Использование серебра в металлургии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Серебро - один из наиболее дефицитных элементов. Современные специалисты утверждают, что самородное серебро встречается реже, чем золото. Зато оно встречается в природе в довольно высокой степени чистоты. Кроме чистого серебра известны минералы, в которых к серебру примешаны золото (до 10% и выше), медь, висмут, сурьма, ртуть. Самый большой в мире самородок серебра весил 13,5 т. Основная масса серебра добывается не в самородном виде, а в качестве побочного продукта при переработке свинцово-цинковых и медных руд. Возможно, это связано с тем, что серебро может переходить в Земле в неустойчивые хлористые соединения и даже растворяться. Собственно серебряные месторождения встречаются сравнительно редко и в общих мировых запасах и добыче значение их невелико; 90-80% серебра извлекается попутно из руд комплексных месторождений, преимущественно из свинцово-цинковых (45%), медных (18%), золото-серебряных (10%) и 10-20% из собственно серебряных руд. Нижний предел содержания серебра в промышленных рудах колеблется от 45-50 до 350 г./т.

В реферате мы рассмотрели основные исторические этапы развития металлургии серебра, его химические свойства и особенности применения.

1. Исторические этапы развития металлургии серебра

Серебро было известно человеку уже в глубокой древности. Самые ранние разработки серебра велись в восточной части Малой Азии в IV тысячелетии до н.э. Позднее серебряные месторождения разрабатывали в Армении и Бактрии (верхнее и нижнее течение Аму-Дарьи). Около 500 лет до н.э. начали разработку серебряно-свинцовых руд в Греции. В течение нескольких столетий добываемое здесь серебро служило основой экономического могущества Афин.

Древние Афины имели два источника поступления серебра. Часть его получали из аллювиального белого золота, т.е. природного сплава золота, серебра и других металлов. Основную же часть серебра добывали, как и на упомянутых Лаврионских рудниках, из залежей галенита (сульфид свинца). После сортировки руду подвергали сначала обогащению, используя остроумную гидравлическую систему, а затем восстановительному обжигу с древесным углем, в результате чего происходило восстановление оксидов. Неочищенное серебро (точнее свинцово-серебряную смесь) далее подвергали так называемому купелированию. В этом процессе, известном с глубокой древности, свинцовая руда нагревается в сосудах, изготовленных из костной золы и глины. В процессе купелирования при продувании воздуха неблагородные металлы окисляются, а полученные оксиды растворяются в оксидах свинца и всплывают, так что после удаления пены остается благородный металл (в данном случае чистое серебро).

Получение серебра способом купеляции на рубеже новой эры описал Плиний Старший [29]. Согласно Плинию, выплавку производили в специальном тигле, в котором окисление свинца велось с помощью притока воздуха на поверхность расплавленного металла. При этом свинец выжиганием превращался в глет, который абсорбировался стенками пористого тигля, в то время как серебро оставалось неизменным. Для этой цели изготовлялись пористые тигли. Золото от серебра купеляцией не отделялось; свинец восстанавливали из полученного глета обычным путем, так же как из свинцовой руды, - прокаливанием с углем. Свинцовые руды, содержащие заметное количество серебра, распространены во многих регионах; они имеются в Иране и на Кавказе.

Страбон [34, с. 144-145], ссылаясь на Полибия, пишет о серебряных рудниках у Нового Карфагена, которые занимали площадь 400 стадий в окружности; там постоянно было занято 40 000 рабочих, которые приносили римской казне 25 000 драхм ежедневного дохода. Руду, содержащую серебро, дробили, и в воде пропускали через сита. Затем осадок после промывки многократно дробили; слив воду, вновь дробили; пятый осадок плавили. При этом получалось, по его описанию, чистое серебро.

В более поздние времена (XIII-XV в.в.) серебро добывали в Трансильванин (Румыния) и Богемии (Чехия).

С развитием товарного производства серебро приобрели значение меновых эквивалентов и меры стоимости, выполняя функцию денег. Этому способствовали такие их свойства как делимость, однородность, сохраняемость, высокая удельная стоимость.

