🗊 Нахождение металлов в природе

Нахождение металлов в природе

Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды чёрных металлов и цветных. Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды чёрных металлов и цветных.

Самым распространённым металлом в земной коре является алюминий. В природе алюминий встречается только в соединениях (минералах). Бокситы Нефелины Алуниты Глинозёмы Корунд Полевой шпат Каолинит Берилл

Бокситы

Более 90% мировых общих запасов бокситов сосредоточено в 18 странах с тропическим или субтропическим климатом. Самыми большими общими запасами обладают: Гвинея (20 млрд. т), Австралия (7 млрд. т), Бразилия (6 млрд. т), Вьетнам (3 млрд. т), Индия (2,5 млрд. т), Индонезия (2 млрд. т).

Наиболее крупными подтверждёнными запасами обладают: Наиболее крупными подтверждёнными запасами обладают: Гвинея (21% мировых), Бразилия (15%), Австралия (11%), Ямайка (7%), Камерун (6%), Мали (4,5%).

Россия не обладает достаточными для внутреннего потребления запасами бокситов, а её доля в мировых запасах не достигает и 1%. В России наиболее высоким качеством обладают бокситы Северо-Уральского бокситоносного района. Новый источник бокситов — Средне-Тиманская группа месторождений на северо-западе Республики Коми, в 150 км от г. Ухты (Вежаю-Ворыквинское (150 млн. т), Верхнещугорское (66 млн. т) и Восточное (48 млн. т) месторождения). Эти месторождения находятся в необжитом районе, открыты в конце 60-х годов и детально разведаны в 80-х годах. Качество руд среднее. В 1997 г. по автозимнику на Уральский алюминиевый завод в Каменске-Уральском была доставлена первая партия тиманских бокситов. Промышленные испытания подтвердили возможность использования сырья на уральских заводах.

Нефелинсодержащие породы используются в качестве алюминиевого сырья только в России. Нефелинсодержащие породы используются в качестве алюминиевого сырья только в России. Разрабатываются Кия-Шалтырское месторождение в Кемеровской области и месторождения Кукисвумчорр, Юкспор, Расвумчорр на Кольском полуострове. Общие запасы нефелиновых руд в России — около 7 млрд. т, подтверждённые — 5 млрд. т.

Третий вид алюминиевых руд — алуниты, разрабатывают только в Азербайджане (месторождение Заглик). Третий вид алюминиевых руд — алуниты, разрабатывают только в Азербайджане (месторождение Заглик). В Узбекистане разведано Гушсайское месторождение алунитовых руд Алуниты, после предварительного обогащения, перерабатываются в глинозём.

Свинец Происхождение названия Происхождение слова «свинец» неясно. В большинстве славянских языков свинец называется оловом. Слово похожее по произношению на «свинец», встречается только в языках балтийской группы: svinas (литовский), svins (латышский). Латинское plumbum дало английское слово plumber — водопроводчик (когда-то трубы зачеканивали мягким свинцом), и название венецианской тюрьмы со свинцовой крышей — Пьомбе. Свинец известен с глубокой древности. Изделия из этого металла (монеты, медальоны) использовались в Древнем Египте, свинцовые водопроводные трубы — в Древнем Риме. Указание на свинец как на определённый металл имеется в Ветхом Завете. Выплавка свинца была первым из известных человеку металлургических процессов. До 1990г. большое количество свинца использовалось (вместе с сурьмой и оловом) для отливки типографских шрифтов, а также в виде тетраэтилсвинца — для повышения октанового числа моторного топлива.

Самородный свинец встречается редко. Входит в состав 80 минералов. Всегда содержится в рудах урана и тория. В природных условия часто образует крупные залежи свинцово-цинковых или полиметаллических руд (Холоднинское в Забайкалье, Дальнегорское в Приморье; Брокен-Хилл в Австралии). Часто встречается в месторождениях колчеданно-полиметаллических (Южный и Средний Урал), медно-никелевых (Норильск), урановых (Казахстан), золоторудных (Дарсун в Забайкалье) и др.

галенит Важнейший из минералов, содержащих свинец.

Страны-лидеры по добыче свинца Россия Австралия США Канада Перу Мексика

Страны — крупнейшие производители свинца ЕС США Россия Китай Корея

Олово Олово было известно человеку уже в IV тысячелетии до н.э. Этот металл был малодоступен и дорог. Об олове есть упоминания в Библии, Четвёртой книге Моисеевой. Олово является (наряду с медью) одним из компонентов бронзы, изобретённой в III тысячелетии до н.э.

