Нижнетагильский институт Уральского государственного технического университета РЕФЕРАТ по металлургии на тему Благородные Металлы Преподаватель Астафьев 1998 СОДЕРЖАНИЕ 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА 2. СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ЛИТЕРАТУРА ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА Очень долгое время, почти до конца XVIII в считалось, что существует всего 7 металлов золото, серебро, ртуть, медь, железо, олово, свинец.
Золото и серебро, не изменяющиеся при действии воздуха, влаги и высокой температуры, получили название совершенных, благородных металлов. Прочие же металлы, которые под действием воды и воздуха теряют металлический блеск, покрываясь налетом, а после прокаливания превращаются в рыхлые, порошкообразные земли или окалины оксиды, были названы несовершенными, неблагородными. 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 PbO с 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. В капиталистических странах по оценке на 1970 г. общая добыча золота составляла 1293,8 т, в том числе 999,7 т приходится на Южно-Африканскую Республику, 74,2 т - на Канаду, 52,9 т - на США, 21,5 т - на Австралию, остальное - на Японию, Мексику и Индию. 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 RuRhPdOsIrPt1,86,21,07,55,34,3
Все соли серебра легко восстанавливаются до металла. lapis internalis - адский камень. Для серебра наиболее характерна степ... Золото очень легко осаждается из растворов его соединений неорганическ... В частности, свыше 80 добычи серебра получают в качестве одного из про... Его подвергают купелированию, состоящему в том, что на поверхность сер...
ЛИТЕРАТУРА 1. Погодин А. Благородные металлы. М. Знание, 1979 2. Венецкий С.И. В мире металлов.
М. Металлургия, 1988 3. Лебедев Ю.А. О редких и рассеянных Рассказы о металлах. 4. М. Металлургия, 1986.