Ta sai ootamatult kuulsaks oma avastusega muuta elavhõbe kullaks, kasutades loomulikult elektrilahendusi. Kulla ja elavhõbeda ühend

Alkeemia ajalugu on suuresti plii või elavhõbeda kullaks muutmise viisi leidmise ajalugu. Nad rääkisid sageli juhuslikult tõelistest keemilistest avastustest, mille keskaja alkeemikud seda teed mööda tegid, ilma suurema tähelepanuta. Peamine asi, mida nad otsisid, oli magistearium (tuntud ka kui punane tinktuur, elurohi, elueliksiir, filosoofi kivi) - teatud aine, reagent, mis võimaldaks saada õilsaid. mitteväärismetallid.

Ei ole kindlalt teada, kas kellelgi õnnestus keemilise reaktsiooni abil elavhõbedast ja pliist kulda saada, kuigi legende selle kohta on endiselt palju. Kuid 20. sajandi keskel õnnestus Ameerika füüsikute rühmal elavhõbedast saada väike kogus stabiilset kulla isotoopi – kuid seda ainult tuumafüüsika abil. Metallide muundumine, tuntud ka kui transmutatsioon, osutus võimalikuks!

Lugu sai alguse 1940. aastal. Seejärel hakati mitmes laboris üle maailma läbi viima katseid elavhõbeda pommitamiseks, mis külgneb Mendelejevi perioodilises tabelis kullaga, kiirete neutronitega. Katsete esimestest edukatest tulemustest teatasid 1941. aasta aprillis Ameerika füüsikute kohtumisel Nashville'is Harvardi teadlased A. Sherr ja K. T. Bainbridge.

Neil õnnestus saada kolm kulla isotoopi massinumbritega 198, 199 ja 200. Kuid need ei olnud stabiilsed ja muutusid mitme tunni kuni mitme päeva jooksul tagasi elavhõbedaks.

Vaja oli viisi loodusliku isotoobi - kuld-197 - saamiseks. Seda teed, kuigi mitte sihilikult, järgisid professor Arthur Dempsteri labori töötajad - füüsikud Ingram, Hess ja Haydn. (Arthur Dempster on kuulus selle poolest, et lõi esimese kaasaegse massispektromeetri ja avastas koos F. Astoniga rekordnumber keemiliste elementide isotoobid).

1947. aasta märtsis õnnestus sellel teadlaste rühmal aatomituumade poolt neutronite püüdmise protsessi uurides saada kõrvalsaadusena soovitud kuld-197. See ekstraheeriti 100 milligrammist elavhõbedast-196, kiiritades seda tuumareaktoris mõõdukate neutronitega.

Stabiilse kulla saagis oli vaid 35 µg. See on teaduslike standardite järgi üsna käegakatsutav kogus kunstlikku kulda. Avastust käsitlev publikatsioon ilmus ajakirjas Physical Review. Kuid üldsus ei märganud loomulikult artiklit pealkirjaga "Elavhõbeda isotoopide abil neutronite sidumise tõhusad ristlõiked".

1949. aastal avaldas aga üks “kollane” ajakirjanik artikli kullatootmise algusest tuumareaktorites. Väljaande tulemuseks oli paanika Prantsusmaa börsidel, mis viis kulla hinna kokkuvarisemiseni. Paanika lakkas alles 1950. aastal, kui ajakiri "Aatomid" avaldas artikli "Elavhõbeda muutmine kullaks", milles teatati, et tootmiskulud kunstkuld elavhõbedast saadav hind on kordades suurem kui vaeseimast kullamaagist loodusliku kulla kaevandamine.

35 mikrogrammi kunstkulda hoitakse siiani Chicagos – Teadus- ja Tööstusmuuseumis. Sellest ajast peale pole keegi tõsiselt tegelenud mitteväärismetallidest kulla-197 tootmisega ega püüdnud tehnoloogia maksumust vähendada.

21. sajandil saadakse ebastabiilset radioaktiivset kulda-198 elavhõbedast-198, mida kasutatakse ravimtoode inimkeha organite röntgenülesvõtete tegemiseks (röntgenikiirguse asemel) ja vähkkasvajate raviks. Selgub, et sellise kulla aatomid töötavad nagu väikesed röntgenitorud ja tapavad vähirakke rangelt määratletud kehapiirkonnas.

Ja 21. sajandil õitseb "tagurpidi alkeemia". Kullast saadakse näiteks teaduslikult väärtuslike elementide frantsiumi ja astatiini isotoobid, mida looduses lihtsalt ei eksisteeri.

Foto: “Goden eggs in carton” (corbisimages.com/photographer/bevis-boobacca), Arthur Dempster (Ameerika Füüsikainstituut)

Teksti joondamine HTML-is, tekst keskel, leheküljest paremal

Tähelepanu! Allahindlused aeguvad 1 kuni mitme päeva jooksul. Tutvu sooduspakkumiste tingimustega.

Tuumareaktoris toodetud kuld

1935. aastal suutis Ameerika füüsik Arthur Dempster läbi viia isotoopide massispektrograafiline määramine sisaldub looduslikus uraanis. Dempster uuris katsete käigus ka kulla isotoopkoostist ja avastas vaid ühe isotoobi – kuld-197. Kuld-199 olemasolule ei viidatud. Mõned teadlased eeldasid, et kulla raske isotoop peab eksisteerima, kuna kulla suhteline aatommass oli sel ajal 197,2. Kuld on aga monoisotoopne element. Seetõttu peavad need, kes soovivad seda ihaldatud väärismetalli kunstlikult hankida, suunama kõik jõupingutused ainsa stabiilse isotoobi - kuld-197 - sünteesile.

Uudised edukatest katsetest tehiskulla tootmisel on alati tekitanud muret finants- ja valitsevad ringkonnad. See oli nii Rooma valitsejate päevil ja on nii ka praegu. Seetõttu pole üllatav, et professor Dempsteri grupi kuiv aruanne Chicago riikliku labori uuringute kohta tekitas kapitalistlikus finantsmaailmas hiljuti elevust: tuumareaktoris saab elavhõbedast kulda! See on kõige värskem ja veenvam alkeemilise transformatsiooni juhtum.

See sai alguse 1940. aastal, kui mõned tuumafüüsika laborid hakkasid kullaga külgnevaid elemente – elavhõbedat ja plaatinat – pommitama tsüklotroni abil saadud kiirete neutronitega. 1941. aasta aprillis Nashville'is toimunud Ameerika füüsikute kohtumisel teatasid A. Sherr ja K. T. Bainbridge Harvardi ülikoolist selliste katsete edukatest tulemustest. Nad saatsid kiirendatud deuteronid liitiumi sihtmärgile ja said kiirete neutronite voo, mida kasutati elavhõbeda tuumade pommitamiseks. Tuumatransformatsiooni tulemusena saadi kulda!

Kolm uut isotoopi massinumbritega 198, 199 ja 200. Need isotoobid ei olnud aga nii stabiilsed kui looduslik isotoop kuld-197. Kiirgades beetakiirgust, muutusid need mõne tunni või päeva pärast taas stabiilseteks elavhõbeda isotoopideks massinumbritega 198, 199 ja 200. Järelikult polnud kaasaegsetel alkeemia järgijatel põhjust rõõmustada. Kuld, mis muutub tagasi elavhõbedaks, on väärtusetu: see on petlik kuld. Teadlased rõõmustasid aga elementide eduka ümberkujundamise üle. Nad said laiendada oma teadmisi kulla tehisisotoopide kohta.

Sherri ja Bainbridge'i poolt läbiviidud "transmutatsiooni" aluseks on nn ( n, lk) -reaktsioon: elavhõbeda aatomi tuum, mis neelab neutronit n, muutub kulla isotoobiks ja vabastab prootoni R.

Looduslik elavhõbe sisaldab seitset isotoopi erinevad kogused: 196 (0,146%), 198 (10,02%), 199 (16,84%), 200 (23,13%), 201 (13,22%), 202 (29,80%) ja 204 (6 ,85%). Kuna Sherr ja Bainbridge leidsid kulla isotoobid massinumbritega 198, 199 ja 200, siis tuleb eeldada, et viimased tekkisid samade massinumbritega elavhõbeda isotoopidest. Näiteks:

198 Hg+ n= 198 Au + R

See oletus tundub õigustatud – need elavhõbeda isotoobid on ju üsna levinud.

Igasuguse tuumareaktsiooni toimumise tõenäosuse määrab eelkõige nn efektiivne haarde ristlõige aatomituum vastava pommitava osakese suhtes. Seetõttu püüdsid professor Dempsteri kaastöötajad, füüsikud Ingram, Hess ja Haydn täpselt määrata efektiivset ristlõiget elavhõbeda looduslike isotoopide abil neutronite püüdmiseks. 1947. aasta märtsis suutsid nad näidata, et isotoopide massinumbritega 196 ja 199 neutronite püüdmise ristlõige on suurim ja seetõttu on neil suurim tõenäosus saada kullaks. Eksperimentaalsete uuringute "kõrvalproduktina" said nad... kulla! Täpselt 35 mcg, mis saadakse 100 mg elavhõbedast pärast kiiritamist mõõdukate neutronitega tuumareaktoris. See teeb saagiseks 0,035%, kui aga leitud kullakogus omistatakse ainult elavhõbedale-196, siis saadakse tahke saagis 24%, kuna kuld-197 moodustub ainult elavhõbeda isotoobist. massiarv 196.

