Металлургия Оглавление Металлургия История благородных металлов

История благородных металлов

ИСТОРИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Благородные металлы отличаются от других элементов, известных еще древним народам, неизменяемостью на воздухе, трудностью добычи и высокой стоимостью. Теперь их также называют драгоценными; хотя некоторые тугоплавкие элементы пока дороже золота и платины.

Золото и серебро были известны задолго до начала нашей эры. Египтяне разрабатывали золотоносные россыпи в Нубии (Восточная Африка). Финикийцы там же открыли богатую золотом страну Офир, они знали о многих месторождениях золота и серебра в Армении, Испании и на Кипре.

Первые достоверные сведения о древней металлургии благородных металлов имеют давность, соизмеримую с историей древней Греции — 40 — 50 вв. до н. э.

Первым применением золота и серебра было изготовление украшений и утвари, а с развитием обмена — монеты. До конца прошлого века, а кое-где и поныне, эти металлы во многих странах служили денежным материалом, а затем приобрели. функцию фондового эквивалента банкнот,

В 1738 г. испанский математик Дон Антоние де-Уллоа во время путешествия в Южную Америку обнаружил платину — «белое золото», считавшуюся сначала сплавом золота и серебра. В литературе XVIII в. ее называли «гнилым» или «лягушечьим» золотом, ценили в два раза ниже серебра и иногда для фальсификации добавляли в золотую монету. Только в 1752 г., после исследований Шеффера, платина была признана новым элементом.

В 1803 г. Волластон, обрабатывая самородную платину царской водкой, обнаружил в растворе два других благородных металла — палладий (Pd) и родий (Rh). Вскоре (1803 — 1804 гг.) Смитсон Теннант в нерастворимом остатке от подобной обработки платины нашел осмий и иридий. Рутений открыл в 1844 г. К.К. Клаус в уральских месторождениях платины и назвал его в честь России Rhutenia (лат.).

Интересно отметить происхождение названий других платиноидов: платина соответствует испанскому plata —серебро, родий — греческому родос, отмечающему розовый цвет растворов. Палладий назван в честь открытия астероида Паллада, а иридий происходит от греческого ирис, принятого из-за различия окраски ионов.

Некоторые физические и механические свойства платиноидов собраны в табл., знакомясь с которой следует обратить внимание на высокие температуры плавления металлов и их твердость, близкую, например, у иридия, осмия и рутения к закаленной стали. Вместе с тем золоту и платине свойственны мягкость, ковкость и тягучесть. О химических свойствах сказано ниже.

Таблица. Физические и механические свойства платиноидов

Металл Атомная масса Плотность при 20° С, г/см3 Температура, °С Механические свойства
плавления кипения (около) предел прочности

на растяжение Н/м2

твердость по

Бринеллю

Н/м2

Палладий 106,4 12,02 1552 3980 180 480
Иридий 192,2 22,4 2410 5300 226 1615
Рутений 101,07 12,40 2250 4900   2155
Родий 102,91 12,44 1960 4500 470 1360
Осмий 190,2 22,5 3000 5500   3920

С развитием промышленности благородные металлы находили все более широкое техническое применение.

Золото, продолжая оставаться денежным эквивалентом, входит во многие сплавы с серебром, платиной, медью, никелем, оловом, в том числе применяемые за рубежом при монтаже реактивных двигателей, ракет и ядерных реакторов. Чистый металл с его высокой отражательной способностью и коррозионной стойкостью может служить прекрасным покрытием, хорошо отражающим свет. Известно, что первые американские спутники покрывали слоем золота толщиной в несколько тысячных или сотых долей микрометра. Использование металла для зубных протезов постепенно сокращается: для этого разработано несколько заменяющих сплавов; однако они пока еще остаются менеее привлекательными.

Серебро вошло в область промышленного использования после изобретения фотографии, а далее также в связи с широким распространением кинематографии, рентгенографии, производства щелочных аккумуляторов и ядерной энергии. Спрос промышленности на него давно уже превышает выплавку и этот дефицит стараются пополнять вторичными металлами, перерабатывая старую монету, зеркальный бой, ювелирные изделиям и использованные фото-киноматериалы.

Платину долго не умели очищать от примесей, понижающих ее ковкость. В 70-х годах XVIII в. впервые были получены технические изделия из чистого металла: пластины, тигли, проволока; они ценились из-за стойкости против концентрированных сильных кислот. В начале XIX в. стали делать платиновые сосуды для получения серной кислоты массой более 10 кг. В месте с тем до середины того же столетия в некоторых странах из платины чеканили монету и делали украшения. После второй мировой войны потребление ее в ювелирном деле и медицине, составлявшее ранее около 60% общего производства, сократилось до 8—10%. Наряду с этим сильно возрос спрос на платиноиды, как на заменители платины. В виде сетки, губки, проволоки, жести и в мелко раздробленном состоянии платина, палладий и сплавы платины с палладием, родием, иридием, рутением также, как и сплавы платины и палладия с неблагородными металлами служат катализаторами в неорганической и органической технологии. Их применяют при синтезе аммиака из азота и водорода, для гидрогенизации и дегидрогенизации органических веществ, восстановления нитросоединений и галогенидов, в производстве серной и синильной кислот.

В нефтяной промышленности катализаторы из платиновых металлов необходимы для производства высокооктанового топлива и ряда синтетических продуктов. При гидрировании некоторых органических соединений применяют осмий. Палладий служит также для очистки водорода и дейтерия.

В электротехнике, электронике и приборостроении платина, платиноиды и разные их сплавы употребляются при монтаже аппаратуры связи, для деталей астрономических приборов и электродов рентгеновских трубок. Термопары из платины и ее сплавов с родием пригодны для длительного измерения высоких температур; возможные пределы этого расширяются с увеличением процента родия в сплавах, который менее летуч. Покрытия родием, имеющим высокую отражательную способность, важны для прожекторной техники, они не теряют свойств до 400° С. Весьма твердые сплавы осмия с иридием идут на изготовление точных измерительных инструментов — астрономических и мореходных. Замена платины платиноидами часто выгодна: палладий и рутений дешевле платины.

Иридий приблизительно в пять раз дороже золота; поэтому применение его в чистом виде пока мало. Тигли из этого металла пригодны для опытов при температурах до 2300° С. Весьма стойки электролитические и химические покрытия иридием металлов и керамики толщиной менее 0,1 мм. Радиоактивный изотоп Ir192 с периодом полураспада 74,5 суток, получаемый в атомных реакторах, служит для гамма-дефектоскопии и датчиком уровня сыпучих материалов. Открытие эффекта Мессбауэра было сделано с применением того же изотопа.

Осмий также очень дорог — по крайней мере в 30 раз дороже золота. В некоторых реакциях гидронизации органических веществ он оказывает более сильное каталитическое действие, чем платина. Несмотря на высокую стоимость, из соединений осмия делают особую черную краску для росписи фарфора.

 

Статья на тему История благородных металлов

Топовые страницы