Как выглядит золото: химические и физические свойства

Как выглядит золото

Золотые самородки

Золото – благородный металл, многие слышали это название, но что оно обозначает?

Химические свойства. Как химический элемент, оно практически не вступает в реакцию, и не поддается воздействиям агрессивных веществ. Если кратко, то золото не окисляется, что делает его идеальным материалом во многих отраслях.

Физические свойства. Как выглядит золото? В чистом виде — это насыщенно желтый, довольно мягкий металл, в то же время плотный, что определяет значительный вес изделий.

Если взять килограмм золота и сделать из него шар, то это будет сфера диаметром всего лишь в 46,2 миллиметра!

Чистый материал очень просто обрабатывать, легко плавить (температура плавления 1064°), ковать (можно изготовить очень тонкий лист) и вытягивать.

Незначительная твердость — это главный из недостатков, который устраняют добавлением в металл примесей: серебра, меди, платины и стали. Так появились различные виды золота.

Чистое золото характеризуется насыщенным желтым цветом и ярким блеском, но встретить такой металл можно только в виде банковских слитков. В природе чистое золото найти практически нельзя, поэтому его цвет в природе будет зависеть от размера частиц металла и состава примесей. Необработанное золото может иметь серо-зеленый оттенок, при этом непривлекательный цвет будет сопровождаться тусклым блеском металла.

Как выглядит драгметалл в таком состоянии можно увидеть на фото золотосодержащих пород. Иногда блеск у частиц драгметалла в породе может и вовсе отсутствовать. Золото желтого цвета встречается в природе гораздо реже «зеленого» металла. Непривлекательный вид золотых частиц способствует тому, что определить ценность находки обычно может только специалист.

Россыпные месторождения золота в природе существуют благодаря тому, что тяжелые частицы металла оседали по пути своего следования в потоках воды, а легкая порода разрушалась и вымывалась. Высокая плотность драгметалла используется в процессе промывки на шлюзах, так как именно это физическое свойство обеспечивает высокие показатели излечения металла из промываемой породы.

Высокая отражательная способность элемента позволяет использовать тончайшие листы металла в производстве офисных стекол, стекол для самолетов и водных судов, шлемов для космонавтов. Изготовление тонких листов золота возможно благодаря его отличной ковкости и легкой полировке.

Золото в природе химически инертно. Металл не вступает в реакцию с другими элементами, из-за чего был отнесен к числу благородных. Седи известных химических реакций, в которые вступает аурум, можно отметить растворение металла в «царской водке» и горячей селеновой кислоте высокой концентрации. Драгметалл вступает в реакцию кислородом в присутствии комплексообразователей, в качестве которых могут выступать цианиды.

Желтый металл способен реагировать с фтором, но только при температуре в 300-400 градусов по Цельсию: при более низких параметрах реакция не осуществляется, а при более высоких – образующиеся фториды начинают разлагаться. Еще одной известной реакцией золота является его растворение во ртути с образованием амальгамы.

Распространенность металла

Золото как химический элемент встречается повсеместно. Мнение о том, что драгметалл можно найти только на территории месторождений неверно. Золото в распыленном состоянии находится в растениях и животных, а также в организме человека. Определить наличие металла в этих случаях можно только особыми аналитическими методами.

Среднее содержание желтого металла в коре нашей планеты не превышает одну миллионную долю процента, поэтому порог концентрации золота в основной породе, позволяющий считать некую территорию месторождением, также очень низок. Иногда даже соотношение в четверть грамма драгоценного металла на тонну породы может быть признано выгодным для начала добычи золота в этом месте.

Разновидности металла

Виды золота

Банковское золото

Различают два основных типа золота – банковское и ювелирное.

В первом варианте очень важна чистота металла, где принят основной стандарт 999 пробы. Это значит, что такой образец не имеет примесей других элементов. Такие слитки хранят в государственных резервах, реализуются банками в качестве инвестиционных вложений.

Для ювелирного золота важны прочность и долговечность. Поэтому в украшениях не используют чистое золото из-за его мягкости. Поэтому появились такие разновидности как желтое, белое, красное, розовое, серое и даже зеленое золото.