В средние века хозяйство приняло в большинстве случаев натуральный характер, и значение товарообмена уменьшилось. Поэтому в течение многих столетий этого периода техника добычи серебра находилась на старом уровне, а в ряде случаев даже оказались забытыми прежние способы работы. Вместе с тем следует отметить, что многочисленные работы алхимиков в то время пополнили химические сведения о серебре и золоте.

Эпоха Возрождения характеризуется некоторыми усовершенствованиями в обработке руд и заметным увеличением добычи серебра.

Добыча серебра начала развиваться с XVI в. после открытия Америки. Производство серебра в то время возросло в связи с открытием в Мексике, Боливии и Перу крупных месторождений этого металла. В XVI в. большие количества золота и серебра стали поступать из Нового Света в Европу.

Значительный подъем капиталистического хозяйства, развитие путей сообщения, крупнейший промышленный переворот, вызванный появлением паровых двигателей в промышленности и на транспорте, оживили торговые отношения, появился большой спрос на драгоценные металлы, особенно на золото и серебро, что привело к поискам и открытию новых крупных его месторождений. В Неваде (США) были обнаружены большие запасы серебряных руд.

Производство серебра, начиная с конца XIX столетия, росло, в основном, за счет извлечения этого металла из свинцово-цинковых, медных и других руд, при переработке которых серебро извлекается попутно.

В конце XIX в. стоимость серебра резко снизилась вследствие совершенствования способов его добычи из полиметаллических руд (в 70-80-е гг. XIX в. отношение стоимости золота к серебру составляло 1:15-1: 16, в начале ХХ в. уже 1: 38-1: 39). Рост мировой добычи золота ускорил процесс вытеснения обесценившегося серебра из обращения.

В настоящее время в развитых и развивающихся странах ежегодно добывают около 10000 т серебра.

России первые сообщения о серебре появились в 1669 году. В Кирилло - Кандалашском монастыре недалеко от Вологды начали изготавливать кресты, оклады икон и другую утварь из серебра, тайно добываемого на берегу Белого моря. После сильных волнений на берег моря выбрасывало крупные самородки серебра, которые использовали на богоугодное дело. При Петре 1 начались систематические поиски серебра, и в медных месторождениях Урала и Карелии было обнаружено серебро. Крупные залежи богатой свинцовой руды, с распыленным в нем серебром, обнаружили за Байкалом в бассейне реки Аргунь. С 1704 года в России началось производство монет из собственного серебра. С 1726 года началась разработка алтайских серебросодержащих месторождений полиметалл-лических руд, которые были наиболее богатыми.

Появление в России исследований по химии и металлургии благородных металлов относится к началу XVIII в., когда зародились первые зачатки пробирного искусства. Академик У. X. Сальхов в 1752 г. представил труд о разделении золота и серебра действием «крепкой водки» (азотной кислоты). Как было отмечено, коренной переворот в металлургии золота вызвало применение в конце XIX в. цианистого процесса, теоретические основы которого были заложены П.Р. Багратионом (1843 г.) показавшим, что металлическое золото и серебро хорошо растворяются в водных растворах щелочных цианидов. Он установил, что воздух ускоряет растворение золота и серебра и показал возможность осаждения золота и серебра из цианистых растворов менее благородными металлами.

После экономического захвата русской золото-платиновой промышленности иностранным капиталом творческая инициатива русских ученых и инженеров была заглушена. Только после революции 1917 года представилась возможность плодотворно и творчески изучать и совершенствовать процессы извлечения благородных металлов.

В СССР разработка месторождений серебра велась на Чукотке, Колыме, Приморском Крае, а также в союзных республиках - в Казахстане.

В настоящее время наиболее активно разработки серебряных месторождений осуществляются в Приморском крае и на Чукотке.

Восточно-Сихотэ-Алинский вулканический пояс и его обрамление, сложенное складчатыми палеозойско-мезозойскими отложениями, являются крупнейшей сереброносной провинцией России, металлогенический потенциал которой во много раз превышает учтенные прогнозные ресурсы серебра.

