Применение золота в промышленном производстве. Полезные ископаемые: Золото
Золото обладает уникальными свойствами. Для него характерны поразительная тягучесть и ковкость. Благодаря этому, из него с легкостью изготавливаются супертонкие микроволокна, пластины, фольга. Кроме этого, золото имеет самую высокую устойчивость к действию агрессивной среды, а по тепло- и электропроводности оно уступает только меди и серебру. Это и обусловило широкое применение его во многих отраслях промышленности (электронике, измерительных приборах, химической промышленности и др.)
Стопроцентная способность золота к отражению инфракрасных лучей применяется в стекольном производстве с целью металлизации окон крупных зданий. Так как в жаркий летний период оконные стекла пропускают большое количество инфракрасных лучей, это приводит к тому, что помещение сильно нагревается. А если применить особое стекло, со вставкой из тончайшей золотой пленки, то большая часть инфракрасного излучения будет отражаться, тем самым понижая температуру здания. Такое стекло используется и в производстве смотровых окон для электровозов, самолетов, судов и т.д. Для этого через него пропускают электрический ток, вследствие чего стекло приобретает противотуманное свойство.
Золото исследуется и в целях ядерной промышленности. Здесь оно применяется для изготовления покрытия зеркал, которые работают в дальнем инфракрасном диапазоне, для изготовления оболочки нейтронной бомбы. Тонкие пластинки, которые производятся из мягкого сплава золота, применяются в технологиях сверхвысокого вакуума .
Самый древний метод применения золота - золочение металла (например, купола храмов и церквей). В этом случае благородный металл используется с целью борьбы с коррозией и придания изделию дорогостоящего вида. Но у этого метода есть существенный недостаток: золотое покрытие получается слишком мягким. Степень устойчивости золота к химическому и механическому воздействию значительно ниже, чем у других платоноидов, но оно незаменимо при изготовлении электрических контактов. В микроэлектронике широко используются золотые проводники и гальванические покрытия разъемов, печатных плат, контактных поверхностей. Припои из золота эффективно смачивают металлическую поверхность, что обусловило его использование в пайке различных металлов.
Давно известно, что если золото раскатать в тончайшие листы, которые имеют на просвет голубоватый оттенок, в металле образовываются мельчайшие поры. Такие листы могут служить так называемым молекулярным ситом . В Америке были совершены попытки создания такой установки, которая бы разделяла изотопы урана на золотом молекулярном сите. Для этого из нескольких тонн благородного металла изготовили тонкую фольгу, но дальше задумка не продвинулась. По неизвестной причине золото обратно переплавили в слитки.
Когда сталь контактирует с водородом, выделяется газ, который внедряется в металл и придает ему хрупкость. Это явление получило название "водородная хрупкость". Для устранения этого явления детали, которые устанавливаются на аппараты, а порой даже целые аппараты покрывают слоем золота. Это весьма дорогостоящая технология, но эта мера является необходимой, так как ущерб, наносимый водородной хрупкостью слишком ощутим.
Помимо промышленных отраслей золото используется и в медицине. К примеру, в стоматологии применяются коронки и зубные протезы из сплавов золота с другими металлами. В фармакологии: в составе некоторых медицинских препаратов имеются соединения золота. Для борьбы со злокачественными опухолями используют радиоактивное золото. На страницах сайта www.. Мы искренне надеемся, что эти материалы станут для Вас полезны.
- Потребительский спрос – представлен ювелирной промышленностью, на которую приходится более 60% мирового потребления.
- Инвестиционный спрос – представлен частными инвесторами, для которых оно является источником накопления капитала и инструментом рассредоточения инвестиционных рисков. Для этого инвесторы приобретают золото в виде слитков или монет, а также вкладывают денежные средства в компании, которые занимаются добычей и переработкой золотого металла.
- Промышленный спрос - составляет около 73% от общего спроса. Годовая потребность в золоте – несколько сотен тонн. Наиболее оно востребовано и широко применяется в следующих областях: химическая отрасль, электроника и стоматология.
Использование золота в промышленном производстве
По мнению экспертов, GFMS около 18 тысяч тонн золота содержится в изделиях, изготовленных человеком.
Золото обладает рядом уникальных свойств. Это и стойкость к коррозийному воздействию, и высокая тепло и электропроводность, а также пластичность. Все это делает его востребованным в промышленном производстве.
Среди потребителей золота первое место занимает электронная промышленность. Здесь золото входит в состав отдельных элементов компьютерной техники и мобильных устройств. В дальнейшем это направление будет расширяться за счет развития и увеличения объемов производства электронной отрасли в странах Восточной Азии и Китае.
Кроме рынка электроники золото востребовано в одной из отраслей медицинских услуг – стоматологии. Из драгоценного металла изготавливают коронки и протезы для зубов.
В химическом производстве золотой металл используется в виде добавок при изготовлении химических приборов. Это позволяет увеличить их стойкость к коррозийному воздействию. Золотой металл является отличным катализатором.
Значительный удельный вес занимает применение золота в быту. В качестве основных направлений можно выделить:
- Часовое производство в виде золотого напыления корпуса часов;
- Текстильная промышленность - включение золотых нитей при производстве тканей;
- Стекольное производство в виде отдельных сортов стекла.
Центральное место в промышленном применении золота занимает тройка ведущих стран мира: США, Япония и Германия. Здесь золотой металл можно встретить при производстве высокоточной электронной и космической техники: ядерные реакторы, узлы реактивных двигателей и космических аппаратов.
Золото - благородный металл насыщенного желтого цвета с характерным блеском. В периодической таблице Менделеева занимает 79 место. В химии обозначается как Au (Aurum). О всех языках мира название "золото" переводится как "желтый". Латинское же слово aurum относит нас к богине утренней зари Авроре.
Люди добывают золото с незапамятных времен. Название этого металла неоднократно встречается в Библии, в том числе и в перечислении даров, принесенных волхвами. Первая монета из золота появилась в Древней Лидии в 560 году до н.э.
Характеристики и виды золота
Золото в чистом виде - очень мягкий металл. Его легко можно поцарапать ногтем, поэтому для придания прочности при изготовлении украшений, монет в золото добавляют серебро, медь и платину.
У золота высокий коэффициент плотности. Именно поэтому его легкодобывать. По своей тяжести золото стоит на 6 месте, уступая лишь платине, осмию, иридию, рению и плутонию.
Золото - весьма пластично. Можно проковать этот металл в листы, толщиной всего в ~0,1 мкм - так называемое "сусальное золото".
Золото прекрасно проводит электричество и тепло. Этот металл не окисляется при нормальных условиях, не боится кислоты. Растворяется только в "царской водке" и растворах цианистого калия или натрия.
Самая распространенная классификация золота - по цвету. Причем цвет золота зависит от лигатуры (добавленных металлов).
Традиционно желтое золото в ювелирных украшениях - это сплав золота и серебра или меди. Если желтый цвет металла с красноватым оттенком, значит, добавили больше меди. Лимонно-желтое золото, характерное для украшений из Европы, содержит больше серебра.
Белое золото получает при сплаве этого металла с платиной, никелем или палладием. Причем наличие никеля в сплаве делает золото сильным аллергеном.
Червонное золото издавна известно на Руси. Его получают путем сплавления с медью. А для блеска добавляют немного серебра.
Существует также синее, зеленое, фиолетовое и даже черное золото.
В зависимости от состава лигатуры определяют пробу золота. В России существует своя шкала проб:
. 375 проба - 38% золота плюс медь и серебро. Такое золото быстро тускнеет, но его легко полировать.
. 500 проба - 50,5% золота плюс медь и серебро. Это золото плохо плавится, со временем теряет блеск.
. 585 проба - 59% золота плюс медь, никель, палладий и серебро. Проценты добавленных металлов могут различаться.
. 750 проба - 75,5% золота плюс те же ингредиенты, что в золоте 585 пробы. Это золото прекрасно сохраняет блеск, имеет богатую цветовую палитру.
. 999 проба - чистое золото, без примесей. Изделия из золота 999 пробы - самые дорогие.
В других странах существует несколько другая шкала определения лигатуры.
Месторождения и добыча
Золото - самый древний металл. Люди стали добывать золото практически одновременно с медью, еще в эпоху неолита. Но при этом, золото - довольно редкий металл. Так, по приблизительным подсчетам за всю историю человечества было добыто 165 тысяч тонн золота (по состоянию на 2009 год). Если отлить все это золото в один слиток, получится куб со стороной в 20 метров. Для сравнения, такой же объем железа в мире добывается за 45 минут.
Самые богатые залежи золота - в ЮАР. Далее следует Китай, США, Австралия и Перу. Россия в этом списке только на 6 месте. Это обусловлено и тем, что в свое время Россия продала Аляску Америке. Цена (в перерасчете на нынешние тарифы) составила 100 млн. долларов. А спустя несколько лет на Аляске обнаружили богатейшие россыпи золота. Началась "золотая лихорадка", обогатившая экономику Америки на миллиарды долларов.
Самые богатые залежи золота в Росси обнаружены на Чукотке, в Красноярском крае и в Амурской области.
Метод добычи золота зависит от видов залежей. Для добычи самородков используют метод промывки. На месторождениях с рассеянным золотом применяют метод амальгамации. Если в руде, содержащей золото, содержится большое количество примесей, то золото добывают методом цианирования или регенерации. При этом используют многоэтапные сложные технологии. Эту работу проводят на аффинажных заводах.
Применение золота
Статистика утверждает, что 90 процентов добытого золота хранится либо в банках как золотой запас страны, либо у частных лиц в виде ювелирных украшений, монет и прочих предметах. В промышленности используют лишь 10% добытого золота.
В электротехнике золотом покрывают поверхность контактов, разъемов, а также в качестве припоя.
Золочение металлов применяют для защиты их от коррозии.
Золото содержится в оболочке нейтронной бомбы.
В пищевой промышленности золото зарегистрировано как пищевая добавка Е175.
Золото используют для литья стекол. Тонкая золотая пленка в стекле защищает от инфракрасного излучения. А пропущенный через такую прослойку ток придает стеклу противотуманные свойства. Так изготавливают стекла для судов, кораблей, паровозов, самолетов.
В медицине для изготовления коронок и зубных протезов, для изготовления лекарств.
В косметологии - для омоложения кожи.
Но больше всего золото используют для изготовления ювелирных украшений.
Основная часть добываемого золота хранится в виде слитков и монет в фондах государств, составляя так называемый «золотой запас», который служит обеспечением и валютой при международных платежах и расчетах.
Остальная часть добываемого золота применяется:
В изготовлении ювелирных изделий (50 %);
В промышленности : золочение металлов (гальванопластика – электролиз
комплексной солью KAu(CN2));
- радиоэлектронике ;
- химической промышленности ;
Производстве фарфоровых изделий в виде краски или так называемой
«позолоты» (55 %);
- медицине – 10 % (стоматология), радиоактивное золото (обычно 198 Au)
помогает диагностировать опухоли.
В последние годы золото широко используется в новой технике в качестве сварочного материала, для изготовления термопар , волосков хронометров и гальванометров , для покрытия поверхности космических аппаратов (для отражения тепла и света).
Как объект инвестирования
Золото является важнейшим элементом мировой финансовой системы, поскольку данный металл не подвержен коррозии, имеет много сфер технического применения, а запасы его невелики. Золото практически не терялось в процессе исторических катаклизмов, а лишь накапливалось и переплавлялось. В настоящее время мировые банковские резервы золота оцениваются в 32 тыс. тонн (если сплавить все это золото воедино, получится куб со стороной всего лишь 12 м).
Золото издавна использовалось многими народами в качестве денег.
Золотые монеты - самый хорошо сохраняющийся памятник старины.
Однако как монопольный денежный товар оно утвердилось только к XIX веку. Вплоть до Первой мировой войны все мировые валюты были основаны на золотом стандарте (период 1870-1914 называют «золотым веком»). Бумажные купюры в это время выполняли роль удостоверений о наличии золота. Они свободно обменивались на золото.
В промышленности
По своей химической стойкости и механической прочности золото уступает большинству платиноидов, но незаменимо, как материал для электрических контактов. Поэтому в микроэлектронике золотые проводники и гальванические покрытия золотом контактных поверхностей, разъёмов, печатных плат используются очень широко.
Золото используется в качестве мишени в ядерных исследованиях, в качестве покрытия зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, в качестве специальной оболочки в нейтронной бомбе.
Золотые припои очень хорошо смачивают различные металлические поверхности и применяются при пайке металлов. Тонкие прокладки, изготовленные из мягких сплавов золота, используются в технике сверхвысокого вакуума.
Золочение металлов (в древности - исключительно амальгамный метод, в настоящее время - преимущественно гальваническое) широко используется в качестве метода защиты от коррозии. Хотя такое покрытие неблагородных металлов имеет существенные недостатки (мягкость покрытия, высокий потенциал при точечной коррозии), оно распространено также из-за того, что готовое изделие приобретает вид очень дорогого, «золотого».
Золото зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е175.
В ювелирных изделиях
Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости. В настоящее время для этого служат сплавы Au-Ag-Cu, которые могут содержать добавки цинка, никеля, кобальта, палладия. Стойкость к коррозии таких сплавов определяются, в основном, содержанием в них золота, а цветовые оттенки и механические свойства - соотношением серебра и меди.
В стоматологии
Значительные количества золота потребляет стоматология: коронки и зубные протезы изготовляют из сплавов золота с серебром, медью, никелем, платиной, цинком. Такие сплавы сочетают коррозионную стойкость с высокими механическими свойствами.
В фармакологии
Соединения золота входят в состав некоторых медицинских препаратов, используемых для лечения ряда заболеваний (туберкулёза,ревматоидных артритов и т. д.). Радиоактивное золото используют при лечении злокачественных опухолей.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Реферат по основам геологии
Фгбоу впо уральский государственный горный университет.. институт сокращенной подготовки.. золото..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
В этой статье:
Для чего нужно золото в современном мире? Драгоценный металл используется во многих сферах деятельности человека. Практически любой прибор, от смартфона до автомобиля, содержит какое-то количество драгоценного металла. Золото обладает уникальным комплексом свойств, которого не имеет никакой другой металл. Хотя учёные постоянно ищут его заменитель в промышленности, но пока универсального чудо-средства так и не найдено.
Древние цивилизации использовали золото не только для изготовления ювелирных украшений и денег. В Древнем Египте золото применяли для лечения зубов, в Шумере из него изготавливали лечебные настойки и снадобья. В Древней Греции золото нашло своё применение в скульптуре. Полностью из золота была сделана статуя Афины Парфенонской. Золотом декорировали трон Зевса в Олимпии.
Золото в промышленности
В Средневековье изделия из золота служили показателем статуса человека: из него делали не только украшения, но и различные предметы от посуды до предметов религиозного культа. Порошком из золота, растворённым в воде, лечили от лихорадки, проказы и множества других болезней.
В наше время золото не утратило своих функций, а только увеличило сферу применения. Делают из золота не только ювелирные украшения, но и косметические маски, его используют в кулинарии и фармацевтике. Но гораздо важнее, что золото активно применяется в промышленности - здесь используется десять процентов добытого металла.
Применение в промышленности
Исключительная ковкость и пластичность золота позволила его использовать в строительстве. Слиток размером с монету можно раскатать в лист размером с квадратный метр. Золотая фольга, а впоследствии использовалось для покрытия куполов храмов. Уже три столетия золото применяется в стекольной промышленности.
Научно-технический прогресс значительно расширил сферы применения золота. Это объясняется его физико-химическими характеристиками. Оно обладает высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, противостоит коррозии. Обладает уникальной электропроводностью, немного уступая меди и серебру. Способность золота к отражению инфракрасных лучей приближается к ста процентам, в сплавах оно обладает каталитическими свойствами.
Всё это обусловило использование золота в таких сферах:
- космическая и авиационная;
- транспортная;
- медицина;
- химическая промышленность;
- строительство (остекление зданий);
- электроника и коммуникации;
- нанотехнологии.
1) Космонавтика и авиация.
Чтобы детали космических и авиационных двигателей не поддавались коррозии, сплавы золота применяют для спаивания контактов. Золото надёжно защищает от инфракрасного излучения, поэтому его добавляют в светофильтры шлемов скафандров.
Хотя космонавтика не может обойтись без золота, но его используют в небольших количествах. Так, за 37 лет НАСА для постройки ракет понадобился 41 килограмм золота.
2) Транспорт.
Современный автомобиль комплектуют микросхемами, в которых тоже содержится золото. Оно стало применяться в системе безопасности авто.
Его используют в микросхемах, которые отвечают за антиблокировку системы тормозов, в сенсорах, активирующих подушки безопасности при столкновениях и авариях. Нанопокрытие с стали использовать в выхлопных системах для снижения выбросов в окружающую среду вредной химии.
3) Электроника.
Золото есть в мобильных телефонах и других средствах коммуникации. Аурум используют в миниатюрных переключателях. Сплав золота с металлами платиновой группы помогает телефону выдерживать громадное число переключений без «залипания», реагируя на каждый импульс.
В одном смартфоне содержание золота составляет 0,024 гр. Из 40-50 телефонов можно извлечь золота столько, сколько из одной тонны руды. Но это теоретически. Обратная гальванизация - процесс более затратный, чем добыча полезных ископаемых.
Применение наночастиц золота имеет преимущество при производстве дисплеев. Золото помогает решить проблему нехватки металла индия, который используется при создании сенсорных экранов для дисплеев. По подсчётам учёных, индия на Земле катастрофически мало, его запасов хватит на 30 лет.
Золото применяют в измерительной технике. Оно необходимо для контроля температуры. В основном используют сплавы золота с кобальтом или хромом. В химической промышленности золото главным образом используют для плакирования стальных труб, предназначенных для транспортировки агрессивных веществ.
4) Энергетика.
Золото нашло применение в современных системах, которые аккумулируют солнечную энергию. Драгметалл используют при остеклении зданий: тончайшая плёнка коллоидного здания на стеклополотне предотвращает нагревание воздуха. Уже сегодня многие здания в США и Японии сдаются в эксплуатацию со стеклопакетами с золотым покрытием. В Торонто при строительстве небоскрёба на 14 тысяч окон было использовано 70 килограммов золота.
Золото в медицине
Все знают, что золото широко применяется в стоматологии, но в других сферах медицины аурум также необходим. Оно используется в протезировании, при изготовлении медицинских инструментов, современных слуховых аппаратов.
Золото в стоматологии
Применение золота в лекарствах показано при ревматоидном артрите, системной волчанке и некоторых других заболеваниях. При лечении некоторых онкологических заболеваний применялось еще 70 лет назад.
Нанотехнологии увеличили спектр применения золота в медицине. Разрабатываются препараты, в которых наночастицы золота помогают точечно транспортировать доставку лекарства к больному органу.
Золото как финансовый инструмент
Золото является самым популярным металлом, в который вкладывают инвестиции. Оно считается надёжной страховкой от политических и экономических кризисов. Свой золотой резерв имеют многие страны миры. Общий объём резервов всех стран составляет 30 тысяч тонн. Со временем объём резервов уменьшился, так 50 лет назад в хранилищах запасы золота достигали 38 тонн.
Запасы золота означают экономическую независимость. Также запас золота выполняет роль антикризисного резерва и стабилизации - корректировки курса национальной валюты. Самым большим резервом обладают США: 75 процентов запаса мира. Но многие эксперты считают (это мнение разделяет президент Дональд Трамп), что такого количества золота у страны нет. Это мнение основано на том, что аудит запасов золота проводился в 1953 году.
На хранении в США частично или полностью находятся золотые запасы свыше 60 других государств мира. Второе место по количеству занимает Германия. На третьем - Международный валютный фонд.
Россия занимает седьмое место в мире по количеству запасов золота: в хранилищах находится 1614,3 тонны золота.
Существует мнение, что если бы золото не использовалось как средство вложения, а приоритетом было его применение в промышленности, то научно-технический прогресс шагал по планете еще быстрее. Особенно это касается области освоения космоса.