Как добывают серебро. Серебро: свойства, способы добычи и методы выделения из руды

Оберните ручку вилки изолентой и подвесьте ее загнутым концом к краю контейнера. Подключите один конец кабеля питания к вилке, а другой — к латунному стержню.

Серебро: история инноваций

Джесси Дэй исследует происхождение и использование самых древних в мире денег — серебряных монет: от методов добычи серебра до многочисленных изделий из драгоценного металла и истории краха Рима под тяжестью фальшивых монет.

Добыча серебра, история и культура

Серебро использовалось человечеством в качестве денежной единицы на протяжении всей цивилизации, начиная с расцвета и заканчивая падением Римской империи. Хотя большинство людей склонны думать о серебре как о бедном собрате золота, удивительная правда заключается в том, что серебро — второй по использованию ресурс на планете Земля, выше него в иерархии товаров стоит только нефть.

Серебро играет важнейшую роль в строительстве инфраструктуры всех видов и является необходимым ингредиентом для производства электроэнергии. Достаточно сказать, что без серебра мы жили бы в совершенно другом и, возможно, менее технологически развитом мире.

Что такое серебро и как оно используется?

Серебро — это металлический элемент, устойчивый к коррозии, влаге и щелочам и практически неразрушимый на молекулярном уровне. Он податлив и гибок, что делает его идеальным для производства различных изделий. Символ элемента Ag — серебро — происходит от латинского Argentum и санскритского слова argunas, что означает «яркий». Серебро уникально тем, что служит консервантом и средством обмена и широко используется в промышленных целях. Хотя его более известный родственник, золото, имеет некоторые промышленные применения, включая микропроцессоры, чипы памяти и многие технологические продукты, оно, безусловно, является самым ценным денежным металлом.

Серебро, с другой стороны, настолько востребованный товар, что на его промышленное использование приходится 50% спроса, и его применение очень велико. Его редкость и использование в качестве денег на протяжении всей истории делают его идеальной единицей торговли.

Ювелирные изделия — самый очевидный продукт из серебра, и хотя их основное назначение, безусловно, декоративное, серебряные и золотые украшения могут также использоваться как средство сбережения и как средство обмена во времена экономических потрясений. Однако в основном серебро используется в производстве электроники. Серебро обладает самой высокой электро- и теплопроводностью среди всех металлов и необходимо для эффективного проведения электричества. Электрические переключатели, печатные платы, сверхпроводники, гальванические покрытия и, в общем, почти все, что связано с электричеством, требует определенного количества серебра при производстве. И помните, что это ограниченный ресурс, с ограниченным запасом. Серебро также используется для изготовления текстиля и одежды, музыкальных инструментов и окон. Серебро также играет роль в производстве электроэнергии, так как является важным компонентом солнечных батарей и часто используется в управляющих стержнях, применяемых для уменьшения деления ядер в ядерном реакторе. Серебро необходимо для сварки, поскольку оно невероятно прочное, но при этом остается гибким. Серебро используется даже в производстве химических веществ. Оно используется в качестве катализатора для получения формальдегида, который применяется в твердых пластмассах в качестве защитного покрытия, дезинфицирующего и бальзамирующего средства, и окиси этилена, которая используется для производства формованных и гибких пластмасс, таких как полиэстер.

Невероятно, но йодид серебра даже используется в прогнозировании погоды: с его помощью вызывают дождь, чтобы уменьшить ураганы.

Кроме того, серебро часто используется в медицине благодаря своим противомикробным свойствам. Оно убивает бактерии, не давая им дышать, поскольку поглощает кислород. До появления современных лекарств и фармацевтических препаратов серебряный лист даже использовали для покрытия ран, чтобы способствовать заживлению. В больницах драгоценный металл используется для покрытия поверхностей и медицинского оборудования, чтобы защитить их от распространения болезнетворных бактерий, а также широко применяется в стоматологии для изготовления стоматологических инструментов и пломб. Серебро необходимо для креплений двигателя и батарей в электромобилях, что делает его важным компонентом автомобильной промышленности. Хотя широкое распространение цифровой фотографии снизило его значение, серебро также является важным компонентом традиционной пленочной фотографии. Существует множество других применений серебра, но достаточно сказать, что это один из самых важных ресурсов и компонент почти всех современных технологий. Теперь, когда мы имеем представление о том, как используется серебро, давайте посмотрим, как его добывают.

