Серебро
Последнее обновление страницы:14 May 2025
Вступление
Относительная редкость серебра, его привлекательный внешний вид и пластичность делают его пригодным для изготовления ювелирных изделий, бижутерии и столового серебра. Она обеспечивала богатствами многие цивилизации, включая древних греков, римлян, династию Тан в Китае, средневековых саксов, испанцев и португальцев в 16 веке.
Сегодня мы склонны думать о серебре только как о компоненте таких предметов, как столовые приборы, чайники и ювелирные украшения, но на самом деле оно имеет множество других применений. В 1813 году с использованием нитрата серебра было сделано первое фотографическое изображение, и сегодня серебро в основном используется в промышленности - будь то мобильные телефоны или солнечные батареи, постоянно появляются новые инновации, позволяющие использовать уникальные свойства серебра. Серебро широко использовалось в монетах на протяжении всей истории, хотя в последнее время его применение сократилось. В Австралии 50-центовая монета 1966 года выпуска была последней широко используемой монетой, которая содержала серебро (80% серебра, 20% меди). Хотя серебро устойчиво к окислению, на его поверхности легко образуется тусклый налет сульфида серебра.
Свойства
Серебро обладает многими особыми свойствами, которые делают его очень полезным и драгоценным металлом. Оно имеет привлекательный блестящий внешний вид, хотя и легко тускнеет. Тусклость - это сульфид серебра, который образуется при взаимодействии серебра с соединениями серы в атмосфере. Из всех известных металлов серебро является лучшим проводником тепла и электричества, более того, оно обладает самой высокой электро- и теплопроводностью из всех известных материалов. Оно прочное, податливое и пластичное и может выдерживать экстремальные температурные диапазоны. Серебро также способно очень хорошо отражать свет.
Свойства серебра
| Химический символ | Аг (от римского словасеребро, означающий серый или блестящий) |
|---|---|
| Руда | Встречается в самородном виде очень редко в виде самородков, но чаще всего в сочетании с серой, мышьяком, сурьмой или хлором, а также в различных рудах, таких как аргентит, хлораргирит и галенит (свинцовая руда, часто содержащая значительное количество серебра). |
| Относительная плотность | 10,5 г/см3 |
| Твердость | 3,25 по шкале Мооса |
| Пластичность | Высокий |
| Пластичность | Высокий |
| Электрическая проводимость | Самый высокий из известных |
| Теплопроводность | Самый высокий из известных |
| Температура плавления | 961°C |
| Точка кипения | 2162°C |
Использует
Серебро было одним из самых ранних металлов, использовавшихся для изготовления монет. Римляне использовали серебро таким образом еще в 269 году до нашей эры (более 2000 лет назад).
Поскольку серебро является хорошим проводником электричества, оно используется во многих электротехнических изделиях, включая выключатели, контакты и предохранители. Серебро используется в контактах бытовых выключателей, поскольку оно не подвержено коррозии - коррозия может вызвать перегрев и привести к пожару. Несмотря на то, что серебро легко тускнеет, это не мешает проводке электричества. Почти во всех электроприборах используются серебряные контакты и выключатели. В микроволновых печах, посудомоечных машинах, телевизорах, телефонах, игрушках и компьютерах используется серебро. Обычная стиральная машина имеет 16 серебряных контактов.
Серебро является отличным проводником тепла, поэтому его можно использовать в устройствах для размораживания задних стекол автомобилей. Крошечные линии из серебра и керамики передают тепло на стекло, очищая его от инея, льда и конденсата.
Привлекательность серебра и легкость его обработки делают его популярным материалом для изготовления ювелирных изделий. Стерлинговое серебро - это сплав, состоящий из 92,5% серебра и 7,5% меди. Стерлинговое серебро прочнее чистого серебра, поэтому его можно использовать для изготовления столовых приборов, сервировочных подносов и других украшений и декоративной посуды. Оно также используется для изготовления высококачественных музыкальных инструментов, таких как флейты.
Поскольку серебро обладает высокой светоотражающей способностью - фактически, это лучший из известных отражателей - его используют в зеркалах и в покрытиях для стекла и других металлов. Металлы могут быть покрыты серебром с помощью процесса, называемого гальванопокрытием.
Наиболее широко серебро использовалось в производстве фотобумаги и фотопленки. С использованием одной унции серебра можно сделать около 5000 цветных фотографий. В 1813 году Джозеф Нисефор Ньепс стал первым человеком, создавшим фотографическое изображение с использованием нитрата серебра. Однако с момента появления цифровой фотографии использование серебра в фотографии сократилось.
