H | El | ||||||||||||||||||
Li | Fi | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||
N / A | mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||
K | Ca | sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | co | Ni | Cu | Zn | Ga | GE | La fel de | Se | Br | kr | ||
Rb | Sr | Y | Zr | Nb | lu | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | În | sn | Sb | Te | eu | Xe | ||
Cs | Ba | La | * | hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | hg | Tl | Pb | Bi | Po | La | Rn | |
pr | Ra | AC | ** | RF | Db | Sg | bh | hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
* | Ce | Relatii cu publicul | Nd | P.m | sm | UE | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | lu | |||||
** | Th | Pa | U | Np | Pu | A.m | cm | bk | cf | Es | fm | md | Nu | lr |
Metale nobile - metale care sunt ușor susceptibile la coroziune și oxidare și nu reacționează cu acidul clorhidric , ceea ce le diferențiază de majoritatea metalelor " de bază ". Într-o serie de potențiale electrochimice , toate metalele din dreapta hidrogenului corespund acestuia . În tradiția rusă, această listă este pe jumătate mai scurtă - nu include, de exemplu, cuprul . Un alt nume - metale prețioase - datorită rarității lor. Principalele metale nobile sunt aurul , argintul , precum și platina și celelalte 5 metale din grupa platinei - ruteniu , rodiu , paladiu , osmiu , iridiu .
Au primit denumirea de „metale nobile” datorită rezistenței lor chimice ridicate (practic nu se oxidează în aer) și strălucirii produselor. Aurul, argintul, platina pură și paladiul au o ductilitate ridicată, iar restul metalelor nobile, în plus, au o refractare foarte mare .
Aurul și argintul nativ sunt cunoscute omenirii de câteva milenii; acest lucru este dovedit de produsele găsite în înmormântările antice și de lucrările miniere primitive care au supraviețuit până în zilele noastre. În antichitate, principalele centre de extracție a metalelor prețioase erau Egiptul de Sus , Nubia , Spania , Colchis ( Caucaz ); există dovezi de minerit în America Centrală, de Sud , Asia ( India , Altai , Kazahstan , China ). Pe teritoriul Rusiei, aurul a fost extras deja în mileniul II-III î.Hr. e. Metalele erau extrase din plasare prin spălarea nisipului pe pieile de animale cu lână tăiată (pentru a prinde boabele de aur), precum și folosind jgheaburi, tăvi și oale primitive . Din minereuri, metalele erau extrase prin încălzirea rocii până la crăpare, urmată de zdrobirea blocurilor în mortare de piatră , abraziunea cu pietre de moară și spălarea. Separarea prin finețe s-a efectuat pe site. În Egiptul Antic, era cunoscută o metodă pentru separarea aliajelor de aur și argint cu acizi , separarea aurului și argintul dintr-un aliaj de plumb prin cupelare, extragerea aurului prin amalgamare cu mercur sau colectarea particulelor folosind o suprafață grasă ( Grecia Antică ). Cupelația s-a realizat în creuzete de lut, unde s-a adăugat plumb [1] și salpetru [2] .
În secolele XI-VI î.Hr. e. argintul a fost extras în Spania în văile râurilor Tajo , Duero , Minho și Guadyaro. În secolele VI-IV î.Hr. e. dezvoltarea zăcămintelor de aur primar şi aluvionar a început în Transilvania şi în Carpaţii Occidentali .
În Evul Mediu (până în secolul al XVIII-lea ), argintul a fost extras în principal , exploatarea aurului a scăzut din cauza epuizării zăcămintelor disponibile. Din secolul al XVI-lea, spaniolii au început să dezvolte metale prețioase în America de Sud : din 1532 - în Peru și Chile și din 1537 - în Noua Granada ( Columbia modernă ). În Bolivia , mineritul a început în 1545 pe „muntele de argint” din Potosi . În 1577, în Brazilia au fost descoperiți placeri de aur . Până la mijlocul secolului al XVI-lea, în America se extragea de cinci ori mai mult aur și argint decât în Europa înainte de descoperirea Lumii Noi .
