Меню

Золото тип полезного ископаемого

Золото

Золото — минерал, являющийся природным твёрдым раствором серебра (следы, до 43%) в золоте; обычны примеси (следы, до 0,9%) меди, железа, свинца, реже — висмута, ртути, платины, марганца и др. Известны разновидности с повышенным содержанием меди — до 20% (медистое золото, купроаурит), висмута — до 4% (висмутистое золото, висмутаурит), платиноидов (платинистое и иридистое золото; порпецит — Au, Pd, родит — Au, Rh), природные амальгамы (Au, Hg).

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура золота

Кристаллизуется в кубической сингонии, в виде октаэдров, ромбододекаэдров, кубов и более сложных по форме кристаллов; нередко они искажены, сильно вытянуты, образуя «проволочки», «волоски», или уплощены параллельно грани октаэдра. Для самородного золота особенно низкопробного, характерно многообразие форм роста, оно обычно в виде скелетных кристаллов, дендритов, нитевидных и скрученно-нитевидных кристаллов. Широко распространены прожилковидные и неправильные комковидные, «крючковатые» выделения; на их поверхности нередко сохраняются отпечатки кристаллов других минералов, агрегаты которых включали скопления самородного золота. Травление выявляет кристаллически-зернистое строение золотых частиц.

СВОЙСТВА

Золотые слитки и самородки

Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Диамагнетик, то есть, магнитное поле в золоте ослабевает. Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, рения, платины, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы.
Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса

2,5, по Бринеллю 220—250 МПа (сравнима с твёрдостью ногтя).
Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до

0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м.
Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К), кипит при 2856 °C (3129 К). Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см 3 при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Содержание золота в земной коре очень низкое — 4,3·10 -10 % по массе (0,5-5 мг/т), но месторождения и участки, резко обогащённые металлом, весьма многочисленны. Золото содержится и в воде. Один литр и морской, и речной воды содержит менее 5·10 −9 граммов Au, что примерно соответствует 5 килограммам золота в 1 кубическом километре воды.
Золоторудные месторождения возникают преимущественно в районах развития гранитоидов, небольшое их количество ассоциирует с основными и ультраосновными породами.
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). С развитием современных технологий более популярными становятся химические способы.
В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн проводили эксперимент по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. В качестве побочного эффекта эксперимента было получено около 35 мкг золота. Таким образом, была осуществлена многовековая мечта алхимиков — трансмутация ртути в золото. Однако экономического значения такое производство золота не имеет, так как обходится во много раз дороже добычи золота из самых бедных руд.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Изделия из золота

Самородное золото — главная форма нахождения золота в природе. Оно концентрируется в гидротермальных месторождениях образуя золотые руды, неравномерно распределяясь в трещиноватом жильном кварце и в сульфидах — пирите, арсенопирите, пирротине и др. В существенно сульфидных рудах самородное золото тонкодисперсное. При окислении руд на земной поверхности мелкое самородное золото частично растворяется и переотлагается; в ряде случаев оно обогащает верхние части рудных тел. Процессы их разрушения приводят к освобождению частиц самородного золота и их накоплению в россыпях; перемещаясь водными потоками вместе с другим кластическим материалом, частицы окатываются, округляются, деформируются, частично перекристаллизовываются; в результате электрохимической коррозии на них образуется тонкая оболочка высокопробного золота, что приводит к общему повышению пробы самородного золота в россыпях.

ПРИМЕНЕНИЕ

По своей химической стойкости и механической прочности золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо как материал для электрических контактов. Поэтому в микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко.
Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в нейтронной бомбе. Тонкий слой золота (20 нм) на внутренней поверхности оконных и витражных стекол существенно уменьшает нежелательные тепловые потери зимой, а летом предохраняет внутренние помещения зданий и транспортных средств от нагревания инфракрасными лучами.
Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума.
Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства — соотношением серебра и меди.
Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами.
Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза, ревматоидных артритов и т. д.). Радиоактивный изотоп 198 Au (период полураспада 2,967 сут.) используется при лечении злокачественных опухолей в радиотерапии.

