Неорганическая химия. Т. 3, кн. 2. Под ред. Ю.Д. Третьякова (975566), страница 36
Текст из файла (страница 36)
%) встречаются как в самородном виде, так и в виде соединений. Значительная часть меди и серебра находится в земной коре в форме сульфидов (»медный блеск», или халькозин Сц,8, «серебряный блеск», или аргентит А8,8, халькопирит СцГе8,). Медь также входит в состав некоторых кислородных соединений — оксидов (куприт Сц,О) и карбонатов (малахит Сц,(ОН),СО,). Золото распространено преимущественно в самородном состоянии (95%), хотя известны и природные минералы, представляющие собой химические соединения, например калавсрит АцТе,, ауростибит АцБЬ,.
В древности систематическая разработка месторождений золота велась в Египте, Малой Азии, Испании. После покорения Нового Света важнейшим поставщиком золота станови~ся да~инская Америка, где в храмах ацтеков и инков хранилось большое количество металла. Это породило среди испанцев миф о «золотой» стране Эльдорадо (исп. е! Иопц(о — золотой). Вывоз сокровищ инков в Европу вызвал резкое падение цен на золото, аналогично тому, как это произошло после захвата Александром Македонским золотого запаса персидских царей. Главным поставщиком металла на мировой рынок в настоящее время является Южная Африка, Крупные самородки металла, например найденный в 18б9 г.
в Австралии слиток золта массой 71 кг, встречаются крайне редко. Обычно золото образует мелкие зерна неправильной формы или ~онкие пластинки, распределенные в породе или в россыпи. Мельчайшие пылевидные частицы золота встречаются в виде примеси в сульфидных рудах — пирите и халькопирите. Общие запасы золота на Земле оцениваются в 15000 т. Большое количество золота содержится в морской воде (около 2 10 " моль!л) в форме 1АцС)з), откуда его можно извлекать с помощью специальных бактерий или полимеров с тиоловыми группами. Однако в настоящее время это нерентабельно.
Интересно, что в организме женщины содержится 2,6 1О '- мас. % золота — в среднем в шесть раз больше, чем у мужчины (4,2 1О ' мас. %). Получение меди. Медь получают в основном из халькопиритного сырья, содержащего 0,5 — 2,0 % Сц. После флотацион ного обогащения исходной руды концентрат подвергают окислитсльцому обжигу при температуре 1400'С (рис. 7.2): 2СцГебз + О, = Сц,8 + 2Ге8 + 80з 2Ге8 + ЗО, = 2ГеО + 280! затем обожженный концентрат подвергают плавке на штейн.
В расплав для связывания оксида железа добавляют кремнезем: ГеО + 8)Оз — — ГеРВОз Образующийся силикат в виде шлака всплывает и его отделяют. Оставшийся на дне штейн — сплав сульфидов Геб и Сц,8 — подвергают бессемеровской плавке. Для этого расплавленный штейн переливают в конвертер, в который продувают кислород. При этом оставшийся сульфид железа Геб окисляется до оксида и с помощью кремнезема выводится из процесса в виде силиката Геб)Оз. !65 Медиая руда ! Коицеитрат Обогашеиие Хвосты ! Обожжсииый ! концентрат Обжиг Газы На производство серной кислоты Плавка иа штейн Шлак Штейи Продувка в конвертере Черновая медь Коивертериый шлак Рафинирование Отдельная переработка Отходы Разливка ПеРеРаботка дла извлечеииЯ Медь С:о, Аа, Ао, Ье, Те и др.
Рис. 7.2. Общая схема выплавки меди (сплошная линия — плавка сырой руды; пунк- тирная линия — плавка сырых концентратов) 2Сцз5 + ЗОз = 2СцзО + 2$0з 2Сц,О + Сиза = 6Сц + ЯО, Получаемая черновая медь, содержащая до 90,95% Сц, подвергается дальнейшей электролитической очистке с использованием в качестве электролита !66 Сульфид меди Сц,Я частично окисляется до оксида Сц,О и затем восстанавли- вается до металлической меди: подкисленного раствора медного купороса. На аноде черновая медь растворяется: Сца — 2е = Сц'" и на катоде снова выделяется: Сц-" ч 2е = Сц".
В анодном осадке (шгаме) собираются благородные металлы (серебро, золото, платиноиды), а также халькогениды меди (Сц,8, Сц,8е, Сц,Те), которые используют для получения селена и теллура (см. т. 2, с. 230). В электролите постепенно накапливаются кобальт и никель, также находившиеся в исходной руде. Образующаяся на катоде «электролитическая» медь имеет высокую чистоту (до 99,99%) и используется для изготовления проводов, электротехнического оборудования, а также желтых (95% Сц и 5% А!) и серебристых (80% Сц, 20% ]Ч[) монетных сплавов, бронз. латуней. Получение серебра.
Серебро получают как побочный продукт переработки медных и свинцово-цинковых сульфидных руд, но основной источник — это шламы электролитичсского рафинирования меди. В этом случае для отделения серебра от других металлов анодные шламы сначала обрабатывают горячей разбавленной серной кислотой, затем нагревают с оксидом кальция или кремнеземом. Из нитратных растворов серебро с чистотой 99,9% выделяют электролизом. Серебро используют для изготовления серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторов, электрических контактов, зеркал и ювелирных изделий, в производстве фотопленки и фотобумаги.
