Представиться системе:

Разделы


Добыча и получение драгоценных металлов


Есть предположение, что первый металл, найденный человеком — золото. Люди в поис­ках камня, который бы служил им орудием труда, оружием и украшением, наткнулись на самородки золота. Их можно было сплющить, проделать отверстия и украшать свое оружие и одежду.

Форма нахождения золота — самородки, крупные зерна в песках и рудах.

Еще в древние века золото добывалось и обрабатывалось многими народами. В Россию до XVIIIв. золото ввозили. В середине XVIII в. Ерофеем Марковым была открыты под Екатеринбургом первые залежи золота. В поисках кварца он нашел камень с золо­тыми вкраплениями. С этого и началась разработка богатейшего месторождения рудного золота. Затем, в 1814г. на Урале было откры­то россыпное месторождение золота, которое значительно ускорило рост добычи золота. В то время добыча золота в России носила кустарный характер. Золото старались добы­вать наиболее простым способом — из россыпей, так как методы обработки были очень не­совершенными. И несмотря на то, что по сво­им запасам золота Россия занимала первое место в мире, добыча его составляла к 1913 г. 10% от мировой.

В настоящее время добыча золота высоко механизирована.

Россыпное золото добывают в основном двумя способами — гидравлическим и при помощи драг. Сущность гидравлического спо­соба заключается в том, что вода под боль­шим давлением, размывая породу, отделяет от нее золото, причем оставшаяся порода идет в дальнейшую переработку.

Добыча золота вторым способом происхо­дит так. Драга (плавучее сооружение, осна­щенное цепью ковшей) вынимает со дна во­доемов породу, которая промывается, в ре­зультате чего осаждается золото.

Но основную массу золота получают из рудных залежей и добывают более трудоем­кими способами. Золотосодержащую руду до­ставляют на специальные металлургические заводы. Для извлечения золота из руд суще­ствует несколько способов. Рассмотрим два основных: цианирование и амальгамацию.

Самый распространенный способ извлече­ния золота из руд — цианирование основан на растворении золота в водных растворах цианистых щелочей. Это выдающееся откры­тие впервые опубликовал и обосновал русский ученый П. Р. Багратион в 1843 г. в «Бюлле­тене С.-Петербургской Академии наук».

В России цианирование было введено только в 1897г. на Урале. Сущность этого процесса заключается в следующем.

В результате обработки золотосодержащих руд цианистыми растворами получают золо­тосодержащий раствор, из которого, после отфильтрации пустой породы, металлическими осадителями (как правило, цинковой пылью) осаждают золото. Полученный осадок может содержать до 20% золота. Затем 15%-ным рас­твором серной кислоты удаляют примеси из осадка. Оставшуюся пульпу промывают, фильтруют, выпаривают, а затем сплавляют.

Амальгамация была известна уже более 2 тыс. лет тому назад. Основана она на спо­собности золота при нормальных условиях вступать в соединение со ртутью. Ртуть, в ко­торой уже растворено небольшое количество золота, улучшает смачиваемость металла. Процесс происходит в специальных амальгамационных аппаратах. Измельченную руду пропускают вместе с водой по амальгамиро­ванной поверхности ртути. В результате час­тицы золота, смачиваясь ртутью, образуют полужидкую амальгаму, из которой путем от­жима избытка ртути получают твердую часть амальгамы. Ее состав может иметь 1ч. золота и 2ч. ртути. После такой фильтрации ртуть испаряют, а оставшееся золото сплавляют в слитки.

Ни при одном из вышерассмотренных спо­собов получения золота не получают металл высокой чистоты. Поэтому для получения чи­стого золота выплавленные слитки отправля­ют на аффинажные (очистительные) заводы.