Предлагаем ознакомиться  Чем золото почистить дома
Вид золота Добавки (примеси)
Желтое Самый распространенный сплав золото серебро и медь
Белое Сплав золота с платиной и палладием
Красное Добавка меди
Розовое Золото с добавлением меди и серебра
Серое Сплав золота и стали
Зеленое Сплав 75% золота и 25% серебра с небольшим количеством меди
Черное Сложная лазерная обработка с добавкой кобальта и хрома

Добавки и процентное соотношение всех элементов в ювелирном золоте определяют его цену. Количество золота обозначает проба, она и показывает сколько благородного металла в изделии. Например, самая распространенная 585 проба обозначает, что в изделии 58,5% чистого золота, а все остальное примеси.

Виды месторождений

Мировая золотодобывающая промышленность использует в качестве сырьевой базы непосредственно золотые месторождения и комплексные месторождения, содержащие драгоценный металл. Как появляется золото? Существует два типа месторождений металла в природе: коренные и россыпные.

Коренные месторождения являются первичными, так как их появление связано с магматическими процессами. Сама по себе магма Земли характеризуется высокой концентрацией драгоценного металла. В процессе вулканической активности она вырывалась на поверхность планеты, а затем начинала остывать. Но, так как в ее составе имеется множество элементов, остывание происходило неравномерно.

Причины нахождения золота в природе в виде сплавов с другими элементами также объясняется магматическими процессами. Состав магмы в разных местах мог отличаться, соотношение компонентов состава, как и условия формирования жил не относятся к постоянным величинам. По этой причине, разные месторождения отличаются друг от друга составом основной породы и золотого сплава, формой и местом залегания золотоносных жил, условиями добычи драгметалла. Чаще всего среди примесей золота встречаются медь, серебро и металлы платиновой группы.

Россыпные месторождения называются вторичными, так как образовались в результате воздействия внешних факторов на залежи драгметалла в коренных месторождениях. Золото в природе высвобождается из горной породы в результате ее разрушения из-за температурных перепадов, ветра, осадков и жизнедеятельности микроорганизмов.

По количеству запасов драгметалла коренные месторождения подразделяются на уникальные (более 1000 т), весьма крупные (100-1000 т), крупные (100-400 т), средние (25-100 т) и мелки (менее 25 т). Как выглядит золото в природе? Внешний вид драгметалла при его добыче зависит от фазового состояния элемента. Встречается свободное золото, в сростках с другими минералами (чаще всего с кварцем), а также тонковкрапленное в сульфидах или минералах породы.

Россыпные месторождения желтого металла делятся на аналогичные группы: уникальные (более 50 т), весьма крупные (5-50 т), крупные (1-5 т), средние (500 кг – 1 т), мелкие (менее 500 кг). На сегодняшний день запасы золотых россыпей достаточно истощены, тем не менее в России добыча драгметалла на таких месторождениях составляет около половины все добычи металла.

Использование драгоценного металла в разных отраслях

Вплоть до XX века желтый металл был исключительно платежным средством и украшением. И только со скачком технологического прогресса его все чаще стали использовать в отраслях промышленности. Но и сегодня все значительные объемы сосредоточены в качестве резервных запасов платежных средств государств.

10 % всего имеющегося золота находится в качестве промышленных изделий. Основным направлением производства, где оно используется, остается электротехника. Также элемент незаменим при производстве нейтронных бомб, ядерном синтезе, в космической отрасли.

Очень тонкий слой драгоценного металла может использоваться в окнах для отражения инфракрасного излучения, в энергосберегающих целях.

Золото незаменимо в медицине, особенно стоматологии и фармакологии.

Популярная мобильная связь использует этот элемент, каждая сим-карта имеет тонкое золотое напыление.

Основное использование драгметалла — это золотой резерв государства, во всех золотовалютных запасах мира хранится около 32000 тонн благородного металла.

Предлагаем ознакомиться  Природные камни их виды и свойства

Остальные объемы составляют личные инвестиционные средства жителей и ювелирные украшения.

Интересны теории происхождения желтого металла. По одной из гипотез, элемент образован вследствие разрушения нейтронных звезд и последующей аккумуляции на нашей планете. А по другой теории, золото было занесено несколько миллиардов лет назад астероидами. В любом случае, все имеющиеся запасы благородного металла на Земле образованы очень давно – 3 — 3,5 млрд. лет назад.