Нахождение в природе Олово — редкий рассеянный элемент, по распространенности в земной коре олово занимает 47-е место. Основной минерал олова — касситерит (оловянный камень), содержащий до 78,8 % олова. Гораздо реже в природе встречается станнин (оловянный колчедан), содержащий до 27,5 % олова.

Мировые месторождения касситерита Китай Юго-Восточная Азия (Индонезия, Малайзия и Таиланд) Южная Америка (Боливия, Перу, Бразилия) Австралия Нигерия Россия (Чукотка, Приморский и Хабаровский края, Якутия)

Месторождения станнина Россия (Приморье, Якутия) Средняя Азия (Таджикистан) Германия Чехия Великобритания о.Тасмания Боливия США

Щелочные металлы цезий По добыче цезиевой руды (поллуцита) лидирует Канада. Поллуцит добывается в Намибии и Зимбабве. В России его мощные месторождения находятся на Кольском полуострове, в Восточной Саяне и Забайкалье. Небольшие месторождения поллуцита имеются в Казахстане, Монголии и Италии.

Недостатки цезия Его извлечение из руд неполное. Он рассеивается и потому безвозвратно теряется. Запасы руд очень ограничены и не могут обеспечить постоянно растущий спрос на металлический цезий. Промышленность нуждается в очень чистом материале. Для получения цезия достаточной степени чистоты требуется многократная ректификация в вакууме, очистка от механических примесей, нагревание с геттерами для удаления следов водорода, азота, кислорода, многократная ступенчатая кристаллизация. Цезий весьма активен и агрессивен по отношению к контейнерным материалам и требует хранения в сосудах из специального стекла в атмосфере аргона или водорода (обычные марки лабораторного стекла цезий разрушает).

Литий Месторождения лития приурочены к редкометалльным гранитным интрузиям, в связи с которыми развиваются литиеносные пегматиты или гидротермальные комплексные месторождения, содержащие также олово, вольфрам, висмут и другие металлы. Другой тип месторождений лития — рассолы некоторых сильносоленых озёр.

Натрий Например, сода (натрон), встречающаяся в природе в водах натронных озёр в Египте. Природную соду древние египтяне использовали для бальзамирования, отбеливания холста, при варке пищи, изготовлении красок и глазурей. В дельте Нила соду выделяли из речной воды. Она поступала в продажу в виде крупных кусков, из-за примеси угля окрашенных в серый или даже чёрный цвет. Название «натрий» (natrium) происходит от араб. натрун (по-гречески — nitron) и первоначально оно относилось к природной соде. Сам элемент ранее именовался содием.

Каменная соль

Калий В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами в морской воде, а также во многих минералах. В свободном состоянии не встречается.

Калий входит в состав сильвинита, карналлита, каинита, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната (поташ). Калий входит в состав почти всех растений. Калий входит в состав сильвинита, карналлита, каинита, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната (поташ). Калий входит в состав почти всех растений.

Карналлит Классические месторождения находятся в Саксонии и Гессене. В Италии карналлит встречается в сицилийских рудниках калийных солей вместе с каинитом.

Каинит Классические местонахождения каинита: Стассфурт в Саксонии (Германия), Калуш на Украине, Эдди-Каунти в штате Нью-Мексико (США). Встречается также в Сан-Катальдо и Паскуасия (Сицилия).

Калийная соль

Щёлочноземельные металлы Бериллий Название бериллия произошло от названия минерала берилла (силикат бериллия и алюминия), которое восходит к названию города Белур (Веллуру) в Южной Индии, недалеко от Мадраса; с древних времён в Индии были известны месторождения изумрудов — разновидности берилла. Из-за сладкого вкуса растворимых в воде соединений бериллия элемент вначале называли «глюциний» (от греч. glykys — сладкий).

Бериллий встречается как примесь к различным минералам. Известно более 30 бериллиевых минералов, но только 6 из них считаются распространенными: берилл, хризоберилл, бертрандит, фенакит, гельвин, даналит. Бериллий встречается как примесь к различным минералам. Известно более 30 бериллиевых минералов, но только 6 из них считаются распространенными: берилл, хризоберилл, бертрандит, фенакит, гельвин, даналит. Промышленное значение имеет берилл. В РФ (Республика Бурятия) разрабатывается фенакит-бертрандитовое Ермаковское месторождение.