În prima jumătate a secolului al XVI-lea, colonialiștii spanioli au atras atenția asupra metalului alb greu infuzibil, care a fost găsit împreună cu aurul în plasele din Noua Granada . După asemănarea lor cu argintul ( plata spaniolă ), i-au dat numele diminutiv " platină " ( platină spaniolă ), literalmente - " argint ". Platina era cunoscută în antichitate, pepite din acest metal au fost găsite împreună cu aur și le-au numit „aur alb” ( Egipt Antic , Spania , Abisinia ), „aur broaște” (insula Borneo ). Datorită faptului că platina a fost folosită pentru fraudă (înlocuirea aurului în monede și bijuterii), a fost publicată [ de cine? ] decret guvernamental prin care se dispune aruncarea lui în mare . Prima descriere științifică a platinei a fost făcută de William Watson în 1741 în legătură cu începutul exploatării sale la scară industrială în Columbia (1735).
În 1803, omul de știință englez William Wollaston a descoperit paladiul și rodiul , iar în 1804, omul de știință englez S. Tennant a descoperit iridiul și osmiul . În 1808, omul de știință polonez Andrzej Snyadetsky , în timp ce explora minereul de platină din America de Sud, a extras un nou element chimic , pe care l-a numit mesajul . În 1844, Karl Klaus , profesor la Universitatea din Kazan , a studiat cu atenție acest element și l-a numit ruteniu după Rusia .
Extracția metalelor prețioase în Rusia a început în secolul al XVII-lea în Transbaikalia odată cu dezvoltarea minereurilor de argint , care a fost efectuată printr-o metodă subterană. Prima mențiune scrisă despre exploatarea aurului de la plaserii Urali datează din 1669 (cronica Mănăstirii Dolmatovsky). Unul dintre primele zăcăminte de aur din Rusia a fost descoperit în Karelia în 1737; dezvoltarea sa datează din 1745. Începutul exploatării aurului în Urali este considerat a fi 1745, când E. Markov a descoperit zăcământul de minereu Berezovsky. În 1819, un „nou metal siberian” (platină) a fost descoperit în zăcămintele de aur aluvionar din Urali. În 1824, pe versantul estic al Munților Urali a fost găsit un bogat placer de platină cu aur și a fost pusă prima mină de platină din Rusia și Europa . Mai târziu, K. P. Golyakhovsky și alții au descoperit sistemul Isovskaya de placere aur-platină, care a devenit faimos în lume. În 1828, omul de știință rus V.V. Lyubarsky a publicat lucrări despre primul depozit primar de platină din lume, descoperit în apropierea Uralului Ural . Până în 1915, 95% din platină a fost extrasă în principal din placeri, restul a fost obținut prin rafinarea electrolitică a cuprului și aurului.
Pentru a extrage metale prețioase din depozitele aluvionare în secolul al XIX-lea , au fost create numeroase modele de mașini de recuperare a aurului (de exemplu, butara , leagăn ). Dezvoltarea butorului a fost utilizată pe scară largă în minele din Ural din prima jumătate a secolului al XIX-lea. În anii 30. În secolul al XIX-lea, în mine, apă era furnizată sub presiune pentru erodarea rocilor de placer. Îmbunătățirea ulterioară a acestei metode a condus la crearea unor spărgătoare de apă - prototipuri ale hidromonitorului . În 1867, A.P. Chausov, lângă Lacul Baikal , a efectuat pentru prima dată exploatarea hidraulică a placerilor; mai târziu ( 1888 ) această metodă a fost aplicată de E. A. Cherkasov în valea râului Cebalsuk în taiga Abakan . La începutul secolului al XIX-lea, dragele erau folosite pentru a extrage aur și platină din placerii inundați , iar în 1870, în Noua Zeelandă , a fost folosită o dragă în acest scop .
Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, placerii adânci din Rusia au fost extrași folosind o metodă subterană și în anii 1990. Secolul al XIX-lea, sunt introduse excavatoare și raclete .