Самородки металла

Золото в природе встречается в виде самородков. На фото самых известных находок видно, что самородками принято называть большие природные куски драгметалла. Большинство таких невероятных находок было сделано в процессе поиска желтого металла, хотя были и случайные открытия. На сегодняшний день специалисты признают самородком кусок золота, вес которого превышает 5-12 г, а поперечное сечение более половины сантиметра.

Золото как природный ресурс

Самые известные самородки металла весят несколько десятков килограммов. Наибольшим самородков за всю историю человечества является кусок золота, найденный в 11 веке в южных областях Афганистана. По описанию, дошедшему до наших дней, он должен был весить примерно 2,5 тонны.

“Плита Хольтермана”.

Способы добычи золота из породы

Еще 100-150 лет назад при отсутствии знаний о происхождении желтого металла его добыча была сопоставима с азартной игрой. Сегодня, имея точные представления об образовании золота в определенных породах, его добыча вышла на промышленный уровень с точными данными о том, сколько драгоценного элемента можно изъять с каждого месторождения.

За всю историю добычи золота в мире было получено около 160 тыс. тонн желтого металла. А основная часть с этой массы была извлечена в период последних 100 лет.

Если еще сравнительно недавно лидером по добыче золота считался Южно-Африканский регион, то сегодня лидирующие позиции заняли другие страны.

По последними данным 2016 года можно составить следующий топ 5 стран лидеров по золотодобыче.

Страна Количество добытого драгоценного металла в тоннах
Китай 455
Австралия 270
Россия 250
США 209
Канада 170

Среди лидеров по добыче золота сохраняют свои позиции Перу, ЮАР, Мексика, Узбекистан, Индонезия, Гана, Бразилия и Новая Гвинея.

За весь 2016-й год было извлечено 3104 тонны благородного металла, с каждым новым годом этот показатель растет, хотя это и затрудняется постепенным истощением приисков.

Золото как природный ресурс

Крупнейшими месторождениями и разработками в золотодобыче являются несколько рудников: Мурунтау (Узбекистан), Грасберг (Индонезия), Голдстрайк (США), Кортес (США), Пуэбло Вьехо (Доминиканская республика). Объемы добытого металла в этих местах колеблется от 60 до 30 тонн в год. Также есть два крупнейших первых месторождения золота, которые на данный момент не разрабатываются: Pebble Deposit в штате Аляска США и Наталка Колыма — Россия.

Крупные залежи драгоценного металла в России, где ведется разработка или же подготовка к добыче золота

Месторождение Регион Состав золота в породе грамм/тонну
Наталкинское Магаданская обл. 1,7
Сухой Лог (резерв государства) Иркутская обл. 2,7
Олимпиадинское Красноярский край 3,9
Нежданинское Якутия 5
Благодатное Красноярский край 2,4

Рентабельным для разработки считаются месторождения, где состав золота в породе составляет 2-5 грамма на одну тонну породы. Сегодня эти стандарты постоянно пересматриваются. Например, Наталкинское месторождение на данный момент уже подготавливают для разработки, в ближайшем будущем на нем начнется добыча золота.

Вся крупная мировая разработка рудников принадлежит лишь нескольким компаниям, ведущим поиски и добычу золота по всему миру. Есть компании-лидеры и в России (см. Российская разработка, позволяющая добывать золото из каменного угля).

В мире В России
Название/страна Объемы тонн Название Объемы тонн
Barrick (Канада) 190-200 Полюс золото 40-50
Newmont (США), AngolGold 150 Петропавловск 20-25
Ashanti (ЮАР) 130-140 Полиметалл 18-20
Goldcorp (Канада) 80-90 Чукотская ГГК 15
Kinross (Канада) 75-85 Nordgold N.V. 10

Объемы добытого золота зависят от видов разрабатываемых месторождений.

В нашей стране основные районы по золотодобыче сосредоточенны в Забайкалье и Сибири. Также есть месторождения на Урале, но на данный момент они истощаются, так как этот регион стал исторически первым, где начали поиски и разработку залежей.

В европейской части страны незначительные запасы драгоценного металла есть на территории Ленинградской области. На данный момент «Ленинградские» месторождения считаются нерентабельными для промышленной добычи. Хотя еще в XIX веке здесь были императорские старательские артели. Сейчас поисками золота в этом регионе занимаются «черные старатели».

