Геохимические особенности золота

Геохимические параметры элементов определяются их положением в периодической системе Д.И. Менделеева.

Геохимические свойства каждого элемента проявляются в закономерностях распределения в земной коре, в отдельных геологических формациях, подземных и поверхностных водах, в условиях миграции, приводящих к их концентрации или рассеянию.

Благодаря высокой химической стойкости, яркому красивому блеску и достаточной редкости благородные металлы занимают среди других металлов особое место, что отражается в другом их названии – драгоценные металлы.

Среди них, бесспорно, ведущее место принадлежит золоту.

Содержание золота в земной коре очень низкое — 3 мкг/кг, но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде: 1 л морской и речной воды несёт примерно 4*10⁻⁹ г золота.

Золото в периодической таблице элементов Д.И. Менделеева имеет электронную конфигурацию 4, 5, 6; атомный номер 79; атомную массу 196,967;197

39 изотопов, однако, стабильным является лишь изотоп Au.

Плотность золота – 19,32 г/см³, температура плавления – 1063 град. Цельсия и кипения – 2966 град. Цельсия. Обладает наивысшей среди металлов ковкостью. Один грамм золота можно раскатать в лист площадью 1 м².

Легко полируется. Отражательная способность - высокая.

Степени окисления золота +1, +2, +3, +5. В соединениях золото наиболее часто проявляет валентность +1 и +3. Двухвалентное золото устойчиво лишь в форме сульфида, остальные соединения Аu разлагаются водой.

Одним из важнейших свойств золота является его весьма высокая химическая инертность.

При нормальных условиях золото не взаимодействует ни с кислородом, ни с серой. Золото стойко к действию атм. коррозии и различных типов природных вод. Золото обычно растворяется в водных растворах, содержащих лиганд (образующий с золотом комплексы) и окислитель, но каждый из этих реагентов, взятый в отдельности, не способен растворить золото.

Оно не растворяется ни в щелочах, ни в кислотах, за исключением царской водки (смесь 1 части азотной и 3 частей соляной кислот).

Инертное, плохо растворимое в обычных растворах, даже содержащих галогениды и сероводород, золото может интенсивно реагировать в многометальных растворах с висмутом, сурьмой, мышьяком и др. и давать с ними сложные интерметаллиды (ауростибит, мальдонит и др). При высокой активности теллура, селена, серы золото в присутствии серебра может вступать в реакцию сразу с несколькими компонентами, образуя сульфотеллуриды, сульфоселениды, сульфоселенотеллуриды.

Золото весьма рассеянный элемент. Кларк его в земной коре – 4,3 × 10 % (4,3 мг/т), т.е. весьма низок - в 20 раз меньше кларка серебра, в 40-100 раз меньше ртути, сурьмы, висмута, хотя этот металл широко распространен в природе. Повышенные концентрации его характерны для гранитов, диабазов.

Коэффициент концентрации золота очень высокий – около 2000.

Золото извлекают из собственно золотых руд и, попутно, из железных, медных, свинцово-цинковых и урановых руд.

Для золота характерна самородная форма.

Среди других его форм стоит отметить электрум, сплав золота с серебром, который обладает зеленоватым оттенком и относительно легко разрушается при переносе водой.

В горных породах золото обычно рассеяно на атомарном уровне. В месторождениях оно зачастую заключено в сульфиды и арсениды.

Различаются первичные месторождения золота, россыпи, в которые оно попадает в результате разрушения рудных месторождений и месторождения с комплексными рудами, в которых золото извлекается в качестве попутного компонента.

Золоторудные месторождения возникают преимущественно в районах развития гранитоидов, небольшое количество ассоциирует с основными и ультраосновными породами. Золото образует промышленные концентрации в постмагматических, главным образом, гидротермальных месторождениях.