Итальянка – традиционное плетение в современной обработке. Плетение итальянка золото.

Серебро в природе

Среднее содержание этого элемента в земной коре составляет около 70 мг на тонну руды. В природе он обычно встречается вкрапленным в другие минералы. Серебро в чистом виде встречается редко. В горах и осадочных породах оно обычно вкраплено в сульфиды, глину и мусковит. Серебро часто добывают в районах, где в качестве побочного продукта могут добываться также золото, медь и свинцовая руда. Этот метод считается наиболее рациональным. Из этих руд лишь некоторые содержат большое количество Ag, из которого можно извлечь этот элемент:

Самородное серебро.
Прустит.
Электрум.
Полибазит.
Пироргерид.
Агвиларит.
Жискразит.

В воде Мирового океана концентрация драгоценного металла гораздо выше, чем в почве. Однако из-за сложного и дорогостоящего технологического процесса добыча Ag из воды нерентабельна. Для живых существ этот элемент жизненно необходим, даже если его содержание в организме невелико. Он участвует почти во всех метаболических процессах. Его часто находят в метеоритах.

В мировой истории есть интересный случай, когда в одной из западных стран человек нашел большой серебряный самородок. Его вес составлял 1 065 килограммов.

Методы разработки рудников

Историки считают, что серебро впервые было добыто около 7 000 лет назад. Древние знали только самородки серебра. Его было очень трудно найти, потому что слитки часто были покрыты отложениями серы. Во втором веке до нашей эры серебро стало цениться гораздо больше, чем золото. В Испании начали строить рудники. Сегодня большая часть этого металла добывается с помощью пирометаллургических процессов.

Руды добываются открытым или закрытым способом. Наличие различных минералов, в том числе драгоценных металлов, сначала обнаруживают геологи с помощью специального оборудования. После обнаружения начинается добыча полезных ископаемых. Руда дробится, а серебро извлекается путем цианирования или амальгамации.

Амальгама используется уже более двух тысяч лет. Метод основан на том, что металл хорошо реагирует с ртутью. Измельченную породу пропускают через жидкий металл. После удаления избытка ртути остаются твердые частицы реагирующего вещества. При испарении ртути остается чистое серебро, которое затем переплавляют в слитки.

При цианировании серебро растворяется в цианиде щелочного металла. После фильтрации раствора металл выпадает в осадок. Все остальные примеси можно легко удалить с помощью серной кислоты.

Мировые запасы элемента

До начала 19 века Центральная и Южная Америка и Мексика были самыми важными экспортерами драгоценных металлов на мировом рынке. На их долю приходилось около 85 % мирового производства серебра. С развитием современных технологий производство и торговля этим металлом превратились в глобальную индустрию.

Месторождения серебра разбросаны по всему миру, и Перу остается мировым лидером с запасами серебра около 120 000 тонн.

Польша находится на втором месте с примерно 85 000 тонн. В этой стране серебро часто добывается как побочный продукт при производстве меди или цинка. На третьем месте — Чили, на четвертом — Австралия и на пятом — Россия. В общей сложности в настоящее время добывается около 600 000 тонн. Однако при таких темпах производства мировые запасы серебра скоро будут исчерпаны. Наиболее важные производители серебра перечислены в таблице ниже.

Страна	Объёмы добычи, тыс. тонн
Всего	16,9
Перу	3,4
Мексика	3,3
Австралия	2,2
Чили	1,4
Польша	1,3
США	1,2
Канады	1
Боливия	0,8
Другие страны	2,2

Мексиканские горнодобывающие компании являются самыми прибыльными. Это объясняет их высокий потенциал. За Мексикой следуют Китай, Перу, Австралия и Россия.

Методы выделения серебра из руды

Для извлечения серебра руду, которая присутствует в больших количествах, сначала тщательно дробят. Полученная фракция размером не более 5-6 мм затем обогащается одним из следующих методов.

Как настроить металлоискатель. Как настроить металлоискатель.

