Серебро: свойства, способы добычи и методы выделения из руды


Добыча драгоценных металлов в мире набирает обороты
Состоянием на 2014 год количество добываемой руды выросло на 20% до отметки 819 миллионов тройских унций. Исследователи The Silver Institute пришли к выводу, что в начале XXI века количество добываемого ресурса увеличилось почти в 3 раза. В Мексике находятся самые крупные центры добычи драгоценного металла в мире. Под Мексикой по количеству добываемой руды расположились:

  • Китай (3800 тонн в год);
  • Перу (3700 тонн в год);
  • Австралия (1900 тонн в год);
  • Россия (1800 тонн в год).

Серебро в природе


Так выглядит руда из которой добывают серебро
Основную долю самородков извлекают из полиметаллических руд, где оно концентрируется в виде примесей из сульфидов. Что касается самородков, то они встречаются нечасто. Основную их долю добывают из серебряных руд.

Самородки драгоценного металла встречаются нечасто из-за склонности серебра к окислению и образованию на нем черного налета – аконита. Кроме этого, оно вступает в реакцию с AgCl (хлорагаритом) и ClBr (эмболитом) в результате чего меняет свою структуру и распыляется в прилегающих металлах.

Пищевая добавка

Сегодня серебро иногда применяют в пищевой промышленности, где оно больше известно, как добавка Е174. Её используют для украшения кондитерских изделий, но только в минимальных количествах.

Реклама — Продолжение ниже

Кстати, в натуральных продуктах оно тоже присутствует, например, его много в обычном яичном желтке. Впрочем, золото тоже бывает съедобным и популярно как ингредиент люксовых блюд и десертов.

Сфера применения драгоценного металла

Потребность мира в ресурсе постоянно растет, это связано с тем, что минерал применяют многих областях промышленности: около 80% серебряных слитков применяют в производстве техники, мобильных устройств, компьютеров, аккумуляторов и других современных оборудованиях.


Все современные микрочипы содержат драг металлы, серебро в том числе

Если раньше серебро использовалось только в эстетических целях, то сегодня его преимущественно используют в промышленных. Оно ценится за высокую проводимость тепла и электричества. Кроме этого, минерал не поддается окислению и имеет хорошие катализирующие свойства.

Остатки от промышленности используются в ювелирном деле и для изготовления драгоценных монет. Интенсивные темпы добычи привели к тому, что резервов ресурса почти не осталось. Эксперты считают, что они могут истощиться с ближайшие 20 – 30 лет при таких темпах добычи. На данный момент человечество истощило около 95% всех серебряных сбережений на планете.

Древний лекарь

С давних времён благородный металл применяли в медицине. Ещё в Древнем Египте тонкие листы серебра прикладывали к ранам больных, чтобы они быстрее заживали.

Реклама — Продолжение ниже

А в Швейцарии при помощи серебра лечили зубную боль. Для этого пациенту давали монету, он прикладывал её к больному зубу и через некоторое время боль стихала.

Способы добычи серебра

На протяжении всей истории человечества способы добывания менялись. Сначала драгоценный металл извлекали открытым способом, а с совершенствованием технологий перешли на закрытый способ. На современном этапе ресурс добывают двумя способами – методом цианирования и амальгамации.

  • Цианирование – добывание металла при помощи водного раствора. Сплавы помещают в специальный раствор, состоящий из цианида и кислорода. Минерал добывают из раствора после фильтрации пустых пород. Образовавшиеся примеси на металле удаляются серной кислотой. Оставшиеся твердые частицы фильтруются, промываются, выпариваются и отправляются на производство слитков.


    Материальный баланс по золоту и серебру для технологической схемы переработки руды цианированием

  • Амальгамация – старый метод, который использует человечество для добывания серебра больше 2-х тыс. лет. Серебряную руду пропускают через амальгамированную поверхность, покрытую ртутью вместе с водой. Частички драгоценного металла вступают в химическую реакцию с ртутью, образуя амальгаму – твердые образования. К затвердевшим образованиям применяют метод фильтрации, извлекая из него серебреную руду.


Амальгамация серебра невозможна без ртути, поэтому данный способ не используется столь активно
Описанные методы не могут добыть абсолютно чистое серебро. Его добывают на аффинажных заводах методом чистки, фильтрации и вторичной обработки.

Прародитель рубля

До развития всевозможных отраслей производства (электротехника, фотография, радиотехника), на которых сегодня применяют серебро, его использовали преимущественно для изготовления посуды, ювелирных украшений и денег.

Так, на Руси в качестве валюты выступали продолговатые серебряные бруски. Их рубили, если какая-то вещь стоила меньше, чем весь слиток. Такие деньги назывались рублями. Это название русских денег дошло и до наших дней.