Читайте также:  Полезно ли отжиматься вечером

Источник

Золото: свойства, способы добычи и применение

Золото представляет собой тяжёлый минерал жёлтого цвета. Это драгоценный благородный металл, играющий важнейшую роль в истории человечества. Своё название химический элемент приобрёл от старославянского слова «злато», что обозначает яркий жёлтый цвет.

Физические свойства золота:

  • Мягкий, ковкий, пластичный металл.
  • Хороший проводник тепла и электрического тока.
  • Плотность золота 999 пробы составляет 19,32 г/см 3 .
  • Плавится при температуре +1064,18 0 C.
  • Температура кипения составляет +2856 0 C.
  • Инертный благородный металл, не подверженный окислению и коррозии.
  • Не вступает в реакции с кислотами. Исключение составляет царская водка – смесь концентрированных соляной и азотной кислот.
  • При повышенных температурах вступает в реакцию с хлором и фтором.
  • Хорошо растворяется в ртути, образуя легкоплавкий сплав – амальгаму.
  • Взаимодействует с некоторыми органическими веществами, примерами которых являются ауротиоглюкоза, этилдибромид золота.

История добычи золота в России

История российской золотодобычи насчитывает около трёх веков.

До этого, на протяжении многих столетий золото закупали за границей, тратя на это свои национальные богатства. Хотя ещё в V веке до нашей эры, «Отец истории» Геродот утверждал, что на Урале (в те времена его называли Рифейскими горами) имеются значительные запасы этого благородного металла. И действительно, раскрывая древние скифские захоронения, тайные копатели – «бугорщики» обнаруживали множество уникальных золотых изделий исчезнувшей цивилизации.

Начиная с 40-вых годов XVIII века положение коренным образом изменилось. Золото уже обнаруживали на Алтае, в Карелии на Воицком медном руднике, а в Архангельской губернии нашли золотую жилу, из которой в последующем добыли за полвека 65 кг благородного металла.

Но всё же первым промышленным месторождением стал Шарташский рудник (в дальнейшем – Первоначальный), открытый в 1745 году Ерофеем Марковым. К середине столетия Берёзовский промысел, возникший на его базе и включающий в себя 50 приисков, производил 16 кг золота. К 60-ым годам добыча составила 32,6 кг, к 70-ым – свыше 65 кг. А в 1806 году было выпущено 5,8 тонн золота, что составляло в то время 85% всего производства на территории государства.

Дальнейшее развитие золотодобыча получила значительно позже указа Екатерины II от 1782-го года, объявлявшего государственную монополию на разработку металлов. Хотя на протяжении второй половины XVIII века жёлтый металл находили на всех склонах Уральских гор, кроме севера. Знаковым стало обнаружение крупных самородков на реке Чусовой, золотые запасы которой продолжают разработку и в настоящее время.

Открывший свободу в добыче драгоценных металлов, указ Александра I, позволил начать освоение россыпных месторождений по технологиям Льва Брусницина. Открытием им Уфалейских коренных месторождений и успешные исследования на реке Берёзовка, привели к золотой лихорадке на территории России. 200 новых россыпных месторождений, первое место по уровню золотодобычи в мире, постоянное совершенствование технологий, привели к резкому увеличению добычи минерала.

Благородный металл вновь открыли на Алтае, в Западной Сибири, в Вятской губернии. В дальнейшем промысловики и рудознатцы всё больше устремляются на восток. Район Енисея, Забайкалье, Приамурье, Приморье становятся новыми районами золотодобычи. К ним добавляется бассейн реки Лена, Колыма и Чукотка.

Во времена Российской империи из земных недр было извлечено 2644 тонны золота. Аналогичный показатель за время существования СССР составил 10985 тонн. С 1991 по 215 год добыча золота составила 4404,1 тонн.