Самородное серебро встречается значитель­но реже самородного золота, и, вероятно, по­этому было открыто позже золота. Добыча са­мородного серебра составляет 20% от всей добычи серебра. Серебряные руды содержат до 80% серебра (аргентин — соединения се­ребра и серы), но основную массу серебра получают попутно при выплавке и рафини­ровании (очистке) свинца и меди. Из руд серебро получают цианированием и амальга­мацией. Цианирование серебра в отличие от цианирования золота производят более кон­центрированными цианистыми растворами. После получения серебряных слитков их от­правляют для дальнейшей очистки на аффи­нажные заводы.

Как и золото, платина встречается в при­роде в самородках и рудах. Платина была известна человеку еще в глубокой древности, найденные самородки называли «белым золо­том», а вот применение ей не находили дол­гое время. Добывать платину начали в сере­дине XVIII столетия, но еще в течение полу-века испытывали затруднения с ее применением из-за высокой температуры плавления. На рубеже XVIII - XIX вв. выдающимися русскими учеными и инженерами А.А. Му­синым-Пушкиным, П.Г. Соболевским, В.В. Любарским и И.И. Варвинским были разработаны основы методов аффинажа и об­работки платиновых металлов. И с 1825г. в России началась планомерная добыча плати­ны. Основные способы добычи платины: про­мывка платиносодержащих песков и хлори­нация. Получают платину и при электролизе золота.

В результате промывки платиносодержащих песков получают шлиховую платину, ко­торую подвергают дальнейшей очистке на аффинажных предприятиях. Получение пла­тины хлоринацией заключается в следующем. Рудный концентрат подвергают в печах окис­лительному обжигу. После обжига его смеши­вают с поваренной солью и помещают в печь, наполненную хлором, где выдерживают в те­чение четырех часов при температуре 500—600° С. Полученный продукт обрабатывают раствором соляной кислоты, который удаляет из концентрата металлы платиновой группы. Затем производят последовательное осаждение металлов, находящихся в раство­ре: металлы платиновой группы осаждают цинковой пылью, медь — известняком, ни­кель — белильной известью. Осадок, содержа­щий платиновые металлы, сплавляют, а даль­нейшую очистку и разделение металлов платиновой группы производят на аффинажном заводе.

Аффинаж (очистка) драгоценных метал­лов. Использование драгоценных металлов в качестве валютных ценностей и для приго­товления сплавов требует получения их в со­стоянии высокой чистоты. Это достигается путем аффинажа (очистки) на специальных аффинажных заводах или в аффинажных це­хах металлургических предприятий. Техника аффинажа основана преимущественно на электролитическом разделении или на селек­тивном осаждении химических соединений металлов. Основным сырьем, поступающим в плавку для аффинажа, является: шлиховой металл, получаемый при обогащении россыпей; металл, получаемый в результате обра­ботки цианистых осадков; металл, получае­мый в результате отгонки ртути из амальга­мы; металлический лом ювелирных, техниче­ских и бытовых изделий. Металлы, содержа­щие золото и серебро, перед аффинажем под­вергаются приемной плавке для оценки со­става металла в полученном слитке. Плати­новый шлиховой металл и платиновые шламы приемной плавки не проходят, а поступают непосредственно в обработку.

Аффинаж серебряных и золотых сплавов производится электролизом: серебряных спла­вов, содержащих золото, в азотнокислом электролите, золотых сплавов, содержащих серебро, в соляном.

Электролиз в азотнокислом электролите ос­нован на растворимости серебра и нераство­римости золота на аноде в азотнокислом эле­ктролите и на осаждении чистого серебра из раствора на катоде. Анод отливается из аф­финируемого металла, а катод — из серебра, или металла, не растворимого в азотной кис­лоте (например, алюминия). Электролит со­стоит из слабого раствора азотнокислого се­ребра (1—2% AgNO3) и азотной кислоты (1—1,5% НNО3). Осевшее в результате электро­лиза серебро после фильтрации и промывки прессуют и отправляют в плавку. Золотой шлам промывают и перед плавкой на аноды обрабатывают одним из трех веществ: азот­ной кислотой, серной кислотой или царской водкой. Обработка азотной кислотой дает пол­ное растворение серебра, содержащегося в шламе. Ее применяют при малом содержании теллура и селена. Обработка серной кислотой используется при повышенном содержании теллура и селена, так как они в крепкой сер­ной кислоте растворяются. Обработку царской водкой применяют для получения из шламов серебряного электролиза вместе с золотом платиновых металлов.

