Металлургия благородных металлов
Вопрос №23. Металлургия благородных металлов
Св-ва и руды. Благородные Ме отличаются от других устойчивостью на воздухе, высокой стойкостью и прочностными характеристиками и трудностью добычи. Их наз. драгоценными, хотя некоторые тугоплавкие Ме дороже, чем Au и Pt. Эти Ме исп. в качестве денег.
Первые сведения о благородных Ме относят к 40-50 веку до н.э. Первым применением Au, Ag стало изготовление утвари, монет, украшений.
В 19 веке были обнаружены палладий Pd и родий Rh, а затем Os, Ir, Ru. Платиноиды имеют высокую t(пл). Самый тугоплавкий Ме – Os (3000 0С), имеет твердость близкую к закаленной стали. Вместе с тем Au и Pt свойственны пластичность, ковкость, текучесть. Благородные Ме – переходные элементы 5-го и 6-го периода. Ru и Os сходны с Fe; Pl и Pt с Ni; Ir с Со; Au и Ag с Cu.
Степени окисления зависят от заполнения d-орбиталей; с увеличением порядкового номера она возрастает. У Au – 1 и 3, Ir – 3 и 4, Ag – 1. Os окисляет O2 воздуха. Ir, Ru, Pl могут сущ. только в тонко диспергируемом виде. Другие не окисляются даже в чистом O2. Такие окислы как Au2O3, Ru2O3, Ir2O3, PtO2 можно получить только косвенным путем. Ag, Pt растворяются в азотной к-те; Au, Pt окисляются царской водкой, кот. на Ir, Ru, Rh действует слабо. Os и Ru переводят в растворы сплавлением перекиси Na или Ba.
Сплавы или спеки растворяют в воде. Ru2, Ru3, Pt3 образуют ионы в р-ре перхлоратов, а Au в р-рах сульфатов, нитратов, ацетатов. Если исключить Au растворенной в морской воде, то осн. масса его в природе находится в виде золотин – самородных величин различных размеров и форм. Самый большой самородок весил 153кг, а найденная глыба золота весила 40т. Золотины состоят из сплавов и соединений с Ag, Cu, Fe, Te, Bi, Ir, Rh. Содержание благородных Ме в сплавах принято мерить пробами. В золотинах их содержание от 750 до 900 пробы. Главная примесь – Ag. Природный сплав электрум – одна из разновидностей золотин, среди кот. также висмутаурит, платинистое золото. Наиболее обычен клаверит. По форме различные сплавы. Ag обычно редко встречается отдельными частицами или в сплавах с Au. Месторождения золота: коренные и россыпи, обр. при вторичном преобразовании руд. Рудные делят на кварцевые окисляемые, кварцево-сульфидные, теллуровые и т.д. Вмещающими породами могут быть граниты и сульфиды. В богатых россыпях сод. благородных Ме достигает 100 г/т. Для извлечения Au его должно быть до 5г/т. Золотины нах. в смеси из валунов, гальки, песка, глины. Перед исп. окисляют обогащенные россыпи. Первичные концентраты обогащения россыпи – шлихи бедны Au. Шлихи перерабатывают и отправляют в металлических контейнерах на аффинажные заводы. Если руда пригодна для выплавки Cu и Pb ее флотируют и часть благородных Ме перешедшие в свинцовые и медные концентраты извлекают плавкой электролизом попутно с основным Ме.
Издавна Au добывали с помощью Hg, кот. при перетирании с рудой концентрировала в себе Au и Ag. Она не растворяет Ме, а лишь смачивает и диспергирует, переводя в состояние однородной однофазной монольгамы, в кот. обнаруживаются тв. р-ры и хим. соединения Au, Ag с Hg. Теряя способность сливаться, амальгама пензуется. Извлечение Au при амальгамации невысокая – 50-70%. Для выделения благородных Ме амальгамы подвергают отжимке и отпарке, отфильтровывая под давлением. Отпарку ведут в роторных печах. Hg конденсируют и возвращают в пр-во, а в печи остается тв. спеченное золото.