Kiirete neutronitega tekivad need sageli ( n, R) reaktsioonid ja aeglaste neutronitega - peamiselt ( n, γ)-teisendused. Dempsteri töötajate avastatud kuld moodustati järgmiselt:

196 Hg+ n= 197 Hg* + γ
197 Hg* + e- = 197 Au

(n, γ) protsessi käigus moodustunud ebastabiilne elavhõbe-197 muutub selle tulemusena stabiilseks kullaks-197 K- püüda (elektronid K-oma aatomi kestad).

Nii sünteesisid Ingram, Hess ja Haydn aatomireaktoris märkimisväärses koguses tehiskulda! Sellele vaatamata ei tekitanud nende "kulla süntees" kedagi, sest sellest said teada ainult teadlased, kes jälgisid hoolikalt Physical Review väljaandeid. Aruanne oli lühike ja ilmselt ei olnud paljude jaoks piisavalt huvitav selle mõttetu pealkirja tõttu: "Neutronite ristlõiked elavhõbeda isotoopide jaoks" ( Elavhõbeda isotoopide tõhusad neutronite püüdmise ristlõiked).
Siiski on juhus, et kaks aastat hiljem, 1949. aastal, võttis üks liiga innukas ajakirjanik selle puhtteadusliku sõnumi üles ja teatas valjuhäälselt turustiilis maailma ajakirjanduses kulla tootmisest tuumareaktoris. Pärast seda tekkis Prantsusmaal kulla börsil noteerimisel suur segadus. Näis, et sündmused arenesid täpselt nii, nagu Rudolf Daumann oli ette kujutanud, kes oli omas ennustanud fantaasiaromaan"kulla lõpp"

Tuumareaktoris toodetud tehiskuld pani end aga ootama. Polnud mingit võimalust, et see ujutaks üle maailma turud. Muide, professor Dempster ei kahelnud selles. Tasapisi rahunes Prantsusmaa kapitaliturg taas maha. See pole ka Prantsuse ajakirja "Atoms" vähim teene, mis avaldas 1950. aasta jaanuarinumbris artikli: "La transmutation du mercure en or" ( Elavhõbeda muundumine kullaks).

Kuigi ajakiri tunnistas põhimõtteliselt võimalust saada kulda elavhõbedast tuumareaktsiooni meetodil, kinnitas ta oma lugejatele järgmist: sellise tehisliku väärismetall on mitu korda kõrgem kui looduslik kuld, mis on kaevandatud kõige vaeseimatest kullamaagidest!

Dempsteri töötajad ei saanud endale keelata naudingut saada reaktoris teatud kogus sellist tehiskulda. Sellest ajast alates on see väike uudishimulik näitus kaunistanud Chicago teadus- ja tööstuse muuseumi. Seda haruldust - tõendeid "alkeemikute" kunstist aatomiajastul - võis imetleda Genfi konverentsil 1955. aasta augustis.

Tuumafüüsika seisukohalt on võimalikud mitmed aatomite muundumised kullaks. Lõpuks paljastame filosoofikivi saladuse ja räägime teile, kuidas kulda teha. Rõhutagem, et ainus asi võimalik viis- see on tuumade transformatsioon. Kõik teised meieni jõudnud klassikalise alkeemia retseptid on väärtusetud, viivad ainult pettuseni.

Stabiilne kuld, 197Au, võib tekkida naaberelementide teatud isotoopide radioaktiivsel lagunemisel. Seda õpetab meile nn nukliidide kaart, mis esitab kõik teadaolevad isotoobid ja nende lagunemise võimalikud suunad. Seega moodustub kuld-197 elavhõbedast-197, mis kiirgab beeta-kiiri, või sellisest elavhõbedast K-püüdmise teel. Tallium-201-st oleks võimalik ka kulda valmistada, kui see isotoop kiirgaks alfakiiri. Seda aga ei järgita. Kuidas saada elavhõbeda isotoopi massiarvuga 197, mida looduses ei eksisteeri? Puhtteoreetiliselt saab seda tallium-197-st ja viimast pliist-197-st. Mõlemad nukliidid muutuvad elektroni kinnipüüdmisel spontaanselt elavhõbe-197-ks ja tallium-197-ks. Praktikas oleks see ainus, kuigi teoreetiline võimalus pliist kulda valmistada. Kuid ka plii-197 on ainult tehislik isotoop, mis tuleb esmalt saada tuumareaktsiooni teel. Loodusliku pliiga see ei tööta.

Plaatina 197Pt ja elavhõbeda 197Hg isotoobid saadakse samuti ainult tuumatransformatsiooni teel. Ainult looduslikel isotoopidel põhinevad reaktsioonid on tõesti teostatavad. Selle lähteaineteks sobivad ainult 196 Hg, 198 Hg ja 194 Pt. Neid isotoope võiks pommitada kiirendatud neutronite või alfaosakestega, et saavutada järgmised reaktsioonid:

196 Hg+ n= 197 Hg* + γ
198 Hg+ n= 197 Hg* + 2n
194 Pt + 4 He = 197 Hg* + n

Sama eduga võiks soovitud plaatina isotoobi saada 194 Pt poolt ( n, γ)-transformatsioon kas 200 Hg-st ( n, α) -protsess. Samas ei tohi muidugi unustada, et looduslik kuld ja plaatina koosnevad isotoopide segust, mistõttu tuleb igal juhul arvestada konkureerivate reaktsioonidega. Puhas kuld tuleb lõpuks eraldada erinevate nukliidide ja reageerimata isotoopide segust. See protsess läheb väga kalliks. Plaatina kullaks muutmisest tuleb majanduslikel põhjustel üldse loobuda: teatavasti on plaatina kullast kallim.

Teine võimalus kulla sünteesiks on looduslike isotoopide otsene tuumamuundamine, näiteks vastavalt järgmistele võrranditele:

200 Hg+ R= 197 Au + 4 He
199 Hg + 2 D = 197 Au + 4 He

See tooks kaasa ka kuld-197 (γ, R) -protsess (elavhõbe-198), (α, R) -protsess (plaatina-194) või ( R, γ) või (D, n)-transformatsioon (plaatina-196). Küsimus on ainult selles, kas see on praktiliselt võimalik ja kui on, siis kas see on mainitud põhjustel üldse tasuv. Säästlik oleks vaid elavhõbeda pikaajaline pommitamine neutronitega, mida reaktoris leidub piisavas kontsentratsioonis. Teisi osakesi tuleks toota või kiirendada tsüklotronis – meetodil, mis teadaolevalt annab vaid väikeseid aineid.

Kui looduslik elavhõbe puutub reaktoris kokku neutronivooga, siis lisaks stabiilsele kullale tekib peamiselt radioaktiivne kuld. Sellel radioaktiivsel kullal (massinumbritega 198, 199 ja 200) on väga lühike eluiga ja see taastub mõne päeva jooksul oma algseteks aineteks, eraldades beetakiirgust:

198 Hg+ n= 198 Au* + lk
198 Au = 198 Hg + e- (2,7 päeva)
Mitte mingil juhul ei saa välistada radioaktiivse kulla pöördmuutust elavhõbedaks ehk selle Circulus vitiosuse murdmist: loodusseadustest ei saa mööda hiilida.

Nendes tingimustes tundub see vähem keeruline kui "alkeemia" sünteetiline preparaat kallis väärismetall - plaatina. Kui oleks võimalik reaktoris neutronite pommitamist suunata nii, et valdavalt ( n, α)-transformatsioonid, siis võiks loota saada elavhõbedast märkimisväärses koguses plaatinat: kõik tavalised elavhõbeda isotoobid - 198 Hg, 199 Hg, 201 Hg - muudetakse plaatina stabiilseteks isotoopideks - 195 Pt, 196 Pt ja 198 Pt . Muidugi on ka siin sünteetilise plaatina eraldamise protsess väga keeruline.

Frederick Soddy pakkus 1913. aastal välja viisi, kuidas saada kulda talliumi, elavhõbeda või plii tuumamuundamise teel. Kuid tol ajal ei teadnud teadlased nende elementide isotoopkoostisest midagi. Kui Soddy pakutud alfa- ja beetaosakeste eraldamise protsess saaks läbi viia, oleks vaja lähtuda isotoopidest 201 Tl, 201 Hg, 205 Pb. Neist looduses eksisteerib ainult isotoop 201 Hg, mis on segunenud selle elemendi teiste isotoopidega ja on keemiliselt lahutamatud. Järelikult ei olnud Soddy retsept teostatav.