В экзогенных условиях видимое золото очень устойчиво и легко накапливается в россыпях. Однако субмикроскопическое золото, входящее в состав сульфидов, при окислении последних приобретает способность мигрировать в зоне окисления. В результате золото иногда накапливается в зоне вторичного сульфидного обогащения, но максимальные его концентрации связаны с накоплением в зоне окисления, где оно ассоциирует с гидроокислами железа, иногда с ярозитом. Миграция золота в зоне окисления сульфидных месторождений происходит в виде бромистого и йодистого соединений в ионной форме (по мнению Ф.В. Чухрова).

Вторичное перераспределение золота отмечается и на золотых месторождениях Севера. Здесь главная роль отводится растворам, возникшим при оттаивании мерзлых сульфатосодержащих руд.

В природе известны 15 золотосодержащих минералов:

- самородное золото с примесями;

- электрум 25-45 %;

- порпеит (палладистое золото);

- медистое золото;

- бисмутоаурит (висмутистое золото);

- родит (родистое золото);

- ираурит (иридистое золото);

- платинистое золото.

Остальные семь минералов представлены теллуридами золота:

- калаверит;

- креннерит;

- сильванит;

- петцит;

- мутманит;

- монтбрейит;

- нагиагит.

Из этих минералов самое главное значение имеет самородное золото.

Крайне небольшое количество золота добывается из теллуридов и медистого золота.

Самородное золото всегда содержит примеси серебра, меди, железа, висмута, свинца и сурьмы.

В связи с тем, что в золоте содержатся примеси других металлов, введено понятие «Проба золота», означающее содержание золота в тысячных долях для природного золота и в процентах для изделий из золота.

Содержание золота в его природных сплавах, а также в искусственных ювелирных-лигатурных сплавах определяется в промилях и характеризует пробность золота.

Распределение серебра в объеме кристаллической решетки золота не всегда является равномерным и упорядоченным. По мере возрастания количества серебра повышается нестабильность кристаллической решетки вплоть до ее распада на 2 фазы. В высокопробном золоте неоднородности строения кристаллической решетки не отмечается, зато в низкопробном она присутствует всегда.

Проба высококачественного золота более 900, низкокачественного – менее 700.

Минеральные фазы золота с содержанием серебра 35 – 65 ат % относят к электруму (проба золота в нем 650 – 350), а 65 – 85 % - к кюстелиту (проба его золота 350 – 150).

При дальнейшем повышении содержания серебра в рудообразующей системе более 85 % происходит резкое снижение в минералах содержания золота (от долей до 2 %), и образуется золотистое серебро.

В СНГ для изделий из золота стандартами установлены пробы 375; 500; 583; 750; 958.

Высокопробное золото имеет золотисто-желтый цвет. По мере понижения пробности золота и соответственно повышения содержания серебра цвет его меняется и становится почти серебряно-белым (у электрума). Повышенное содержание меди придает золоту розоватый цвет. Исследования показывают, что высокопробное золото характерно для высокотемпературных, а низкопробное (серебристое) для низкотемпературных месторождений.

В россыпях в связи с растворением посторонних примесей пробность золота повышается по мере удаления от коренного источника.

При аффинаже золота (очистке от примесей) все ценные примеси улавливаются. В тех случаях, когда золото является побочным продуктом при процессах получения других металлов (меди, свинца, цинка), оно присутствует в рудах в виде мельчайших субмикроскопических выделений и является «невидимым».

В коренных месторождениях, где основное значение имеет золото, оно также во многих случаях является «невидимым». Относительно крупные золотинки – «видимое золото» - встречаются, в общем редко. Развито золото в коренных месторождениях в виде прожилков, моховидных агрегатов, проволочек, листочков различных очертаний, «дробинок» и др. форм. Масса таких скоплений колеблется от долей миллиграмма до самородков с массой

60 -70кг и даже больше. Крупные самородки в природе встречаются крайне редко.

Одним из наиболее крупных является самородок Плита Холтермана (Австралия) массой 285 кг; самый крупный самородок, найденный в России, - «Большой Треугольник» массой 36,22кг.