Свойства и применение благородных металлов и сплавов

Согласно Федеральному закону от 26.03.1998 № 41-ФЗ «О драгоценных металлах и драгоценных камнях» к драгоценным (благородным) металлам, используемым для изготовления ювелирных изделий, относят золото, серебро, платину и пять металлов платиновой группы: палладий, иридий, родий, рутений, осмий.

Золото (Au) - металл желтого цвета, с сильным блеском, пластичный (один грамм золота может вытягиваться в нить длиной до трех километров); обладает значительной механической прочностью, химически устойчив к большинству кислот и щелочей. Золото растворяется только в царской водке (смеси HNO₃ и HCl в соотношении 1:3). С кислородом воздуха золото непосредственно не соединяется. Плотность – 19,32 г/см³, температура плавления – 1064 °С. Золото - очень мягкий металл, его твердость по шкале Мооса составляет 2,5.

В природе главным образом встречается самородное золото (растворы серебра в золоте с примесями меди, железа и других металлов) и значительно реже – химические соединения золота с теллуром и селеном. Самородное золото имеет вид кристаллов, чешуек, пластинок или волокон, а также зерен и кусков массой до 40 кг.

Золотую руду чаще всего добывают из золотосодержащего серного колчедана в жильных месторождениях, а также в рассеянных вкраплениях в массе различных горных пород. Нередко золото находят в серебряно-свинцовых и кварцевых рудах. Извлекают золото из руд методами цианирования, амальгамирования, а также при пирометаллургической обработке руд цветных металлов. Цианирование – способ извлечения золота из руд путем их растворения в слабых растворах цианистых натрия и калия. Это наиболее распространенный способ обработки золотых руд. Амальгамация – способ извлечения золота из руд при помощи ртути. При смачивании ртутью золото образует амальгаму и в таком виде отделяется от породы. При пирометаллургической обработке руд цветных металлов содержащееся в них золото дает сплав с извлекаемым металлом. В дальнейшем с помощью электролитического рафинирования золото выделяют в виде шламов. Последующая переработка шламов позволяет получить золото в чистом виде. Используется как основной компонент сплавов и в качестве покрытия.

Аффинаж драгоценных металлов – процесс очистки извлеченных драгоценных металлов от примесей и сопутствующих компонентов, доведение их до качества, соответствующего национальным стандартам и техническим условиям.

Серебро (Ag) – белый, блестящий, очень ковкий и тягучий металл; обладает наивысшей отражающей способностью (94 %), хороший проводник электричества и тепла, пластичный – прокатывается в тонкие листы толщиной до 0,00025 мм и вытягивается в тончайшую проволоку. Серебро чернеет при наличии в воздухе или воде сероводорода. Плотность – 10,49 г/см³, температура плавления - 960,5 °С. Твердость по шкале Мооса – 2,7. Серебро имеет высокую химическую устойчивость – растворяется только в крепкой азотной и подогретой серной кислотах. В природе серебро встречается в самородном виде, а также входит в состав свинцово-цинковых руд. Используется как основной компонент сплавов и припоев для ювелирных изделий и в качестве покрытия.

Платина (Pt) - серебристо-белый ковкий металл, не растворим в кислотах (кроме нагретой царской водки); имеет высокую плотность – 21,45 г/см³ и температуру плавления 1772 °С. Твердость по шкале Мооса – 4,2. В природе платина встречается в самородном состоянии. Используется как основной компонент платиновых сплавов, обычно в изделиях с бриллиантами.

Палладий (Pd) – металл серебристо-белого цвета, в природе встречается вместе с платиной; ковкий, тягучий, хорошо прокатывается в тонкие листы и проволоку. Плотность – 12,02 гс/м³, температура плавления – 1552 °С. Твердость по шкале Мооса – 4,8. Растворяется в азотной кислоте, смеси азотной и соляной кислот. Использование палладия в качестве легирующего металла в сплаве золото-пал­ладий ввело новый термин – "белое золото", что подчеркивает обесцвечивающую (по отношению к золоту) способность палладия. Палладий используется для изготовления ювелирных укра­шений как компонент высокотемпературных припоев.

Иридий (Ir) – металл белого цвета, с серым оттенком, очень твердый, но хрупкий. Химически стойкий - на него не действуют кислоты и щелочи. Имеет очень высокие показатели плотности (22,42 г/см³) и температуры плавления (2450 °С). Твердость по шкале Мооса – 6,5. При накаливании докрасна иридий обладает некоторой ковкостью; обработка его вследствие высокой твердости затруднена. Используется в платиновых сплавах вместе с родием в качестве легирующего компонента. Добавка иридия к платине значительно увеличивает ее твердость.

Родий (Rh) – хрупкий металл бледно-голубого цвета, по внешнему виду похож на алюминий; растворяется в концентрированной серной кислоте. Смесь азотной и соляной кислот (царская водка) на родий не действует. Благодаря высокой отражающей способности (коэффициент отражения – 75–80 %) применяется для покрытия металлов, в т.ч. серебра и изделий из "белого золота". Плотность – 12,42 г/см³, температура плавления – 1960 °С. Твердость по шкале Мооса – 6,5.

Рутений (Ru) – серебристо-белый металл, по внешнему виду похож на платину, но более твердый и хрупкий. Плотность – 12,37 г/см³, температура плавления – 2950 °С. Применяется как компонент платиновых сплавов. Получают рутений при переработке и очистке сырой платины после того, как на предыдущих операциях аффинажа из раствора были удалены платина, иридий, палладий, родий и осмий.

Осмий (Os) – белый, с серо-голубым оттенком металл, тугоплавкий (температура плавления самая высокая из металлов платиновой группы – 3047 °С); тяжелый, плотность – 22,48 г/см³; твердый (7,5); хрупкий. Осмий обладает высокой химической устойчивостью, не поддается механической обработке, добавляется в платиновые сплавы для придания им твердости и упругости.

Чистые драгоценные металлы являются либо сравнительно мягкими и недостаточно износостойкими (особенно золото и серебро) либо хрупкими (как иридий или осмий). Кроме того, при определенных видах ювелирных работ они не обладают необходимой технологичностью. Наконец, драгоценные металлы сравнительно дороги.

Дата добавления: 2015-08-27