Использование серебра в медицине приходит на смену уменьшающемуся использованию в фотографии. Серебро находит множество применений в сфере здравоохранения. Например, сульфадиазин серебра - очень мощное соединение, применяемое для лечения ожогов, а серебро иногда используется в зубных пломбах и в качестве биоцида. Бинты с ионами серебра предотвращают размножение бактерий и ускоряют заживление ран, что делает их особенно полезными для пострадавших.
Серебро используется при изготовлении кристаллических солнечных фотоэлектрических панелей.
В наши дни серебро все больше и больше перерабатывается с использованием отходов фотоматериалов, электрооборудования, ювелирных изделий, химикатов и столового серебра.
| Воспользуйся | Описание |
|---|---|
| Фильм | Серебро широко использовалось в производстве фотопленки и бумаги (в основном в виде бромида серебра), в том числе для печати, телевидения, рентгенографии и видеопленки. |
| Электрический | Поскольку серебро хорошо проводит электричество (а также не подвержено коррозии, перегреву и возгоранию), его используют для изготовления выключателей, контактов и предохранителей практически во всех электроприборах, от микроволновых печей до посудомоечных машин, от телевизоров до персональных компьютеров. Обычная стиральная машина содержит 16 серебряных контактов. |
| Пайка | Пайка (часто с использованием сплава серебра, латуни и цинка) и сварка приводят к использованию большого количества серебра из-за его прочности и относительно высокой температуры плавления. |
| Размораживание | Поскольку серебро хорошо проводит тепло, его используют в линиях для удаления запотевания задних стекол автомобилей, которые передают тепло на оконное стекло, очищая его от инея. |
| Ювелирные изделия и столовое серебро | Серебро, обладающее высокой пластичностью и привлекательным внешним видом, использовалось для изготовления ювелирных изделий еще со времен Римской империи. Часто его смешивают с медью (7,5%) для получения более прочного сплава, называемого "чистое серебро". |
| Зеркала | Поскольку серебро является наиболее отражающим материалом из известных, его используют в зеркалах. |
| Здоровье | Серебро все чаще используется в качестве биоцида против бактерий в медицинских целях. его используют в некоторых зубных пломбах, для изготовления вещества, которое лечит ожоги, в качестве проволоки, которая удерживает сломанные кости в неподвижном состоянии во время их заживления, в тонких пластинах для замены кости, в хирургических дренажных трубках. |
| Деньги | Серебро было одним из самых ранних металлов, использовавшихся для изготовления монет, хотя сегодня серебро содержится только в монетах Мексики. В Австралии последней монетой, содержащей серебро, была монета достоинством в пятьдесят центов 1966 года, изготовленная на 80% из серебра и на 20% из меди. "Серебряные" монеты в настоящее время, как правило, изготавливаются из никеля и меди. |
| Батареи | Серебряные батарейки более мощные, компактные и долговечные, чем обычные, и поэтому особенно полезны в слуховых аппаратах, космических спутниках и портативных телекамерах. |
| Текстиль | Серебро можно использовать для предотвращения размножения бактерий и грибков в пластмассе и текстиле. |
История
Использование серебра восходит к самым ранним историческим записям, его обычно добывали путем плавления свинцовой руды (галенита). Древние греки добывали серебро в Лауриуме с VI по II век до нашей эры, что позволило им добиться огромного процветания и построить такие великолепные сооружения, как Парфенон и храм Посейдона. Серебряные кинжалы (сплавленные с медью) были найдены на Крите и датируются ранним минойским периодом, по крайней мере, 2000 годом до нашей эры. Римляне добывали серебро на свинцово-серебряных рудниках, плавильных и аффинажных заводах в Британии, Сардинии, Испании и других местах, и оно стало основой для чеканки их монет. На руднике Рио-Тинто в Испании добывалось так много серебра, что финикийцы, как говорят, выбрасывали железные якоря со своих кораблей и делали новые из серебра, просто чтобы погрузить на борт побольше серебра. В 16-м и 17-м веках Испания колонизировала Центральную и Южную Америку, и в конце концов там добывалось так много серебра, что его стоимость упала, и золото вытеснило его в качестве основы для чеканки монет.
Образование
Многие из столь важных для нас металлов, такие как золото, серебро, медь, свинец, цинк, присутствуют в земной коре лишь в очень небольших количествах. Серебра содержится всего около 5 частей на миллион (представьте себе миллион смартов, и только 5 из них серебряные). В отличие от большинства других цветных и драгоценных металлов, серебро добывается в основном как побочный продукт добычи других металлов - меди, свинца, цинка и, в меньшей степени, золота. В мире очень мало рудников, на которых серебро является основным или единственным добываемым товаром, что делает производство серебра сильно зависимым от других сырьевых товаров.