În 1767, F. Bakunin din Rusia a fost primul care a aplicat topirea minereurilor de argint folosind zguri ca fluxuri . Lucrările chimistului suedez K. V. Scheele (1772) au conținut o indicație a tranziției aurului în soluție sub acțiunea compușilor cu cianură . În 1843, omul de știință rus P. R. Bagration a publicat o lucrare despre dizolvarea aurului și argintului în soluții apoase de săruri de cianură în prezența oxigenului și a agenților oxidanți, punând bazele hidrometalurgiei aurului .
Purificarea și prelucrarea platinei a fost împiedicată de punctul său de topire ridicat (1773,5 °C). În prima jumătate a secolului al XIX-lea , A. A. Musin-Pușkin a obținut platină maleabilă prin calcinarea amalgamului său (platina nu este amalgamată). În 1827, oamenii de știință ruși P. G. Sobolevsky și V. V. Lyubarsky au propus o nouă metodă de curățare a platinei brute, care a marcat începutul metalurgiei pulberilor . În cursul anului, pentru prima dată în lume, prin această metodă au fost purificate aproximativ 800 kg de platină, adică platina a fost prelucrată pe scară largă. În 1859, oamenii de știință francezi A. E. St. Clair Deville și A. Debré au topit pentru prima dată platină într-un cuptor într-o flacără de oxigen-hidrogen. Prima lucrare privind electroliza aurului datează din 1863, această metodă a fost introdusă în producție în anii 80. al XIX-lea.
Pe lângă amalgamare, în 1886, pentru prima dată în Rusia, aur a fost extras din minereuri prin clorinare (mina Kochkarsky din Urali ). În 1896, la aceeași mină a fost lansată prima fabrică din Rusia pentru extracția aurului prin cianurare (prima astfel de fabrică a fost construită la Johannesburg ( Africa de Sud ) în 1890). Curând, procesul de cianurare a fost folosit pentru a extrage argint din minereuri.
În 1887-1888. în Anglia, J. S. MacArthur și frații R. și W. Forrest au primit brevete privind metodele de extracție a aurului din minereuri prin tratarea acestora cu soluții de cianuri alcaline diluate și precipitarea aurului din aceste soluții cu așchii de zinc . În 1893 aurul a fost depus prin electroliză , iar în 1894 prin praf de zinc. În URSS, aurul este extras în principal din plaseri; în străinătate, aproximativ 90% din aur provine din zăcăminte de minereu.
În ceea ce privește eficiența extragerii metalelor prețioase din plasare, metoda dragării este cea mai bună, metodele screper-buldozer și hidraulice sunt mai puțin economice. Exploatarea subterană a placerilor este de aproape 1,5 ori mai scumpă decât metoda de dragare; in URSS se foloseste pe placerii adanci din vaile raului. Lena și Kolyma . Argintul este extras în principal din zăcăminte de minereu. Se găsește în principal în zăcămintele de plumb-zinc, care dau anual aproximativ 50% din tot argintul extras; din minereuri de cupru primesc 15%, din aur 10% argint; aproximativ 25% din producția de argint provine din depozitele de filoane de argint. O parte semnificativă a metalelor de platină este extrasă din minereurile de cupru-nichel. Platina și metalele din grupul său sunt topite împreună cu cuprul și nichelul , iar atunci când acestea din urmă sunt purificate prin electroliză, rămân în nămol .
Pentru extragerea metalelor prețioase sunt utilizate pe scară largă metodele hidrometalurgice , adesea combinate cu îmbogățirea. Îmbogățirea gravitațională a metalelor prețioase face posibilă izolarea particulelor mari de metal. Este completată de cianurare și amalgamare, a cărei primă fundamentare teoretică a fost dată de omul de știință sovietic I.N. Plaksin în 1927. Pentru cianurare, clorura de argint este cea mai favorabilă; minereurile sulfurate de argint sunt adesea cianurate după o prăjire preliminară cu clorurare. Aurul și argintul din soluțiile de cianură sunt de obicei precipitate cu zinc metal, mai rar cu cărbune și rășini (schimbătoare de ioni). Extrage aur și argint din minereuri prin flotație selectivă . Aproximativ 80% din argint se obține în principal prin pirometalurgie, restul prin amalgamare și cianurare.
