Как сегодня в мире добывают, находят и перерабатывают золото (12 фото)

Растворители золота — это вещества, которые способны воздействовать на драгметалл и трансформировать элемент на некоторое время. У многих может возникнуть вопрос, зачем растворять золото? Этот процесс предназначен в первую очередь для очистки драгметалла от примесей и эффективной переработки отходов.

Растворение золота в царской водке

Использование драгоценного металла в разных отраслях

Основные отрасли, в которых этот метал нашел широкое применение:

• ювелирная промышленность;
• создание современных электроприборов;
• оптика;
• медицина;
• кулинария;
• исследования атома;
• изготовление оружия массового поражения.

Лишь десятая часть добытого благородного элемента уходит в промышленность, около 45% оседает в золотовалютных резервах государств и у частных лиц. Остальной металл идет на изготовление драгоценностей.

Соляная кислота и перекись водорода

Если же продать радиодетали в Москве не получается, а химический способ не подходит, то можно воспользоваться раствором из соляной кислоты и перекиси водорода в соотношении 2 к 1. После приготовления раствора следует взять посуду, поместить туда радиодетали и залить их кислотой. Затем ёмкость откладывается на неделю. Детали при этом нужно периодически помешивать (не реже 1 раза в день). Если всё делалось правильно, то со временем раствор потемнеет, а на дне посуды появятся частицы золота. Затем драгметалл следует промыть. Для этого можно воспользоваться дистиллированной водой.

Руками такое золото лучше не трогать – обычным касанием его можно превратить его в пыль. Чтобы золото было удобно хранить, его нужно переплавить в муфельной печи. Некоторые делают такие печи своими руками, однако при её изготовлении нужно учитывать, что золото плавится при температуре от 1000 градусов.

Главный недостаток данного способа заключается в том, что на выходе удаётся получить лишь 90% золота, которое содержалось на радиодеталях. 10% останется в растворе. Также полученное золото будет не самой высокой пробы, а последующая очистка приведёт к ещё большим потерям металла.

История разработки золотоносных жил

Археологи предполагают, что добыча золота как отрасль народного хозяйства зародилась на Ближнем Востоке. Оттуда ювелирные изделия экспортировались в Египет. Первые находки в шумерских гробницах имеют возраст более 3 тысяч лет.

Одной из самых богатых золотыми запасами культур была империя древних инков, которая располагалась на территории современной Мексики, Перу и Чили. Их наследием является мифический золотой город Эльдорадо, на поиски которого отправлялись испанские конкистадоры.

В XV веке были открыты первые месторождения на территории Мексики, Чили и Ганы. Три столетия спустя появляются первые золотодобывающие артели в России. В 1823 г. обнаружены богатейших жил в Канаде и Америке, что ознаменовалось вспышкой знаменитой «золотой лихорадки». Еще позже были открыты месторождения в Южной Африке и Австралии.

Царская водка: история названия, пропорция кислот и химические свойства

Свойства Aqua Regia была описаны еще до того момента, как была открыта соляная кислота в 14 веке. Состав получил широкое распространение и свое название в эпоху расцвета алхимии на Европейском континенте. Алхимик из Германии Альберт Великий (Кельнский), который был наставником Фомы Аквинского, назвал ее aqua secunda как производное от aqua prima, азотной кислоты.

В переводе с латыни «вторичная водка» и «первичная водка».

Aqua regia — очень сильная кислота
Представители алхимической когорты начали именовать ее царской тогда, когда кардинал Бонавентура, относимый католичеством к отцам церкви, установил, что вещество, которое объединило две кислоты способно растворять «царя металлов». Ранее этого момента считалось, что благородный металл не может быть ничем изменен. Взаимодействие царской водки и золота доказало обратное. В России М.В Ломоносов называл раствор «королевской водкой».

Символ Aqua Regia, принятый у алхимиков: ▽R. перевернутый треугольник — знак воды.

Химические продукты, соединяясь, взаимодействуют и образуют состав продуктов, который отличается высокой активностью. Это проявляется в сильном запахе с оттенками хлора и диоксида азота. Газообразная двуокись азота желтого цвета напоминает дым такого тона.