Mida isegi silmapaistev aatomiuurija ei suuda, võhik muidugi ei suuda. Kirjanik Dauman kirjeldas oma 1938. aastal ilmunud raamatus "Kulla lõpp" retsepti vismuti kullaks muutmiseks: vismuti tuumast kahe alfaosakese eraldamisega röntgenikiirte abil. kõrge energia. Sellist (γ, 2α) reaktsiooni pole tänaseni teada. Lisaks hüpoteetiline teisendus

205 Bi + γ = 197 Au + 2α

ei saa minna muul põhjusel: pole stabiilset isotoopi 205 Bi. Vismut on monoisotoopne element! Ainus looduslik vismuti isotoop massinumbriga 209 suudab Daumanni reaktsiooni põhimõttel toota ainult radioaktiivset kulda-201, mis 26-minutilise poolestusajaga muutub taas elavhõbedaks. Nagu näeme, ei saanud Daumani romaani kangelane teadlane Bargengrond kulda!

Nüüd teame, kuidas tegelikult kulda saada. Olles relvastatud tuumafüüsika teadmistega, riskime mõtteeksperimendiga: muudame tuumareaktoris 50 kg elavhõbedat täieõiguslikuks kullaks – kullaks-197. Päris kuld pärineb elavhõbedast-196. Kahjuks sisaldab elavhõbe ainult 0,148% sellest isotoobist. Seetõttu on 50 kg elavhõbedas ainult 74 g elavhõbedat-196 ja ainult selle koguse saab muuta tõeliseks kullaks.

Olgem alguses optimistlikud ja eeldame, et need 74 g elavhõbedat-196 saab muuta sama koguseks kuld-197, kui elavhõbedat pommitatakse neutronitega kaasaegses reaktoris, mille tootlikkus on 10 15 neutronit/(cm 2 ). . Koos). Kujutagem ette 50 kg elavhõbedat, see tähendab 3,7 liitrit, reaktorisse asetatud kuuli kujul, siis elavhõbeda pinda, mis on võrdne 1157 cm 2, mõjutab vool 1,16 igas sekundis . 10 18 neutronit. Neist 74 g isotoopi-196 mõjutab 0,148% ehk 1,69 . 10 15 neutronit. Lihtsustamise mõttes eeldame veel, et iga neutron põhjustab 196 Hg muundumise 197 Hg*-ks, millest elektronide püüdmise teel moodustub 197 Au.

Seetõttu on meie käsutuses 1.69 . 10 15 neutronit sekundis elavhõbeda-196 aatomi muundamiseks. Mitu aatomit need tegelikult on? Üks mool elementi, see tähendab 197 g kulda, 238 g uraani, 4 g heeliumi, sisaldab 6,022 . 10 23 aatomit. Selle hiiglasliku arvu kohta saame vaid ligikaudse ettekujutuse visuaalne võrdlus. Näiteks see: kujutage ette, et kogu elanikkond maakera 1990 – umbes 6 miljardit inimest – hakkas seda aatomite arvu lugema. Igaüks loeb ühe aatomi sekundis. Esimesel sekundil loevad nad 6 . 10 9 aatomit, kahe sekundiga - 12 . 10 9 aatomit jne. Kui kaua kuluks inimkonnal aastal 1990, et lugeda kokku kõik ühes moolis olevad aatomid? Vastus on jahmatav: umbes 3 200 000 aastat!

74 g elavhõbedat-196 sisaldab 2,27 . 10 23 aatomit. Ühe sekundi jooksul saame antud neutronivooga transmuteerida 1,69 . 10 15 elavhõbeda aatomit. Kui kaua kulub kogu elavhõbe-196 koguse muundamiseks? Siin on vastus: see eeldaks intensiivset neutronpommitamist kõrgvooreaktorist nelja ja poole aasta jooksul! Peame kandma need tohutud kulud, et lõpuks saada 50 kg elavhõbedast ainult 74 g kulda ja selline sünteetiline kuld tuleb eraldada ka kulla, elavhõbeda jne radioaktiivsetest isotoopidest.

Jah, see on õige, aatomiajastul saab kulda teha. Protsess on aga liiga kallis. Kunstlikult reaktoris toodetud kuld on hindamatu. Lihtsam oleks müüa selle radioaktiivsete isotoopide segu "kullana". Võib-olla tekib ulmekirjanikel kiusatus luua lugusid selle "odava" kullaga?

"Mare tingerem, si mercuris esset" ( Ma muudaksin mere kullaks, kui see koosneks elavhõbedast). See uhke avaldus omistati alkeemik Raymundus Lullusele. Oletame, et me muutsime aatomireaktoris 100 kg kullaks mitte mere, vaid suure koguse elavhõbedat. Looduslikust kullast väliselt eristamatu radioaktiivne kuld on meie ees läikivate valuplokkide kujul. Keemilisest seisukohast on see samuti puhas kuld.

Mõni Kroisus ostab neid kange tema arvates sarnase hinnaga. Tegelikkuses pole tal sellest aimugi me räägime umbes radioaktiivsete isotoopide 198 Au ja 199 Au segust, mille poolestusaeg on 65 kuni 75 tundi. Võib ette kujutada, et see ihnus näeb oma kuldset aaret sõna otseses mõttes sõrmede vahelt libisemas.

Iga kolme päeva järel väheneb tema vara poole võrra ja ta ei saa seda takistada; nädala pärast jääb 100 kg kullast alles vaid 20 kg kulda, pärast kümmet poolväärtusaega (30 päeva) - praktiliselt mitte midagi (teoreetiliselt on see veel 80 g). Riigikassasse oli jäänud vaid suur elavhõbedalomp. Alkeemikute petlik kuld!

Juba mitu aastat oli Adolf Mithe selle mõjul mineraale ja klaasi värvinud ultraviolettkiired. Selleks kasutas ta tavalist elavhõbedalampi – evakueeritud kvartsklaasist toru, mille elektroodide vahele moodustub ultraviolettkiiri kiirgav elavhõbedakaar.

Hiljem kasutas Miethe uut tüüpi lampe, mis andsid eriti suure energiaväljundi. Kuid pikaajalisel kasutamisel tekkisid selle seintele ladestused, mis segasid oluliselt tööd. Selliseid ladestusi võis leida ka kasutatud elavhõbedalampidest, kui elavhõbe eemaldada. Selle mustja massi koostis pakkus salanõunikule huvi ja ühtäkki leidis ta 5 kg lambi elavhõbeda jääki analüüsides... kulda. Mitya mõtles, kas elavhõbedalambis olev elavhõbe on teoreetiliselt võimalik aatomi hävimise tagajärjel prootonite või alfaosakeste eraldumisel kullaks laguneda. Miethe ja tema kaastöötaja Hans Stamreich viisid läbi arvukalt katseid, olles lummatud ideest elementide ümberkujundamisest. Lähteaineks oli vaakumis destilleeritud elavhõbe. Teadlased uskusid, et see ei sisalda kulda. Seda kinnitasid ka kuulsate keemikute K. Hoffmanni ja F. Haberi analüüsid. Mitya palus neil uurida elavhõbedat ja jääke lambis. Selle elavhõbedaga, mis analüütiliste andmete kohaselt on kullavaba, täitsid Miethe ja Stamreich uus lamp, mis töötas seejärel 200 tundi. Pärast elavhõbeda destilleerimist lahustasid nad jäägi lämmastikhape ja uuris entusiastlikult mikroskoobi all, mis klaasi sisse jäi: katteklaasil sädeles kuldkollane oktaeedriliste kristallide aglomeraat.

Frederick Soddy aga ei arvanud, et kuld tekkis alfaosakese või prootoni abstraktsiooni teel. Pigem võib rääkida elektroni neeldumisest: kui viimasel on piisavalt suur kiirus, et läbistada aatomite elektronkestad ja tungida tuuma, siis võiks tekkida kuld. Sel juhul väheneb elavhõbeda seerianumber (80) ühe võrra ja moodustub 79. element - kuld.

Soddy teoreetiline väide tugevdas Miethe ja kõigi nende teadlaste seisukohta, kes uskusid kindlalt elavhõbeda kullaks "lagunemisse". Kuid nad ei võtnud arvesse asjaolu, et ainult üks elavhõbeda isotoop sularahanumbriga 197 võib muutuda looduslikuks kullaks. Ainult üleminek 197 Hg + e- = 197 Au võib anda kulda.

Kas isotoop 197 Hg on üldse olemas? Selle elemendi suhteline aatommass 200,6, mida tollal nimetati aatommassiks, viitas sellele, et sellel oli mitu isotoopi. F.V. Aston, uurides kanalikiiri, leidis elavhõbeda isotoope massinumbritega 197–202, seega oli selline transformatsioon tõenäoline.

Teise versiooni kohaselt võiks 200,6Hg isotoopide segust tekkida ka 200,6Au ehk siis üks või mitu suure massiga kulla isotoopi. See kuld oleks pidanud olema raskem. Seetõttu kiirustas Mitya oma tehiskulla suhtelise aatommassi määramisega ja usaldas selle parim spetsialist sellel alal - professor Gonigschmidtile Münchenisse.

Muidugi oli kunstkulla kogus sellise määramise jaoks väga napp, kuid Mityal polnud veel rohkem: kinglet kaalus 91 mg, kuuli läbimõõt oli 2 mm. Kui võrrelda seda teiste "saagistega", mille Miethe sai elavhõbedalambis transformatsioonide käigus - igas katses jäid need vahemikku 10 -2 kuni 10 -4 mg -, oli see ikkagi märgatav kullatükk. Gonigschmidt ja tema kaastööline Zintl leidsid tehiskulla suhtelise aatommassi 197,2 ± 0,2.