Мексиканские рудники – самые богатые месторождения в мире


Крупнейшие рудники Мексики
Мексика – это мировой лидер по количеству добываемой серебряной руды и других драгоценных металлов. На территории этого государства эксперты зафиксировали больше 200 рудников, где добывается драгоценный ресурс.

В Лас-Торресе находятся самые большие залежи серебра в Мексике. Его запасы эксперты оценивают в 4,3 млн т. Концентрация серебра в этом регионе достегает 280 г/тонну.

Второе место по масштабу добываемого ресурса занимают рудники Ла-Энкантада, штат Коауила. Общие сбережения залежей составляют около 3,2 млн т. руды.

Относительно крупными районами добычи ресурса считаются рудники в штатах Идальго, Сакатекас и Чиуауа. На территории этих штатов находится около 48 мелких залежей серебряной руды, где добывается около 20% от всего объема добываемого ресурса в государстве.

Стоит отметить, что эксперты заметили небольшой спад экспорта драгоценного металла в Мексике. Первые за всю историю количество добываемого серебра в стране уменьшилось на 6% состоянием на март 2016 года. Эксперты прогнозируют небольшой спад производства на 2016-2017 года.

Процесс добычи природного сырья

Существуют разные способы получения серебра:

  • шахтный;
  • карьерный;
  • скважинный;
  • морской.

Из всех методов только карьерный предполагает необходимость выполнения поверхностных работ. Менее распространен морской вариант, когда добыча серебристого драгметалла ведется ниже уровня морского дна.

Среднее количество серебра в различных породах может достигнуть 1 г/т, больше золота или платины. В морской воде содержится до 0,00004 г/т.

Изучение участка

С помощью специального оборудования, а также методом осмотра местности, изучения структуры, состава и свойств руды обнаруживают следы присутствия драгметалла. На открытой территории сложно найти серебристые вкрапления, т. к. материал покрыт слоем сульфида серебра или гидроксида железа, оксидами других веществ. Это задача геологов, специалисты составляют карты, на которых отмечают все месторождения.

Разработка шахты

Технология добычи драгметалла основана на измельчении породы методом взрыва. Дробление должно осуществляться на ограниченном участке и некоторой глубине. Для этого специалисты закладывают взрывчатые вещества внутрь подготовленных отверстий. На следующем этапе добычи закладывают тротиловые шашки.

Основные месторождения серебра в России

В 1704 году на Нерчинских рудниках недалеко от озера Байкал в России начали добывать минерал на государственном уровне. Правительство и промышленники не делали попыток обнаружить новые залежи вплоть до середины ХХ века. Во времена Второй мировой войны и в период Холодной войны началось освоение месторождений на Дальнем Востоке. Россия расположилась на первом месте по запасам серебра в мире. На ее территории сконцентрировано почти 10,5% мировых сбережений. Основные залежи находятся на Дальнем Востоке, в Восточной Сибири и на Южном Урале.


Добыча серебра в России

Стоит отметить, что в России нет таких богатых месторождений благородного металла, как в Канаде, Германии или Норвегии, однако, по количеству концентрации серебра РФ превосходит все страны мира.

Сегодня добыча серебра в России ведется в 20 регионах в более чем 100 месторождениях. Доля серебра в основных рудниках редко превышает 100 грамм/т. Дукатское месторождение (Магаданская область) занимает первое место в РФ по количеству запасов и объему добывания серебра. На втором месте расположились Лунное и Джульетта месторождения залежей серебра в Магаданской области. Из этих трех центров в России добывается больше 30% всего серебра. Чуть меньше добывается на территории Урала – около 20%. На третьем месте расположились Норильское и Хаканджинское месторождения, где выкапывается около 7-10% драгоценного металла.

Серебро: добыча и производство серебра

Редкие самородки. Соединения с серебром

Чаще всего драгметалл обнаруживается в полиметаллических месторождениях, где содержится в структуре другой руды. Однако иногда находят достаточно крупные образования Ag. Наиболее известные из них:

  • самородок весом 20 т был обнаружен на территории месторождения Шнееберг, недалеко от города Фрайберг;
  • рудник Консберг (Норвегия): найден самородок весом 254 кг, он находится в музее Копенгагена;
  • Канада: пластина серебра весом 612 кг, здесь же найдено еще более крупное образование, известное под названием «серебряный тротуар», имеет длину 30 м, весит 20 т.


Серебряные самородки
Учитывая, что самородки встречаются редко, часто добывают полиметаллическую руду. Распространенные соединения на основе Ag:

  • содержит серу (аргентит);
  • золото (электрум);
  • свинец (галенит);
  • мышьяк (прустит);
  • сурьму (пираргирит).