Помимо золота, все остальные металлы образуют соединения с серой, называемые сульфидами. Глубоко в земной коре, где очень жарко, циркулирует соленая вода (называемая рассолом), которая растворяет эти металлы, собирая их и концентрируя в горячем рассоле. Температура рассола может достигать 350°C. Иногда на морском дне этот рассол выходит на поверхность через отверстия, которые мы называем вентиляционными отверстиями. Когда горячий морской раствор вступает в контакт с холодной морской водой, сульфиды металлов не могут оставаться растворенными и выпадают в осадок на морском дне в виде различных минералов. Медь осаждается в виде халькопирита (сульфида меди), свинец - в виде галенита (сульфида свинца), а цинк - в виде сфалерита (сульфида цинка). Серебро осаждается в виде смеси с другими сульфидами. Сульфиды скапливаются на морском дне вокруг отверстий, похожих на дымоходы. Из-за того, что вода кажется черной из-за содержащихся в ней минералов, дымоходы называют черными курильщиками. Некоторые из этих отложений, которые также известны как "черные курильщики", образуются сегодня на дне океана у берегов Папуа - Новой Гвинеи, Канады и других стран по всему миру.
Гидротермальные флюиды также могут задерживаться под поверхностью в трещинах, где галенит, содержащий серебро, и другие минералы, могут выпадать в осадок, образуя жильные отложения. Там, где встречаются известняки, флюиды могут заполнять полости, образуя богатые, но неоднородные свинцово-цинково-серебряные отложения. На протяжении тысяч миллионов лет отложения формировались таким образом и в конечном итоге могут быть обнажены на поверхности в результате выветривания и эрозии. Некоторые из них полностью размыты и могут быть переработаны естественными процессами в новые отложения.
Ресурсы
Основными минералами серебра являются тетраэдриты (Cu, Fe, Zn,Ag).12Sb4S13), пирагирит (Ag3СбС3), аргентит (Ag2S), прустит (Ag3задница3) и церагирит (AgCl). Австралийское серебро встречается в основном в виде тетраэдрита или в виде замещенного сурьмой галенита (PbS). Серебро в золотых рудах встречается в основном в виде небольших количеств природного золото-серебряного сплава электрума.
Австралийские месторождения серебра и действующие рудники, 2022 год.
Размер депозита основан на общем объеме ресурсов (EDR + Продемонстрированные субэкономические ресурсы + Предполагаемый объем).
Для наглядности обозначены только крупные или значимые месторождения.
Серебро играет важную роль в истории Австралии, поскольку первым месторождением, разработанным в Австралии, было серебряно-свинцовое месторождение близ Аделаиды. Частично эродированные месторождения, обнажившиеся на поверхности, были обнаружены относительно легко. Примерами воздействия на поверхность являются месторождения Брокен-Хилл в Новом Южном Уэльсе и Маунт-Айза в Квинсленде, которые легли в основу австралийской серебряной (свинцово-цинковой) горнодобывающей промышленности (см.Google Искусство и культура - Брокен-Хилл: одно из крупнейших в мире свинцово-цинково-серебряных месторождений). В Австралии становится все труднее находить открытые месторождения, и геологоразведочные компании ищут месторождения будущего под землей. Это более дорогостоящий и сложный способ поиска рудных тел, хотя с конца 1970-х годов был достигнут ряд успехов. К числу таких открытий относятся рудник Скаддлс (глубина 140 метров) в Западной Австралии, месторождение Каннингтон (глубина 10 метров) в северном Квинсленде, рудник Хеллиер (глубина 90 метров) в Тасмании и месторождение Вилга в Виктории (глубина 50 метров под поверхностью).
В 1883 году Чарльз Расп обнаружил в Брокен-Хилле тяжелые породы, которые, по его мнению, могли содержать олово. Последующие анализы этих пород показали, что он обнаружил богатые окисленные (выветрившиеся) минералы серебра и свинца. Руда все еще добывается в Брокен-Хилле, который является крупнейшим производителем свинца, цинка и серебра в Австралии. Богатство, полученное в результате добычи руды Брокен-Хилл, позволило компании Broken Hill Proprietary Company Limited процветать, и, хотя она больше не имеет доли в месторождении, ее преемница, BHP Billiton, стала одной из крупнейших компаний Австралии.