Одним из древнейших объектов добычи серебра являются скарново-полиметаллические месторождения Дальнегорска (Тетюхе). Представлены они трубо- и пластообразными залежами на контактах триасовых известняков с турбидитами и с позднемеловыми вулканитами. Хотя эти месторождения характеризуются исключительным богатством минерального состава, основными рудными минералами являются галенит и сфалерит. Содержание серебра в рудах неравномерное - от 30 до 600 г./т. Высокие концентрации серебра (4 - 7 кг/т) характерны для высокотемпературных (220 - 200^oC) галенитов, что обусловлено примесью в них твердого раствора матильдита (АgBiS₂). Самородное серебро в ассоциации с самородным висмутом отмечается только в поздних кварц-кальцит-сульфидных прожилках.

Очень широко в этой рудной провинции проявлено серебро-свинцово-цинковое оруденение, связанное непосредственными переходами с серебро-оловянным. На месторождении Южное, локализующемся в осадочных породах раннего мела, на абсолютных отметках 1000-100 м развиты сфалерит-джемсонит-галенитовые руды со средним содержанием серебра 1065 г./т и сурьмы более 1%. Высокая концентрация серебра в галенитах этого месторождения (6-9 кг/т) обусловлена примесью в них твердого раствора AgSbS₂. С глубиной содержания серебра и сурьмы уменьшаются, но возрастает роль висмута, а серебро-свинцовые руды сменяются сфалерит-пирротиновыми. Наиболее глубокие части месторождения (горизонты 600-500 м) сложены касситерит-кварц-турмалиновыми рудами.

Месторождение Сурьмяное расположено среди вулканитов Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса вблизи не выходящих на поверхность скарново-полиметаллических залежей Николаевского месторождения. Представлено оно родохрозит-кварцевыми жилами с антимонитом, джемсонитом, андоритом, пираргиритом и миаргиритом. Это близповерхностное сурьмяно-серебряное оруденение с глубиной переходит в серебро-свинцовое, представленное кальцит-кварцевыми жилами с галенитом, которые пересекают скарново-полиметаллические залежи Николаевского месторождения. В отличие от висмутсодержащих сереброносных галенитов скарновых тел, галениты Сурьмяного месторождения характеризуются высокими концентрациями сурьмы (1,2-2,3%) и серебра (5,6-7,9 кг/т). Среди сурьмяно-серебро-свинцовых жил отмечаются кварц-турмалин-хлоритовые породы с вкрапленностью касситерита.

Серебряное оруденение типично для большинства оловорудных месторождений региона.

В касситерит-силикатно-сульфидных месторождениях наряду с висмут-серебросодержащим галенитом, который ассоциируется с сереброносными свинцово-висмутовыми сульфосолями, (в Арсеньевском месторождении) совместно со свинцово-сурьмяными сульфосолями встречается более поздний пираргирит. В касситерит-сульфидных месторождениях, локализующихся как в Восточно-Сихотэ-Алинском поясе (Кисинское, Синанчинское и др.), так и в его перивулканическом обрамлении (Зимнее, Соболиное и др.), наряду с сереброносным галенитом присутствуют собственные минералы серебра (аргентит, акантит, пираргирит), которые, как правило, находятся в ассоциации со станнином и канфильдитом.

Примером серебро-порфировой формации является Трехреченское рудопроявление, представленное стратиформной залежью тонковкрапленной арсенопирит-пирит-акантитовой минерализации в аргиллизированных туффитах и алевритовых туфах андезитов самаргинской свиты. Эта стратиформная минерализация, развитая на значительной площади, характеризуется содержаниями серебра до 80 г./т и мышьяка - 0,06-1%. Участками среди таких минерализованных туффитов встречаются гнездообразные кварц-гидрослюдисто-хлоритовые штокверки с содержанием серебра до 160-250 г./т.

Полиформационность серебра хорошо видна на примерах Таежного и Бурматовского месторождений, локализующихся в раннемеловых отложениях у кромки Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса. Эти месторождения имеют протяженность жильных серий до 1-1,5 км. На Таежном месторождении наиболее ранняя серебро-свинцовая минеральная ассоциация (галенит, сфалерит, пирит, халькопирит) составляет всего 4% ресурсов месторождения. Основными источниками серебра являются кварцевые жилы с миаргиритом и пираргиритом, относящиеся к серебро-кварцевой формации. Самая поздняя минеральная ассоциация этого месторождения полибазит - карбонатная развита слабо. Содержание серебра в рудах - 200-630 г./т.