Горно-рудная промышленность серебра в КНДР

Количество добываемого драгоценного металла в Китае полностью отвечает потребностям государства в ресурсе. Остальная часть экспортируется в Японию, Корею, Монголию, Иран и другие страны мира. В Китае концентрируется около 9,6% мировых припасов серебра. Оно содержится в свинцово-цинковых и медных залежах.


Транспортировка грунта насыщенного серебряной рудой

Основные центры добывания руды: район Ин (Ying). В этой области драгоценный металл начали добывать еще в эпоху позднего Средневековья. Район Ин – это рекордсмен по содержанию серебряной руды в Китае. В нем концентрируется около 15 млн т., что составляет почти 35% от запасов государства.

На втором месте по количеству припасов серебреной руды расположились юго-восточные районы Китая. В этом регионе выделяется месторождение Фувань, провинция Гуандун. Здесь руду добывают закрытым способом. Эксперты оценивают запасы месторождения в 9 млн т. Стоит отметить, что Фувань является одним из самых рентабельных рудников, поскольку концентрация серебра в нем достигает 190г/т.

Таким образом, территория Китая – это перспективное место для добычи серебра. По данным, на 2015 год Китай занимает второе место по добыче серебра в мире. Эксперты прогнозируют выход Китая на первое место к 2018-2019 году, если тепы добычи не уменьшатся.

Производство серебра

Извлечение руды

Полученный драгметалл на территории Российской Федерации и всего мира не может применяться без дополнительной обработки. Чаще всего очистку материала обеспечивает химия – реакция с другими соединениями. Применяется и температурный метод. Главная цель – преобразование материалов, что позволяет изменить формулу аргентума, выделить его из породы.

Писатель Виталий Рехлов способствовал уточнению истории. Он распространил информацию об истинном первооткрывателе кузнецкого угля на территории России. Им был некий Михайло Волков – рудознатец, отправившийся на поиски серебряной руды вместе с большинством товарищей, чему способствовал указ Петра I «о поиске и добыче ценных металлов».

Цианирование руды

Краткое описание:

  1. Растворение, для чего используют цианидную щелочь.
  2. Фильтрация.
  3. Введение цинкового порошка.
  4. Сплавление после добычи. Твердый осадок представляет собой серебряные частицы. Под воздействием высокой температуры получают расплав, который отправляют на завод для очистки.


Серебряные месторождения

Амальгамация с ртутью

Металл пропускают через раствор ртути, его предварительно измельчают. Как результат, материал меняет форму – становится текучим. Полученная масса проходит процедуру отжима. Ртуть отделяется, остается твердый осадок, который переплавляется для получения рабочего материала и дальнейшей очистки.

Горнодобывающая промышленность серебра в Перу

Горно-рудная промышленность в Перу считается одной из самых развитых в стране. Эксперты отмечают, что в Перу добывается около 17% припасов серебряной руды в мире. По данным, на 2015 год в государстве функционирует около 784 рудников. Остаются не открытыми и не обработанными рудники с общим резервом более 120 тыс. тонн.


Производство серебра наращивается в Китае и Перу

Промышленное добывание драгоценного ресурса в стране началось с 1991 года, когда правительство сняло ограничения с добычи национальных богатств страны. Стоит отметить, что почти 75% всех рудников принадлежит иностранным инвесторам и их капиталу.

Самые крупные залежи в Перу концентрируются в Сан-Рафаэле (Восточная Кордильера). Здесь находится почти 27% всех запасов страны. Стоит отметить, что в Сан-Рафаэле залегают самые богатые резервы с высокой концентрацией серебра до 230 г/тонну.

Второе место занимают сразу 4 рудника, расположенные в Хулькани, Сан-Кристобале, Гулькении и Морокоче. На их долю приходится около 14% всех запасов страны. Извлечение серебряной руды в этих районах ведется закрытым способом.

Страна считается одной из самых обеспеченных мире. Остатки от промышленности экспортируются в соседние государства. Самые плотные торговые отношения Перу сложились с европейскими государствами. В них поставляется около 80% всего серебра на экспорт.