Metalele nobile de înaltă puritate se obțin prin rafinare . Pierderea de aur în acest caz (inclusiv topirea) nu depășește 0,06%, conținutul de aur din metalul rafinat nu este de obicei mai mic de 999,9 eșantioane; pierderea metalelor de platină nu este mai mare de 0,1%. Se lucrează la intensificarea procesului de cianurare (cianurare sub presiune sau prin purjare de oxigen), se caută solvenți netoxici pentru extracția metalelor prețioase, se dezvoltă metode combinate (de exemplu, flotație-hidrometalurgică), se folosesc reactivi organici. , etc . Precipitarea metalelor preţioase din soluţii de cianură şi paste se realizează eficient folosind răşini schimbătoare de ioni . Metalele prețioase sunt extrase cu succes din depozite cu ajutorul bacteriilor (vezi Leșierea bacteriană ).
Ea păstrează funcțiile metalelor valutare, în principal aurul (vezi Bani ). Argintul a fost folosit anterior în mod activ ca bani, dar apoi, după saturarea excesivă a pieței, a pierdut de fapt această funcție.
În prezent, argintul este deținut ca parte a rezervelor valutare ale unor bănci centrale , dar în volume destul de mici.
Argintul, ca și alte metale prețioase, poate fi folosit de persoane fizice și companii ca economii. Contractele futures pe argint sunt utilizate în mod activ de către comercianți pe bursa de metale prețioase, precum și pe piața Forex.
În industria electrică, contactele sunt realizate din metale prețioase cu un grad ridicat de fiabilitate ( rezistență la coroziune , rezistență la acțiunea unui arc electric de scurtă durată format pe contacte ). De exemplu, un mic adaos de ruteniu (0,1%) crește rezistența la coroziune a titanului , iar contactele electrice extrem de rezistente la uzură sunt realizate dintr-un aliaj cu platină . Aproximativ 50% din ruteniul extras este consumat în producția de rezistențe cu peliculă groasă.
Aliajul „osram” (osmiu cu wolfram ) a fost folosit pentru a face filamente pentru lămpi cu incandescență . Aliajul de osmiu cu aluminiu are o ductilitate neobișnuit de mare și poate fi întins fără a se rupe de 2 ori [3] .
În tehnica curenților mici la tensiuni scăzute în circuite se folosesc contacte din aliaje de aur cu argint, aur cu platină, aur cu argint și platină. Pentru echipamentele de comunicații cu curent scăzut și cu încărcare medie, aliajele paladiu-argint (de la 60 la 5% paladiu) sunt utilizate pe scară largă. De interes sunt contactele cermet realizate pe baza de argint ca componentă conductoare. Aliajele magnetice ale metalelor nobile cu o forță coercitivă mare sunt utilizate la fabricarea aparatelor electrice de dimensiuni mici. Rezistențele ( potențiometre ) pentru instrumentele automate și extensometrele sunt realizate din aliaje de metale nobile (în principal paladiu cu argint, mai rar cu alte metale). Au un coeficient de temperatură scăzut de rezistență electrică , forță termoelectromotoare scăzută asociată cu cupru, rezistență mare la uzură , punct de topire ridicat, nu se oxidează.
Tetroxidul de osmiu este folosit în microscopia electronică pentru fixarea obiectelor biologice.
Metalele rezistente sunt utilizate pentru fabricarea pieselor care funcționează în medii agresive - aparate tehnologice, reactoare, încălzitoare electrice, cuptoare de înaltă temperatură, echipamente pentru producția de sticlă optică și fibră de sticlă, termocupluri, standarde de rezistență etc.
