Золото относится к рудным полезным ископаемым
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.
Нельзя представить жизнь человека без металлических предметов – техника, посуда, здания, все это изготовлено благодаря постоянному производству. Но где этот процесс берет свое начало? Изначально, для получения сырья, используются минеральные руды, которые добываются в карьерах и шахтах.
Руда – это минеральные ресурсы, которые имеют в составе большое количество металлов. Из нее выплавляют сплавы, которые в дальнейшем используются в производстве. Внешним видом они напоминают камни, на которых есть блестящие вкрапления. Некоторые люди даже не догадываются, как выглядит стальная ложка, прежде чем она попадает в плавильные печи для переработки руды. Полезные ископаемые залегают глубоко под землей, поэтому их добывают шахтным и карьерным способом.
Какие существуют виды рудных ископаемых
В мире насчитывается более 200 категорий металлической руды, по типу превалирующего компонента, но ученые выделили обширную классификацию. Она меньше, поэтому пользоваться ей намного удобнее.
Стандартная классификация видов металлических руд, которая общепринята всеми странами выглядит так:
- Черные
- Цветные
- Драгоценные
- Редкие
Еще есть классификация по насыщенности – богатые и бедные. Она считается по количеству металлической части в руде. В железной – богатые от 50%, бедные от 20%. Цветные металлы добывать намного сложнее, а богатыми породы считаются от 6%. Бедные полезные ископаемые относятся к нерудным, ведь порода может оказаться источником силикатов, кремния или серы.
Цветная металлургия – одна из самых опасных для экологии Земли. Во время производства в воздух выбрасывается огромное количество вредных химических веществ, поэтому такие предприятия располагаются в дали от городов.
Железная руда – основа основ
Железная руда – это горная или вулканическая порода, которая имеет в своем составе большое количество метала, а ее переработка на производстве выгодна. Другими словами, если в камне меньше 20% железа, он не может считаться металлической рудой. Ее используют для выплавки металлов – стали, чугуна, сплавов.
Образуется железная руда тремя путями:
- Магматический;
- Метаморфизм;
- Осадочный.
Первый объясняется тем, что во время извержения вулканов, металлы расплавляются и смешиваются с горными породами, а вследствие текучести магмы, они вырываются на поверхность и застывают. Большинство примесей, которые имеют низкую огнеупорность, выгорают при высоких температурах, поэтому процент содержания железа в таких рудах очень высокий. Магматические полезные ископаемые – самые распространенные в мире, их месторождения находят в окрестностях вулканов, что потухли еще несколько тысячелетий назад.
Метаморфический процесс – это тоже следствие высоких температур. Вещества, которые находятся на большой глубине, подвергаются воздействию давления и нагревания, в результате чего, их кристаллическая структура меняется. Пласты, где залегают рудные полезные ископаемые, выходят на поверхность во время движения тектонических плит. Также, горные образования, под которыми залегают полезные ископаемые, со временем разрушаются, что облегчает добычу ценных материалов.
Главную роль в осадочном процессе образования железной руды играют ветер и вода, вод воздействием которых хрупкая горная порода вымывается, остаются только металлические костяки – железняк. Процентное содержание металла в этой руде самое большое, но, встречается он намного реже.
Подобный механизм осаждения имеет и золото, которое вымывалось из горной породы проточными водами. Этот процесс стал причиной золотой лихорадки в США. Сейчас небольшие страны занимаются подобным способом добычи драгоценного метала.
Добывать руду в промышленных масштабах начали еще до нашей эры. Этот процесс археологи отслеживали очень долго. Изначально, человек научился обрабатывать изначально бронзовую руду, затем железную и драгоценные металлы.
Добыча рудных полезных ископаемых позволила человеку развивать технологии, оружие, строительство и другие сферы.
Современное производство металла из руды
Руда представляет собой камень, в котором большое количество силикатов. Чтобы отсортировать богатые камни и пустую породу, используют электромагнитный сепаратор. Для отделения метала от руды, она дробится на мелкие части и обрабатывается химикатами. Этот процесс называется обогащением.
Очистка руд черных металлов
Есть несколько способов очистить руду – магнитными устройствами, кислотами, вибрационным методом, но сейчас, чаще всего используют флотацию. Для этого используют тяжелые жидкости и суспензии. Сосуд, куда помещается измельченная руда, наполняется раствором, и через него подается большой напор воздуха под давлением, в результате чего, металл с пеной поднимается вверх, а пустая порода осаждается на дно. Для выплавки металла из руды необходимы высокие температуры, в которых сгорают мелкие частички породы.
Это самый простой и быстрый способ обогащения, он не требует большого количества операций, и относительно дешевый. Получившиеся металлические частицы расплавляют в доменных или сталеплавильных печах, делая заготовки для дальнейшего использования в производстве.
Существует и нехимическая очистка – в вибрационных бункерах, где с помощью больших частот колебания, разрушается горная порода, превращаясь в песок она просыпается сквозь сито, а на поверхности остаются частички металла. Но это не всегда помогает полностью отделить породу от железняка, поэтому его комбинируют с химическим методом.