Цианирование

Одним из наиболее популярных методов обогащения является воздействие на минерал цианидом (соединением синильной кислоты) в сочетании с кислородом для получения серебросодержащего раствора. Этот раствор фильтруется и затем выпадает в осадок на дно резервуара.

Но это еще не все. Массу обрабатывают серной кислотой для удаления ненужных примесей, затем промывают, фильтруют, выпаривают и снова смазывают. Результатом этого длительного технологического процесса являются готовые серебряные слитки, которые отправляются на аффинаж.

Амальгация

Процесс, освоенный два тысячелетия назад, актуален и сегодня. Серебро и ртуть соединяют, образуя жидкую смесь, которую затем сжимают и выпаривают. Таким образом, получается твердая амальгама, которая, в свою очередь, отправляется на специальные заводы для очистки.

Пирометаллургическим способом

Следует отметить, что большая часть производимого в мире серебра (четыре пятых от общего объема) является побочным продуктом переработки сложных руд. Пирометаллургический процесс позволяет получить соединения меди, свинца и цинка, содержащие серебро. Драгоценный металл отделяется от других химических элементов с помощью процессов Паркеса, Паттисона и Куппинга. В этом процессе последовательно используются электролиз, осаждение и отжиг.

Измельчение и флотация

Поскольку использовать добытую руду непосредственно в качестве сырья крайне неэффективно, ее сначала дробят и флотируют, то есть отделяют от пустой породы с помощью жидкости.

Аффинаж

Извлечение чистого серебра называется аффинажем, который включает в себя ряд последовательных технологических процессов:

Нагрев в тигельной печи, проводимый с целью избавления от примесей.
Разлив получаемого расплава в формы – аноды.
Электролиз в растворе азотной кислоты, содержащей в своём составе нитрат серебра. Так как аноды уже получены, то катодами в этом процессе служат полосы нержавеющей стали.
Плавка и разлив на слитки.

Пробы серебра

Абсолютно чистого серебра не существует. Как бы тщательно оно ни обрабатывалось, в его составе всегда будут присутствовать примеси. Наиболее распространенной является медь, но также присутствуют никель, висмут, железо, свинец и сурьма. В специальных процессах пайки в серебро также добавляют кадмий и цинк.

Конечно, необходимо различать чистоту и наличие примесей в сплавах столь ценного металла. В прошлом эта проблема решалась путем маркировки поверхности куска серебра процентным содержанием основного металла, то есть каратом (например: один килограмм серебра 925о содержит 925 граммов серебра).

Логично, что на протяжении столь длительного периода времени в разных странах использовались разные печати: от 325-й до 1000-й. Существуют даже неофициальные (поддельные) печати, часто используемые мошенниками (825-я). Однако на территории России официально признаны следующие цифровые обозначения содержания серебра.

Сплав 800-ой и 830-ой проб предназначен для изготовления дешёвых ювелирных украшений и столовых приборов.
875-ая проба подходит для украшения интерьеров, посуды, изготовления ряда украшений.
925-ая – стерлинговое серебро, из которого выполняется абсолютное большинство продаваемых украшений, также изготавливаются монеты, знаки, изделия интерьера.
960-ая – наиболее дорогие ювелирные изделия, сильно подверженные деформации.
999-ая – припой – материал для технического использования, в виде слитков, предназначенных для хранения.

Сфера применения

Химическая промышленность

Одной из традиционных отраслей потребления серебра является химическая промышленность. В первую очередь это специальные заводы по производству фенола и ледяной уксусной кислоты. Во-вторых, это покрытие целого ряда оборудования и его компонентов. Производятся даже высокопрочные серебряные трубы для транспортировки ряда высокоагрессивных жидкостей.

Большое количество лабораторного оборудования и инструментов для химической промышленности содержат серебро в своем составе. Здесь плавятся щелочи и соли металлов, получаемые из щелочей.

Многие процессы в химической промышленности используют серебро и его соединения в качестве катализаторов.

Производство контактов для различных электротехнических изделий

Серебро также незаменимо для производства множества электротехнических изделий. Так называемая техническая проба 999 обладает чрезвычайно высокой электропроводностью, теплопроводностью и отражением света.