Сначала царская водка не имеет цвета, но постепенно приобретает желто-оранжевый оттенок, становясь очень сильным окислителем. Если ее хранить некоторое время, постепенно разлагается, выделяя газообразные вещества.

Скорость травления, то есть окисления, или уровня растворимости, золота — около 10 мкм/мин. Другие благородные металлы требуют для прохождения реакции нагрева до определенных температур. Это относится к родию и иридию. Иными свойствами отличается такой металл, как серебро. Растворение в Aqua Regia не наступает, на поверхности образуется слой AgCl, хлорида драгоценного металла.

Известнейшие месторождения золота

Любопытный факт – 90% всей добычи золота в мире обеспечивают десять крупнейших месторождений. К богатейшим и известнейшим относятся:

1. Мурунтау, Узбекистан. По предварительным оценкам, оно в 2,5 раза перспективнее следующего по списку месторождения.
2. Грассберг, Индонезия.
3. Пуэбло-Вьехо, Доминикана.
4. Янакоча в регионе Кахамарка, Перу.
5. Карлин Тренд, Невада, США.
6. Рудник Голдстрайк, включающий в себя 3 месторождения, США.
7. Кортес, штат Невада, США.
8. Олимпиада в России, Красноярский край.
9. Рудник Веладеро в Аргентине.
10. Карьер Боддингтон, Австралия.

AllMetals

Золото

Золото относительно инертный металл, при нормальных условиях оно не реагирует с большинством кислот и не образует оксидов, благодаря чему было отнесено к благородным металлам, в отличие от металлов обычных, легко разрушающихся под действие окружающей среды. Затем была открыта способность царской водки растворять золото, что поколебало уверенность в его инертности.

За прошедшие столетия химики провели с золотом огромное количество различных экспериментов, и оказалось, что золото вовсе не так инертно, как об этом думают неспециалисты. Правда, сера и кислород (агрессивные по отношению к большинству металлов, особенно при нагревании), на золото не действуют ни при какой температуре. Исключение – атомы золота на поверхности. При 500–700°С они образуют чрезвычайно тонкий, но очень устойчивый оксид, не разлагающийся в течение 12 часов при нагреве до 800°С. Это может быть Au2O3 или AuO(OH). Такой оксидный слой найден на поверхности крупинок самородного золота.

Не реагирует золото и с водородом, азотом, фосфором, углеродом, а галогены с золотом при нагревании реагируют с образованием AuF3, AuCl3, AuBr3 и AuI. Особенно легко, уже при комнатной температуре идет реакция с хлорной и бромной водой. С этими реактивами встречаются только химики. В быту опасность для золотых колец представляет иодная настойка – водно-спиртовый раствор иода и иодида калия: 2Au + I2 + 2KI = 2K[AuI2].

В ряду стандартных потенциалов золото расположено правее водорода, поэтому с неокисляющими кислотами в реакции не вступает. Растворяется в горячей селеновой кислоте:

2Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O,

в концентрированной соляной кислоте при пропускании через раствор хлора:

2Au + 3Cl2 + 2HCl = 2H[AuCl4]

При аккуратном упаривании получаемого раствора можно получить желтые кристаллы золотохлористоводородной кислоты HAuCl4·3H2O.

При восстановлении солей золота дихлоридом олова образуется стойкий коллоидный раствор ярко-красного цвета («кассиев пурпур»). Оксиды золота (АuО2 и Аu2O3) можно получить только испаряя металл при высокой температуре в вакууме. Красно-бурый гидроксид Аu(ОН)3 выпадает в осадок при действии сильных щелочей на раствор АuCl3. Соли Au(ОН)3 с основаниями — аураты — образуются при его растворении в сильных щелочах. Золото реагирует с водородом, образуя гидрид, при давлении от 28 до 65*10-8 Па и температуре более 3500С. Сульфоаураты MeAuS образуются при реакции золота с гидросульфидами щелочных металлов при высокой температуре. Известны сульфиды золота Аu2S3 и Au2S, однако последние метастабильны и распадаются с выделением металлической фазы.