Способы добычи

Промывка россыпей

Древнейший способ золотодобычи, основанный на высокой плотности минерала. Используя лоток, старатели вручную моют золотоносный песок, отсеивая более лёгкие породы. При этом получается тяжёлая фракция, называемая шлихом, требующая дальнейшей переработки. Иногда в нём встречаются и другие ценные металлы и камни.

Читайте также:  Молоко без лактозы полезно или нет

Более современные технологии промывки россыпей или породы коренных месторождений используют драги и промышленные промывочные установки, что позволяет значительно увеличить производительность процесса.

Извлечение золота из горных пород посредством амальгамации, хлорирования или цианирования

Амальгамация – метод добычи золота, с помощью образования соединений высококонцентрированных пород минерала со ртутью. После чего происходит извлечение амальгамы из шлама, и разделение её на золото и ртуть, которую затем используют повторно.

Цианирование использует растворение золота в цианидах (растворах синильной кислоты или её солей). Затем драгоценный минерал осаждается с помощью ионообменных смол или цинковой пыли. Тот же самый процесс, использующий для осаждения золота на сорбционных колоннах с возвращением восстановленных цианидов в повторное использование, носит название кучного выщелачивания.

Хлорирование золота – способ известный ещё жителям доколумбовой Америки, основан на растворении минерала в хлоре с дальнейшим переводом его в газ, осаждаемый и растворяемый водой. Что позволяет концентрировать металл в нужном месте. Существуют и варианты чисто газовой технологии. Нагревая смесь золотоносной руды с поваренной солью и глиной, индейцы получали огромное по тем временам количество золота.

Промышленный

Извлечение золотосодержащих руд из земной коры на поверхность, с различных глубин залегания производится открытым или закрытым способом. Предварительно проведённая геологоразведка определяет наличие золотоносных слоёв и целесообразность их разработки.

Шахтная

Технология добычи шахтным способом достаточно трудоёмкая. Кроме строительства самих подземных сооружений, требуется разработка замёрзших грунтов и удаление талых вод. С внедрением методики разработки лавами и использованием современных технических приспособлений (ленточных конвейеров, гидроустановок, паровых игл) процесс в значительной степени стал более эффективным. Повысилась производительность труда, и увеличился выход породы.

Несомненным достоинством данного метода является возможность разработки золотоносных месторождений, глубиной от 10 м. Подчас вечная мерзлота является благоприятным фактором добычи руд таким способом.

Карьерная

Процесс, связанный с удалением верхнего слоя пустой породы и разработкой золотоносного слоя грунта. В случае высокой твёрдости материалов, могут применяться буровые и взрывные технологии. Добытую экскаваторами руду грузят на транспортные средства, что затем отправить на перерабатывающие предприятия. Где и происходит её дальнейшее освоение.

Узкоспециализированные методики

Метод гравитационной дифференциации

Один из самых старых, но не потерявших актуальность методов добычи золота из пород, применяемых на большинстве современных предприятий. Суть его заключается в предварительном измельчении руды тяжелыми чугунными шарами внутри вращающихся мельничных барабанов. Затем в центрифугах происходит разделение фракций на лёгкую часть и тяжёлую (более богатую золотом). После чего и та и другая подвергаются процессам переработки, соответствующих их свойствам.

Использование металлодетектора

Постоянный технический прогресс вносит свои коррективы в древнейший процесс поиска полезных ископаемых. Одним из таких достижений, в значительной степени облегчающих поиск металлов, стали металлодетекторы. Причём современные конструкции этих устройств позволяют осуществить специализацию по конкретным химическим элементам. При всех своих недостатках, эти приспособления позволяют обнаруживать крупные фракции жёлтого металла, а также его самородки. Поэтому можно смело сделать вывод, что металлодетекторам открывается большое будущее в разведке полезных ископаемых. В том числе и золота.