Mitya eemaldas järk-järgult oma katsetest "saladuse". 12. septembril 1924 avaldati fotokeemialabori teade, milles esitati esimest korda katseandmed ja kirjeldati seadmeid lähemalt. Samuti sai teatavaks saagis: 1,52 kg elavhõbedast, mis oli eelnevalt puhastatud vaakumdestilleerimisega, sai Mite pärast 107 tundi pidevat 16 cm pikkuse kaare põletamist pingel 160–175 V ja voolul 12,6 A. 8,2 * 10 -5 g kulda, see tähendab kaheksa sajandikku milligrammi. Charlottenburgi "alkeemikud" kinnitasid, et ei lähteaine, voolu andvad elektroodid ja juhtmed ega lambi kesta kvarts ei sisaldanud analüütiliselt tuvastatavaid koguseid kulda.

Peagi saabus aga pöördepunkt. Keemikud muutusid üha kahtlustavamaks. Kulda tekib mõnikord ja alati minimaalsetes kogustes ja siis jälle ei teki. Proportsionaalsust ei leita, st kulla kogused ei suurene elavhõbedasisalduse suurenemisega, potentsiaalide erinevuse suurenemisega ega kvartslambi pikema tööajaga. Kas avastatud kuld toodeti tegelikult kunstlikult? Või oli see juba varem olemas? Miethe meetodi võimalike süstemaatiliste vigade allikaid kontrollisid mitmed teadlased Berliini ülikooli keemiainstituutidest, samuti Siemensi elektrikontserni laborist. Keemikud uurisid kõigepealt üksikasjalikult elavhõbeda destilleerimise protsessi ja jõudsid hämmastavale järeldusele: isegi destilleeritud, pealtnäha kullavabas elavhõbedas on alati kulda. See ilmnes kas destilleerimisprotsessi käigus või jäi elavhõbedas lahustumatuks, nii et seda ei olnud võimalik analüütiliselt kohe tuvastada. Alles pärast pikka seismist või rikastamist põhjustanud kaarega pihustamisel tuvastati see ootamatult uuesti. Seda efekti võib segi ajada kulla moodustumisega. Selgus veel üks asjaolu. Kasutatud materjalid, sealhulgas elektroodide juurde viivad kaablid ja elektroodid ise, sisaldasid kullajälgi.

Kuid ikkagi oli aatomifüüsikute veenev väide, et selline transmutatsioon on aatomiteooria seisukohast võimalik. Nagu teada, põhines see eeldusel, et elavhõbeda isotoop 197 Hg neelab ühe elektroni ja muutub kullaks.

Selle hüpoteesi lükkas aga ümber Astoni raport, mis ilmus ajakirjas Nature 1925. aasta augustis. Isotoopide eraldamise spetsialist suutis kõrge eraldusvõimega massispektrograafi abil üheselt iseloomustada elavhõbeda isotoopide jooni. Selle tulemusena selgus, et looduslik elavhõbe koosneb isotoopidest massinumbritega 198, 199, 200, 201, 202 ja 204.

Järelikult pole stabiilset isotoopi 197 Hg üldse olemas. Sellest tulenevalt tuleb eeldada, et elavhõbedast on teoreetiliselt võimatu saada looduslikku kulda-197 elektronidega pommitades ning sellele suunatud katseid võib juba ette lugeda vähetõotavateks. Selle mõistsid lõpuks Chicago ülikooli teadlased Harkins ja Kay, kes otsustasid elavhõbedat ultrakiirete elektronide abil muuta. Nad pommitasid elavhõbedat (jahutati vedela ammoniaagiga ja võeti antikatoodina röntgentorusse) elektronidega, mida kiirendati 145 000 V väljal, st kiirusega 19 000 km/s.

Samasuguseid katseid tegi ka Fritz Haber Miethe katsete testimisel. Vaatamata väga tundlikele analüüsimeetoditele ei leidnud Harkins ja Kay kullast jälgi. Tõenäoliselt uskusid nad, et isegi nii suure energiaga elektronid ei suuda elavhõbeda aatomi tuumast läbi tungida. Või on saadud kulla isotoobid nii ebastabiilsed, et ei suuda "ellu jääda" kuni analüüsi lõpuni, mis kestab 24–48 tundi.

Seega oli Soddy pakutud idee elavhõbedast kulla moodustumise mehhanismist tugevalt raputatud.

1940. aastal, kui mõned tuumafüüsika laborid hakkasid kullaga külgnevaid elemente – elavhõbedat ja plaatinat – pommitama tsüklotroni abil saadud kiirete neutronitega. Ameerika füüsikute kohtumisel Nashville'is 1941. aasta aprillis leidsid A. Scherr ja K.T. Bainbridge Harvardi ülikoolist teatas selliste katsete edukatest tulemustest. Nad saatsid kiirendatud deuteronid liitiumi sihtmärgile ja said kiirete neutronite voo, mida kasutati elavhõbeda tuumade pommitamiseks. Tuumatransformatsiooni tulemusena saadi kulda.

Kolm uut isotoopi massinumbritega 198, 199 ja 200. Need isotoobid ei olnud aga nii stabiilsed kui looduslik isotoop kuld-197. Kiirgades beetakiirgust, muutusid need mõne tunni või päeva pärast taas stabiilseteks elavhõbeda isotoopideks massinumbritega 198, 199 ja 200. Järelikult polnud kaasaegsetel alkeemia järgijatel põhjust rõõmustada. Kuld, mis muutub tagasi elavhõbedaks, on väärtusetu: see on petlik kuld. Teadlased rõõmustasid aga elementide eduka ümberkujundamise üle. Nad said laiendada oma teadmisi kulla tehisisotoopide kohta.

Looduslik elavhõbe sisaldab seitset isotoopi erinevates kogustes: 196 (0,146%), 198 (10,02%), 199 (16,84%), 200 (23,13%), 201 (13,22%), 202 (29 ,80%) ja 204 (6,85%). %). Kuna Sherr ja Bainbridge leidsid kulla isotoobid massinumbritega 198, 199 ja 200, siis tuleb eeldada, et viimased tekkisid samade massinumbritega elavhõbeda isotoopidest. Näiteks: 198 Hg + n= 198 Au + R See oletus tundub õigustatud – need elavhõbeda isotoobid on ju üsna levinud.

Mis tahes tuumareaktsiooni toimumise tõenäosuse määrab eelkõige aatomituuma nn efektiivne püüdmise ristlõige vastava pommitava osakese suhtes. Seetõttu püüdsid professor Dempsteri kaastöötajad, füüsikud Ingram, Hess ja Haydn täpselt määrata efektiivset ristlõiget elavhõbeda looduslike isotoopide abil neutronite püüdmiseks. 1947. aasta märtsis suutsid nad näidata, et isotoopide massinumbritega 196 ja 199 neutronite püüdmise ristlõige on suurim ja seetõttu on neil suurim tõenäosus saada kullaks. Eksperimentaalsete uuringute “kõrvalproduktina” said nad... kulda. Täpselt 35 mcg, mis saadakse 100 mg elavhõbedast pärast kiiritamist mõõdukate neutronitega tuumareaktoris. See teeb saagiseks 0,035%, kui aga leitud kullakogus omistatakse ainult elavhõbedale-196, siis saadakse tahke saagis 24%, kuna kuld-197 moodustub ainult elavhõbeda isotoobist. massiarv 196.

Kiirete neutronitega tekivad need sageli ( n, R) - reaktsioonid ja aeglaste neutronitega - peamiselt ( n, d) - teisendused. Dempsteri töötajate avastatud kuld moodustati järgmiselt: 196 Hg + n= 197 Hg* + g 197 Hg* + e- = 197 Au

(n, g) protsessi käigus moodustunud ebastabiilne elavhõbe-197 muutub selle tulemusena stabiilseks kullaks-197 K- püüda (elektronid K-oma aatomi kestad).

Dempsteri töötajad ei saanud endale keelata naudingut saada reaktoris teatud kogus sellist tehiskulda. Sellest ajast alates on see väike uudishimulik näitus kaunistanud Chicago teadus- ja tööstuse muuseumi. Seda haruldust - tõendeid "alkeemikute" kunstist aatomiajastul - võis imetleda Genfi konverentsil 1955. aasta augustis.

Tuumafüüsika seisukohalt on võimalikud mitmed aatomite muundumised kullaks. Stabiilne kuld, 197Au, võib tekkida naaberelementide teatud isotoopide radioaktiivsel lagunemisel. Seda õpetab meile nn nukliidide kaart, mis esitab kõik teadaolevad isotoobid ja nende lagunemise võimalikud suunad. Seega moodustub kuld-197 elavhõbedast-197, mis kiirgab beeta-kiiri, või sellisest elavhõbedast K-püüdmise teel. Tallium-201-st oleks võimalik ka kulda valmistada, kui see isotoop kiirgaks alfakiiri. Seda aga ei järgita. Kuidas saada elavhõbeda isotoopi massiarvuga 197, mida looduses ei eksisteeri? Puhtteoreetiliselt saab seda tallium-197-st ja viimast pliist-197-st. Mõlemad nukliidid muutuvad elektroni kinnipüüdmisel spontaanselt elavhõbe-197-ks ja tallium-197-ks. Praktikas oleks see ainus, kuigi teoreetiline võimalus pliist kulda valmistada. Kuid ka plii-197 on ainult tehislik isotoop, mis tuleb esmalt saada tuumareaktsiooni teel. Loodusliku pliiga see ei tööta.

