Полезная информация
История золотодобычи
Характеристика типового лома радиоэлектронных изделий
Краткая характеристика драгоценных металлов
История золотодобычи.
О больших запасах золота на территории России писал Геродот еще в V в. до н.э. Основываясь на свидетельствах путешественников, он отмечал, что в Рифейских (Уральских) горах имеется много золота - судя по количеству золотых украшений у местных жителей. Тем не менее, золотые запасы земли русской оставались неприкосновенными вплоть до XVIII в.
В декабре 1719 г. Петр I подписал Указ, предписывающий искать золото и объявляющий свободу горного промысла. Но официально началом создания золотопромышленности в России принято считать 1745 г., когда крестьянин Ерофей Марков во время поисков хрусталя для икон Троицкой лавры нашел рудное золото на уральской речке Пышма - так называемое Берёзовское золоторудное месторождение.
В 1747 г. на месте находки начал свою работу первый золотой рудник России. В это же время на Петербургском монетном дворе начат промышленный аффинаж (то есть очистка) золота.
В 1761 г. Михаил Ломоносов разработал теорию образования золотоносных россыпей и предложил схему их освоения. Первые россыпные месторождения были обнаружены на Урале в 1771 г., и уже в 1823 г. Россия вышла на первое место в мире по производству золота, добывая его больше, чем все остальные страны, вместе взятые. Это место страна удерживало в течение 30 лет - до открытия золота в Калифорнии.
В 1782 г. Екатерина II установила помещичью монополию на недра и этим отменила "горную свободу", объявленную Петром I. Впоследствии 28 мая 1812 г. был издан сенатский указ "О предоставлении права всем российским подданным отыскивать и разрабатывать золотые и серебряные руды с платежом в казну подати". Вопреки указу Екатерины этот указ давал право частным предпринимателям на добычу рудного золота и серебра.
В 1825 г. при Горном департаменте был создан Ученый комитет для разрешения научных проблем горного дела.
В 1843 г. племянник героя Отечественной войны П. Р. Багратион впервые в мире предложил процесс цианирования золота, который лег в основу современных технологий переработки рудного золота.
В первой половине XIX в. центром российской золотодобычи становится Западная Сибирь. К 1832 г. в этом регионе разрабатывались 450 россыпей, к 1834 г. плотность россыпной золотоносности здесь была самая высокая в мире. Во второй половине XIX в. золотодобыча мигрирует на восток России, но основными объектами добычи по-прежнему остаются месторождения россыпного золота. Преобладание в структуре золотодобычи в России россыпного золота (образовавшегося в результате выветривания золотоносных горных пород) наложило отпечаток на развитие технологии добычи и обогащения рудного золота. Долгое время она оставалась неизменной, в то время как в мире создавались и совершенствовались технологии его извлечения, в особенности из бедных руд.
В 1897 г. мировой рынок золота имел больщую составляющую со стороны России. В результате промышленного подъема, активного торгового баланса, увеличения золотого запаса в России было введено золотое денежное обращение (реформа С. Ю. Витте). А с 1900 г. в золотодобывающую промышленность, прежде закрытую для чужеземцев, начал интенсивно проникать иностранный капитал. В 1914 г. его доля составляла 55%.
К 1913г. золото-валютные резервы России пополняли уже 1517 золотых приисков и 257 рудников. Для сравнения: к началу 2002 года в России - 5834 месторождений, из которых 5473 россыпных и 361 коренного типа (рудных).
Характеристика типового лома радиоэлектронных изделий
Лом электронных и радиотехнических изделий представляет наиболее сложный и многокомпонентный вид вторичного металлургического сырья. Как правило, основными компонентами лома являются: железо в виде простой и нержавеющей стали, алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, керамика, специальные сорта стекла и стеклокерамики, пластмассы и их композиции со стекловолокном. В настоящее время основная масса драгоценных металлов сосредоточена в ЭВМ старого поколения, блоках управления военной техники, радиотехнических устройствах, телекоммуникационном оборудовании. Основным источником вторичного сырья в настоящее время являются ЭВМ типа ЕС и др., а также начинается переработка и электронного лома военного назначения. В ЭВМ типа ЕС и других вычислительных комплексах может содержаться от 0,2 до 10 кг золота, от 0,5 до 15 кг серебра, от 0,1 до 2 кг палладия и платины. В блоках управления военной техникой количества драгметаллов находятся также в этих пределах.