Широкое применение серебряного сплава

Чистота материала может быть разной, что зависит от многих факторов, среди них – область использования серебряного изделия:

  • ювелирное производство: около 20% аргентума отправляется на заводы для изготовления украшений, аксессуаров, которые потом можно будет приобрести в ювелирных и интернет-магазинах, такой сплав содержит медь или платину для улучшения свойств, придания привлекательности металлу;
  • медицина, стоматология: аргентум широко применяется для покрытия разных изделий, входит в состав препаратов, используется в стоматологии (серебрение, протезирование) что обусловлено антибактериальными свойствами;
  • промышленность: Ag применяется при производстве аккумуляторов, радиодеталей, контактных частей механизмов;
  • производство стекла: используется метод серебрения, как результат, получают разнообразные отражающие поверхности;
  • оборонная промышленность, например, Ag содержат элементы противогазов;
  • вычислительная и электротехника: основным является изготовление контактного материала, деталей для производства микросхем;
  • криминалистика: следы преступника обнаруживаются при помощи азотнокислого серебра, что позволяет выявить потожировые вещества на поверхностях.

Горно-рудная промышленность Австралии

Островное государство занимает четвертое место в мире по количеству добываемого серебра. В прошлом году местные предприниматели добыли почти 55,4 млн унций этого ресурса. Стоит отметить, что в Австралии горно-рудная промышленность развивается достаточно быстрыми темпами. Первую шахту местные жители построили в 1840 году на Тасмании (Рид-Розбери). Ценный ресурс добывали закрытым способом из свинца, цинка и золота.


Основные залежи сосредоточены на юго-западе материка – в штате Западная Австралия. Крупнейшие прииски находятся близ городов Калгурли

ВНР Billiton – ведущая компания по серебряно-свинцовым месторождениям в Киррингтоне (западный Квинсленд). В 2015 год компания получила около 32,12 млн унций ресурса. На данный момент ВНР Billiton добывает и производит около 43% ресурсов во всей территории Австралии.

Вторым большим рудником считается Mt. Isa, что в Квинсленде. Здесь горно-рудные компании добывают залежи серебряной руды закрытым способом. Рудник на реке Мак Артура является третьем по значимости. В нем добывается около 15% всего железа Австралии.

Стоит отметить также компании-гиганты Xstrata ADR и Minmetals Recources. Они владеют небольшими месторождениями в западных землях (Южный Уэльс и Брокен-Хилл).

Очищение металла

  • Руда помещается в резервуар, обрабатывается цинковой пылью. В результате все примеси оседают на дно, целевое сырье остается наверху. Последующая очистка производится на заводах.
  • Пирометаллургический метод позволяет получить чистое серебро. В качестве концентраторов нужно использовать медь или свинец. Эти вещества обрабатываются цинком под воздействием температуры 450 градусов – так частички металла лучше растворяются. После извлечения застывшей субстанции от нее отделяют драгметалл.
  • При температуре 1250 градусов цинк испаряется, но в оставшемся серебре все еще содержится мышьяк и свинец. Для очистки используется обработка кислородом и тепловое воздействие 1000 градусов. Этот способ наиболее выгодный, поскольку свинец и медь добываются в больших количествах. Переработка таких элементов не требует значительных затрат.
  • Очищенный драгметалл переплавляется в слитки. Ни одна технология не дает гарантии получения на 100% чистого серебра. Чтобы полностью избавиться от примесей, слитки переправляют на металлургические предприятия для последующей обработки.

Если в качестве основного сырья используется медь или свинец, применяется пирометаллургическая методика очистки. Такой способ отличается выгодой, поскольку эти примеси недорогие. В итоге цена процесса производства уменьшается, окупаются затраты на изготовление менее дорогостоящих металлов. Для отделения серебра используется технология электрохимической очистки.

Из каких вещей и материалов можно добыть серебро

Драгоценный металл находится во множестве окружающих нас предметов. Особенно много его в старых вещах, произведенных еще в СССР: столовых предметах, а также подносах и канделябрах, советских наградах, стеклянных елочных игрушках того времени, фотопластинках и других фотоизделиях.

Из радиодеталей и схем

Богаты серебром радиодетали и схемы советского производства, особенно много его в реле и микропереключателях. Только из них можно выделить до 2-3 граммов металла высокой степени чистоты.

Еще способы

В наше время добычу серебра производят не только на горных месторождениях, но и в городских условиях. Существуют крупные промышленные предприятия, специализирующиеся на вторичной обработке светочувствительного эмульсионного слоя фотоматериалов и рентгеновских снимков.

Из попутных стоков этого процесса улавливается серебро, объемы которого сравнимы с добычей его на рентабельном руднике. Так использованный уже однажды металл получает вторую жизнь.

Плюсы и минусы добычи в домашних условиях

Извлечение металла в домашних условиях всегда имеет определенную степень риска (работа с кислотами, например). С точки зрения материального обогащения надо признать: экономически это невыгодно, так как затратно по времени и требует наличия определенного количества реактивов, оборудования и знаний.

