Мутылина И.Н. - Художественное материаловедение. Ювелирные сплавы (1093327), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Продукцию приисков принято называть шлиховым золотом. Чистота шлихового золота различна и может колебаться от 500-й до 970-й пробы, т.е.от 50 до 97 % чистого золота в металлической массе. Поскольку шлиховое золото состоит изчастиц разной пробы и разного содержания, оно требует очистки от примесей до однородновысокой чистоты.Из россыпных месторождений золото можно извлечь отмучиванием, основанным набольшой разности плотностей золота и пустой породы.
Этот способ, применявшийся уже вглубокой древности, сопряжен с большими потерями. Он уступил место амальгамации, известной уже в I в. до н. э. и применявшейся в Америке начиная с XVI в., в настоящее времяпрактически не используемой, и цианированию, получившему широкое распространение вАмерике, Африке и Австралии в 1890-х гг.Извлечение золота из песков россыпных месторождений сводится к предварительномуразрыхлению с последующей промывкой на шлюзе, представляющем собой наклонный желоб, покрытый перфорированными стальными листами, деревянными трафаретами или пеньковыми коврами, на которых задерживаются частички золота при промывке водой золотоносных песков.
Более совершенными способами являются: отсадка, производимая с помощью отсадочных машин, и добыча при помощи драг – сложных агрегатов, в которых совмещаются добыча и извлечение золота.В конце XIX – начале XX вв. основным источником золота стали коренные месторождения. При добыче золота из руд их предварительно подвергают дроблению и измельчению. Изизмельченного материала золото извлекают либо непосредственно, либо после гравитационного и флотационного обогащения.Из полученного концентрата извлекают золото раствором цианида калия или натрия.Метод добычи золота из руд с помощью растворов цианидов калия или натрия был разработан в 1843 г.
русским инженером П.Р. Багратионом. Он принадлежит к гидрометаллургическим методам получения металлов и в настоящее время наиболее распространен в металлургии золота.Чаще всего применяется раствор цианида натрия (NaCN), в котором золото растворяетсяв присутствии кислорода с образованием комплексных анионов [Au(CN)2]:4Au+8NaCN+O2+2H2O → 4Na[Au(CN)2]+4NaOH. Из полученного раствора золото выделяют37цинком: 2Na[Au(CN)2]+Zn→Na2[Zn(CN)4]+2Au. Освобожденное золото обрабатывают дляотделения от него цинка разбавленной серной кислотой, промывают и высушивают.
Дальнейшая очистка золота от примесей (главным образом от серебра) производится обработкойего горячей концентрированной серной кислотой или путем электролиза.Использование драгоценных металлов в качестве валютных ценностей и для приготовления сплавов требует от них высокой чистоты. Это достигается путем аффинажа (очистки,рафинирования) на специальных аффинажных предприятиях. Методы аффинажа зависят отхарактера исходного продукта и требуемой чистоты золота.Весь золотосодержащий металл, подготовленный для аффинажа, подвергают приемнойплавке, для того чтобы в полученном слитке определить содержание золота, других примесей и выбрать метод очистки.
Наиболее высокая степень очистки достигается электролитическим методом. Для очистки золота электролизом (способ Э. Вольвилла, 1896) аноды, отлитые из нечистого золота, подвешивают в ванне, содержащей солянокислый раствор AuC1 3,катодом служит лист чистого золота. При прохождении тока примеси выпадают в осадок(анодный ил, шлам), а на катоде отлагается золото чистотой не менее 99,99 %.Чистое золото – понятие условное, степень чистоты выражается пробой 999; 999,9 и т.д., 1000-й пробы нет.
Золото, как и все металлы, маркируется. Марка чистого золота Зл 999означает, что в его составе золота (Зл) 99,9 %, остальное примеси. В качестве примесей –свинец, железо, сурьма, висмут, медь, серебро в допустимых пределах.При производстве полуфабрикатов (полосы, проволока и др.) из чистого золота используют слитки различной массы, выпускаемые аффинажными заводами. Степень чистоты поспециальным техническим условиям может достигать 99,9999 %.Выбор технологического процесса и металлургического оборудования определяетсясвойствами сплава, номенклатурой и сортаментом полуфабрикатов.