Ele sunt utilizate în formă pură, ca bimetal și în aliaje (vezi aliaje de platină). Reactoarele chimice și părțile lor sunt realizate în întregime din metale nobile sau sunt acoperite doar cu folii de metale nobile. Dispozitivele acoperite cu platină sunt utilizate la fabricarea de substanțe chimice pure și în industria alimentară. Când rezistența chimică și refractaritatea platinei sau paladiului nu este suficientă, acestea sunt înlocuite cu aliaje de platină cu metale care măresc aceste proprietăți: iridiu (5-25%), rodiu (3-10%) și ruteniu (2-10% ). ). Un exemplu de utilizare a metalelor nobile în aceste domenii de tehnologie este fabricarea cazanelor și a bolelor pentru topirea alcalinelor sau lucrul cu acizi clorhidric, acetic și benzoic; autoclave , distilatoare , baloane , agitatoare etc.
În medicină, metalele nobile sunt folosite pentru a face unelte, piese de instrumente, proteze , precum și diverse preparate, în principal pe bază de argint.
Un aliaj de platină (90%) și osmiu (10%) este utilizat în implanturile chirurgicale , cum ar fi stimulatoarele cardiace , și în înlocuirea valvelor pulmonare [ 3 ] .
Aliajele de platină cu iridiu, paladiu și aur sunt aproape indispensabile în fabricarea acelor de seringă. Dintre medicamentele care conțin metale nobile, cele mai frecvente sunt lapis , protargol , etc. Metalele nobile sunt utilizate în radioterapie (ace de aur radioactiv pentru distrugerea tumorilor maligne), precum și în medicamentele care măresc proprietățile protectoare ale organismului.
În tehnologia electronică, aurul dopat cu germaniu , indiu, galiu, siliciu, staniu, seleniu este folosit pentru a face contacte în diodele și tranzistoarele semiconductoare . Aurul și argintul sunt depuse pe suprafața ghidurilor de undă pentru a reduce pierderile (vezi efectul pielii ).
Înainte de era fotografiei digitale , sărurile de argint erau principala materie primă în fabricarea materialelor fotosensibile ( cloruri , bromuri sau ioduri ). În primele zile ale fotografiei, sărurile de aur și platină erau folosite, în special, la scanarea unei imagini.
În bijuterii și arte și meșteșuguri, sunt folosite aliaje de metale prețioase (vezi Aliaje de bijuterii).
Ca acoperiri, metalele nobile protejează metalele de bază împotriva coroziunii sau conferă suprafeței acestor metale proprietățile inerente metalelor nobile (de exemplu, reflectivitate, culoare, luciu etc. ). Aurul reflectă eficient căldura și lumina de pe suprafața rachetelor și a navelor spațiale. Pentru a reflecta radiația infraroșie în spațiu, este suficient un strat subțire de aur de 1/60 de microni. Pentru a proteja împotriva influențelor externe, precum și pentru a îmbunătăți observarea sateliților, se aplică un strat de aur pe învelișul lor exterior. Unele părți interne ale sateliților sunt acoperite cu aur, precum și încăperi pentru echipamente pentru a proteja împotriva supraîncălzirii și coroziunii. Metalele nobile sunt, de asemenea, folosite la fabricarea oglinzilor (sticlă argintie cu soluții sau acoperire cu spray argintiu în vid). Cea mai subțire peliculă de metale nobile este aplicată în interior și în exterior pe carcasele motoarelor de aeronave ale aeronavelor de mare altitudine. Metalele nobile acoperă reflectoarele din uscătoarele cu infraroșu, contactele electrice și părțile conductoare, precum și echipamentele și echipamentele radio pentru radioterapie și radioterapie. Ca acoperire anticorozivă, metalele nobile sunt utilizate la fabricarea țevilor, supapelor și recipientelor în scopuri speciale. O gamă largă de pigmenți care conțin aur a fost dezvoltată pentru acoperirea metalelor, ceramicii și lemnului.
Lipiturile cu argint sunt semnificativ superioare ca rezistență față de cupru-zinc , plumb și staniu , sunt folosite pentru lipirea radiatoarelor , carburatoarelor , filtrelor etc.
