — Au, Rh), природные амальгамы (Au, Hg).
СТРУКТУРА
Кристаллическая структура золота
Кристаллизуется в кубической сингонии, в виде октаэдров, ромбододекаэдров, кубов и более сложных по форме кристаллов; нередко они искажены, сильно вытянуты, образуя «проволочки», «волоски», или уплощены параллельно грани октаэдра. Для самородного золота особенно низкопробного, характерно многообразие форм роста, оно обычно в виде скелетных кристаллов, дендритов, нитевидных и скрученно-нитевидных кристаллов. Широко распространены прожилковидные и неправильные комковидные, «крючковатые» выделения; на их поверхности нередко сохраняются отпечатки кристаллов других минералов, агрегаты которых включали скопления самородного золота. Травление выявляет кристаллически-зернистое строение золотых частиц.
СВОЙСТВА
Золотые слитки и самородки
Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Диамагнетик, то есть, магнитное поле в золоте ослабевает. Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, рения, платины, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса ~2,5, по Бринеллю 220—250 МПа (сравнима с твёрдостью ногтя).
Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до ~0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м.
Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения.
ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА
Золотой самородок
Содержание золота в земной коре очень низкое — 4,3·10-10 % по массе (0,5-5 мг/т), но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде. Один литр и морской, и речной воды содержит менее 5·10−9 граммов Au, что примерно соответствует 5 килограммам золота в 1 кубическом километре воды.
Золоторудные месторождения возникают преимущественно в районах развития гранитоидов, небольшое их количество ассоциирует с основными и ультраосновными породами.
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). С развитием современных технологий более популярными становятся химические способы.
В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн проводили эксперимент по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. В качестве побочного эффекта эксперимента было получено около 35 мкг золота. Таким образом, была осуществлена многовековая мечта алхимиков — трансмутация ртути в золото. Однако экономического значения такое производство золота не имеет, так как обходится во много раз дороже добычи золота из самых бедных руд.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Изделия из золота
Самородное золото — главная форма нахождения золота в природе. Оно концентрируется в гидротермальных месторождениях образуя золотые руды, неравномерно распределяясь в трещиноватом жильном кварце и в сульфидах — пирите, арсенопирите, пирротине и др. В существенно сульфидных рудах самородное золото тонкодисперсное. При окислении руд на земной поверхности мелкое самородное золото частично растворяется и переотлагается; в ряде случаев оно обогащает верхние части рудных тел. Процессы их разрушения приводят к освобождению частиц самородного золота и их накоплению в россыпях; перемещаясь водными потоками вместе с другим кластическим материалом, частицы окатываются, округляются, деформируются, частично перекристаллизовываются; в результате электрохимической коррозии на них образуется тонкая оболочка высокопробного золота, что приводит к общему повышению пробы самородного золота в россыпях.
ПРИМЕНЕНИЕ
Золотые монеты
По своей химической стойкости и механической прочности золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо как материал для электрических контактов. Поэтому в микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко.
Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в нейтронной бомбе. Тонкий слой золота (20 нм) на внутренней поверхности оконных и витражных стекол существенно уменьшает нежелательные тепловые потери зимой, а летом предохраняет внутренние помещения зданий и транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами.
Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума.
Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства — соотношением серебра и меди.
Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами.
Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза, ревматоидных артритов и т. д.). Радиоактивный изотоп 198Au (период полураспада 2,967 сут.) используется при лечении злокачественных опухолей в радиотерапии.
Золото (англ. Gold) — Au
| Молекулярный вес | 196.97 г/моль |
| Происхождение названия | Праславянское «*zolto» («золото») родственно лит. geltonas «жёлтый», латыш. zelts «золото». |
| IMA статус | действителен, описан впервые до 1959 (до IMA) |
КЛАССИФИКАЦИЯ
Hey’s CIM Ref1.5
| Strunz (8-ое издание) | 1/A.01-40 |
| Nickel-Strunz (10-ое издание) | 1.AA.05 |
| Dana (7-ое издание) | 1.1.1.1 |
| Dana (8-ое издание) | 1.1.1.1 |
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Цвет минерала | насыщенный желтый, тускнеющий в бело-желтый с преобладанием серебристости |
| Цвет черты | блестящий желтый |
| Прозрачность | непрозрачный |
| Блеск | металлический |
| Спайность | нет |
| Твердость (шкала Мооса) | 2,5-3 |
| Прочность | ковкий |
| Излом | зазубренный |
| Плотность (измеренная) | 15 — 19.3 г/см3 |
| Радиоактивность (GRapi) | 0 |
| Магнетизм | диамагнетик |
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Тип | изотропный |
| Цвет в отраженном свете | желтый переходящий в белый с увеличением содержания Ag, — красноватый — с увеличением содержания Cu. |
| Плеохроизм | не плеохроирует |
| Люминесценция в ультрафиолетовом излучении | не флюоресцентный |
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Точечная группа | m3m (4/m 3 2/m) — гексаоктаэдральный |
| Пространственная группа | Fm3m |
| Сингония | кубическая |
| Параметры ячейки | a = 4.0786Å |
| Двойникование | общая по (111) |
mineralpro.ru
28.07.2016