Использование «флоттера»

Технология, применяемая в основном для улавливания самых мелких частиц золота. Хорошо раздробленную породу заливают маслом и тщательно перемешивают, заливая водой. В результате чего лёгкие «жирные» частички оказываются на поверхности. Не представляет трудности извлечь их оттуда и подвергнуть очистке, скажем с помощью последующего цианирования. В промышленных производствах для повышения производительности процесса, смесь продувают воздухом.

Добыча в холодное время года

Специфика разработки золотоносных месторождений во время низких температур имеет ряд существенных преимуществ:

  • Решение ряда транспортных проблем, не отягощённых весенне-осенней распутицей и сырым летним грунтом.
  • Отсутствие значительных потоков грунтовых вод и снижение уровня поверхностей водоёмов.
  • Благоприятная возможность удаления лесокустарникового покрова и снятия твёрдого грунта.
  • Улучшение оптических характеристик искомого минерала.

В целом можно отметить, что добыча золота в то или иное время года наиболее целесообразна с учётом конкретных обстоятельств организации процесса по месту действия.

Применение золота

Ювелирная промышленность

Благодаря своим уникальным эстетическим свойствам, золото всегда находило применение в качестве материала для изготовления изысканных украшений. С течением веков ситуация почти не изменилась. Значительная часть этого благородного металла попадает в руки ювелиров, создающих разнообразные драгоценности.

Однако, чистый металл, вследствие своей мягкости, для этих целей непригоден. Гораздо лучше зарекомендовали себя сплавы золота с медью, серебром; с добавками из цветных металлов. Такая смесь химических элементов, позволяет получать сырьё необходимой прочности и нужного цветового оттенка.

Читайте также:  Как полезней употреблять рыбу

Обычной практикой стало нанесения клейма на готовые ювелирные изделия, указывающего их пробу – содержание золота (или другого благородного металла) в пробируемом сплаве.

Инвестирование

В силу целого ряда исторических причин и физических характеристик: долговечности, устойчивости к коррозии, золото стало важнейшим элементов финансового рынка и крупнейшим источником инвестиций. Хранить его можно практически бесконечно, а ликвидность этого металла сохраняет своё многовековое постоянство. Что превращает этот минерал в один из удобнейших вариантов вложений и долговременных накоплений.

Государственный золотовалютный запас

Одним из направлений использования описываемого драгоценного минерала является формирование золотовалютных резервов, представляющих активы высокой ликвидности, в состав которых входит золото в виде монет. Необходимо отметить, что эти средства находятся под контролем органов государственной власти.

Монетное дело

Использование золота в качестве национальной (иногда и межнациональной) валюты имеет древнейшую историю. Более того, в XIX и в начале XXвеков все мировые валюты были привязаны к единому золотому стандарту. И сегодня множество стран мира чеканят инвестиционные и юбилейные монеты на основе золота очень высокой пробы. Хотя основным средством обращения давно уже стали бумажные банкноты.

Техника и промышленность

Техническое применение минерала основано на использовании ряда его особых свойств: мягкости, ковкости, тягучести; высокой электропроводности, устойчивости к химическим воздействиям, отражательным способностям. Сферами применения этого благородного металла являются:

  • Транспорт.
  • Химическая отрасль.
  • Энергетика.
  • Приборостроение и электроника.
  • Телекоммуникации.
  • Нанотехнологии.
  • Ядерная физика.
  • Производство современных средств вооружений.
  • Космонавтика.

Пищевое производство

Экзотическим направлением использования золота может похвастаться кулинария. Именно здесь изысканно-утончённые вкусы гурманов активизируются под воздействием сусальных золотых украшений, входящих в состав изготовленной продукции. Имеет место и применение этого минерала в качестве оригинальной пищевой добавки к напиткам и продуктам питания. Что становится своеобразным средством привлечения очень богатых клиентов в самые дорогие рестораны планеты.

Стоматология

Эта отрасль медицины использует золото в качестве материала для протезирования зубных тканей. Подобное становится возможным благодаря химической инертности благородного минерала и его пластическим свойствам.