Верхняя часть месторождения Маунт-Айза, открытого в 1923 году Джоном Кэмпбеллом Майлзом, также была очень богата серебром, которое в то время было самым востребованным товаром. Богатые свинцово-серебряные залежи на Маунт-Айза продолжают эксплуатироваться более 90 лет. Открытие близлежащего богатого месторождения Хилтон произошло в конце 1940-х годов, но оно не разрабатывалось до середины 1980-х годов. В регионе Маунт-Айза расположены крупные рудники Хилтон-Джордж Фишер и Каннингтон, а месторождения Дугалд-Ривер и Леди-Лоретта еще только разрабатываются. В Северной территории находится крупное свинцово-цинково-серебряное месторождение Макартур-Ривер. Рудник Каннингтон - один из немногих рудников, где серебро является основным добываемым товаром.
Австралия обладает крупнейшей в мире долей экономических запасов серебра, опережая Мексику, Канаду и США в результате открытия и разработки свинцово-цинково-серебряных месторождений Маунт-Айза, Хилтон-Джордж Фишер, Каннингтон и Макартур-Ривер. Около 25% продукции австралийских рудников перерабатывается в металлическое серебро и в основном отправляется в Японию. Большая часть оставшейся продукции экспортируется в виде свинцовых слитков в Великобританию, где ее добывают и рафинируют.
Добыча полезных ископаемых
Почти все серебряные (свинцово-цинковые и/или медные) рудники Австралии работают под землей с высокой степенью механизации. Руда бурится и взрывается в больших объемах, а затем транспортируется в подземные дробилки большими погрузчиками и грузовиками. Затем измельченную руду поднимают на поверхность в скипах или доставляют непосредственно на поверхность на грузовиках по спиральному подъездному туннелю (спуск). Большая часть серебра в Австралии добывается из серебросодержащего галенита, но некоторое количество также добывается при добыче меди и золота.
Обработка
На поверхности руда подвергается дополнительному дроблению и тонкому измельчению. Процесс флотации используется для отделения серебросодержащих галенита и тетраэдрита от других рудных минералов и частиц пустой породы (хвостов) с получением минеральных концентратов. Разработка процесса флотации началась на заре добычи полезных ископаемых в Брокен-Хилле. Сегодня во всем мире используются более эффективные варианты этой технологии. На многих шахтах Австралии и за рубежом используется усовершенствованная флотационная камера Jameson, которая также была разработана в Австралии.
В процессе Джеймсона измельченная руда, вода и специальные химикаты смешиваются вместе и постоянно перемешиваются во флотационных камерах. Воздух пропускается через смесь в каждой ячейке, и мелкие частицы галенита, содержащие серебро, прилипают к пузырькам, которые поднимаются, образуя пену на поверхности ячейки. Остатки оседают на дно ячейки и удаляются. Пену снимают, и в полученном концентрате сульфида серебра и свинца можно определить содержание от 800 граммов до одного килограмма серебра на тонну концентрата.
Концентрат спекают (частично расплавляют) для объединения мелких частиц в комки и удаления некоторого количества серы в виде диоксида серы. Затем его плавят в доменной печи и подвергают дросселированию (удалению следов меди и примесей) для получения неочищенного металлического свинца, который может содержать более двух килограммов серебра на тонну.
Серебро извлекается после очистки неочищенного свинца до высокой степени очистки. Неочищенный свинец переплавляется и удаляются сурьма и другие примеси. Затем расплавленный свинец переливается в большую вертикальную емкость, называемую "чайником", где он проходит через слой расплавленного цинка, плавающий поверх расплавленного свинца. Котел постепенно охлаждается по направлению к основанию, так что по мере того, как поступающий расплавленный свинец опускается, содержащееся в нем серебро и любое незначительное количество золота или меди соединяются с расплавленным цинком, стекающим со слоя цинка, и образуют кристаллы сплава цинк-серебро-золото-медь. Кристаллы всплывают на поверхность и вновь растворяются в слое цинка. Слой цинка периодически снимается, и сплав серебро-золото-медь, называемый dore, удаляется путем дальнейшей плавки, а затем разливается в пластины для электролитического удаления меди и разделения серебра и золота высокой чистоты.
Свинцовый завод и аффинажный завод в Порт-Пири в Южной Австралии является крупнейшим австралийским производителем рафинированного серебра и является местом переработки свинцовых концентратов с Брокен-Хилл и других рудников. Большая часть серебра, добываемого на рудниках Маунт-Айза и Хилтон, поступает в виде свинцовых концентратов, которые переплавляются в свинцовые слитки на руднике Маунт-Айза. Слитки экспортируются в Великобританию для рафинирования и извлечения серебра.
Серебряные слитки также производятся на руднике Olympic Dam из остатков, образующихся при электролитическом рафинировании меди. Серебро добывается и рафинируется на золотодобывающих заводах в Перте, Калгурли и Мельбурне из золота dore или слитков, добываемых в основном на австралийских золотых приисках.