Plaatina 197Pt ja elavhõbeda 197Hg isotoobid saadakse samuti ainult tuumatransformatsiooni teel. Ainult looduslikel isotoopidel põhinevad reaktsioonid on tõesti teostatavad. Selle lähteaineteks sobivad ainult 196 Hg, 198 Hg ja 194 Pt. Neid isotoope saab pommitada kiirendatud neutronite või alfaosakestega, et tekitada järgmised reaktsioonid: 196 Hg + n= 197 Hg* + g 198 Hg + n= 197 Hg* + 2n 194 Pt + 4 He = 197 Hg* + n.

Sama eduga võiks soovitud plaatina isotoobi saada 194 Pt poolt ( n, d) - teisendus kas 200 Hg-st ( n, b) - protsess. Samas ei tohi muidugi unustada, et looduslik kuld ja plaatina koosnevad isotoopide segust, mistõttu tuleb igal juhul arvestada konkureerivate reaktsioonidega. Puhas kuld tuleb lõpuks eraldada erinevate nukliidide ja reageerimata isotoopide segust. See protsess läheb väga kalliks. Plaatina kullaks muutmisest tuleb majanduslikel põhjustel üldse loobuda: teatavasti on plaatina kullast kallim.

Teine võimalus kulla sünteesiks on looduslike isotoopide otsene tuumamuundamine, näiteks vastavalt järgmistele võrranditele: 200 Hg + R= 197 Au + 4 He 199 Hg + 2 D = 197 Au + 4 He.

Kui looduslik elavhõbe puutub reaktoris kokku neutronivooga, siis lisaks stabiilsele kullale tekib peamiselt radioaktiivne kuld. Sellel radioaktiivsel kullal (massinumbritega 198, 199 ja 200) on väga lühike eluiga ja see taastub mõne päevaga oma lähteaineteks koos beetakiirguse emissiooniga: 198 Hg + n= 198 Au* + lk 198 Au = 198 Hg + e- (2,7 päeva). Radioaktiivse kulla pöördmuutust elavhõbedaks ei saa mingil juhul välistada: loodusseadustest ei saa mööda hiilida.

Aatomi ajastul saab kulda valmistada. Protsess on aga liiga kallis. Kunstlikult reaktoris toodetud kuld on hindamatu. Ja kui me räägime radioaktiivsete isotoopide 198 Au ja 199 Au segust, siis mõne päeva pärast jääb kullakangist alles vaid elavhõbedalomp.

Kuld ja elavhõbe moodustavad amalgaami. Selle ühendi moodustumine põhineb füüsikalised omadused metallid Amalgameerimist kasutati laialdaselt tehnoloogilises protsessis kivimitest vääriskomponentide eraldamiseks ja puistematerjali rikastamiseks.

Tarkade kivi otsimisel

Paljude maailma rahvaste jaoks on kuld kõrge väärikuse ja väärtuse sümbol. Üsna sageli öeldakse igapäevaelus meistrit iseloomustades, et tal on kuldsed käed. Määratlus on ammu tuttavaks saanud must kuld seoses naftaga. Sümbolina on see sõna saanud osaks vanasõnadest ja kõnekäändudest ning teaduse ja tehnika saavutusi tähistatakse tavaliselt päikesematerjalist valmistatud auhindadega.

Alates kollase metalli kui kaubavahetuse vahendina ilmumisest on kullast saanud rikkuse ja võimu sümbol. Väsimatu väärismetalli otsimine viis uute geograafiliste avastusteni.

Keemia rumalaks tütreks kutsutud alkeemia saavutused võimaldasid katsetada keemiliste elementide ja ühenditega, otsides filosoofikivi, mis muudab mistahes metalli kullaks.

Alkeemikute väljatöötatud elavhõbeda-väävli teooria metallide päritolust oli nende teadmiste aluseks. Väävlit ja elavat hõbedat pidasid nad metallide isaks ja emaks. Alkeemikud kasutasid oma tegevuses erinevaid metalle ja aineid, millest igaühel oli vastav sümbol või märk.

Tarkade kivi saamiseks on palju retsepte, kuid teaduslik lähenemine võimaldab seletada protsesse reaalajas, tähenduses ja arusaamisega, et elavhõbedat ei saa muuta kullaks. Kuid elava hõbedaga on võimalik luua päikesematerjali amalgaam.

Päikese metalli ja elavhõbeda omadused

Elav hõbe on vedel metall hõbedane värv oma olemuselt kõrge teiste metallide märgumisastmega. Elavhõbe kipub pallidesse kogunema, meelitades endasse teisi osakesi.

Seda omadust võib igapäevaelus jälgida, kui elavhõbedatermomeeter on kahjustatud. Väikesed vedela komponendi pallid tormavad üksteise poole ja veerevad suureks liikuvaks palliks.

Elavhõbe on raske keemiline element, see erikaal vaid 6 ühikut vähem kui kuld. Kogenud kullakaevurid asetasid vedelat hõbedat kullakontsentraadi pesemiseks mõeldud lüüsidesse, et püüda kinni väärismetalli väikseimad osakesed ja pulber.

Amalgaami tootmise meetod nõuab kõrge puhtusastmega kulda. Seda ei tohi katta raua, õli või muude märgamist takistavate ainetega.

Kontsentraadist kogu õilsa komponendi eraldamiseks tuleks see asetada lahjendatud 10% lämmastikhappe lahusesse. Sel juhul tuleks puhastamiseks valida sobiv anum, et vältida happelise keskkonna koostoimet kasutatud anuma materjaliga.

• ühendi kuumutamine, kuni elavhõbe täielikult aurustub;
• elushõbeda lahustamine lämmastikhappes.

Temperatuur, mille juures elavhõbe muutub auruks, on 357 °C. Seda saab saavutada gaasipõletite lahtise leegi ülaosas. Küte tuleb läbi viia ventileeritavas kohas, järgides ohutusnõudeid ja pidage meeles, et vedela keemilise elemendi aurude sissehingamine on ohtlik.

Päikese metalliamalgaam

Kuld purustatud kujul kaob peaaegu koheselt elavhõbedaks, imendudes vedela metalli poolt. Amalgaamid, mis sisaldavad kuni 12% väärismetalli, näevad välja nagu puhas elav hõbe.

Seetõttu oli alkeemia õitseajal kõige populaarsem meetod elavhõbedast kulla saamiseks väikese koguse väärismetalli lahustamine ja seejärel selle ekstraheerimine.

Väärismetallide metallurgias kasutatav kulla ekstraheerimise meetod koosneb järgmisest tehnoloogilisest järjestusest:

• hinnalist komponenti sisaldavad kvartsveenid jahvatatakse peeneks;
• pulber pestakse üle amalgaamikihiga kaetud vasklehtedega;
• tolmune kuld lahustub kattekihis;
• moodustunud ühend eemaldatakse lehtedelt ja destilleeritakse;
• Pärast 1 fraktsioneerimisetappi töödeldakse saadud maaki hinnalise komponendi ekstraheerimiseks tsüaniidi lahusega.

Valvuris ja ehete tootmine Toodete kaitsmiseks atmosfääritingimustega kokkupuute eest viiakse läbi kullamine, mida rakendatakse elektrolüütiliste ja kontaktmeetoditega.

Tulekuldamise meetodit, mis põhineb kullaamalgaami kasutamisel, kasutatakse praegu üliharva. See meetod põhineb päikesemetalli võimel lahustuda elavas hõbedas, moodustades amalgaami.

Pärast lahuse pinnale kandmist toode kuumutatakse. Kuumtöötlemise tulemusel elavhõbe aurustub ja kuld jääb setete kujul tootega tihedalt kõrvuti.

Elavhõbe võib kulda kergesti lahustada, seega ei tohiks päikesemetallist ehted elushõbedaga kokku puutuda. Isegi elavhõbeda auru olemasolu õhus aitab kaasa väärismetalli lahustumisele, mis muudab selle värvi, muutudes valgeks.

Kullaamalgaam on väga kontsentreeritud ja kui väärismetalli lahustumispiiri rikutakse, võib see laguneda väikesteks tükkideks. Neid saab hõlpsasti kokku panna, kasutades minimaalset kogust puhast elavhõbedat, mida amalgaami väikesed osad kipuvad tegema.

Raud ei moodusta elavhõbedaga ühendit, mis võimaldab tooraine transportimiseks kasutada terasanumaid.

Muidugi on väärismetallide liitmise meetod väga mürgine ja nõuab ettevaatusabinõusid. Venemaal aastal tehnoloogilised protsessid seoses maakide rikastamise ja kivimitest kulla kaevandamisega on elavhõbeda kasutamine vastava korraldusega keelatud.