Aliajele de iridiu cu osmiu , precum și aur cu platină și paladiu , sunt folosite pentru a face ace de busole , lipind pene „eterne”. Duritatea ridicată și refractaritatea excepțională fac posibilă utilizarea osmiului ca acoperire în unitățile de frecare.
Proprietățile catalitice ridicate ale unor metale nobile fac posibilă utilizarea lor ca catalizatori : platină - în producerea acizilor sulfuric și azotic ; argint - la fabricarea formolului . Aurul înlocuiește platina mai scumpă ca catalizator în industriile chimice și petroliere. Rodiul și iridiul catalizează reacția în timpul producerii acidului acetic [4] . Osmiul este folosit ca catalizator pentru sinteza amoniacului , hidrogenarea compușilor organici și în catalizatorii de pile de combustibil cu metanol . Platina, paladiul și rodiul sunt folosite în catalizatorii de oxidare a eșapamentului auto Arhivat 20 aprilie 2021 la Wayback Machine .
Metalele nobile (argint și ruteniu) sunt, de asemenea, folosite pentru purificarea apei .
Exploatarea aurului în întreaga lume este în creștere. În 2019, au fost extrase 3.533,7 tone de aur. Pe primul loc se află China: în 2019 au fost extrase 383,2 tone, iar pe locul doi se află Federația Rusă cu 329,5 tone producție. Pe locul trei se află Australia: 325,1 tone.Prețul unei uncie troy de aur pe piața spot pe 14 decembrie 2020 este de 1.829 USD.
Paladiul a fost de departe cel mai scump metal industrial în 2020, LSE atins un record de 2.841 de dolari uncia pe 19 februarie. Abia de la începutul anului 2020, prețul a crescut cu 45%, în 2019 - cu 54%, în ultimii trei ani - de patru ori. Acest lucru a fost posibil printr-o creștere bruscă a cererii pentru metal ca catalizator în motoarele pe benzină. Dar, contrar legilor pieței, deficitul structural de paladiu nu va dispărea în următorii ani: aproape că nu există proiecte noi mari pentru extracția lui în lume, iar producătorii auto continuă să crească achizițiile [5] . Prețul paladiului în decembrie 2020 este de 2376 USD.
Rezervele mondiale de ruteniu sunt estimate la 5000 de tone [6] . Prețul unei uncie troy de ruteniu pe 10 decembrie 2020 este de 270 USD.
Osmiul are cea mai mare greutate specifică dintre toate metalele nobile: 22,61 g/cm 3 [7] . Cele mai mari rezerve de osmiu din lume, în valoare de 127.000 de tone, se află în Turcia. De asemenea, rezerve semnificative de osmiu sunt situate în Bulgaria [8] . Prețul osmiului pe piața mondială pe parcursul anului 2020 a fost stabil - 400 USD per uncie troy .
Cel mai mare producător mondial de platinoide în 2005: RAO Norilsk Nickel .
Tabelul a fost întocmit conform datelor revistei „Expert” (pentru anul 2005) [9] .
Metal | Productie primara (tone) | Preț mediu ($/kg) | Volumul (milioane USD) |
---|---|---|---|
Argint | 20 300 | 236 | 4792 |
Aur | 2450 | 14 369 | 35 205 |
Paladiu | 214 | 6839 | 1463 |
Platină | 206 | 30 290 | 6240 |
Ruteniu | 24 | 2401 | 871 |
Rodiu | 23 | 66 137 | 1323 |
Iridiu | patru | 5477 | 5 |
Osmiu | unu | 12 903 | unu |
Tabelul periodic | |
---|---|
Formate |
|
Lista articole de către | |
Grupuri | |
Perioadele | |
Familii de elemente chimice |
|
Bloc tabel periodic | |
Alte | |
|
Bijuterii | |
---|---|
Tehnici | |
Instrumente | |
materiale | |
Produse | |
Articole similare Bijuterie |
metale monede | |
---|---|
Metalele | |
Aliaje |
|
Grupuri de monede | |
Grupuri metalice | |
Vezi si |
|
Dicționare și enciclopedii | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |