Добыча серебра: происхождение и уникальные свойства, технологии добычи, применение

Серебро — благородный металл характерного серебристо-белого цвета. Известен он с давних времен, добывается на разных материках. Металл популярен в ювелирном деле, медицине, различных производствах и промышленности.

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.

Свойства

Популярность серебра и множество сфер его применения объясняется физическими и химическими свойствами элемента.

Физические свойства

Чистый элемент тяжелый, его плотность 10,5 г/см³. У металла серебристо-белый цвет и следующие физические свойства:

• мягкость;
• необыкновенная пластичность — при обработке материал легко меняет форму;
• теплопроводность 429 Вт/(м*К) — самый высокий показатель среди металлов;
• самая высокая электропроводность (при комнатной температуре) среди металлов;
• относительная тугоплавкость — температура плавления 962 °C;
• отражающая способность — свойство применяется для изготовления зеркал;
• подверженности коррозии нет.

Химические свойства

В периодической системе Менделеева у серебра 47-й атомный номер. Он относится к 11 группе (подгруппа меди). Химические свойства элемента следующие:

• отсутствие реакции с другими веществами (природные условия);
• противостояние царской водке;
• отсутствие воздействия кислорода, кремния;
• растворение в ртути с образованием амальгамы (жидкого сплава) — это свойство используется при обработке металла;
• растворение в азотной, соляной (если есть кислород), горячей концентрированной серной кислоте;
• образование сульфида при нагревании с серой;
• при ультрафиолетовом облучении, окислении озоном и кислородной плазмой — образуются тонкие пленки;
• чувствительность к сере;
• потускнение (потемнение) со временем — причиной является реакция со следами сероводорода в воздухе, образуется налет сульфида с розоватой пленкой;
• нерастворимость солей серебра в воде за исключением нитрата, фторида, перхлората.

Способы извлечения серебра

Сегодня серебряные самородки находят реже. Добыча бывает разной:

• шахтная (под землей) — создается система галерей;
• карьерная или открытая (над землей) — выкапываются массивные траншеи;
• скважинная — для выемки руд используют бур;
• морская (ниже уровня моря).

Для серебра чаще используется шахтная добыча. Прибегают также к карьерному способу, развивают скважинный метод. Извлекают руду в процессе следующих этапов:

• бурение отверстий и закладка взрывчатки;
• поднятие на поверхность фрагментов ископаемых;
• тщательно обследование руды;
• измельчение породы с помощью специальной дробилки.

Из добытой руды элемент нужно выделить. Делается это с помощью цианирования или амальгамации.

Цианирование

Эта методика подразумевает тандем кислорода и цианида — по отдельности эти компоненты не действуют. Ее применяют для обработки породы, целевое сырье растворяется.

Следующий этап — фильтрация. С помощью цинкового порошка получают осадок, который сплавляют. На этом обработка не заканчивается — необходимо полное очищение от примесей. Этим занимаются на специализированных заводах.

Амальгамация

Для обработки используется ртуть. На руду воздействуют температурой в 1000 °C. Сырье плавится, туда добавляют химикаты, чтобы драгоценный металл не выгорал.

Затем термическую обработку повторяют, чтобы жидкость выпарилась. Все металлы, содержащиеся в руде, расплавляются. Процесс занимает 4 часа. Серебро разливают по формам — остывает оно всего за 5 минут.

Полученные слитки сравниваются с эталоном. Делают это для определения пробы.

Очищение металла

Для получения чистого серебра прибегают к пирометаллургической очистке. Этот метод предполагает использование меди и свинца. Их обрабатывают цинком при температуре 450 °C для лучшего растворения частиц металла. После застывшую субстанцию извлекают и отделяют драгоценный металл.

Для испарения цинка нужна температура в 1250 °C, но необходимо избавиться еще от свинца и мышьяка. Это обеспечивается кислородной обработкой и тепловым воздействием в 1000 °C.

Работы по добыче серебра в России

Россия — один из лидеров по добыче серебра — более 1,6 тысяч тонн в год. Добывается металл в 20 российских регионах — более 100 месторождений. Лидирует Магаданская область — ведущее месторождение Дукатское и месторождения Лунное и Джульетта. Они приносят почти 50 % добываемого в стране серебра.

25 % добычи этого металла по стране приходится на регионы Урала. Крупные залежи есть в Читинском и Хабаровском районах.

Инициатором поисков серебра в России стал Петр I. Сегодня переработкой занимается множество организаций, крупнейшая среди них «Полиметалл». Она же занимается разведывательными работами, чтобы определить новые месторождения. На экспорт Россия отправляет незначительную часть добычи.

Работы по добыче серебра в мире

В мире ежегодно добывают более 20 тысяч тонн серебра. Примерно 25 % этого объема приходится на Мексику. Есть и другие государства-лидеры:

• Перу — более 4 тысяч тонн в год;
• Китай — около 3,5 тысяч тонн в год;
• Австралия — около 2 тысяч тонн в год.

Не следует путать объем добычи и запасы драгоценного металла. По второму показателю статистика другая:

• около 23 % мировых запасов у Перу;
• 15 % запасов приходится на Польшу, Австралию и Чили;
• 7–8 % в Мексике и Китае;
• 5 % приходится на США.

Геологическая служба США выяснила, что без открытия новых крупных месторождений серебра его мировые запасы могут закончиться через 20 лет. Максимальным потенциалом обладают Канада, Германия и Норвегия.

Инвестиции в драгоценный металл

Для увеличения добычи серебра в разных странах, включая Россию, разрабатывают новые технологии. В промышленном производстве спрос на драгоценные металлы повышается, потому растут и цены на них.

Для выгодного вложения инвестиций в серебро нужно отслеживать колебания его стоимости. Делать это можно с помощью ежедневно обновляемых онлайн-графиков в Интернете. Они отражают цены за грамм или унцию серебра. Выгодно вкладываться в слитки, продаваемые коммерческими банками.

Серебро — популярный и недорогой драгоценный металл, используемый во многих сферах. Людям он известен уже несколько тысячелетий. В чистом виде металл встречается редко, потому добыть его не так просто — элемент извлекают из руды разными способами.

Также новости добывающей промышленности читайте на Производства.рф и телеграм канале.