Предлагаем ознакомиться  БЕЛОЕ ЗОЛОТО состав, история и применение

Основная масса добываемого драгоценного металла извлекается из руды, добываемой на коренных месторождениях. Добыча золота в России на россыпях не утратила своей актуальности, но объемы постепенно сокращаются в виду обеднения таких залежей.

Способы добычи золота из породы

Процесс отливки золотых слитков

Весь процесс извлечения золота построен на его физических и химических свойствах. Один из самых древних — это использование ртути. Таким способом отделяли драгоценные частицы металла еще во времена Древнего Рима. Породу добывали и измельчали, после чего в нее добавляли ртуть. Она образовывала сплав (амальгаму) с золотоносным шламом.

Золото отделяют способом гравитационной дифференциации, когда добытую породу измельчают чугунными шарами на мельницах и отправляют в центрифугу. Под воздействием центробежной силы тяжелые частицы драгоценного металла отделяются от основной породы.

Золото как природный ресурс

Существуют и другие методики, построенные на химических свойствах золота, например, цианирование или выщелачивание.

Также благородный металл ищут в отвалах старых разработок. Элементарным способом таких изысканий является использование современных металлодетекторов.

Постепенно известные месторождения истощаются, и компании приступают к разработке тех залежей, которые ранее были признаны нерентабельными. Это способствует развитию технологии добычи и извлечения золота.

Где добывают золото

Где добывают золото

Шахтная добыча золота

Где добывают золото и как находят богатые породы? Извлечение благородного металла происходит на двух основных видов залежей: коренных и рассыпных. Какая разница между ними?

Коренные месторождения представляют собой золотоносные породы, которые извлекают на поверхность из карьеров или шахт. Наиболее распространенный — это карьерный способ добычи. Такие месторождения нужно искать в регионах, имеющих богатую историю горообразования и вулканической деятельности, так как именно процессы плавления и перемещения горных пород образуют залежи драгоценных металлов. Основные объемы добытого золота на сегодня получены именно с коренных месторождений.

Рассыпные залежи золота в природе сегодня очень истощены. Они представляют собой золотоносные измельченные породы по берегам рек и ручьев. Образованны вследствие разрушения и размывания коренных залежей с последующим переносом и отложением частиц золота. Особенность таких месторождений в наличии самородного металла.

Золото как природный ресурс

Самый большой самородок в истории был найден в Австралии во второй половине XIX века, вес чистого золота в нем был около 90 кг. Второй по величине весил приблизительно 70 кг. Российский рекордсмен среди самородков имел массу 36 кг.

Сегодня золотодобыча — довольно длительный и трудозатратный процесс, требующий переработки огромных масс горных пород для получения даже незначительного количества драгоценного металла.

Как добывается золото

Добыча плавучего золота намывных россыпей вручную с помощью лотка

На нашей планете золото можно встретить везде, оно присутствует даже в речной и морской воде. Однако зачастую концентрация настолько ничтожно мала, что извлечение элемента просто экономически нецелесообразно.

Изначально основным способом добычи драгоценного металла была разработка россыпей. Извлечение велось очень примитивным методом, путем промывки массы породы в специальном лотке вручную. Так как золото тяжелее многих пород, то оно оседало на миске. Еще с древности вели добычу в шахтах. Как добывают золото сегодня, какие технологические процессы применяют для его извлечения из породы?

До сего времени в пустынях Египта сохранились древние штольни, глубиной достигающие 100 метров, где золото добывали 2000 лет назад.

В современной добывающей промышленности все разработки механизированы и проводятся с привлечением специализированной техники.

Золото как природный ресурс

Технологическая цепочка разработки россыпей такова:

  1. отвод русла реки;
  2. вскрышные работы (удаление верхнего слоя пород);
  3. извлечение золотоносной породы;
  4. промывка;
  5. очистка;
  6. обогащение;
  7. переплавка.

В холодных регионах такая добыча носит сезонный характер, зимой промывка останавливается.

Массовая добыча ведется на разработках коренных месторождений открытым (карьерным) или закрытым (шахтным) способом  (см. Открытия в добычи золота).

Золотоносная порода также проходит стадию извлечения на поверхность, измельчения, обогащения и отделения золота от примесей.