История производства ДМ
ЗОЛОТО
Золото люди начали добывать еще в медном веке – примерно 6 тыс. лет назад. Египет стал первым золотодобывающим государством в мире. Древнеегипетское месторождение золота, находящееся на территории между Красным морем и Нилом – в Нубии, считается самым древнейшим. В Древнем Египте первое золото добывалось из россыпных месторождений, с использованием промывки золотоносных песков через кусок ткани.
Во времена Римской империи часто велись разработки месторождений золота, где содержание благородного металла в массивах породы было невысоким. На этих месторождениях древним римлянам пришлось решать задачу, как переработать огромный объем горной породы, чтобы из него получить как можно больше золота. В результате они придумали довольно простой способ добычи золота. Он заключался в том, что сначала в золотоносной породе проделывались тоннели, в которых ставились подпорки и перемычки. После того как подпорки убирались, горная порода под своей массой обрушивалась и дробилась. Раздробленную золотоносную породу тщательно промывали водой из искусственно созданных водоемов.
После падения Римской империи, во времена средневековья, золота добывалось очень мало, и технология добычи золота существенно не менялась. И только в 16 веке начали применять метод амальгамации, это стало возможным благодаря наличию в Испании огромного ртутного месторождения – Альмаден. В этом методе увлажнённая дроблёная порода смешивалась с ртутью и подвергалась дополнительному измельчению в дробилках. Амальгаму золота – соединение ртути с золотом, извлекали из получившегося шлама промывкой, после чего ртуть отгоняли из собранной амальгамы и использовали повторно.
С ускорением развития научно-технического прогресса, добыча золота с середины 19 века начала набирать новые обороты. Примерно с 1890 года в добыче золота стал применяться гидравлический способ, а также метод с применением цианидов. Что в значительной мере уменьшило себестоимость добычи, а также улучшило качество добытого золота.
На территории Российской Федерации золото добывали уже во 2-3-м тысячелетии до н.э. Из россыпей металлы извлекали промывкой песка на шкурах животных с подстриженной шерстью (для улавливания крупинок золота), а также при помощи примитивных желобов, лотков и ковшей. Из руд металлы добывали нагреванием породы до растрескивания с последующими дроблением глыб в каменных ступах, истиранием жерновами и промывкой. Разделение по крупности проводили на ситах.
СЕРЕБРО
Серебро — один из древнейших известных человеку металлов. История серебра началась с его добычи. Добыча серебра изначально носила характер поиска самородков. Несмотря на то, что в земной коре его содержится более чем в 15 раз больше, чем золота, в самородном виде золото встречается примерно впятеро чаще: оно более химически инертно, серебро же обычно входит в состав химических соединений.
В связи с этим в древности серебро было дороже золота. Однако позже, когда была освоена переработка свинцово-цинково-серебряных руд, серебра в мире сразу стало гораздо больше, чем золота, и его относительная ценность снизилась.
Первые серебряные изделия обнаружены в Древнем Египте. Там они появились еще в додинастический период, около 5 тысяч лет до н.э. Позже серебро начали добывать в Греции: лаврийские рудники давали основную часть металла в 6-5 веках до н.э. Позже, с 4 века до н.э., в лидеры выходят рудники Иберийского полуострова, находящегося под контролем финикийцев, в первую очередь — крупнейшего финикийского государства, Карфагена. Ну, а после Пунических войн и разгрома Карфагена лидерство в добыче серебра вместе с контролем над Иберией переходит к Риму. В дальнейшем серебряные рудники появились почти во всех европейских странах.
Однако к концу Средних веков большинство месторождений самородного серебра оказывается близким к истощению. Основную роль начинает играть добыча серебра из руд.
Решили проблему Великие Географические открытия. Новый Свет стал бездонным источником драгоценных металлов для Европы. Основным районом добычи становится Мексика. Там, в период между 1521 и 1945 годами, было добыто 205 тысяч тонн серебра — около трети всей мировой добычи. Немногим отставала и Южная Америка — район Перу и вице-королевства Ла-Плата, даже название которого по-испански значит «серебро». Возникшее на его территории в дальнейшем государство, Аргентина, тоже получило похожее по смыслу название (от латинского argentum — серебро).