Смесь концентрированных азотной и соляной кислот («царская водка») легко растворяет золото: Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO + 2H2O. После осторожного выпаривания раствора выделяются желтые кристаллы комплексной золотохлористоводородной кислоты HAuCl4 ·3H2O. Царскую водку, способную растворять золото, знал еще арабский алхимик Гебер, живший в 9–10 вв.

В концентрированной серной кислоте золото растворяется в присутствии окислителей: иодной кислоты, азотной кислоты, диоксида марганца. В водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется с образованием очень прочных дицианоауратов: 4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH; эта реакция лежит в основе важного промышленного способа извлечения золота из руд.

Известны и органические соединения золота. Так, действием хлорида золота(III) на ароматические соединения получают соединения, устойчивые к воде, кислороду и кислотам, например: AuCl3 + C6H6 = C6H5AuCl2 + HCl. Органические производные золота(I) стабильны только в присутствии координационно связанных с золотом лигандов, например, триэтилфосфина: CH3Au·P(C2H5)3.

Рентабельность и законы

Добыча золота в промышленных масштабах может вестись только при условии рентабельности месторождения – не менее 3 г на тонну руды. Если прииск не может обеспечить такого уровня добычи металла, он признается убыточным, работы на нем прекращаются.

Вплоть до 2021 года физическим лицам было запрещено осуществлять добычу металла даже на отработанных месторождениях. Нарушение закона влекло за собой наказание вплоть до уголовной ответственности. Однако закон был пересмотрен, и сейчас добыча золота может осуществляться частным лицом, оформившим ИП.

Добыча ценного металла подлежит лицензированию в организации Роснедра. Прежде чем получить разрешение, соискателю придется выиграть это право на аукционе, а стоимость такой лицензии исчисляется миллиардами рублей, если речь идет о перспективных месторождениях.

Без получения специального разрешения добывать драгоценный металл можно, заключив договор подряда с золотодобывающей организацией на проведение работ на ее территории.

Прибыль сегодня и перспектива на будущее

Золото – мерило благосостояния целых государств. Как объект инвестиций оно год за годом показывает устойчивый рост курса, что делает его отличным источником вложений. По мнению экспертов, такая тенденция сохранится в ближайшие годы.

Процесс растворения

Растворяя золото, можно с помощью последующих процессов добиться высшей пробы, то есть увеличить количество драгметалла металла в сплаве. Процесс происходит в три этапа:

1. Растворение золота с примесями.
2. Выпаривание.
3. Осаждение драгметалла.

Именно для первой стадии нужны растворители. Но не каждое сильнодействующее вещество подойдет для таких целей. Золото — благородный металл, что означает инертность вещества по отношению ко многим реактивам. Но в то же время существуют кислоты или смеси, которые способны растворить золото.

Растворение — сложный процесс, но можно выполнить его и в домашних условиях. Например, перед очисткой лома или извлечением драгметалла из радиодеталей. Но перед тем как добавлять реактивы в изделия, стоит очистить лом от примесей. Например, с помощью магнита избавится от ферромагнетиков. Затем лом можно опустить в азотистую кислоту, чтоб избавиться сразу от части металлов.

Как почистить позолоту

Использовать какие-то агрессивные средства и абразивную чистку в этом случае, конечно, нельзя – есть риск повредить тонкий слой позолоты. Лучше чистить позолоченную цепочку, браслет или колечко следующим способом:

1. Приготовьте раствор: 1 л теплой воды, 1 ч.л. мыльной стружки, 5-6 капель нашатырного спирта.
2. Замочите украшения на полчаса – они должны быть полностью погружены в раствор.
3. Промойте в проточной воде, высушите на салфетке или полотенце.
4. Отполируйте замшевой тряпочкой.

Чем растворить золото?

Процесс извлечения чистого золота через его растворение может осуществляться различными способами. Некоторые его получают путем цианирования.

Под цианированием следует понимать процедуру извлечения посредством цианистого калия. Другие используют для отделения фтор.