Этот материал используется для производства кабелей, сварных швов, контактов и покрытий с уникальными техническими параметрами. В список изделий из серебра входят многие электронные компоненты:

диоды, резисторы, транзисторы, конденсаторы, микросхемы;

предохранители, разъёмы, реле, кабельная продукция.

Описание содалита, его свойства и тонкости применения. Содалит магические свойства.

Производство аккумуляторных батарей

Современное общество требует высокого уровня комфорта. Современное общество требует высокого уровня комфорта. Крошечные серебряно-цинковые батарейки особенно подходят для этой цели, так как они чрезвычайно долговечны и могут поддерживать постоянный уровень напряжения в течение длительного времени при высокой энергоемкости.

Более крупные серебряно-цинковые батареи обладают теми же характеристиками и являются достойным конкурентом своим кислотным и щелочным аналогам. Они особенно востребованы в транспортных средствах, где нет возможности подключиться к твердым источникам энергии.

Ювелирная отрасль

Серебро использовалось в качестве ювелирных изделий с древних времен благодаря определенным свойствам, таким как гигиеничность, долговечность, коррозионная стойкость и ковкость. Не только в виде сплава 925, но и в сочетании со многими другими металлами.

Современной разработкой, например, является высокопрочный серебряно-платиновый сплав с содержанием платины 5 % и высокой стойкостью к окислителям. Также возможно серебрение различных металлических изделий.

Фотография

Четверть мирового производства серебра используется для фотографии. Еще до его изобретения уникальные светочувствительные свойства этого драгоценного металла использовались для изготовления дагерротипов. Позже светочувствительные материалы на основе кристаллов галогенида серебра открыли возможность делать оптимальные фотографии за очень короткое время.

Изготовление медалей и других наград

Благодаря простоте механического воздействия для придания необходимой формы и создания нужного изображения, серебро еще на заре цивилизации использовалось как материал для изготовления различных наград, символов, памятников, призов и медалей. И сегодня многие компании готовы предложить свои услуги по изготовлению таких изделий из серебристо-белого металла по желанию заказчика.

Получение серебра из радиодеталей

Можно извлечь серебро из радиодеталей транзисторов, телевизоров и магнитофонов. Из компонентов удаляются лишние элементы, такие как пластмасса, контактные части и полимеры. Для растворения образцов используется азотная кислота при температуре около 60 оС. В полученный раствор наливают соляную кислоту. Чтобы осадить хлорид серебра, раствор нагревают при постоянном перемешивании. Затем его охлаждают и добавляют еще немного соляной кислоты для полного выпадения осадка.

Раствор должен отстояться в течение 12 часов. Затем его фильтруют, сушат и расплавляют вместе с пекарским порошком при высокой температуре. Остывшую смесь смывают с других компонентов струей воды.

Серебро — самый проводящий и отражающий металл на земле, поэтому его ценность никогда не уменьшится.

Измельчение и флотация

Добывать его непосредственно из породы невыгодно, поскольку содержание полезных элементов в исходной породе невелико. Транспортировка породы на большие расстояния, при которой теряется большая часть материала, по меньшей мере, глупо. По этой причине первый этап переработки руды осуществляется вблизи рудника.

Порода дробится до размера песка в грохотах и мельницах, затем измельченная руда поступает во флотационные машины, где жидкости с различными свойствами материала используются для отделения богатых металлами частиц от пустой породы. Полученный таким образом рудный концентрат направляется на дальнейшую переработку или продажу.

Аффинаж

Аффинаж — промышленное выделение чистого металла из руды.

Сначала руду помещают в тигель, где ее нагревают до температуры, при которой примеси отделяются от сплава драгоценного металла.

Полученный сплав заливается в формы, называемые анодами, а затем поступает в специальное оборудование для дальнейшего электролитического рафинирования.

Слив серебряно-золотого сплава в аноды.

Серебряные аноды после слива

Затем аноды помещают в электролит — раствор азотной кислоты и нитрата серебра. Аноды представляют собой пипетки, изготовленные в печах, а катоды — полосы из нержавеющей стали.

Серебряный катод перед плавкой

Полученное таким образом серебро снова переплавляют и отливают в слитки.

Пробы

Тонкость указывает на процентное содержание чистого металла в изделии, сплаве или слитке. Наиболее распространенная примесь, которая остается в серебряных изделиях, — медь.