Tagiltsev A.N. Tõlge inglise keelest /1/

Elavhõbedat kasutatakse Venemaal kullakaevanduses praegu harva. Teistes riikides kasutatakse kulla liitmist palju laiemalt. Vasakpoolne foto näitab kaasaegne kasutamine elavhõbe Guajaana Vabariigis kullakaevandamisel.

Järgmises artiklis raamatust: Kullakaevandamine 21. sajandil /1/ , antud lühike teave liitmise ja väikeste elavhõbedakogustega töötamise meetodite kohta mittetööstuslikes tingimustes.

___________________________________________________

Elavhõbe ("elav hõbe") on hõbedavärvi vedel metall, millel on teatud metallide kõrge märgumisaste. Puhas elavhõbe kipub kogunema üheks massiks. Elavhõbedapall tõmbab ligi ka kullaosakesi, neelates need oma massi. Tilk elavhõbedat neelab kullaosakesi, kuni see muutub kullaga nii tihedalt täis, et ei suuda enam ühtse massina koos hoida ja hakkab murenema.

Elavhõbeda metallidega segamise protsessi nimetatakse " liitmine". Kulla ja elavhõbeda segu nimetatakse " amalgaam" Amalgaam tekib elavhõbeda difusioonil kullaks. Elavhõbe ei lahusta kulda, vaid ainult niisutab seda. Amalgameerimine on vanim olemasolev kulla puhastamise meetod. Seda protsessi kasutatakse kullakaevanduses ka tänapäeval.

Elavhõbedat kasutatakse peamiselt siis, kui kuld on väike (alla 1 mm) ja seda ei saa mustast liivast pesemisega eraldada.

TÄHELEPANU! Elavhõbe on mürk. Peaksite olema ettevaatlik, et vältida aurude sissehingamist ega elavhõbeda sattumist kehasse lahtiste sisselõigete või isegi nahapooride kaudu. Elavhõbedaga töötamisel on soovitav kasutada latekskindad. See on ka hea mõte kanda kaitseprillid. Protseduur tuleb läbi viia õues enda ja ümbritsevate elamute tuulealusel küljel.

Elavhõbe on raskemetall, mille erikaal on umbes 13,5 g/cm 3 . Mõned kogenud kullakaevurid asetasid elavhõbedat liivapesulüüsidesse, et püüda kinni rohkem peeneid kullaosakesi, mis muidu lüüsist välja uhuksid. Kaasaegsed loputusseadmed elavhõbedat ei kasuta.

Kuld peab olema puhas, et elavhõbe saaks selle kinni püüda. Mõnikord põline kuld võib olla kaetud õhukese õlikihi või muu lisandiga. Sellised lisandid võivad segada kulla liitmist. Kui soovite elavhõbedat kasutada nii, et liitmine tõmbaks kogu kulla kontsentraadist välja, on hea mõte asetada see kõigepealt 10% lämmastikhappe lahusesse (10 osa vett 1 osa happe kohta). See protsess ei tohiks teostada metallalusel, kuna happelahus reageerib aluse metalliga. Kontsentraadi happelahusega pesemiseks sobib kõige paremini plastikust kullapann või klaaspurk.

TÄHELEPANU! Happega töötamine võib olla ohtlik! Olge äärmiselt ettevaatlik, et vältida happe pritsimist endale, silmadesse ega happeaurude sissehingamist. Kui tekib kokkupuude happega, kasutage happe mahapesemiseks puhast vett. Lahenduse ettevalmistamisel on vaja meeles pidada reeglit - vala hapet vette, mitte vastupidi. See aitab vältida tugeva happelahuse reageerimist saasteainetega, põhjustades selle pritsimist ja pritsimist teile või teie seadmetele. Hapet saab neutraliseerida söögisoodaga.

Kõik tööd happe ja elavhõbedaga tuleks teha õues ja sinust või eluruumidest allatuult ja/või hästi ventileeritavas tõmbekapis.

Kui puhastatavale kontsentraadile valatakse lämmastikhappe lahus, algab mõnikord reaktsioon, mille käigus eraldub gaas. Happelahusega puhastamisel tuleb kontsentraat happesse kasta, kuni nähtavad reaktsiooni tunnused täielikult lakkavad. Seejärel tuleb kontsentraati pesta puhta veega, et lahjendada ja eraldada hape kontsentraadist. Pesemise lõppedes tuleb kontsentraat liitmisprotsessiks ette valmistada.

Väikese koguse kontsentraati saab liita teraseks või plastikust kandik kulla pesemiseks. Elavhõbedat peaks kontsentraadis olema ligikaudu sama palju kui kulda. Liiga palju elavhõbedat pole vaja, kuna sellega on salves töötamine ebamugav. Igaks juhuks proovi kallata veidi vähem kui arvutatud. Vajadusel saab lisada. Ühendamise ajal peaks kandikul olema veidi vett.

Võtke kandik käte vahel ja liigutage seda ettevaatlikult ringidena, kuni kogu nähtav kuld on elavhõbedakeraga ühinenud. Elavhõbe ei ima musta liiva. Peamine asi, mida pead tegema, on sundida elavhõbedat koguma mustalt liivalt kogu nähtava kulla.

Kui elavhõbe on kogu nähtava kulla kinni püüdnud, loputage must liiv veekaussi. Selles lõigus käsitletakse kraanikausi kasutamist juhuks, kui te ei hoia amalgaami või osa sellest salvest kinni ega tühjenda. Seda on eriti lihtne teha, kui kasutate liiga palju elavhõbedat. Kui tühjendate basseini ja loputate osa amalgaami aluselt, saate selle basseinist tagasi tuua ja proovida uuesti ilma kadudeta loputada. Üleliigse elavhõbeda saab amalgaamist välja imeda hüpodermilise süstlaga (nõelata).

Selle viimase pesu ajal on kulla pesemiseks mugav kasutada kahte alust. Amalgaami saab valada ühelt kandikult teisele, pestes ära allesjäänud liiva aluselt, millelt amalgaam välja voolati. Nii saab kogu musta liiva amalgaamist kiiresti ja kadudeta eraldada.

Tuleb meeles pidada, et elavhõbe ei püüa plaatinat. Kui soovite seda säilitada, peate olema ettevaatlik, et seda viimase loputusprotsessi ajal näha. Plaatina on raskem kui must liiv. Seda saab aluselt koguda pärast seda, kui suurem osa mustast liivast on juba ära uhutud.

Kui teil ei ole liitmise ajal kogu olemasoleva kulla kinnipüüdmiseks piisavalt elavhõbedat, märkate, et amalgaam hakkab eralduma üksikuteks tükkideks. Kui see juhtub, lisage rohkem elavhõbedat, et kogu amalgaami helmes jääks puutumatuks, ja koguge kontsentraadist kogu kuld.

Kullaga kuni piirini küllastunud amalgaamkuul koosneb mahu järgi 50% kullast ja 50% elavhõbedast.

Kui kogu kuld on amalgaamitud ja amalgaam mustast liivast eraldatud, tuleks liigne elavhõbe amalgaamist eemaldada. Seda saab teha, surudes amalgaami läbi niiske seemisnaha, kuni kogu elavhõbe on kanga pooridest läbi käinud. Võid kasutada ka paksu materjali, presenditükki ja nailonsukki, kuid õhuke seemisnahk teeb seda parim viis. Elavhõbedat tuleks pigistada vee all, et vältida elavhõbeda pritsimist läbi kanga pooride ja maandumise põrandale või maapinnale. Püügianuma täitmine veega väldib elavhõbeda pritsimist või mahapõrkumist. sest see jääb konteinerisse.

Hüpodermiline süstal (ilma nõelata) toimib väga hästi ka liigse elavhõbeda eemaldamiseks amalgaamist. Parim on leida suur, painduv plastsüstal, millel on vastupidav kolb. Neid süstlaid saab tavaliselt osta veterinaartarvete kauplusest. Sisselaskeava võimalikult tihedaks pigistamiseks võite kasutada tangid. See hoiab ära märkimisväärse koguse kulla imendumise elavhõbedaga.

Süstla meetod on puhtam ja lihtsam kui seemisnaha kasutamine ning protsessi käigus ei lähe kaotsi kulda. Amalgaamist välja tõmmatud kuld jääb teie elavhõbedasse ja boonusena ekstraheeritakse hiljem.

Amalgaamist eemaldatud elavhõbe sisaldab veidi ekstra peent kulda. Ülejäänud kuld aitab kaasa kulla veelgi suuremale märgumisele elavhõbeda poolt, kui seda kasutatakse järgnevates liitmisprotsessides.

Kui kogu elavhõbe on amalgaamihelmest eraldatud, tuleks elavhõbe eraldada kullast. Seda saab teha kahes erinevaid viise. Esimene meetod on amalgaami kuumutamine, kuni kogu elavhõbe on kullast aurustunud. Teine meetod on elavhõbeda lahustamine lämmastikhappes.