А вот в России драгоценных металлов от природы оказалось мало. Ситуация была столь острой, что некоторое время для чеканки собственной монеты переплавлялись иностранные, попадавшие в страну в качестве оплаты за экспортные товары — другого источника металла не было.
Но в ходе освоения Сибири и Дальнего Востока, в сфере влияния России оказываются и более богатые драгоценными металлами земли. В 1704 году на нерчинских шахтах в Забайкалье начинается регулярная добыча серебра. Также месторождения были найдены на Алтае. Однако полномасштабно добывать серебро в России начали только после индустриализации, в середине двадцатого века.
ПЛАТИНА
«Белое золото», «гнилое золото», «лягушачье золото»… Под этими названиями платина фигурирует в литературе XVIII в. Этот металл известен давно, его белые тяжелые зерна находили при добыче золота. Но их никак не могли обработать, и оттого долгое время платина не находила применения.
Вплоть до XVIII в. этот ценнейший металл вместе с пустой породой выбрасывали в отвал, а на Урале и в Сибири зерна самородной платины использовали как дробь при стрельбе.
В Европе платину стали изучать с середины XVIII в., когда испанский математик Антонио де Ульоа привез образцы этого металла с золотоносных месторождений Перу.
Крупинки белого металла, не плавящиеся и не раскалывающиеся при ударах на наковальне, он привез в Европу как некий забавный феномен… Потом были исследования, были споры — простое ли вещество платина или «смесь двух известных металлов — золота и железа», как считал, например, известный естествоиспытатель Бюффон.
Первое практическое применение этому металлу уже в середине XVIII в. нашли фальшивомонетчики.
В то время платина ценилась в два раза ниже, чем серебро. А плотность ее велика — около 21,5 г/см3, с золотом и серебром она хорошо сплавляется. Пользуясь этим, стали подмешивать платину к золоту и серебру, сначала в украшениях, а затем и в монетах. Дознавшись об этом, испанское правительство объявило борьбу платиновой «порче». Был издан королевский указ, предписывающий уничтожать всю платину, добываемую попутно с золотом. В соответствии с этим указом чиновники монетных дворов в Санта-Фе и Папаяне (испанские колонии в Южной Америке) торжественно при многочисленных свидетелях периодически топили накопившуюся платину в реках Боготе и Кауке.
Полагают, что чистую платину первым получил англичанин Уотсон в 1750 г. В 1752 г. после исследований Шеффера она была признана новым элементом.
В 70-х годах XVIII в. были изготовлены первые технические изделия из платины (пластины, проволока, тигли). Эти изделия, разумеется, были несовершенны. Их готовили, прессуя губчатую платину при сильном нагреве. Высокого мастерства в изготовлении платиновых изделий для научных целей достиг парижский ювелир Жаннети (1790 г.). Он сплавлял самородную платину с мышьяком в присутствии извести или щелочи, а затем при сильном прокаливании выжигал избыток мышьяка. Получался ковкий металл, пригодный для дальнейшей переработки.
В 1808-1809 гг. во Франции и Англии (практически одновременно) были изготовлены платиновые сосуды почти в пуд весом. Они предназначались для получения концентрированной серной кислоты.
Появление подобных изделий и открытие ценных свойств элемента повысило спрос на него, цена на платину выросла, а это в свою очередь стимулировало новые исследования и поиски.
В России платина была впервые найдена на Урале, в Верх-Исетском округе, в 1819 г. При промывке золотоносных пород в золоте заметили белые блестящие зерна, которые не растворялись даже в самых сильных кислотах.
В.В. Любарский в 1823 г. исследовал эти зерна и установил, что загадочный металл принадлежат к особому роду сырой платины. В том же году последовало высочайшее повеление всем горным начальникам искать платину, отделять ее от золота и представлять в Петербург. В 1828 г. Россия добывала неслыханное по тому времени количество платины — 1550 кг в год, примерно в полтора раза больше, чем было добыто в Южной Америке за все годы с 1741 по 1825…
Перед первой мировой войной добыча платины в России составляла 90-95% мировой добычи, но 9/10 русской платины уходило за границу, и лишь несколько процентов перерабатывалось на двух маленьких заводах.