Главный плюс: качественный продукт — серебро, чистоту которого не может вам гарантировать ни один производитель.

Историческая справка

Люди знакомы с серебром с древнейших времен, так как оно было популярным самородком и не требовало плавления руды. К древнейшим центрам добычи и обработки металла относят доисторическую Сардинию, где он стал известен еще в период раннего энеолита.

Серебро включают археологические находки на разных континентах. На территории Древнего Египта нашли аксессуары, датированные 5,5–7 тысячелетиями. Металл тогда получали из древнейших месторождений в Сирии.

Элементу издревле присваиваются магические и целебные свойства. Из-за этого его ассоциировали с Луной, использовали алхимики.

По значимости среди драгоценных металлов серебро уступает только золоту. Очищать его люди научились примерно 2,5 тысячелетия назад. Раньше использовали большие ступы для измельчения руды — получали порошок, в котором серебро отделяли от разных примесей.

Стоимость драгоценного металла начала быстро расти после чеканки первых монет. Произошло это в Месопотамии еще за полтысячелетия до нашей эры. Серебром рассчитывались и на Руси — сначала от бруска металла отрубали нужный кусок, потом появились монеты.

Серебро в природе

Найти чистый металл можно нечасто. Большой его объем составляют сульфиты и глинистые сланцы. На тонну породы приходится 60–70 мг (максимум 1 г) драгоценного элемента.

Серебро выгодно добывать из золотосеребряных, медных и свинцовых руд. Есть разные соединения:

  1. Электрум — вид самородного золота, содержит до 50 % серебра. Соединение представлено пластинчатыми образованиями или дендритами белого, светло-желтого, зеленовато цвета. Бывает непрозрачным, с металлическим блеском.
  2. Аргентит — серебросодержащая руда, соединение с серой. Встречается сплошной массой, в пластинках или кристаллах. Бывает железно-черного или черновато-серого цвета. Соединение непрозрачно, имеет металлический блеск.
  3. Галенит — важнейший источник свинца. Кроме серебра может содержать кадмий, селен и другие примеси. Встречается сплошными массами и кубическими кристаллами. Характерен свинцово-серый цвет, непрозрачность и тусклый металлический блеск.
  4. Прустит — мышьяково-серебряная обманка. Встречается просвечивающими сплошными массами алого, багряно-красного, красновато-серого цвета. Характерен алмазный блеск и потемнение на свету.
  5. Пираргирит — сравнительно редкий минерал, является соединением с сурьмой, содержит почти 60 % серебра. Встречается дендритами, зернистыми вкраплениями, налетом. Бывает пурпурно-красного цвета, полупрозрачен, просвечивает. Характерен алмазный полуметаллический блеск.
  6. Стефанит (кислое, ломкое или черное серебро) — содержит почти 70 % драгоценного металла, а также серу и сурьму. Встречается сплошными массами и кристаллами серого или черного цвета.

Находят драгоценный металл также на месторождениях кварца, угля, нефти, полиметаллов. Морская вода содержит микроскопические частицы серебра, но добывать его при таких условиях трудно, поскольку необходимая технологическая база отсутствует. Для получения 1 г металла нужно 25 тысяч тонн морской воды.

Небольшое количество элемента содержат живые организмы. Драгоценный металл есть и в падающих на планету метеоритах.

Ученые подсчитали, что добыто было примерно 700 тысяч тонн серебра. Даже самородки распознать нелегко, так как металл покрывает темно-серый налет сульфида. Иногда он напоминает запутанную проволоку или сухой мох, имеет коричневатую или ржавую окраску. Такой эффект дает гидроксид железа, покрывающий металл.

Химические и физические свойства

Физические свойства благородного металла важны в первую очередь для производства. Из-за своей высокой плотности чистое серебро — довольно тяжелое вещество блестящего белого цвета.

В сравнении с другими металлами имеет высокую:

  • способность к отражению (изготовление зеркал);
  • теплопроводность;
  • электрическую проводимость (детали для электроаппаратуры);
  • плотность, способность выдерживать большие нагрузки.

Среди драгоценных металлов отличается:

  • низкой температурой плавления;
  • высокой твердостью, износостойкость (контактные элементы вычислительного оборудования);
  • мягкостью и пластичностью (ювелирное дело).

Главное химическое свойство серебра как драгоценного металла — способность вступать в разного рода реакции. Хорошо растворяется в азотной и концентрированной серной кислоте, ртути. Темнеет от соприкосновения с сероводородом (в том числе на теле человека), реагирует на йод (украшения, столовые приборы теряют привлекательный внешний вид), находясь в земле, преобразуется в хлористые соединения и растворяется.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]