Elavhõbeda VÄIKESTE KOGUSTE AURUSTAMINE (TRIPPIMINE)

Elavhõbe aurustub temperatuuril 357 °C. See temperatuur saavutatakse enamiku gaasipõletite lahtise leegi ülaosas.

TÄHELEPANU!Elavhõbeda aur on äärmiselt mürgine ja võib sissehingamisel põhjustada surmava mürgistuse. ÄRGE KUNAGI AURUSTAGE Elavhõbedat SULETUSES RUUMIS! Elavhõbe võib eraldada mürgiseid aure isegi toatemperatuuril.

Elavhõbedat tuleks alati soojendada õues ja kohas, kus tuul juhib aurud sinust ja teistest läheduses asuvatest inimestest eemale.

Elavhõbedat võib kullale jääda väikestes kogustes, mistõttu pole üllatav, et seda leidub ka siis, kui seda palja silmaga ei näe. Seetõttu peaksite viimase rafineerimisetapi ajal kulda soojendades tegema seda õues ja allatuult.

Kütmiseks on parem kasutada 15-20 cm läbimõõduga väikest terasest alust või kaussi (panni). Alumiiniumalus ei sobi eriti elavhõbeda käitlemiseks, kuna alumiinium reageerib sellega liitumisprotsessi käigus. See võib põhjustada raskusi kulla puhastamise protsessis.

Terasalusel amalgaamhelme kuumutamisel tuleb esmalt püüda sealt eemaldada võimalikult palju liigset elavhõbedat, nagu eespool kirjeldatud.

Amalgaami tuleks alguses aeglaselt kuumutada, et vältida vee keetmist ja elavhõbeda pritsimist aluselt. Kui seda ohtu enam ei esine, saab töö kiirendamiseks kuumutamistemperatuuri tõsta. Kui teie kuld sisaldab väikeses koguses elavhõbedat, ei pea te pritsimise pärast muretsema. Kuid ärge kunagi unustage, et elavhõbedaaur on kahjulik. Tehke kõik toimingud õues ja tuule eest.

Elavhõbeda aurustumine RETORTIS

Kui amalgaami on palju ja elavhõbedat tahetakse koguda edasiseks kasutamiseks, aurustatakse see retordis (sarnaselt kuupaistelise olekuga). See koosneb metallist, tihedalt suletud tiiglist amalgaami jaoks, torust ja külmkapist elavhõbeda sadestamiseks mõeldud konteineriga.

Amalgaami kuumutatakse tiiglis. Elavhõbeda aur liigub läbi toru külmkappi, kus see jahtub ja muutub metalliliseks elavhõbedaks. Aurutoru lahtise otsa alla (pärast külmkappi) asetatakse väike veega täidetud anum, et aurutorust välja voolates tilguks elavhõbe sinna sisse.

Tähtis! Toru ots peaks olema veepinna lähedal, kuid mitte vee all. Kas see on ohtlik! Vesi võib tõusta läbi toru kuuma tiiglisse ja aurustudes teie seadme plahvatada.

Destilleerimise ajal peab tiigli kaas olema savi või hermeetikuga hästi suletud (“pahtliga kaetud”), et elavhõbedaaur läheks ainult torusse. IN välitingimused Sobib jahu ja vee segu. Kui hermeetik on kantud kuldtiigli ülemisele välisservale, tuleb kaas kohe tihedalt kinni keerata. Kontrollige tiigli tihendit, puhudes õhku aurutorusse. Õhk ei tohiks välja pääseda läbi tiigli ülemise välisserva ümber oleva tihendi. Kui see möödub, peate tiigli uuesti sulgema ja uuesti kontrollima, et veenduda, et tihend on korras.

Suurendage aeglaselt kuldtiigli kuumust, kuni elavhõbe hakkab aurutorust kogumismahutisse väljuma. Jätkake kuumutamist leegi temperatuuriga, mis on piisav elavhõbeda ühtlase voolu säilitamiseks vastuvõtuanumasse.

Kui elavhõbe lõpetab aurutorust väljumise, jätkake tiigli kuumutamist kullaga veel paar minutit.

Kui retort on jahtunud, eemaldage tiiglilt tihend ja eemaldage kuld.

Pärast destilleerimist ilmub kuld kollase käsna kujul. Vastuvõtvast mahutist pärit elavhõbe säilitatakse edaspidiseks kasutamiseks.

HOIATUSED!

Destilleerimine tuleks läbi viia õues ja lähedalasuvast elukohast allatuult. Isegi kui väidetavalt on retort kogu elavhõbeda destilleeritud, ei saa te end kunagi turvaliselt tunda.

Vahetult pärast destilleerimist võib kullaga tiiglisse jääda veidi elavhõbedaauru. Olge tiigli kaane eemaldamisel ettevaatlik, et te ei hingaks auru sisse.

KEEMILINE DESTILLERIMINE

Lämmastikhapet kasutatakse elavhõbeda keemiliseks eraldamiseks kullast. Lämmastikhape, mis reageerib elavhõbedaga ja lahustab seda, ei avalda kullale mingit mõju. Happega töötades veenduge, et amalgaamist oleks eemaldatud kogu liigne elavhõbe, must liiv ja muud lisandid.

1. Asetage amalgaam väikesesse klaaspurki ja asetage see ohutusse kohta lähimast eluruumist allatuult.

2. Valage 6:1 happe (või tugevama) lahus ja jälgige keemiline reaktsioon kuni enam nähtavaid reaktsiooni märke ei ole.

TÄHELEPANU!: OLE ETTEVAATLIK JA ÄRGE HINGA SISSE HINGAMISE KEEMILISEL REAKTSIOONIL TEKKINUD AURE! Ärge laske happelahusel nahaga kokku puutuda, isegi kui hape on lahjendatud.

3. Loputage purk põhjalikult puhta veega lahjendamiseks ja loputage hape eraldi anumasse.

4. Kui kogu elavhõbe ei ole veel lahustunud ja kuld ei ole taastunud oma loomulikuks helbe- ja pulbrikujuliseks, kasutage allesjäänud amalgaami läbistamiseks ja purustamiseks kudumisvarda. Tühjendage vesi purgist ja lisage veel üks osa lämmastikhappe lahust. Mõnikord on vaja kulda kergelt läbi torgata, et happega reageerides amalgaam purustada.

5. Kui reaktsioon on lõppenud, loputage uuesti puhta veega. Kui kuld ikka oma loomulikku vormi ei taastu, suurendage happelahuse kontsentratsiooni.

Kui tegemist on väikeste elavhõbedakogustega, puhastatakse kuld tavaliselt pärast esimest lämmastikhappesse kastmist täielikult. Mõnikord on suurte elavhõbedakogustega töötamisel vaja ülalkirjeldatud samme teha mitu korda.

Kui lahustad suures koguses elavhõbedat lämmastikhappega ja on soov seda säilitada, siis saab seda teha lahjendatud happelahuse eraldi purki valades. Happelahus sisaldab elavhõbedat, mis on amalgaamist eemaldatud. Kui lahus on valatud eraldi purki, peate sellesse panema väikese koguse alumiiniumfooliumi. Sel juhul ladestab hape alumiiniumiga reageerides elavhõbeda purgi põhja.

Seejärel saab happelahuse anumast tühjendada ja alles jääb kogu või suurem osa algsest elavhõbedast. Ülejäänud happelahust saab täiendavalt neutraliseerida söögisoodaga, lisades seda seni, kuni gaasi eraldumine peatub.

TÄHELEPANU! Nendest keemilistest destilleerimisprotsessidest järele jäänud happelahused liigitatakse peaaegu alati ohtlikeks jäätmeteks, mistõttu tuleb need korralikult hoida, et vältida nende lekkimist keskkond. Enda ja teiste õiguslike ja terviseprobleemide vältimiseks peab kaevandajal olema selliste jäätmete ohutu ja seaduslik kõrvaldamisplaan, enne kui ta alustab neid jäätmeid tekitavaid protsesse.

TÄHELEPANU! Lämmastikhappega töötades peab teil olema allikas puhas vesi otse teie ees. Nii saab happe pritsimise või teile või teie seadmetele sattumise korral seda kiiresti puhta veega lahjendada.

Nahale valgunud hape põhjustab põletuse, kui seda kohe maha ei pesta. Teie riietele sattunud hape põhjustab suure tõenäosusega põletushaavu. Peaksite viivitamatult eemaldama kahjustatud riided ja pesta hape nahalt.

Vältige lämmastikhappe aurude sissehingamist. Aurud võivad rünnata kopsusiseseid limaskestasid. Kõige olulisem ettevaatusabinõu on vältida lämmastikhappe sattumist silma. Kui see juhtub, kastke pea kohe vette, nii et teie silmad oleksid vees, et hapet maha pesta. Seejärel pöörduge oma arsti poole. Samuti on hea mõte kanda kaitseprille!

Lämmastikhape reageerib enamiku metallidega. Nii et olge ettevaatlik, et mitte maha voolata! Hapet tuleb säilitada klaaspurk, korralikult valitud, hermeetiliselt suletud plastikust või roostevabast terasest anumates. Hoidke lämmastikhapet kokkupuutest eemal päikesevalgus oma potentsiaali säilitamiseks.