Следует заметить, что эта процедура очень опасная. Дело в том, что процесс осуществим лишь на чрезвычайно высоких температурах. Кроме того, фтор относится к одним из самых ядовитых веществ в природе.

Также, если появилась потребность из обычного золота 585 пробы сделать 999, «царская водка» и здесь окажется незаменимым помощником.

Золото отличается высокой реакционностью

В процессе нагревания золота наблюдается увеличение показателей реакционности. То есть, металл можно растворить во время соединения окислителя и концентрата серной кислоты. При повышении температуры золото вступает в реакцию с галогенами (в том числе – с их соединениями), а также с определенными видами элементов системы. Отметим, что различные ювелирные украшения изготовляют не из чистого металла, а из его сплава с никелем, медью и так далее. Поэтому хранить золото рекомендуется с теми веществами, в составе которых присутствует йод и хлор.

Как отполировать золото

Полировку украшений сложного дизайна в некоторых случаях лучше доверить профессионалам, а вот с лаконичными украшениями можно справиться и самостоятельно. Чтобы золотое кольцо блестело как новое, используют следующие приемы:

1. Замочите украшение в горячей воде с шампунем или мылом на 7-8 часов, а потом отполируйте мягкой зубной щеткой. Способ подходит и для блестящего золота, и для матового.
2. Придать блеск золоту поможет замачивание на 10 ч в аммиачном растворе (25%), который можно приобрести в аптеке.
3. Полировка золота от царапин выполняется с помощью чистящей пасты для золотых изделий – фабричной или изготовленной самостоятельно из вазелина, растертого в порошок белого мела, воды и мыльной стружки. Полируйте мягкой зубной щеткой без надавливания.
4. Нанесите пасту ГОИ на войлок, протирайте изделие однонаправленными движениями без давления: это поможет вернуть блеск и эффективно отполирует потертости и царапины.

Помните: для полировки нельзя использовать соду и зубной порошок – абразивные частицы этих средств способны лишь усугубить ситуацию

Себестоимость домашней полировки золотых украшений в разы ниже профессиональной. Но при самостоятельной полировке важно учитывать особенности металла: матовость, цвет и качество золота, наличие ювелирных вставок, черненого или родированного покрытия.

Золото не взаимодействует с кислотами и щелочами

Золото не способно растворяться в кислотно-щелочной среде. Растворить его можно лишь в единственном случае – при соединении с царской водкой, которая представляет собой концентрат двух кислот:

• соляной кислоты
• азотной кислоты

Если посмотреть на работы алхимиков разных поколений, то можно увидеть, что они иллюстрировали исследования данной реакции в виде рисунка льва, который пожирал диск с солнечными лучами.

Физические свойства золота

Золото — элемент 11 группы Периодической системы химических элементов. Из известных 37 изотопов золота, в природе встречается только один стабильный изотоп – 197Au с атомным весом 197, атомным номером 79. Остальные изотопы, получаемые в атомных реакторах, нестабильны и обладают максимальным периодом полураспада в 186 дней (195Au).

В 1947 году в результате эксперимента в ядерном реакторе была осуществлена древняя мечта человечества, которую сделали своей главной целью средневековые алхимики – превращение ртути в золото. Американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн получили 35 мг настоящего золота из ртути. Впоследствии было несколько попыток спекуляции на тему промышленного производства искусственного золота. Однако уже тогда ученые однозначно заявляли о том, что получение золота таким образом настолько дорогостоящий процесс, что он не имеет никакого экономического смысла. В итоге, кусочек искусственного золота выставлен в Музее науки и промышленности (Museum
ofScienceandIndustry
) в Чикаго, и ситуация остается прежней – получать золото искусственным путем нецелесообразно.

Золото представляет собой металл желтого цвета, очень тяжелый, но при этом мягкий и пластичный.

Золото единственный металл, который в чистом виде обладает желтым цветом. Цвет золота яркий, теплый и приятный. Благодаря цвету, люди с самой древности связывали золото с солнцем.

Плотность золота составляет 19,32 г/см3 , то есть золото — очень тяжелый металл. Тяжелее его только платина, иридий, осмий и рений. Кубик золота со стороной всего 3,7 см весит 1 кг. Один кубический метр золота весит 19 320 кг, такой же объём железа будет весить почти в три раза меньше – 7 874 кг.