Массовое содержание драгоценных металлов составляет сотые доли для ЭВМ и десятые доли для военной техники. Основная масса золота и платиновых металлов сосредоточена в относительно небольшом количестве изделий и элементов электроники: разъемов, микросхемах, транзисторах и диодах, реле, керамических конденсаторах. Серебро более рассредоточено, но основная его часть присутствует в этих изделиях, а также в контактах реле, сопротивлениях, предохранителях. До 40-60 % золота и серебра сосредоточено в контактах разъемов различного типа. Основой контактов является медь и ее сплавы, чаще всего латунь и медно-никелевые сплавы. Контакты жестко запрессованы или относительно свободно вставлены в корпус на основе пластмассы или композита. Массовое содержание золота в контактах составляет 0,3-10 % (в среднем 1-5 %), серебра 2-8 %, палладия 0,5-2 %. Остальное золото сосредоточено преимущественно в микросхемах, транзисторах, диодах. Серебро также присутствует в сопротивлениях, реле и конденсаторах. Платина и палладий в основном находятся в составе керамических конденсаторов. Данные изделия электроники как правило собраны на плате с помощью пайки или склеивания в типовые элементы замены (ТЭЗ). Корпус платы представляет собой армированный стеклотканью пластик. Доля наполнителя (стеклоткани) достигает ~ 70 % и он представлен специальными сортами бороалюминий-силикатного бесщелочного стекла. В качестве связующего используют кремнийорганические, полиэфирные, поликарбамидные и др. типы пластмасс. Микросхемы обычно собраны в пластиковом или керамическом корпусе. Позолоченные вывода соединены с керамической пластинкой и жестко запрессованы в корпус. Материал выводов - железо-никелевый магнитный сплав типа "платинит" или "ковар". Золото нанесено гальванически в количестве 1-10 %. Также золото присутствует в виде подложки под кристалл кремния и специальных припоев. Пластмассовые корпуса микросхем изготавливают из термопластичной пластмассы с 60-70 % наполнителя (тальк, асбест, кремнезем, глинозем). Внутренняя подложка для кристалла обычно сделана из корунда или дуралюмина. Корпуса диодных матриц и некоторых видов микросхем изготавливаются из специальных сортов бесщелочных стекол. Массовое содержание золота в пластмассовых микросхемах может составлять от 0,2 до 1 %, а в керамических от 1 до 5 %. Массовая доля выводов составляет ~ 30 % массы микросхемы. Транзисторы содержат золото в качестве подложки под кристаллом и проводником. Среднее массовое содержание золота в золотосодержащих транзисторах составляет 0,3-2 %. Материал крышки - никель или никелированный сплав, материал корпуса - железо-никелевый сплав. В среднем доля элементов электроники, содержащих золото в количестве от 0,5 % и выше, незначительна и их изъятие из лома позволяет выделить в относительно богатый продукт до 90 % всего золота.
Изделия, концентрирующие серебро, также немногочисленны. Из наиболее богатых можно отметить контакты разъемов, сопротивления, транзисторы, диоды, конденсаторы, контакты реле. Серебро более "размазано" по электронному лому и часто труднодоступно (сопротивления, реле), поэтому выемка серебросодержащих объектов целесообразна только для некоторых типов. Оставшееся в ломе "труднодоступное" серебро следует отправлять на металлургические специализированные предприятия. Изделия, содержащие палладий и платину, в основном представлены керамическими конденсаторами на основе титанатов бария или стронция. Содержание палладия в них составляет 3-7 %, а платины - преимущественно 0,3-0,6 %. Кроме того, палладий присутствует в качестве покрытия на некоторых типах разъемов (0,5-3 % палладия), в переменных сопротивлениях, а платина - в контактах реле.