В пределах Восточно-Сихотэ-Алинского вулканического пояса широко развиты близповерхностные золото-серебряные месторождения и проявления (Салют, Приморское, Крестовское, Милоградовское и др.), представленные адуляр-кварцевыми, кварцевыми и флюорит-кварцевыми жилами с разнообразными сульфосолями серебра, аргентитом и самородным золотом различной пробности. На месторождении Салют количество флюорита настолько велико, что такое оруденение можно отнести к серебро-флюоритовому типу серебро-кварцевой формации.

По данным журнала «World Gold», в 2001 году мировое потребление серебра составило 27 тысяч тонн. Причем из недр добыто было18 тысяч тонн, еще шесть тысяч тонн получено из вторичного сырья. Превышение потребления над производством - три тысячи тонн, - рассказывает Юрий Сергеевич. - Мировой дефицит компенсируется за счет продажи серебра из резервных запасов, которые к настоящему времени истощились. По оценкам экспертов, его объемы в США составляют 650 тонн, в Китае - 3 тысячи тонн и столько же - биржевые запасы Comex. Запасы частных предпринимателей Европы - около 10 тысяч тонн. И, учитывая потребности современных высокоточных производств, спрос на этот металл будет возрастать кратно, особенно в странах Западной Европы, США, Японии, Китае, где уже сейчас спрос на этот металл высок.

Специалисты прогнозируют и рост внутренних потребностей в серебре, учитывая инновационную направленность нашей промышленной стратегии. Серебро имеет массу достоинств. Ему присущи наивысшие электро- и теплопроводность, высокая отражательная способность, устойчивость к кислороду воздуха. Эти свойства серебра, а также замечательные особенности многих его соединений привели к широкому использованию в электротехнике и электронике, авиационной и космической технике, изготовлении фото- и киноматериалов, ювелирном деле, чеканке монет и медалей, химии и медицине. В последние годы открылось новое направление, которое может стать ведущим в его потреблении. К примеру, компания «American Superconductor» начала выпускать сверхпроводящие серебряные кабели, производство которых планируется довести до 20 тысяч километров в год. Все возрастающее промышленное потребление серебра и обусловило его дефицит, который существенно стимулирует его поиски, разведку и добычу из недр.

серебро металл химический

2. Химические свойства серебра

Серебро - металл белого цвета. Он имеет гранецентрированную кубическую решетку, отличается исключительной ковкостью и тягучестью. Из серебра можно вытянуть проволоку диаметром в 0,001 мм. Тепло- и электропроводность металла весьма высоко: серебро в этом отношении превосходит все другие металлы.

Близость размеров кристаллических решеток металла позволяет получать его сплавы в виде непрерывного ряда твердых растворов. Летучесть серебра при высоких температурах довольно существенна и выше в окислительной атмосфере, чем в восстановительной.

Будучи d-элементом I группы периодической системы, серебро, также как его электронный аналог - медь, имеет в s-состоянии внешнего слоя по одному, а в предпоследнем слое по 18 электронов (s²p⁶d¹⁰). При определенных условиях этот предпоследний 18-электронный слой способен к частичной потере электронов, поэтому серебро может иметь в своих соединениях степень окисления не только +1, соответствующую потере s-электрона внешнего слоя, но также +2 и +3.

Отличительной особенностью элемента является склонность к комплексообразованию и легкость восстановления большинства соединений до металлов.

По своей химической активности серебро занимает промежуточное положение между золотом и медью. С кислородом серебро непосредственно не соединяется, но в расплавленном состоянии растворяет около 20 объемов кислорода на один объем металла (рис. 1). В твердом серебре растворимость кислорода мала, поэтому при затвердевании расплавленного серебра происходит выделение растворенного в нем кислорода, сопроводающееся иногда разбрызгиванием металла. С водородом, азотом и углеродом серебро непосредственно не взаимодействует. Фосфор действует на серебро лишь при температуре красного каления с образованием фосфидов. При нагревании с серой серебро легко образует сульфид Ag₂S. Это же соединение получается при действии на серебро газообразной серы, выделяющейся при термической диссоциации некоторых сульфидов (пирита, пирротина, халькопирита), и при нагреве металла в контакте с этими сульфидами. При воздействии сероводорода поверхность серебра покрывается черной пленкой Ag₂S. Процесс медленно идет уже в обычных условиях и является причиной постепенного потемнения серебряных изделий. Серебро взаимодействует также со свободными хлором, бромом и иодом с образованием соответствующих галогенидов. Эти процессы медленно протекают, даже при обычных температурах и ускоряются в присутствии влаги, при нагревании и под действием света.

