Основные свойства золота как полезного ископаемого

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

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

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

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

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

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

КЛАССИФИКАЦИЯ

Hey’s CIM Ref1.5

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Не существует металла, кроме золота, который в течение веков занимал умы человечества. Его добывали тяжким трудом, за ним посылали экспедиции в дальние страны. И все ради того, чтобы украсить себя сиянием желтого, солнечного металла. Из него делали украшения, короны и даже ткали драгоценные материи.

Плиний Старший писал «я видел Агриппину, супругу принцепса Клавдия… одетую в военный плащ, сотканный из золота без всякой примеси другой материи».

Какое оно

Золото входит в обособленную группу драгоценных металлов.

Как знать, презирающая чернь и холопов, надменное злато «не желает» вступать в контакт (химические реакции) с другими элементами. Драгоценным оно было всегда — красота, блеск, долговечность металла полагались аристократам и прочим любимцам судьбы.

Химические и физические свойства:

1. Чистое золото имеет очень низкую твердость — 2,5-3. Кто читал книги об истории, помнит, что золотые монеты нередко «пробовали на зуб». На настоящих монетах оставался след от зубов, на фальшивой (с большой долей примесей, обычно меди) — нет.
2. Золото плавится при температура 1064°С; нагреете до 2947 °С — начнет кипеть и улетучиваться.
3. Удельный вес металла 19,3 г/см3. Килограмм золота легко поместится в кармане или дамской сумочке — его легко «упаковать» в кубик со стороной 3,7 см.
4. Ковкость металла поражает. Всего один грамм можно раскатать в лист площадью в половину квадратного метра. Это «сусальное золото».
5. Для производства украшений у злата есть еще одно привлекательное свойство. Металл очень пластичный и тягучий, а значит – легко сгибается и растягивается.
6. Кристаллическая структура решетки металла кубическая, гранецентрированная.
7. Химически металл очень инертен. В нормальных условиях он не желает реагировать с другими элементами. Исключение — ртуть.
8. Растворить солнечный металл можно в «царской водке» (смеси азотной с соляной кислотами в пропорции 1:3). Медленно, но реагирует с цианидами, йодистым калием, жидким бромом.

Месторождения и их классификация

Происхождение нашего драгоценного металла в месторождениях зависит от вида породы:

1. Золото-кварцевые формации. Приурочены к зонам разломов. Распределение металла неравномерно; образуются обогащенные участки, называемые «бонанцами» или «рудными столбами».
2. Месторождения золото-полисульфидно-кварцевой формации. Приурочены к гранитоидным и субвулканическим комплексам. Среднее содержание металла 10-15 г/т.
3. Золото-лиственнитовые месторождения. К ним относится Хаак-Саирское (Тува), Мечниковское, Кировское (Урал) месторождения.
4. Золото-сульфидные месторождения. Связаны с вулканогенно-осадочными толщами.
5. Золото-порфировые месторождения. К этому типу относятся Березняковское (Урал), Юбилейное (Казахстан), Кызык-Чадр (Тува) месторождения.
6. Месторождения зон окисления. Приурочены к верхним горизонтам сульфидных залежей на многих колчеданных месторождениях.
7. Россыпные месторождения часто сопровождают коренные золоторудные поля. Длина россыпей от 200-300 метров, реже 3-5 км. Ширина россыпей 20-30 метров, реже — 100-300 метров. По условиям залегания существуют россыпи, связанные с руслами, поймами рек, террасами, долинами, межгорными впадинами.

Много ли злата на Земле

Многие аналитики считают, что запасы добытого «презренного металла» подсчитать сложно.

Эксперты дают цифры, разнящиеся на порядки (от 155 000 тонн до 2,5 миллионов тонн).

Существуют страны, где процветает нелегальная «заготовка» золота, а иные государства предпочитают держать в тайне объемы добычи. Принцип «вы мои деньги не считайте» работает как у отдельного гражданина, так и на государственном уровне.

Добыча металла с древних времен до наших дней

Золото — удивительный металл. Все полезные ископаемые добываются, чтобы использовать и расходовать, его же в основном копят. Государства и отдельные граждане.

От Египта до Америки

Считается, что первыми добычу желтого металла начали египтяне. Хроники зафиксировали добычу металла в Аравийско-Нубийской провинции. Там были богатейшие месторождения. Еще во времена Тутмоса III в год там добывали около 50 тонн золота. А всего за время эксплуатации месторождение дало более 3500 тонн металла.

Однако месторождение истощилось. Многие историки связывают упадок Египта именно с падением количества драгоценного металла в государстве.

В Европе нашли новые месторождения (Испания, Австро-Венгрия). А с испанскими завоеваниями в Америке солнечный металл хлынул в Старый Свет потоком.

Из них в промышленности использовали 12%, из 50% люди сделали украшения.

В любом случае, добыча драгметалла стимулировала развитие металлургии, а заодно и международную торговлю.

Современная добыча золота

Времена золотой лихорадки, которые сотрясали страны, давно прошли. Жестокая романтика, когда тысячи людей разорялись, а многие и гибли, ушли в прошлое. Хотя единицы из них неприлично богатели.

Сейчас золотодобыча учитывает прибыли и накладные расходы, ни шагу не ступит без предварительной разведки месторождений, оценки экономических рисков, строительства рудников с применением надлежащего оборудования.