В процессе изъятия из приборов и устройств отдельных элементов, деталей, узлов формируются типовые группы вторичного сырья, требующие специфических методов и технологий переработки. Для лома электронных и радиотехнических изделий такими устройствами являются:- типовые элементы замены (ТЭЗ), - реле, - блоки питания, - лампы. В состав устройств, приборов или ТЭЗ в свою очередь входят такие элементы, как: - микросхемы в пластиковом, керамическом или стеклокерамическом корпусе; - конденсаторы керамические, тантал-серебряные, танталовые (ниобиевые), электролитические, бумажные; - сопротивления и резисторы; - предохранители; - транзисторы и транзисторные сборки; - диоды; - реле; - трансформаторы, катушки индуктивности; - разъемы штыревые и ламельные.
Краткая характеристика драгоценных металлов
Золото / Aurum (Au)
Золото — 79-й элемент периодической системы элементов, благородный металл жёлтого цвета. Происхождение старославянское *zolto (русск. золото, старослав. злато, польск. zloto) родственно лит. geltonas «жёлтый».Чистое золото — мягкий металл жёлтого цвета.
Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например, монетам, придают примеси других металлов, в частности меди. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото — самый инертный металл, стоящий в ряду напряжений правее всех других металлов, 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 действием окружающей среды.
Затем была открыта способность царской водки растворять золото, что поколебало уверенность в его инертности. екоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении. Для золота характерна самородная форма. Среди других его форм стоит отметить электрум, сплав золота с серебром, который обладает зеленоватым оттенком и относительно легко разрушается при переносе водой. В горных породах золото обычно рассеяно на атомарном уровне. В месторождения оно зачастую заключено в сульфиды и арсениды.
Для получения золота используются его основные химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). Золото является важнейшим элементом мировой финансовой системы, поскольку данный металл не подвержен коррозии, имеет много сфер технического применения, а запасы его невелики.
Золото практически не терялось в процессе исторических катаклизмов, а лишь накапливалось и переплавлялось. В настоящее время мировые банковские резервы золота оцениваются в 32 тыс. тонн (если сплавить все это золото воедино, получится куб со стороной всего лишь 12 м). Золото издавна использовалось многими народами в качестве денег. Как бы то ни было, падение прекратилось и снова начался рост цены на золото в связи с соглашением ведущих центральных банков об ограничении продаж золота в 1999 году.
К концу 2006 года цена на унцию золота достигла 620 $, а к концу 2007 года уже около 800 $. В начале 2008 года цена золота превысила рубеж в 1000 долларов за унцию. Тем не менее, в сравнимых ценах золото не дошло до пика 80х - выше 2000$.
Серебро / Argentum (Ag)
Серебро — химический элемент с атомным номером 47 в периодической системе, обозначается символом Ag (лат. Argentum), ковкий, пластичный металл белого цвета. Один из дефицитных элементов. Серебро известно человечеству с древнейших времён. Это связано с тем, что в своё время серебро, равно как и золото, часто встречались в самородном виде — его не приходилось выплавлять из руд. В принципе, существуют два способа извлечения серебра из руд и продуктов их обогащения – пиро- и гидрометаллургический.
На протяжении многовековой истории металлургии они претерпевали изменения, сменяя друг друга на различных этапах ее развития. Наиболее древним и простым из вышеназванных методов является пирометаллургический способ извлечения металла. На протяжении своего многовекового существования, вплоть до ХХ века, он был представлен такой своей разновидностью как плавка на твердом топливе или коксе в шахтных печах. Гидрометаллургия (химическое растворение с последующим выделением) имеет значительно меньшую историю и вплоть до конца ХIХ века была представлена таким методом как амальгамирование (начало применения – XVI век). С развитием электротехники серебро всё шире входит в состав проводников, переключателей, контактов и предохранителей, а также многослойных керамических конденсаторов.