Аффинаж золота электролизом ведут в рас­творе хлорного золота и соляной кислоты. Аноды таких ванн отливают из металла, по­ступающего в аффинаж, а катод для осажде­ния золота изготовляют из волнистой золотой жести. Полученное на катоде в результате зо­лотого электролиза золото имеет чистоту 999,9-й пробы. Золотой шлам, выпавший на дно ванны в виде тонкого порошка, подлежит дополнительной обработке. Накопленные в электролите платину и палладий осаждают хлористым аммонием, высушивают и, прока­ливая, превращают в металлическую губку, которую направляют на аффинаж платиновых металлов.

Основными источниками сырой платины и ее спутников служат:       шламы электролиза

никеля и меди; шлиховая платина, получен­ная обогащением россыпей; сырая платина— побочный продукт электролиза золота и раз­личный лом. При аффинаже шлихового ме­талла основной подготовительной операцией является растворение в царской водке (4г НСl на 1г HNO3). При этом осмий остается в нерастворимой части минералов, а из полу­ченных растворов последовательно осаждают платиновые металлы.

В первую очередь осаждают платину. Для этого к раствору добавляют раствор хлористо­го аммония, получая при этом осадок хлороплатината аммония. Осадок промывают рас­твором хлористого аммония, а затем соляной кислотой. После обработки осадок высушива­ют и прокаливают, получая после плавки техническую платину, чистота которой 99,84—99,86%. Химически чистую платину получа­ют дополнительным растворением и осажде­нием.

Иридий осаждается из раствора медлен­нее. При этом, кроме иридия, осаждаемого в виде хлороиридата аммония, осаждается и ос­тавшаяся в растворе платина — в виде хлороплатината аммония. Прокаливание осадка дает губку, содержащую смесь иридия с неко­торым количеством платины. Чтобы отделить иридий от платины, полученную губку обра­батывают разбавленной царской водкой, в ко­торой растворяется только платина. Ее затем осаждают.

После осаждения из раствора платины и иридия раствор подкисляют серной кислотой и подвергают цементации железом и цинком для осаждения оставшихся в нем металлов. Осажденные осадки имеют черный цвет, их отфильтровывают, промывают горячей водой, высушивают и прокаливают. Прокаленный осадок обрабатывают горячей разбавленной серной кислотой для удаления меди. Очищен­ный от меди осадок обрабатывают разбавлен­ной царской водкой, в результате чего полу­чают раствор, содержащий палладий и часть платины, и нерастворимую чернь, которая со­держит иридий и родий. Чернь отделяется фильтрованием через бумагу и промывается горячей водой. Из раствора после растворе­ния осажденных металлов и фильтрации его хлористым аммонием осаждают платину. Пал­ладий осаждается в виде хлоропалладозамина, для чего раствор нейтрализуют водным раствором аммиака, а затем подкисляют соля­ной кислотой. Осадок прокаливают, измельча­ют и в струе водорода восстанавливают пал­ладий.

Современный электролитический метод имеет высокую степень очистки, высокую производительность и минимальную вредность производства.

 

Источник: В.И. Марченков "Ювелирное дело", Москва, 1975г.


Информация представлена на сайте исключительно для ознакомления.
Организаторы сайта не несут ответственности за последствия использования данных, указанных на сайте. Авторские права на статьи принадлежат их авторам. Мнения авторов статей необязательно совпадают с мнением и точкой зрения организаторов сайта.