В доменных печах выплавляются чугунные заготовки для производства, чтобы из него получилась сталь, к нему добавляют примеси других сплавов, металлолом.
Обычно, заводы располагают в местах, где залегают полезные ископаемые, чтобы не терять время на перевозку.
Очистка руд цветных металлов
Цветные металлы намного реже встречаются в природе, по сравнению с черными. Их можно разделить на тяжелые (медь, бронза, свинец, никель, цинк, кобальт) и легкие (титан, алюминий, магний).
Один из самых распространенных примеров полезных ископаемых – алюминий. Бокситы и нефелиновые руды, они обрабатываются, в результате чего образуется глинозем – белый порошок, похожий на крахмал. Его химический состав – Al2O3. Чистый алюминий получают методом электролиза, когда под воздействием направленного тока, молекула преобразуется в катионы – Al+ и O-. Они оседают на противоположно заряженных электродах, в результате чего и получается чистый алюминий.
Извлеченный из глинозема металл, заливают в миксер, где происходит его смешивание с другими материалами, для придания ему нужных пластических свойств. Из полученного состава отливают алюминиевые чушки, которые отправляются на различные производства для дальнейшего использования.
Медь выделяется из медносульфидного концентрата, добываемый на рудниках. В его состав входит огромное количество металлов. Для отделения чистого материала, на металлургических предприятиях, используют пиротехнологии, которые предусматривают применение высоких температур. Механизм получения меди не отличается от переработки черной руды – используется метод осаждения – фторирование. В дальнейшем, концентрат отправляется на завод, где и происходит его дальнейшее очищение от примесей. Его переплавляют под воздействием высоких температур, для получения черновой меди.
Более чистый продукт получают путем электролиза.
После этой процедуры остается шлам, который содержит в себе небольшие частицы драгоценных металлов (платина и золото). Этот продукт также перерабатывают, для получения чистого сырья, но их концентрация в отходах незначительная.
Более редкие металлы получают чаще всего химическим и электролитным путем. Они относятся к рудным полезным ископаемым, но их извлечение – сложный процесс. Например, титан. В природе он встречается только в виде химических соединений, черной руде и других горных породах. Материал, в котором содержится титан называется ильменит, в его состав входит и оксид железа, отделить от которого сырье достаточно сложно. Изначально, он отправляется в плавильные печи вместе с углем, где и происходит разделение смеси на чугун и диоксид титана.
Для его разделения проводят хлорирование, в результате чего, получают тетрахлорид титана, это соединение уже не такое прочное, как с кислородом, поэтому из него легко получить чистый метал. Делают это с помощью магния – реакция называется восстановление. В процессе производства получается титановая губка, которая переплавляется на производствах для изготовления деталей самолетов, ракет и других деталей.
Мировые запасы руды
Руда, которая содержит металлы, очень важна для производства и технического прогресса человечества. По подсчетам ученых, на сегодняшний день в Земле содержится около 800 миллиардов тон железной руды. 80% всех залежей содержат бедные руды, в которых небольшое количество металла, а процесс их переработки достаточно трудоемкий.
Насчитывается несколько стран, на территории которых расположены богатые рудники. Например, в Китае – 8% от всего мирового запаса.
Одни из самых богатых стран – Россия (18%), Бразилия (17%), Австралия (14%), Украина (11%). Несмотря на эти цифры, Китай является бесспорным лидером производства черных металлов. Количество цветных металлов гораздо меньше, а их распространение подсчитывают по поясам – это большие бассейны, которые вытянуты на сотни километров.
Алюминиевых рудных ресурсов больше всего в Южной Америке и Австралии. Медные находятся в окрестности Кольдирьеров и Анд, поэтому мировое первенство по добычи этого метала принадлежит Чили. Второй по размерам пояс находится в Африке, на территории Замбии. В основном рудные полезные ископаемые залегают в местах высокой тектонической активности, изучая которые, аналитики проводят поиски новых месторождений. Россия в этом списке стоит на третьем месте.
Карта рудных полезных ископаемых составляется на основе аналитических исследований. Ученые изучают географические и исторические данные местности, оценивают близость к тектоническим разломам. Чаще всего, большие пласты скоплений руды находят в местах вулканической активности, где магма выходила на поверхность, вынося с собой огромное количество расплавленных металлов. При застывании они остались сверху, что облегчает добычу полезных ископаемых.
Добыча металлов иногда вредит экологической системе земли. Например, при закрытии медного карьера в США, его затопило водой, которая смешалась с химикатами, и является опасной для жизни. В окрестностях нет животных, там живут только устойчивые водоросли, которые адаптировались к агрессивной среде.
Рудные и нерудные полезные ископаемые постепенно истощаются, поэтому ученые разрабатывают новые способы получения сырья для производства. Некоторые редкие металлы синтезируют посредством воздействия химических элементов, но их количество уступает карьерному и шахтному способу добычи.