Рис. 1. Растворимость А кислорода в серебре

Электродный потенциал серебра в водных растворах высок

Ag->Ag+ + e, цо=+ 0,799В.

Поэтому, как и золото, серебро не вытесняет водород из водных растворов кислот, устойчиво по отношению к щелочам. Однако в отличие от золота оно растворяется в кислотах, являющихся достаточно сильными окислителями, например, в азотной и концентрированной серной. Подобно золоту, серебро легко взаимодействует с царской водкой и насыщенной хлором соляной кислотой, но при этом оно остается в нерастворимом остатке вследствие образования малорастворимого хлорида AgCl. Такие различия в поведении золота и серебра часто используют для разделения этих металлов. Тонкодисперсное серебро в контакте с кислородом воздуха растворяется в разбавленной серной кислоте. Подобно золоту, серебро растворяется также в насыщенных воздухом водных растворах цианидов щелочных и щелочноземельных металлов, в водном растворе тиомочевины в присутствии солей железа (III).

В подавляющем большинстве своих соединений серебро имеет степень окисления (+!). Соединения с более высокой степенью окисления серебра (+2 и +3) сравнительно малочисленны и практического значения не имеют.

Оксид серебра Ag₂O черно-коричневого цвета может быть получен введением щелочи в раствор, содержащий ионы Ag+ Вначале, по-видимому, образуется гидроксид, тотчас переходящий в оксид:

Ag⁺ + OH ^- =AgOH;

2AgOH = Ag2O + H₂O.

Хотя оксид серебра - малорастворимое в воде соединение, его водная суспензия имеет четко выраженную основную реакцию, поэтому соли серебра в водных растворах не гидролизуются и дают нейтральную реакцию. При нагревании до 185-190°С Ag₂O разлагается на элементы. Перекись водорода легко восстанавливается Ag₂O уже при комнатной температуре:

Ag₂O + Н₂О₂ = 2Ag + Н₂О + О₂.

В водном растворе аммиака Ag₂O растворяется с образованием комплексного соединения:

Ag₂O + 4NH₄OH - 2Ag(NH₃)₂OH + 3H₂O.

При стоянии из раствора осаждается чрезвычайно взрывчатый даже во влажном состоянии осадок нитрида серебра Ag₃N (гремучее серебро).

Галогениды серебра - малорастворимые соединения. Исключение составляет лишь легкорастворимый фторид AgF. Хлорид AgCl, бромид AgBr и иодид Agl выпадают в осадок при введении в раствор, содержащий ионы Ag+ (например, раствор AgNO3), ионов С1-, Bi- и I- Их произведения растворимости составляют соответственно 1,8* 10¹⁰ (AgCl), 5,3*10^-13 (AgBr) и8,3*10^-17 (Agl).

В гидрометаллургии и аффинаже благородных металлов широко используют прием осаждения серебра в виде хлорида, осуществляемый введением в серебросодержащие растворы NaCl или НС1. Хлорид серебра плавится при 455°С. Температура кипения AgCl 1550°С, но заметное улетучивание наблюдается уже при температуре выше 1000°С.

Ионы серебра образуют прочные комплексы с целым рядом ионов и молекул (CN-, S₂O^2-₃, SO^2-₃ Cl, NH₃, CS(NH₂)₂ и т.д.). Благодаря этому практически нерастворимый в воде AgCl легко растворяется в водных растворах цианистого калия, тиосульфата b сульфита натрия, аммиака, например:

AgCl + 2CN- = Ag (CN)² + Сl^-;

AgCl + 2S₂O^2-₃ = Ag(S₂O₂) ^{3 -} ₂+ Сl -;

AgCl + 2NH₄OH = Ag(NH₃) f + Сl + 2H₂O.

Вследствие образования комплексов с ионами С1 ^- хлорид серебра заметно растворим также в концентрированных соляной кислоте и растворах других хлоридов:

AgCl + Сl^- = AgCl₂.