В современное время добычу золотосодержащей руды ведут в основном на большой глубине или из истощенных россыпных месторождений. Золото в природе — ресурс не возобновляемый, а добывают его с незапамятных времен. Еще в старину «сняты сливки» с богатейших месторождений, а нам, потомкам, остается тяжелая работа выбирать золото из уже «очищенных» мест. Или, как вариант, желтый металл добывают на большой глубине.

Из руды — в благородный металл

Современные золотодобывающие предприятия оснащены хорошим оборудованием, там трудятся специалисты своего дела.

Подробно о переработке руды в солнечный металл можно прочитать в статье «Драгоценные металлы».

Золото и его сплавы

Драгоценный металл золото ювелиры используют в виде сплавов. Издревле известен электр (или электрон) – сплав золота и серебра. Об этом писал Гомер в «Одиссее»: «дворец Менелая сверкал золотом, электром, серебром и слоновой костью».

В позднесредневековой Японии для ювелирных изделий применялись сплавы: сякудо (красная медь), у-кин (жадное золото) — медно-золотой сплав (3-25% драгметалла); тюсё — медь с добавкой золота (<3%), ао-кин (тусклое золото) — аналог электра.

Сейчас палитра цветов сплавов расширилась, ювелиры используют золото: белое, лимонное, красное, синее, черное, розовое, зеленое. К злату добавляют кадмий, палладий, никель, серебро, медь, цинк — эти добавки придают необходимый оттенок сплаву.

Применение

Свойства драгоценного металла (устойчивость к коррозии, пластичность, ковкость) нашли ему место в жизни человека:

1. Промышленность, в основном электронная. Планшеты, телефоны, компьютеры не сделать без драгоценных металлов. Этот сектор промышленности потребляет с каждым годом все больше драгметалла.
2. Стоматология. Зубные протезы, коронки до сих пор пользуются спросом. Хотя здесь потребление идет на спад, появились более современные и надежные материалы.
3. Фармакология. Препараты, содержащие золото, применят при лечении туберкулеза, красной волчанки, ревматоидных артритов. В лечении онкологии стали применять изотопы металла. Исследования показывают, что радиоактивное золото может помочь в лечении СПИДа.
4. Пищевая промышленность. Желающие попробовать кофе, пиво, шоколадку с золотыми хлопьями уже могут это сделать. Золото официально зарегистрировано в качестве пищевой добавки. Запомните, не перепутайте — это Е175.
5. Ювелирные изделия поглощают львиную долю производства желтого металла.

Драгметаллы — в монеты

Власть золота над человеком в полной мере проявилась, когда из предмета роскоши «презренный металл» стал мерой стоимости товара — деньгами. Первыми догадались делать монеты из золота лидийцы.

Последний лидийский царь Крез (помните, конечно – «богат как Крез») придумал биметаллическую (золото-серебро) систему. Идея была такой удачной, что жила и процветала многие века.

Дарий, персидский царь, начал вместо клейма чеканить на монетах собственное изображение.

Монетарным стандартом между золотом и серебром часто был 1:10. Но соотношения постоянно менялись. В Древнем Египте серебро было дороже золота.

Сколько золота в колечке

Государства жестко контролируют меры чистоты, то есть содержание драгоценных металлов, в сплавах.

Для этого разработана система проб. Это определение количество чистого металла в сплаве. Это количество (проба) называется клеймом.

Существует 4 системы проб. Самые популярные — каратная и метрическая.

Метрическая система принята в странах, подписавших Конвенцию о клеймении драгметаллов. Это Россия, Франция, Германия, Израиль, Кипр и еще несколько стран.

Британскую каратную систему предпочитают в Канаде, Швейцарии, США. Ирландцы мудро ставят на изделии обе пробы — каратную и метрическую. А Великобритания ставит метрическую пробу, но в описании товара указывает и каратную.

Пересчитаем метрическую пробу в караты — метрическую пробу умножаем на 24 и делим на 1000. То есть, изделие с пробой 750 будет соответствовать 18 каратам.

Подделки, фальшивки…

Вынуждены вас огорчить: больше 70% ввозимого в Россию золота — фальсификация. Много золотых украшений ввозят, не затрудняя проверками таможню и пробирный контроль, так что будьте осторожны при покупке ювелирных изделий.

Порой отличить подделку просто невозможно, несмотря на проверку на детекторе. Особенно, если украшение импортное.

Покупать ювелирные украшения лучше в солидных салонах и пусть это будет производство известных российских или зарубежных фирм. Стоимость изделия будет выше, чем на распродажах и в сомнительных местах, но вероятность нарваться на подделку меньше.

Внимательно осмотрите «изнанку» изделия — чем она аккуратнее, чем тщательнее закреплены камни — тем выше гарантия подлинности.

Подушка безопасности

В качестве объекта инвестиций современные украшения из золота не рассматриваются, разве что дорогой и редкий антиквариат. Хотите инвестировать — покупайте драгметаллы в слитках, монетах, или открывайте обезличенные металлические счета.

Можно заниматься биржевой торговлей, но это доступно профессионалам (если желаете получать прибыль).

В любом случае «не кладите все яйца в одну корзину». То есть, если отложили крупную сумму на инвестиции, минимизируйте риски — пробуйте разные варианты.

По данным Геологической службы США (USGS) частные накопления золота составляют не менее 100 000 тонн.

Рекомендуем видео: Почему золото так ценится?