Температура плавления золота составляет 1064,43 °С, температура кипения — 2947°С. Золото в расплавленном состоянии имеет бледно-зеленый цвет. При нагревании выше температуры плавления начинает улетучиваться.

Золото очень мягкий металл, твердость по шкале Мооса 2,5-3,0. Сталь обладает твердостью 4,0-4,5, поэтому чистое золото можно разрезать ножом. В сплавах твердость золота значительно увеличивается, поэтому мы часто можем видеть в исторических фильмах или книгах, как раньше золото пробовали «на зуб». Действительно, выпускавшиеся ранее золотые монеты состояли почти из чистого золота и на них можно было оставить след при надкусывании. На поддельных монетах, в которых содержание золота было меньше, оставить зубами след не возможно.

Золото является наиболее ковким металлом. Его можно не нагревая расковать в полупрозрачные листочки, толщиной примерно от 1 до 0,1 мкм (толщина человеческого волоса от 80 до 110 мкм), которые при этом сохранят цвет и все свойства золота. Это так называемое «сусальное» золото, которым покрывают купола церквей и предметы интерьера. Из одного грамма золота получается лист площадью примерно в 0,5 м2. Таким образом, золотом можно декорировать значительные площади и практически любые материалы. При этом, стоимость самого золота будет относительно невелика и большая часть затрат уйдет на оплату работы мастера и сопутствующих материалов.

Золото очень пластичный и тягучий металл, который позволяет придавать ему любую форму, растягивать и сжимать, сгибать не ломая. К примеру, из одного грамма золота получают 100 метров проволоки диаметром 0,025 мм, которую используют в электронной промышленности для создания электрических цепей в микросхемах.

Также, широкое применение золота в производстве микроэлектроники обеспечивается его низким сопротивлением электричеству, хорошей теплопроводностью и устойчивостью к окислению.

Золото прекрасно отражает инфракрасный свет. Это свойство используют в системах остекления высотных зданий, покрывая стекла тончайшим золотым напылением, не позволяющим инфракрасным лучам проникнуть внутрь и тем самым снижая расходы на охлаждение здания. Золотым напылением покрыты визоры шлемов космонавтов. Золото в комбинации со специальным пластиком полностью защищает глаза космонавтов от агрессивных инфракрасных и ультрафиолетовых излучений, пропуская при этом видимую часть света.

Золото прекрасно поддается различным видам обработки, полировке, пайке, легко образует сплавы с другими металлами. Все эти свойства обусловили широкое применение золота для изготовления ювелирных изделий с самых древних времен.

Как по шагам растворить золотое изделие?

Первым делом, если в качестве материала выступает лом драг металла, либо изделия с примесями, следует провести очистку посредством феромагнитного вмешательства.

Далее процесс продолжается в виде обработки чистой азотной, либо других кислот. Только после этого можно приступать к непосредственному растворению.

Начинать следует с точных замеров пропорций. То есть, если в потенциальном материале масса равняется 1 грамму, следует приготовить 3.75 миллилитров концентрированной соляной кислоты, после чего все смешать в таре.

Практически сразу после смешивания должны наступить растворяемые процессы. Как только реакция завершится, раствор сливается и повторяется как в первом случае.

После добавления 2 порции соляной кислоты, колбу необходимо подвергнуть нагреву. В процессе нагрева не спеша вносится следующая составляющая в виде азотной кислоты.

В течение короткого времени драгоценный металл полностью растворится, но следует заметить, под определением полностью имеется ввиду исключительно золотая составляющая. Другие составляющие, например, серебряные имеют свойство пассивироваться.

Как только весь процесс подошел к стадии завершения, следует выждать 20-30 минут, поддерживая температуру нагрева на прежнем уровне.

Ни в коем случае при нагреве не следует допускать процесса кипения. Если это произойдет, драг металл начнет выпадать в осадок раньше времени, а это значительно осложнит дальнейший этап осаждения аурума в чистом виде.