Одним из решающихфакторов выбора оптимального варианта плавки и литья слитков являются литейные свойства сплавов, определяющую роль в которых играют склонность к зональной ликвации, температурный интервал кристаллизации и прочностные свойства в интервале температур затвердевания слитка. Наиболее эффективным способом получения слитков из сплавов золотаявляется метод непрерывного литья в водоохлаждаемые кристаллизаторы или бесслитковая прокатка – метод литья с последующей деформацией.Основная масса чистого золота идет на составление сплавов, используемых для производства ювелирных изделий (табл. 12), монет и медалей; зубных протезов; сусального золота; декоративных гальванопокрытий. Используется также золото для нужд электронной промышленности, приборостроения и др.Таблица 12Баланс мирового предложения и спроса на золотоГодПоказательПредложение, тСпрос ювелирной промышленности, тСреднегодовая цена золота, долл.
США/унция199536272780384,1199635102837387,9199942543328331,3200338222917355,1Основные свойства золотаХимические свойства золотаВ периодической системе Д. И. Менделеева золото находится в одной группе с сереброми медью, но его химические свойства гораздо ближе к химическим свойствам металлов платиновой группы.
Электродный потенциал пары Au равен 1,5 В. Как благородный металл золото химически мало активно. На воздухе оно не претерпевает изменений. Природное золото38в нормальных условиях инертно по отношению к большинству органических и неорганических веществ.Золото не растворяется в щелочах и органических кислотах, в большинстве минеральных (серной, соляной, азотной, плавиковой) кислот, за исключением горячей селеновой кислоты H2SeO4.
На золото не действуют разбавленные и концентрированные кислоты (HCl,HNO3, H2SO4). Но в присутствии таких окислителей, как двуокись магния, хлористое железои медь, а также под большим давлением и при высокой температуре в присутствии кислорода золото растворяется в HCl. Так же легко растворяется золото в смеси соляной и азотнойкислот (царская водка): Au+HNO3+3HCl→AuCl3+NO↑+2H2O, а также в смесях минеральныхкислот: серной с азотной, марганцовой с серной и растворе хлорида натрия в азотной кислоте.Золото растворяется в хлорной воде и в аэрируемых растворах цианидов щелочных металлов. Ртуть растворяет золото, образуя амальгаму, которая при содержании более 15 % Auстановится твердой.С сухими галогенидами при обычных условиях золото не реагирует; с кислородом, водородом, азотом и углеродом не соединяется вплоть до температуры плавления.
Соединениязолота химически неустойчивы, и большинство из них разлагается при нагревании, а некоторые – на свету. Золото склонно к образованию комплексных соединений. В соединениях валентность Аu равна единице или трем.Золото образует два оксида – оксид золота (I), или закись золота – Au 2O, фиолетовый порошок, образующийся при нагревании гидрата закиси АuОН, и оксид золота (III), или окисьзолота – Au2O3, черно-бурый порошок, получающийся при нагревании гидрооксида Аu(ОН)3.Более устойчивы соединения, в которых Au имеет степень окисления +3.Все соединения золота легко разлагаются при нагревании с выделением металлическогозолота. Восстановителями могут быть водород под большим давлением, металлы, стоящие вряду напряжений до золота, перекись водорода, двухлористое олово, сернокислое железо,треххлористый титан, окись свинца, двуокись марганца, перекиси щелочных и щелочно-земельных металлов.
Для восстановления золота используют различные органические вещества: муравьиную и щавелевую кислоты, гидрохинон, гидразин, метол, ацетилен и др.Сильные кислоты не воздействуют на сплавы 750-й пробы. Сплавы 585-й пробы являются довольно стойкими, сплавы 375 и 333-й проб сильно подвержены воздействию кислот.Ювелирные изделия в процессе эксплуатации не подвержены воздействию агрессивныхкоррозионных сред, и практически сплавы 585-й пробы или более высокой пробы не вызывают проблем связанных с коррозией. Однако когда сплавы 585-й пробы подвергаются воздействию серных соединений, в особенности газов, присутствующих в атмосфере промышленных предприятий, таких как, например, сернистый водород (H2S), они могут окисляться, особенно если изготовлены методом пластической деформации в холодном состоянии без конечного отжига или упрочнения старением.Физико-механические свойства золотаЗолото – ярко-желтый блестящий металл.
При нагревании слитка из чистого золотапроисходит процесс окисления и золото принимает красноватый оттенок – или, как раньшеговорили, червонный. Издавна в России это было индикатором чистоты сплава (при нагревании чистого по составу сплава происходило превращение ярко-желтого золота в червонноезолото, добавка малейшего количества примесей приводила к потере эффекта).Золото имеет гцк решетку и не претерпевает аллотропических превращений вплоть дотемпературы плавления (1063°С). Плотность золота равняется 19,32 г/см3. Теплопроводностьзолота (λ) при 20°С составляет 420 Вт/(м·град) и мало меняется с повышением температуры.При низких температурах наблюдается максимум теплопроводности при 10 К.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