Kirjandus

1. Dave McCracken. Kullakaevandamine 21. sajandil. USA, 2005

Kommentaarid, ülevaated, ettepanekud

hinnang))), 16.01.2011 20:35:13

aitäh, väga huvitav. jah, artikkel on õige)) informatiivne))

Alkomen, 17.06.2011 20:07:59

Tere kõigile. Ja puutusin kokku järgmise nähtusega: ~800 puhtusastmega kuld, mis lebas amalgaamis mitukümmend aastat, muutus puhtusega 300-ks. Mind huvitab väga küsimus – Kuidas ja mil moel see juhtuda saab? Keegi võib midagi teada. HNO3 kullaga amalgaami lahustades on tulemuseks käsnataoline 990 klass, mida värske amalgaamiga ei juhtu.

Sergei, 19.06.2011 15:59:05

Kusagil teadsin seda kuuldust, kuskil aimasin. Nüüd ma tean. Aitäh!

Mefistofeles-Alcomenes, 08.08.11 16:57:08

Kaotan (palju) ka väga vanade kaevanduste kontsentraadi töötlemisel. Vana amalgaami tükke arsenopüriidi püriidi kontsentraadis tuleb töödelda HNO3-ga. Ja mudadega pulbriline Au pestakse veega maha? kogus. Loodan, et keegi vastab Alkomeni küsimusele või annab nõu.

Kuri, 08.03.13 00:20:40

Amalgatsiooni käigus kaetakse vedel elavhõbe kollase naastu (kuldse või vilgukivi) kihiga? KAS KEEGI TEADJAD VÕIB MEILE RÄÄKIDA...?

Rändur, 03/08/13 10:37:42 — vihane,

Elavhõbe ei kata vilgukivi. Võib-olla puutuvad kulda sisaldava püriidi peeneks hajutatud fraktsioonid kokku elavhõbedaga.

Kuri, 03/08/13 13:43:37 — Õpipoiss

siis äkki mitte elavhõbedat vaid happeid sellisest materjalist???

nagu kuninglik viin või midagi muud?

SNA, 23.05.13 12:38:46

Sattusin kogemata artiklile elavhõbedareostuse hetkeseisust Venemaal:

Mitte vähem ohtlikud on elavhõbeda ja elavhõbedat sisaldavate seadmete kogunemine erinevatesse õppeasutused, teadusasutused, katsetehased ja suurte linnade elanikkond. 1997. aastal tehti Peterburi elavhõbedaallikate inventeerimise munitsipaalprogrammi raames kindlaks, et linnaelanikele kuuluvates termomeetrites ja tonomeetrites on elavhõbedat vähemalt 3 tonni. Tööstusettevõtetes, uurimisinstituutides, meditsiini-, kooli- ja koolieelsetes lasteasutustes hoitakse 10–12 tonni elavhõbedat ning just need allikad määravad kindlaks metallilise elavhõbeda lekkimisega ja territooriumide elavhõbedaga saastamisega seotud eriolukorrad (ametlikult üle 250 registreeritud juhtumid aastas). IMGRE andmetel kasutati Venemaal aastatel 1998-2002 aastas kuni 9 miljonit elavhõbedatermomeetrit, mis sisaldasid umbes 18 tonni metallilist elavhõbedat (katkised, rikkis jne).

orenkomp.ru, 30.07.15 17:45:01

Tõestatud kullavarude kasvu vähenemine üle viimased aastad kutsus esile aktiivse kampaania kaasamaks nn tehnogeensete asetajate väljatöötamisse aastakümnete kaevandamisega kogunenud tohutu prügi- ja aherainemass, milles ebatäiuslike tehnoloogiate tõttu on veel palju kulda alles.

Victor, 22.08.15 11:12:29

Praegu ei kasutata liitmist tööstuslikus kullakaevandamises selle ebaefektiivsuse tõttu.

Palun täpsustage, kust saite info liitmise vähese efektiivsuse kohta? Mis tahes tehnoloogia tõhusus sõltub tingimustest ja toorainest. Seda kasutatakse edukalt paljudes riikides, sealhulgas mõnes Venemaa ettevõttes. Glavalmazzoloto orden, 1988:

Elavhõbeda kasutamise (amalgamatsioon) lõpetamine tehnoloogilistes protsessides kullamaakide ja liivade rikastamise käigus ei ütle midagi madala efektiivsuse kohta, vaid ainult liitmise kahjulikkuse kohta.

Alex, 11.02.16 08:12:49

Mis puudutab liitmist, siis kirjeldasite kõike õigesti, aga kuidagi kohmakalt. Spetsialistile on see selge, kuid algajatel uurijatel on parem mitte proovida.

Elavhõbeda eemaldamine lüüsist toimub ainult ajakava järgi. Kui see eemaldamise ajal minema lendab, lendab see koos metalliga minema ja see on perse. Võib-olla 50-100 grammi hooaja kohta ja see ei lähe 250 kg Au kaevandamisel palju kaduma. Mis puutub efektiivsusesse, siis lööd elavhõbeda kandikusse ja kaltsukas kriuksub liiv nagu tärklis, see on nii hea.

Alex, 11.02.16 09:50:36

Paar kommentaari artiklile, võimalikud vead tõlkes:

"Amalgaamist eemaldatud elavhõbe sisaldab veidi ülipeent kulda. See allesjäänud kuld aitab kaasa kulla veelgi suuremale elavhõbeda niisutamisele, kui seda kasutatakse järgmistes liitmisprotsessides." - Mida puhtam on elavhõbe, seda parem on liitmisprotsess.

"Alumiiniumalus ei sobi eriti elavhõbeda käitlemiseks, sest alumiinium reageerib sellega liitumisprotsessi käigus." - Alumiiniumi ei saa kasutada, reaktsioon elavhõbedaga algab kohe ja on väga aktiivne.

Mis puutub selle meetodi ebaefektiivsusse, siis see on jama. Ma ei tea muid näiteid peale eksperimentaalne töö, asendades liitmise käsitöölise kaevandamise ajal muude meetoditega.

B. Kavchik, 11.02.16 11:47:44 — Alex, 11.02.16

Täname teid väga kommentaaride eest, värskendame tõlget varsti.

D.K. Donskikh, 30.12.16 10:01:28 — B. Kavchikile

Merkom LLC on välja töötanud tehnoloogia elavhõbedat sisaldava pinnase ja muda puhastamiseks. Kuni 80% töödeldud pinnastest saab tagasi majandusringlusse, umbes 20% saadakse väheohtlike jäätmetena, mis sobivad olmejäätmete prügilasse ladestamiseks. Elavhõbe kogutakse 99,0–99,5%-ni ja saadetakse kaubandusliku elavhõbeda hankimiseks. Elavhõbedat sisaldavaid kontsentraate saame töödelda tsiviliseeritud viisil. Meil on load ja paigaldused.

Oleme valmis aitama eraldada metallilist elavhõbedat otse peenkulla kaevandamise rajatistes, muutes veidi teist jiggimismasinat

Ostame ringlussevõetud elavhõbedat ja oleme nõus maksma üle 10% elavhõbedat sisaldavate jäätmete eest.

Tramp, 01.07.17 09:08:41 - D.K. Donskihh,

Miks te ei hakka luminofoorlampe ringlusse võtma ja koguma palju odavamalt kui elavhõbedat osta?

Igor, 04/02/18 19:04:12 — Alexile

Sul pole päris õigus. "Laetud elavhõbe", st. väikese koguse kullaga sulandub see paremini. Kõik artiklis on õige.

Elavhõbe ei lahusta kulda, vaid ainult niisutab seda - pärast liitmist muudab kuld kuju ja suurusklassi/muutub väiksemaks, see on selgelt näha kulda mikroskoobi all enne ja pärast protsessi uurides, samuti fotodelt.

Elavhõbeda keemiline eraldamine kullast lämmastikhappes on kõige parem teostada madal temperatuur(soojad plaadid) - amalgaami keevitamise protsess kiirendab sadu kuni tuhandeid kordi.

Artiklis öeldakse, et elavhõbe ei püüa plaatinat. Toimub tsingi amalgamatsioon - elavhõbe segatakse teatud vahekorras tsingiga ja saadud elavhõbeda-tsingi segu ühendab edukalt plaatina samamoodi nagu kuld.

Tänaseni on kullakaevandusettevõtteid, mis kasutavad elavhõbedat geoloogiliste uuringute proovide töötlemiseks, sest... Peetakse võimatuks eraldada murdosa milligrammist kullast, mille osakeste suurus on peenem kui 0,125 mm nende ladestiste ainulaadse morfoloogiaga ja tööstuslik tootmine Nad ekstraheerivad sellist kulda jigging-tehnoloogiate abil.

Kulla tööstuslikuks kaevandamiseks mõeldud rakiseerimismasina tulekuga muutus elavhõbeda kasutamine ebaoluliseks, kuna Jigging tekitab liivadele mehaanilise efekti, mis suurendab gravitatsioonijõudu, s.t. kulla tihedus suureneb kümneid kordi ja rikastamise/kaevandamise efektiivsus tõuseb vastavalt maksimumini.