Берилл

Бертрандит

Фенакит

Гельвин Назван от греческого "гелиос" - солнце, за желтую окраску некоторых образцов. Находят гельвин в основном в гранитных пегматитах, гнейсах, гидротермальных жилах Киргизия.

ВОРОБЬЕВИТ- разновидность берилла

Разновидности берилла – драгоценные камни: аквамарин — голубой, зеленовато-голубой, голубовато-зеленый; Разновидности берилла – драгоценные камни: аквамарин — голубой, зеленовато-голубой, голубовато-зеленый; изумруд — густо-зеленый, ярко-зеленый; гелиодор — желтый. Цвет бериллу придают примеси различных элементов.

Магний В 1695 году из минеральной воды Эпсомского источника в Англии выделили соль, обладавшую горьким вкусом и слабительным действием. Аптекари называли её горькой солью, а также английской, или эпсомской солью.

Химики, действуя на растворы магния содой или поташом, получали белый осадок — основной карбонат магния. Химики, действуя на растворы магния содой или поташом, получали белый осадок — основной карбонат магния. Это была белая магнезия, её применяли (и сейчас применяют) наружно как присыпку, а внутрь — при повышенной кислотности и как лёгкое слабительное. Основной карбонат магния изредка встречается в природе

Кальций Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается. Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.). В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита. Кристаллическая форма кальцита — мрамор — встречается в природе гораздо реже. Соединения кальция — известняк, мрамор, гипс (а также известь — продукт обжига известняка) применялись в строительном деле уже несколько тысячелетий назад.

Известняковый карьер

Переходные металлы Железо Один из самых распространённых в земной коре металл. Железо редко встречается в природе в чистом виде. Часто используется человеком для создания сплавов с другими металлами и с углеродом, является основным компонентом стали. Считается также, что железо составляет бо́льшую часть земного ядра.

В земной коре железо распространено достаточно широко В земной коре железо распространено достаточно широко Известно большое число руд и минералов, содержащих железо. Наибольшее практическое значение имеют красный железняк (содержит до 70 % Fe), магнитный железняк (содержит 72,4 % Fe), бурый железняк или лимонит, шпатовый железняк (содержит около 48 % Fe).

Железо — самый употребляемый металл, на него приходится до 95 % мирового производства металлов. Железо — самый употребляемый металл, на него приходится до 95 % мирового производства металлов. Распространённость железа в земной коре и совокупность специфических свойств делают его «металлом №1» по важности для человека.

Урал является одной из уникальных железорудных провинций мира

Гидротермальный источник с железистой водой. Окислы железа окрашивают воду в бурый цвет.

Месторождение железной руды

Железо было известно в древности. Железо было известно в древности. Изделия из железа того времени это наконечники для стрел и украшения. Первое железо, попавшее в руки людям, было метеоритного происхождения.

Первые сведения об использовании железа в Китае относятся к VIII веку до н.э. Первые сведения об использовании железа в Китае относятся к VIII веку до н.э. Производство чугуна там началось в I веке до н.э. В настоящее время Китай занимает 1-е место в мире по добыче железной руды

Медь Медь — это пластичный переходный металл, с давних пор широко применяемый человеком. В древности медь применялась в основном в виде сплава с оловом — бронзы для изготовления оружия и т. п

Медь самородная

Медь встречается в природе в соединениях и в самородном виде. Медь встречается в природе в соединениях и в самородном виде. Нередко встречаются месторождения меди в осадочных породах — медистые песчаники и сланцы. Наиболее известные из месторождений такого типа — Удокан в Читинской области, Джезказган в Казахстане, Меденосный пояс Центральной Африки и Мансфельд в ФРГ. Большая часть медной руды добывается открытым способом. Этот металл встречается в природе в самородном виде чаще, чем золото, серебро и железо.

Сейчас известно более 170 минералов, содержащих медь, но из них только 14—15 имеют промышленное значение. Это — халькопирит (он же медный колчедан), малахит и др. Сейчас известно более 170 минералов, содержащих медь, но из них только 14—15 имеют промышленное значение. Это — халькопирит (он же медный колчедан), малахит и др. . В медных рудах часто в качестве примесей встречаются молибден, никель, свинец, кобальт, реже — золото, серебро. Обычно медные руды обогащаются на фабриках, прежде чем поступают на медеплавильные комбинаты. Богаты медью Казахстан, США, Чили, Канада, африканские страны — Заир, Замбия, Южно-Африканская республика. Очень крупное Удоканское месторождение медной руды сравнительно недавно обнаружено на севере Читинской области.