Руды, содержащие значительное количество серебра, подвергают после флотации прямой переработке для получения металла. В основе ее лежит цианидный процесс, заключающийся в растворении включений металла или сульфида в растворе цианида натрия при пропускании через него сжатого возлуха: 4Ая ч 8]ЧаС]Ч ч О, ч 2Н,О = 4]Ча[А8(С]Ч)з] ч 4г(аОН Авз8 + 4]ЧаС]Ч = 2]Ча[А8(С14),] + ]Ча,8 Из отфильтрованного раствора серебро выделяют цинковой пылью: 2]Ча]А8(С Ч),] + Хп = ]Чаз[Хп(С]Ч),] ч 2Ая]. В другом методе переработки сульфидной руды используют хлорирующпй обжиг: бОО С А8,8 ч 2МаС! ч 2О, — х 2А8С1 ч ]Ча 8О4 с послелующим выщелачиванием хлорида серебра раствором тиосульфата натрия и восстановлением образующегося комплекса ]Чаз[Аа(8зОз)з] цинковой пылью.
Получение золота. Самородное золото отделяют от крупных кусков пустой породы путем промывки водой, поскольку его плотность (19,3 г/смз) намного выше плотности кварцевого песка (2,5 г/см'). Чистый металл получают цианидным методом или амальгамированием. При цианировании мелко раздробленную породу обрабатывают разбавленным щелочным раствором цианида натрия (рН 10 — 11) при непрерывном пропускании воздуха: 4Ац ч- 81ЧаС1Ч ч О, + 2Н,О = 4]Ча[Ац(С]Ч),] + 4]ЧаОН 167 а из цианидного раствора золото выделяют с помощью цинковой пыли: 219а(Ац(СП1)2) + л.п = )к(а217п(С)ч)4) + 2Ац4 Процесс занимает около 30 ч, общий выход золота достигает 90 — 95 %. При выделении золота амальгамированием мелко раздробленную с помощью поярка воды породу пропускают над медными пластинами, обработанными ртутью.
Золото растворяется в ртути, которую затем удаляют дистидляцией. Полученное тем или иным способом золото отделяют от примесей (проводят аффинаж) электролитически, что обеспечивает чистоту 99,99% Применение. Золото — основа денежной системы, огромные его количества хранятся в банках для обеспечения денег, имеющихся в обращении. В ювелирной промышленности обычно используют сплавы золота с другими металлами, что позволяет улучшить механические свойства изделий — сделать их механически прочными.
Массовое содержание благородных металлов в сплавах характеризуют «пробой», значение которой соответствует содержанию драгоценного металла в ! 000 г сплава. Ювелирные украшения часто имеют пробу по золоту 583, по серебру 875. Международный стандарт* для производства золотых и серебряных монет — 900-я проба. Большое количество золота используют в электронике для изготовления коррозионно-стойких контактов, в космической промышленности для создания тепловых отражателей и специальных паяльных сплавов. Тонкий (20 нм) слой золота на внутренней поверхности оконных и витражных стекол существенно уменьшает нежелательные тепловые потери зимой, а летом предохраняет внутренние помещения зданий, транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами. Серебрение ц золочение металлических изделий в настоящее время проводят методам гальванапластикн, помещая изделие в качестве катода в злектралитическую ванну, содержащую комплексный цианид благородного металла (готовят кипячением хларида золота(Ш) или нитрата серебра с раствором желтой кровяной соли и содой).
Для химического серебрения обычно готовят отдельна раствор комплексной сали серебра (аммиаката, цианида, гексацианаферрата) и восстановителя (глюкозы, сегнетавай соли, пирагаллала, фармальдегида, гидразина), которые смешивают непосредственно перед началом процесса**. Ранее для залачения металлических предметов я куполов церквей применяли амальгаму золота, саставляемую из одной части золота и двух-трех частей ртути. Ее наносили на поверхность тонким ровным слоем, а затем предмет нагревалн для удаления большей части ртути, небольшое количество которой оставалось в позолоте в ниде твердого раствора.
Для залачения гипсовых и деревянных поверхностей применяют листовое сусальное залога — тонкие листочки сплава, содержащего 96% золота, 2% меди и 2% серебра. Сусальное золото наносят на поверхность, покрытую клеем. Медное зеркало легко получить, восстанавливая ацетат меди(11) гидразинам на водяной бане при температуре 90 'С. * Иногда салсржапяе золота в сплавах вырзжают в каратах.
Корот — '/м-я часть массы золота, так чта чястое золото содержит 24 карата. Для драгоценных камней, например алмазов, карат выражает не чистоту, а массу — 0,200 г. Цены на блаоролные металлы часто приводят за одну тройскую унцяю, равную 31,1035 г, ** Ннкнтнн М.Е., Мельников Е, П. Химин в реставрации. — Лл Химия, 1990. 1б8 Медные сплавы ! 200 Сц 1 000 800 6 ес 600 419 С Хп 400 200 0 20 40 60 80 100 Содержание цинка, ат. % 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Концентрация электронов 1,0 Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
