В абсолютном большинстве продукцию этих предприятий составляет так называемое черновое золото , которое получается в результате обработки добытой руды на золотоизвлекательной фабрике и дополнительной металлургической переработке концентраторов.
Черновое золото может быть представлено шламами , сухим осадком или слитками металла. Продукцию приисков принято называть шлиховым золотом , хотя по существу это тот же самый черновой металл.
Содержание чистого золота в черновом зависит от пробы металла в разрабатываемом месторождении и от примесей , внесенных (или оставшихся) в процессе обработке руды и концентраторов. Пробой (пробностью) золота принято называть число долей чистого металла в тысяче долей сплава или холодного раствора , каким является самородное золото.
Проба золота в некоторых месторождениях может быть очень высокой – 960 , а иногда и выше. Но есть месторождения , где она не превышает 500 - 600. В целом проба золота из россыпных месторождений выше , чем из руд. Известны случаи , когда золото в россыпных имело пробу до 970.
В числе примесей чернового золота могут быть касситерит , ртуть , сульфиды и другие тяжелые минералы. Черновое золото путем специальной металлургической переработки доводят до чистоты , необходимой потребителю. Например , для технических целей требуется золото очень высокой чистоты – 999 , а иногда 9 999 (или , как говорят , «четыре девятки»). Для изготовления монет такая чистота не требуется. Когда золото было валютным металлом , то необходимой для него считалось чистота 995 – 996.
Первое описание технологии очистки золота содержится в рукописи монаха Теофила «О различных ремеслах» , относящейся к 12 веку. Рукопись состоит из трех частей. Третья (самая большая) часть полностью посвящена обработке металлов , и прежде всего золота. Автор дает ряд рецептов его очистки и детальное описание печей , посуды и всей необходимой аппаратуры. Теофил рассказывает о том , как производить частичную очистку золота методом купелирования , как удалять из золота медь методом цементации , как отделять серебро от золота путем плавления его с серой , и о многих других методах.
Рукопись относится к раннему средневековью , поэтому все описанные методы , вероятнее всего , были известны еще в древности.
Значительно позже сведения об очистке золота привел в своих трудах Агрикола.
В настоящее время очистка золота производится чаще всего на специальных заводах , которые называют аффинажными. Такие заводы могут обслуживать ряд предприятий. Например , один из заводов ЮАР перерабатывает черновое золото чуть ли не сорока различных рудников. Но существуют горные предприятия , которые очистку чернового золота ведут самостоятельно. В США , например , рудник «Хоумстейк» выдает свою продукцию в виде слитков стандартной пробы. В целом же вопрос о месте очистки решается с экономических позиций.
Очистка – очень сложный процесс. Он включает в себя многие операции по улавливанию паров золота , предотвращению его потерь и называется рафинированием золота , или аффинажем.
Методы аффинажа зависят от состава чернового золота и требуемой чистоты продукции. Они делятся на три основные группы : 1) сухие , при которых расплавленное золото обрабатывают химическими реагентами или же переплавляют с различными флюсами ; 2) мокрые , основанные на растворении примесей в различных кислотах ;3) электролитические.
Иногда на одном заводе применяют не один , а два или все три метода в различных комбинациях.
В зарубежной практике из сухих методов наиболее распространена продувка газообразного хлора через расплавленное золото. Металлические примеси в этом случае превращаются в хлориды и всплывают в виде пены , которую удаляют. Такой метод обеспечивает чистоту золота , необходимую для валютных целей.
Более высокая степень очистки достигается при применении электролиза , который позволяет получить золото чистотой 9 999 и даже 99 999.
Летучесть расплавленного золота затрудняет все процессы , связанные с его плавкой , поскольку требует специальных мер для предотвращения потерь , а следовательно , и удорожания очистки.
С аффинажного завода потребитель получает золото нужной ему чистоты. Однако для большинства изделий золото высокой чистоты непригодно. Потребителю необходимо создать сплав золота с заранее заданными свойствами. Поэтому промышленное использование драгоценного металла чаще всего начинают с его «загрязнения» другими металлами , обычно серебром или медью. Эти металлы в ювелирной промышленности принято называть лигатурой , а полученные сплавы – лигатурным золотом. Подбирая лигатуру , можно не только изменять свойства металла , но и придавать ему нужный цвет.