Медный рудник

Основными производителями меди в России являются: Норильский никель Уралэлектромедь Русская медная компания

Большая часть добываемой меди используется в электротехнике, потому что медь обладает высокой электропроводностью, уступая в этом только серебру. Большая часть добываемой меди используется в электротехнике, потому что медь обладает высокой электропроводностью, уступая в этом только серебру. Миллионы километров проводов опутали земной шар, и большинство из них медные. Медь нужна для производства двигателей, телевизоров, телефонных аппаратов, различных электроприборов, автомобилей, электровозов, холодильников и даже музыкальных инструментов. Ее используют в химической промышленности для борьбы с вредителями садов и огородов, для подкормки растений и животных. Всюду нужна медь. По объему мирового производства и потребления медь занимает третье место после железа и алюминия.

Цинк Сплав цинка с медью - латунь - был известен еще в Древней Греции, Древнем Египте, Индии (VII), Китае (XI). В промышленном масштабе выплавка цинка началась в XVII в. В природе встречается только в виде соединений, важнейшим из которых является сфалерит (цинковая обманка) и цинковый шпат.

Цинковая руда

Цинкенит

Страны-лидеры по производству цинка Китай Австралия Перу США Канада Мексика Ирландия Индия Казахстан Швеция Россия

Драгоценные камни и металлы

Платина Первыми стали добывать и использовать платину древние цивилизации Анд (инки и чибча). В Европе платина стала неизвестна с XVIII в. В 1748 г. испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа первым привез на европейский континент образцы самородной платины, найденной в Перу.

Самородок платины

Название платине было дано испанскими конкистадорами, которые в середине XVI в. впервые познакомились в Южной Америке с новым металлом, внешне похожим на серебро (исп. plata). Слово Platina означает «маленькое серебро», «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро. Название платине было дано испанскими конкистадорами, которые в середине XVI в. впервые познакомились в Южной Америке с новым металлом, внешне похожим на серебро (исп. plata). Слово Platina означает «маленькое серебро», «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро. Самородки платины находили вместе с золотом и называли их «белым золотом» (Древний Египет, Испания, Абиссиния), «лягушачьим золотом» (остров Борнео) и т. д. Первоначально испанцы считали её вредной примесью, поэтому был издан правительственный декрет, предписывающий выбрасывать платину в море. Первое научное описание платины сделал Уотсон в 1741 году в связи с началом её добычи в промышленных масштабах в Колумбии Самородную платину добывают на приисках

Добыча благородных металлов в России началась в XVII веке в Забайкалье с разработки серебряных руд, которая велась подземным способом. Добыча благородных металлов в России началась в XVII веке в Забайкалье с разработки серебряных руд, которая велась подземным способом. Первое письменное упоминание о добыче золота из россыпей Урала относится к 1669 г. Одно из первых месторождений золота в России было открыто в Карелии в 1737 г. Началом золотого промысла на Урале принято считать 1745 г., когда было открыто Берёзовское рудное месторождение. В 1819 г. в россыпных месторождениях золота на Урале был обнаружен «новый сибирский металл» - платина. В 1824 г. на восточном склоне Уральских гор найдена богатая россыпь платины с золотом и заложен первый в России и Европе платиновый прииск.

Самым крупным существующим в настоящий момент платиновым самородком является «Уральский гигант» весом 7 кг 860,5 г. Хранится в Алмазном фонде Московского Кремля. Самым крупным существующим в настоящий момент платиновым самородком является «Уральский гигант» весом 7 кг 860,5 г. Хранится в Алмазном фонде Московского Кремля. Первые в мире монеты из платины были выпущены в России. В цикле рассказов Айзека Азимова «Я, робот» и других его произведениях позитронный мозг роботов сделан из губчатой платины (точнее — сплава платины и иридия).

Изделия из платины

Самородное золото и серебро известны человечеству несколько тысячелетий. В древности основными центрами добычи благородных металлов были Верхний Египет, Нубия, Испания, Колхида (Кавказ); Имеются сведения о добыче в Центральной, и в Южной Америке, в Азии (Индия, Алтай, Казахстан, Китай). На территории России золото добывали уже во 2-3-м тысячелетии до н. э.

Золото

Добыча золота

Серебро

Палладий Открыт английским химиком Вильямом Волластоном в 1803 году. Он выделил его из платиновой руды привезённой из Южной Америки. Палладий получают при переработке сульфидных руд никеля и меди.