Например, в концентрированном растворе NaCl растворимость хлорида серебра составляет 6,7-10^-3 моль/л (0,72 г./л Ag) против 1,3-10^-5 в воде. Концентрированные растворы NaCl использовали ранее для выщелачивания серебра из огарков хлорирующего обжига.

Таким образом при введении хлор-ионов в серебросодержащие растворы концентрация серебра вначале падает (образование AgCl), а затем начинает возрастать (в результате комплексообразования). Поэтому для достижения полноты осаждения серебра следует избегать большого избытка ионов хлора.

Электроотрицательными металлами (цинком, железом) хлорид серебра, взятый в виде суспензии в разбавленной серной кислоте, легко восстанавливается до металла. Этот простой прием получения металлического серебра из его хлорида широко применяют в аффинажном производстве. Бромид серебра AgBr похож по своим свойствам на AgCl. Он растворим в аммиачных, тиосульфатных, сульфитных и цианистых растворах, легко восстанавливается до металла.

Иодид AgI - наименее растворимый из галогенидов серебра, поэтому в отличие от AgCl и AgBr он не растворим в аммиачных растворах, но растворим в присутствии ионов CN^- и S₂O^2-₃, с которыми серебро образует более прочные, нежели с аммиаком, комплексы. Заметной растворимостью AgI обладает также в концентрированных растворах иодидов щелочных металлов, что объясняется образованием комплексных ионов AgI ^- ₂^,

Весьма характерной и важной особенностью труднорастворимых галогенидов серебра является их светочувствительность, заключающаяся в том, что под действием света они разлагаются на металлическое серебро и свободный галоид: 2AgГ==2Ag+Г₂.

Это свойство галоидных солей серебра лежит в основе их применения для производства фотоматериалов - светочувствительных пленок, пластинок и бумаги. Светочувствительность галидов серебра возрастает в ряду AgI<AgCl<AgBr, поэтому чаще всего для производства фотоматериалов используют бромид серебра.

К галогенидам серебра очень близок по своим свойствам цианид AgCN. Он выпадает в виде белого осадка при добавлении к раствору, содержащему ионы Ag+, раствора цианида щелочного металла (без избытка). Подобно галогенидам серебра, AgCN практически нерастворим в воде (произведение растворимости 2.3*10^-16) и разбавленных кислотах, но растворим в аммиачных, тиосульфатных и цианистых растворах, вследствие образования соответствующих комплексных соединений. В отличие от галогенидов цианид серебра под действием света не разлагается.

Из других соединений серебра большое практическое значение имеют нитрат и сульфат серебра.

Нитрат серебра AgNO3 получают действием азотной кислоты на металлическое серебро:

3Ag 4 - 4HNO₃ = 3AgNO₃ + NO + 2H₂O.

Нитрат серебра представляет собой бесцветные негигроскопические кристаллы, плавящиеся при 208,5°С; при температуре выше 350°С термически разлагается. AgNO₃ очень легко растворяется в воде. При 20°С его растворимость составляет 222 г. на 100 г. воды, при 100°С она возрастает до 952 г. на 100 г.

В присутствии органических веществ нитрат серебра чернеет вследствие частичного восстановления до металла.

Нитрат серебра - технически наиболее важное соединение этого металла. Эта соль служит исходным продуктом для приготовления остальных соединений серебра. Водный раствор AgNО₃ используют в качестве электролита при электролитическом рафинировании серебра.

Сульфат серебра Ag₂SO₄ может быть получен растворением металлического серебра в горячей концентрированной серной кислоте:

2Ag+2H₂SO₄=Ag₂SO₄+SO₂+2H₂O.

Сульфат серебра образует бесцветные кристаллы, плавящиеся при 660°С. При температуре выше 1000°С термически разлагается. Растворимость Ag₂SO₄ в воде невелика, при 25°С она составляет 0,80 г. на 100 г. воды. В концентрированной серной кислоте растворимость значительно выше вследствие образования более растворимого бисульфата AgHSO₄.

Сульфид серебра Ag₂S - наиболе трудно растворимая соль этого металла (произведение растворимости 6.3X Х10~50). Он выпадает в виде черного осадка при пропускании сероводорода через растворы солей серебра. Образование Ag2S происходит также при действии H2S на металлическое серебро в присутствии влаги и кислорода воздуха:

4Ag + 2H₂S + O₂ = 2Ag₂S + 2H₂O.