Фармакология

В фармакологии золото применяется для лечения аутоиммунных и онкологических заболеваний.

Месторождения в России и мире

Список крупнейших мировых золотоносных месторождений возглавляют:

  • Сухой Лог. Иркутская область, Россия Оценённые запасы этого месторождения составляют 2700 тонн!
  • Лас-Кристинас. Предместье города Лас-Кларитас, Венесуэлла. 480 тонн запасов.
  • Шахта «Силинь». Провинция Шаньдун, восточный Китай. 382 тонны.
  • Васильковское. Пригород города Кокшетау, северный Казахстан. 360 тонн.
  • Бакырчик. Восточный Казахстан. 200 тонн.
  • Витватерсранд. ЮАР.
  • Мурунтау. Узбекистан. Самый крупный открытый золотоносный карьер. Остаточные запасы составляют 1750 тонн.
  • Грасберг. Индонезия.
  • Голдстрайк. Штат Невада, США.
  • Кортес. Штат Невада, США.
  • Пуэбло. Вьехо. Доминиканская Республика. 183 тонн залежей.
  • Янакоча. Перу.
  • Карлин. США.
  • Пеньяскинто. Штат Сакатекас, Мексика.
  • Веладеро. Чили и Аргентина.
  • Лихир. Папуа Новая Гвинея.
  • Боддингтон. Западная Австралия.
  • Берёзовское месторождение. Россия.

Мировые запасы

Мировые запасы золота (в недрах) оцениваются в 55 тыс. тонн. Но в реальности, его значительно больше. Правда, пребывает оно в распылённом состоянии. Один только Мировой Океан содержит 10 млрд. тонн этого минерала. Крупнейшими обладательницами золотоносных руд являются:

Страны-золотодобытчики

Десятка лидеров мировой золотодобычи 2019 года выглядит следующим образом:

  • Китай – 420 тонн.
  • Австралия – 330 тонн.
  • Россия – 310 тонн.
  • США – 200 тонн.
  • Канада – 180 тонн.
  • Индонезия – 160 тонн.
  • Перу – 130 тонн.
  • Гана – 130 тонн.
  • Мексика – 110 тонн.
  • Узбекистан – 100 тонн.

Крупнейшие золотодобывающие компании России

Итоги 2019 года расставили ведущих российских золотодобытчиков в следующем порядке:

  • 1 место – ПАО «Полюс».
  • 2 место – ГК Polymetal.
  • 3 место – KinrossGold.
  • 4 место – ГК Petropavlovsk.
  • 5 место – ГК Nordgold.
  • 6 место – АО «Южуралзолото ГК».
  • 7 место – HighlandGold.
  • 8 место – ПАО «Высочайший» (GV Gold).
  • 9 место – АО «Павлик».
  • 10 место – ПАО «Селигдар».
  • 11 место – ПАО «Сусуманзолото».
  • 12 место – ГРК «Быстринское» (Норильский Никель).
  • 13 место – АО «Золото Камчатки».
  • 14 место – АО «Прииск Соловьёвский».
  • 15 место – Холдинг «Сибзолото».
  • 16 место – АО ГРК «Западная».
  • 17 место – Концерн «Арбат».
  • 18 место – «Артель старателей Витим».
  • 19 место – АО «Охотская ГГК».

Рынок золота

77 стран мира проявляют заметную деловую активность на мировом рынке золота. В качестве лидеров продаж по итогам 1-го квартала 2020 года, выступили: Швейцария, Канада, США, Тайланд и Австралия. Однако по итогам первых 8 месяцев года на первую строчку экспортёров вышел Узбекистан, реализовавший драгоценного металла на сумму в 5,8 млрд. долларов.

Ведущими импортёрами в последнее время являются: Турция, Индия и Китай. Впрочем, эта ниша мировой торговли отличается крайней нестабильностью и подвержена сильному влиянию политической и экономической конъюнктуры текущего момента.

Источник