Сразу же после Октябрьской революции были приняты меры по созданию мощной платиновой промышленности. В мае 1918 г. был создан Институт по изучению платины, влившийся позже в Институт общей и неорганической химии АН СССР, носящий ныне имя академика Н.С. Курнакова. В этом институте под руководством выдающихся ученых — Л.А. Чугаева, Н.С. Курнакова, И.И. Черняева — были выполнены многочисленные исследовании по химии и технологии платины и других благородных металлов.
ПАЛЛАДИЙ
Палладий был найден известным английским учёным Уильямом Гайдом Волластоном (1803 г.) в сырой платине, в той части ее, которая растворима в царской водке. С открытием палладия связана следующая история. Когда Волластон получил некоторое количество металла, он, не опубликовав сообщения о своем открытии, распространил в Лондоне анонимную рекламу о том, что в магазине торговца минералами Форстера продается новый металл палладий, представляющий собой новое серебро, новый благородный металл. Этим заинтересовался химик Ричард Ченевикс. Он купил образчик металла и, ознакомившись с его свойствами, предположил, что металл изготовлен из платины путем ее сплавления ртутью по методу русского ученого А.А. Мусина-Пушкина. Ченевикс высказал свое мнение в печати. В ответ на это анонимный автор рекламы объявил, что он готов выплатить 20 фунтов стерлингов тому, кто сумеет искусственно приготовить новый металл. Естественно, что ни Ченевикс, ни другие химики не смогли этого сделать. Через некоторое время Волластон сообщил официально, что он автор открытия палладия и описал способ его получения из сырой платины. Одновременно он сообщил об открытии и свойствах еще одного платинового металла – родия. Слово «палладий» (Palladium) Волластон произвел от названия малой планеты Паллады (Pallas), открытой незадолго до этого (1801 г.) немецким астрономом Ольберсом.
РОДИЙ
Родий был открыт в 1804 г. Волластоном вслед за открытием палладия. Волластон растворял сырую платину в царской водке, затем нейтрализовал избыток кислоты едким натром. Из нейтрального раствора он осадил платину хлористым аммонием, а палладий – цианистой ртутью. Фильтрат, обработанный соляной кислотой для удаления избытка цианистой ртути, был выпарен досуха. Остаток, после обработки алкоголем, представлял собой темно-красный порошок двойной натриевородиевой соли соляной кислоты (хлорид). Из этого порошка при прокаливании его в токе водорода легко получается металл. Слово «родий» произведено от греч. «роза и розовый» в соответствие с цветом растворов солей металла в воде.
ИРИДИЙ и ОСМИЙ
В самом начале XIX в. химики-аналитики разных стран заинтересовались сырой платиной, подозревая, что в ней содержатся новые элементы. Одновременно с Волластоном, который исследовал растворимую в царской водке часть сырой платины, Дескотиль, Фуркруа и Вокелен занялись изучением нерастворимой в царской водке части сырой пластины. Сплавив ее с едким кали, они получили частично растворимые в воде соединения неизвестных металлов, но идентифицировать их они не смогли. Теннант пошел тем же путем и в 1804 г. ему удалось выделить два новых металла – осмий и иридий. Название «иридий» произведено от греч. «радуга и отливающий цветами радуги», так как соединения нового металла (хлориды) оказались окрашенными в различные красивые цвета. Название «осмий» дано в связи с тем, что растворение щелочного сплава осмиридия в воде или кислоте сопровождается стойким запахом, похожим на запах хлора или редьки, раздражающим горло (греч. – запах).
РУТЕНИЙ
Этот металл платиновой группы открыт К.К. Клаусом в Казани в 1844 г. при анализе им, так называемых заводских платиновых осадков. Получив из Петербургского монетного двора около 15 фунтов таких остатков, после извлечения из руды платины и некоторых платиновых металлов, Клаус сплавил остатки с селитрой и извлек растворимую в воде часть (содержащую осмий, хром и другие металлы). Нерастворимый в воде остаток он подверг действию царской водки и перегнал досуха. Обработав сухой остаток после дистилляции кипящей водой и добавив избыток поташа, Клаус отделил осадок гидроокиси железа, в котором обнаружил присутствие неизвестного элемента по темной пypпурно-красной окраске раствора осадка в соляной кислоте. Клаус выделил новый металл в виде сульфида и предложил назвать его рутением в честь России (лат. Ruthenia - Россия).