Как было отмечено, этот процесс является причиной потемнения серебряных изделий при длительном хранении. Сульфид серебра можно получить также непосредственно из элементов, нагревая металлическое серебро с элементарной серой.

В цианистых растворах Ag₂S растворяется в результате образования комплексного соединения:

Ag₂S + 4CN ^- 2Ag (CN)₂ + S² -.

Эта реакция обратима, протеканию ее слева направо способствует повышение концентрации иновов CN^- и удаление ионов S^{2 -} окислением их кислородом продуваемого воздуха.

С разбавленными минеральными кислотами Ag2S не взаимодействует. Концентрированная серная и азотная кислота окисляют сульфид серебра до сульфата. При нагревании в атмосфере воздуха Ag2S разлагается с образованием металлического серебра и диоксида серы:

Ag₂S +O₂ = 2Ag + SO₂.

Из ранее упоминавшихся комплексных соединений серебра наибольший интерес для гидрометаллургии этого металла представляют хорошо растворимые комплексные цианистые соединения калия, натрия и кальция. Подобно аналогичным соединениям золота, комплексные цианиды серебра образуются при растворении металлического серебра в растворе соответствующего цианида при доступе кислорода воздуха:

4Ag + 8CN^- + О₂ + 2Н₂О = 4Ag(CN)^-₂ + 4ОН^-.

Эта реакция, как и аналогичная реакция с золотом, лежит в основе процесса цианирования.

Как и золото, серебро растворяется в водных растворах тиомочевины в присутствии солей Fe(III), образуя комплексные катионы Ag [CS (NH₂)₂]₂⁺

3. Применение серебра

Серебро обладает замечательными техническими свойствами, благодаря которым его широко применяют в промышленности. Серебро отличается самой высокой среди металлов электро- и теплопроводностью, сочетающейся с низкой химической активностью, пластичностью, большой отражательной способностью. Весьма ценными свойствами обладают некоторые соединения серебра.

В отличие от золота, основную массу которого используют в ювелирной и связанной с ней отраслях промышленности, серебро, в основном, расходуют на чисто технические цели.

Важнейшей сферой потребления серебра является производство светочувствительных материалов для кино- и фотопромышленности. Расход серебра на производство кино- и фотоматериалов неуклонно возрастает, однако, несмотря на все усилия ученых, полноценных заменителей серебра для этих целей пока не найдено.

Крупной областью применения серебра является электротехника и электроника, где высокая электропроводность серебра в сочетании с химической стойкостью предопределили широкое использование его для изготовления контактов и проводников.

Значительное количество серебра расходуется на изготовление припоев для пайки различных металлов и сплавов. Серебряные припои дают прочные и пластичные спаи, противостоящие ударам и вибрации. Стойкость к окислению обусловила широкое применение серебряных припоев в авиационной и космической технике, а хорошая электропроводность - в электротехнике.

Высокими разрядными характеристиками обладают серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы, применяемые в ракетной технике, подводном флоте и т.д. Миниатюрные батареи, содержащие хлорид серебра, используют в электронных наручных часах, кинокамерах, калькуляторах.

Из сплава серебра с кадмием и индием изготавливают регулирующие стержни в ядерной технике.

Серебро применяют также для производства антифрикционных, сплавов, нанесения покрытий, в медицине и т.д. Давно известны бактерицидные свойства серебра, благодаря которым этот металл применяют в установках обеззараживания питьевой воды. Каталитические свойства серебра и его соединений необходимы в современной химии при получении ряда веществ.

Традиционной сферой применения серебра является производство украшений, столовой посуды, памятных медалей, предметов коллекционирования и т.д.

Список литературы

1. Кузнецов К.Ф., Панфилов Р.В., Месторождения серебра // Рудные месторождения СССР, т. 3. - М., 1974.

2. Максимов М.М., Очерк о серебре. - М., 1974.

3. Металлургия благородных металлов. Учебник для вузов/ Масленицкий И.Н., Чугаев Л.В. / Под ред. Чугаева Л.В. - М.: Металлургия, 1987.

Размещено на Allbest.ru