Номер 4, страница 222 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 47. Золото. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 4, страница 222.

Условие.

4. Какие способы выделения золота из золотоносной породы вам известны?

Решение.

Решение 2.

Существует несколько основных способов выделения золота из золотоносной породы, которые можно разделить на физические, химические и термические. Выбор конкретного метода зависит от характеристик руды: содержания золота, его размера, минерального состава породы.

Гравитационное обогащение
Этот метод основан на большой разнице в плотности золота (около $19.3 \text{ г/см}^3$) и вмещающей его пустой породы (в среднем $2.6-2.8 \text{ г/см}^3$). При промывке водой в движущемся потоке частицы породы уносятся, а тяжелые частицы золота оседают. Это самый древний и экологически чистый способ.
- Промывка лотком: Ручной способ, используемый старателями для разведки и добычи небольших объемов россыпного золота.
- Шлюзовая промывка: Промышленный метод, при котором золотосодержащий песок или измельченная руда (пульпа) пропускается по наклонным желобам (шлюзам) с препятствиями (трафаретами, ковриками), на которых оседает золото.
- Отсадка и концентрация на столах: Более сложные гравитационные процессы, использующие пульсацию воды и вибрацию для разделения частиц по плотности.
- Центробежные концентраторы: Современное оборудование, создающее мощное центробежное поле, которое во много раз превосходит силу тяжести. Это позволяет эффективно извлекать даже очень мелкие (микронные) частицы золота.

Цианирование
Это основной промышленный гидрометаллургический метод извлечения золота, особенно из коренных руд, где оно находится в тонкодисперсном состоянии. Процесс заключается в растворении золота в разбавленных растворах цианидов щелочных металлов (например, цианида натрия $ \text{NaCN} $) в присутствии кислорода из воздуха. Золото переходит в раствор в виде прочного комплексного иона. Этот процесс описывается уравнением Эльснера:
$ 4 \text{Au} + 8 \text{NaCN} + \text{O}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 4 \text{Na}[\text{Au}(\text{CN})_2] + 4 \text{NaOH} $
После растворения золото извлекают из раствора. Основные способы извлечения:
- Цементация (осаждение) на цинковую пыль: В раствор добавляется цинковая пыль, и цинк, будучи более активным металлом, вытесняет золото из комплексного соединения.
$ 2 \text{Na}[\text{Au}(\text{CN})_2] + \text{Zn} \rightarrow \text{Na}_2[\text{Zn}(\text{CN})_4] + 2 \text{Au} \downarrow $
- Сорбция на активированный уголь (процессы CIP/CIL): Золотоцианистый комплекс эффективно поглощается (сорбируется) на поверхности активированного угля. Затем уголь отделяют от пульпы, и золото извлекают из него (десорбируют) с последующим электролитическим осаждением.

Амальгамация
Исторический метод, основанный на способности жидкой ртути избирательно смачивать и растворять в себе золото, образуя сплав — амальгаму. Измельченную породу контактировали с ртутью, после чего жидкую амальгаму отделяли от породы. Для выделения золота амальгаму нагревали, ртуть испарялась, а золото оставалось. Этот метод в настоящее время практически не используется в промышленных масштабах из-за высокой токсичности ртути и ее паров, что наносит серьезный вред окружающей среде и здоровью человека.

Флотация
Это метод обогащения, который обычно не извлекает чистое золото, а концентрирует его перед последующей переработкой (например, цианированием или плавкой). Флотация особенно эффективна для руд, где золото тесно связано с сульфидными минералами (пиритом, арсенопиритом). В измельченную руду, смешанную с водой, добавляют специальные реагенты. Эти реагенты делают частицы сульфидов (содержащих золото) гидрофобными. При продувке воздуха через эту смесь пузырьки прилипают к гидрофобным частицам и поднимают их на поверхность в виде пены. Эта пена (флотационный концентрат) содержит основную массу золота.

Плавка (пирометаллургия)
Высокотемпературный процесс, применяемый для переработки богатых руд или концентратов, полученных другими методами (гравитацией, флотацией). Руду или концентрат плавят в печах с добавлением флюсов (например, кварца, соды, буры). При высокой температуре золото и другие металлы образуют тяжелый расплав (штейн или коллектирующий сплав), который опускается на дно печи, а пустая порода образует более легкий слой шлака сверху. Затем золотосодержащий сплав подвергается дальнейшей очистке (аффинажу).

Ответ: К основным способам выделения золота из золотоносной породы относятся: гравитационное обогащение (промывка, отсадка, центробежная концентрация), химическое выщелачивание (в первую очередь, цианирование), амальгамация (исторический метод), флотационное обогащение (для концентрирования) и пирометаллургические методы (плавка).