Широк спектр применения серебросодержащих материалов для твёрдой пайки (медносеребряный припой ПСР-45 используется для пайки медных котлов, чем выше процент серебра, тем выше качество; иногда также, добавляя его к свинцу в количестве 5%, им заменяют оловянный припой!)– от кондиционеров и холодильной техники до строительных электрических систем, автомобилестроения и космических аппаратов.Обычно серебро поступает в организм с водой и пищей в ничтожно малых количествах — всего 7 микрограммов в сутки. И при этом такое явление, как дефицит серебра, пока нигде не описано. Ни один из серьёзных научных источников не относит серебро к жизненно важным биоэлементам. Серебро — это тяжёлый металл. Пить воду с ионами серебра не стоит.
Платина / Platinum (Pt)
В Европе платина была неизвестна до XVIII в. В 1748 г. испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа первым привез на европейский континент образцы самородной платины, найденной в Перу. Впервые в чистом виде из руд платина была получена английским химиком У. Волластоном в 1803 г.
Итальянский химик Джилиус Скалигер в 1735 году открыл неразложимость платины и таким образом доказал, что она является независимым химическим элементом. Название платине было дано испанскими конкистадорами, которые в середине XVI в. впервые познакомились в Южной Америке (на территории современной Колумбии) с новым металлом, внешне похожим на серебро (исп. plata). Слово исп. Platina буквально означает «маленькое серебро», «серебришко». Серовато-белый пластичный металл, температуры плавления и кипения — 1769 °C и 3800 °C, удельное электросопротивление — 0,098 мкОм•м.
Платина — один из самых тяжелых (плотность 21,5 г/см?; атомная плотность 6.62•1022 ат/см?) и самых редких металлов: среднее содержание в земной коре 5•10?7% по массе. Платина является одним из самых инертных металлов. Она нерастворима в кислотах и щелочах, за исключением царской водки. При комнатной температуре платина медленно окисляется кислородом воздуха, давая прочную плёнку оксидов. Платина также непосредственно реагирует с бромом, растворяясь в нём. При нагревании платина становится более реакционноспособной.
Она реагирует с пероксидами, а при контакте с кислородом воздуха — с щелочами. Тонкая платиновая проволока горит во фторе с выделением большого количества тепла. Реакции с другими неметаллами (хлором, серой, фосфором) происходят менее охотно. При более сильном нагревании платина реагирует с углеродом и кремнием, образуя твёрдые растворы, аналогично металлам группы железа.
Палладий / Palladium (Pd)
Палладий — химический элемент с атомным номером 46 в периодической системе, обозначается символом Pd (лат. Palladium), белого цвета. Пластичный переходный металл, благородный металл. Открыт английским химиком Вильямом Волластоном (William Hyde Wollaston) в 1803 году.
Волластон выделил его из платиновой руды привезённой из Южной Америки. азван по имени астероида Паллада, открытого немецким астрономом Ольбертсом в 1802 году, то есть незадолго до открытия палладия. Молекулярная масса (в а.е.м.): 106,4 Температура плавления (в °C): 1554 Температура кипения (в °C): 2040 Растворимость (в г/100 г или характеристика): вода: не растворим Плотность: 12,02 (20°C, г/см3).
Палладий и сплавы палладия используется в электронике — для покрытий, устойчивых к действию сульфидов (преимущество перед серебром). В частности, палладий постоянно расходуется для производства реохордов прецизионных сопротивлений высокой точности(военная и аэрокосмическая техника), в том числе в виде сплава с вольфрамом (например ПдВ-20М).
Поставки палладия в мире в 2007 году составили 267 тонн (в т.ч. Россия - 141 тонна, ЮАР - 86 тонн, США и Канада - 31 тонна, прочие страны - 9 тонн). Потребление палладия в 2007 году составило в автомобильной промышленности 107 тонн, в производстве электроники - 40 тонн, в химической промышленности - 12 тонн.