Например :
зеленый цвет (золото 75 % , серебро 25 % , медь 0 %),
бледно – зеленовато – желтый цвет (золото 75 % , серебро 21,4 % , медь 3,6 %),
бледно-желтый цвет (золото 75 % , серебро 16,7 % медь 8,3 %),
ярко-желтый цвет (золото 75 % , серебро 12,5 % , медь 12,5 %),
бледно – красный цвет (золото 75 % , серебро 8,3 % , медь 16,7 %),
оранжевый цвет (золото 75 % , серебро 3,6 % , медь 21,4 %),
красный цвет (золото 75 % , серебро 0 % , медь 25 %),
рубиново-красный цвет (золото 78 % , алюминий 22 % , медь 0 %),
«белое золото» (золото 75 % , палладий 20 % , серебро 5 %).
На любых золотых изделиях , в том числе и на слитках , должен стоять государственный знак , подтверждающий количество чистого золота в данном сплаве , - проба. Обычно этот знак состоит из числа , показывающего пробу , и какого-нибудь рисунка – символа (клеймо). До 1958 года на золотых изделиях в нашей стране изображалась голова рабочего. После 1958 года – серп и молот. В царской России на золотых изделиях изображали женскую голову в кокошнике.
В большинстве стран для чеканки применяют сплав , имеющий пробу 900 (в Англии - 916).
Проба может быть выражена не только в граммах , но и в каратах. В последнем случае она показывает , сколько каратов (1 карат = 0,2 грамма) чистого золота содержится в 24 каратах сплава. Проба при этом выражается числами 22 , 18 и 14.
До 1926 года в СССР существовала проба в старых русских мерах. Она показывала , сколько долей чистого золота содержится в 96 долях сплава (старый русский фунт содержал 96 золотников по 2, 266 грамм каждый). Поэтому до сих пор бытует выражение «золото 96-й пробы» , причем часто такое золото называют «червонным» , то есть таким , из которого чеканят золотые монеты «червонцы». В действительности же золото 96-й пробы – это чистое золото , из которого никогда деньги не чеканились. В полном смысле «червонное золото» , то есть золото , идущее на изготовление монет , - это золото пробы 900 – 916.
Существуют метрическая , каратная и русская системы проб. Один и тот же сплав может выражаться различной системой проб. В настоящее время во всем мире наиболее распространена метрическая система проб. Что же касается проб различных промышленных сплавов , то они могут быть самыми разными.
Например :
Чистое золото – 1000 метрическая , 24 каратная , 96 русская ;
Международный монетный сплав – 900 метрическая , 21,6 каратная , 86,4 русская Сплав дорогих ювелирных изделий – 750 метрическая , 18 каратная , 72 русская
Высокопробный ювелирный сплав – 958 метрическая , 23 каратная , 92 русская
Британский монетный сплав – 916 метрическая , 22 каратная , 88 русская
Интересна история самого названия меры массы «карат». Так назывались зерна субтропического дерева цератонии , которые , высыхая , сохраняли свою первоначальную массу. Эти зерна стали использовать для взвешивания драгоценных камней и золота. Но постоянная масса карата была установлена только в 1907 году – 0,2 грамма. При переводе метрической системы проб в каратную каждый карат эквивалентен 41,5 грамма.
Необходимость в определении пробы золота возникла сразу же , как только из него стали чеканить монеты. Действительно каждый город чеканил свои монеты , различные не только по форме и массе , но и по качеству золота , из которого они были изготовлены. Не имея возможности определить количество чистого золота в каждой монете , нельзя было установить их сравнительную ценность. Впервые качество золота стали проверять , проводя изделием по шлифованной плитке черного сланца и оценивая цвет появившейся полосы. Очень интересно , что этот , казалось бы , очень примитивный метод сохранился и до наших дней. Имеется набор эталонов , и черту , оставленную испытуемым изделием , сравнивают с этими эталонами. Опытный специалист может довольно точно таким способом установить пробу металла в изделии. Но этот способ контрольный. Государственную оценку пробы ставят на основании так называемого пробирного анализа , при котором состав сплава определяют с абсолютной точностью. Методов пробирного анализа несколько. Наиболее часто пользуются пирометаллургическим , который в общем похож на процессы , применяемые при очистке золота. Иногда пробу определяют растворением сплава в кислотах и восстановлением металлов из раствора. В последние годы применяют ядерно–физические методы анализа.
Строго говоря , и оценка пробы по полосе на пробирном камне – тоже метод пробирного анализа , но визуальный. Иногда его приходится применять для оценки уже готовых изделий , от которых нельзя отделить часть более точных методов анализа.