Добыча и производство Палладий в основном добывается попутно. В Южно-Африканской Республике палладий сопутствует платине, которой в рудах Бушвельда примерно в два раза больше, чем палладия. В рудах российских заполярных месторождений Норильска палладия в четыре  с лишним раза больше, чем платины. Но он лишь попутчик при добыче никеля. Только в месторождении Стиллуотер (штат Монтана, США) палладий представляет основной компонент, ради которого осуществляется добыча. Содержание палладия в рудах ЮАР составляет около 1 грамма на тонну, в рудах Норильска – в среднем 4-6 граммов на тонну. На аффинажных заводах палладий, как и платину, производят в форме слитков или порошка.

Ювелирный мир палладия Палладий используется в ювелирных сплавах для придания им новых качеств. Добавленный в золото в определенной пропорции он обесцвечивает его, образуя модное в современном мире «белое золото». Добавленный к платине он делает ее более мягкой и лучше обрабатываемой. В последнее время этот красивый и редкий металл начинает использоваться в основном российскими ювелирами для производства самых разнообразных изделий. В России для изготовления изделий из палладия  Постановлением Правительства РФ установлены 500 и 850 пробы палладия.

Изделия из палладия

Ртуть В природе находится в самородном виде, и образует ряд минералов. Чаще всего ртуть получают путём восстановления из её наиболее распространённого минерала — киновари. Применяется для изготовления измерительных приборов, вакуумных насосов, источников света и в других областях науки и техники. В XIX веке врачи лечили ртутью раны и венерические болезни. Ртуть и её соединения применяются в технике, химической промышленности, медицине.

киноварь

Ртуть относительно редкий элемент в земной коре. Ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, потому ртутные руды очень концентрированы по сравнению с обычными породами. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2,5 % ртути. Иногда ртуть даже встречается в самородном виде. Ртуть относительно редкий элемент в земной коре. Ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, потому ртутные руды очень концентрированы по сравнению с обычными породами. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2,5 % ртути. Иногда ртуть даже встречается в самородном виде.

В России известны 24 месторождения ртути Тамватнейское и Западнопалянское – самые крупные – расположены на Чукотке

Самые крупные месторождения ртути Альмаден (Испания) Идрия (Словения) Монте-Амиата (Италия) Уанкавелика (Перу) Нью-Альмаден и Нью-Идрия (США) Никитовка (Украина) Хайдаркан (Киргизия)

12 известных драгоценных камней по 12 знакам зодиака

Никель Имя к элементу № 28 пришло скорее из преисподней, чем с неба. Это было в середине XVII в., Старый Ник, насмешливый и любопытный гном, тогда еще проживавший в горах Саксонии, любил поддразнить горняков и нередко подсовывал им вместо полноценной медной руды похожий на нее минерал, из которого, однако, не удавалось выплавить ни меди, ни металла вообще. По имени этого гнома и был назван элемент.

Никель довольно распространён в природе. Никель довольно распространён в природе. Никель обычно содержится в сульфидных и мышьяк-содержащих медно-никелевых рудах никелин герсдорфит пентландит

Кобальт Название химического элемента кобальт происходит от нем. Kobold — домовой, гном. При обжиге содержащих мышьяк кобальтовых минералов выделяется летучий ядовитый оксид мышьяка. Руда, содержащая эти минералы, получила у горняков имя горного духа Кобольда. Древние норвежцы приписывали отравления плавильщиков при переплавке серебра проделкам этого злого духа. Вероятно, имя злого духа восходит к греческому «кобалос» — дым. Этим же словом греки называли лживых людей.

Кобальт входит в состав минералов: карроллит, линнеит, кобальтин, сферокобальтит, смальтит и других. Всего известно около 30 кобальтосодержащих минералов. Кобальт входит в состав минералов: карроллит, линнеит, кобальтин, сферокобальтит, смальтит и других. Всего известно около 30 кобальтосодержащих минералов. Кобальту сопутствуют железо, никель, марганец и медь. 10% кобальта содержится в морской воде.

Карроллит

КОБАЛЬТОКАЛЬЦИТ

Кобальт получают в основном из никелевых руд, обрабатывая их растворами серной кислоты или аммиака. Также используется методы пирометаллургии. Кобальт получают в основном из никелевых руд, обрабатывая их растворами серной кислоты или аммиака. Также используется методы пирометаллургии.

Пентландит

Сильвин

Магнетит Магнетит с Кальцитом

Кальцит

малахит

герсдорфит

Ильменский заповедник Старое здание музея