კეთილშობილი ლითონები

კეთილშობილი ლითონები — ისეთი ლითონები, რომლებიც არ განიცდიან კოროზიასა და დაჟანგვას, რაც განასხვავებს მას სხვა ლითონებისაგან. ისინი აგრეთვე წარმოადგენენ ძვირფას ლითონებს, თავიანთი იშვიათობის გამო. ძირითადი კეთილშობილი ლითონებია — ოქრო, ვერცხლი, ასევე პლატინა და დარჩენილი 5 ლითონი პლატინის ჯგუფის ლითონებიდან — (რუთენიუმი, როდიუმი, პალადიუმი, ოსმიუმი, ირიდიუმი). ზოგიერთი ავტორი კეთილშობილ ლითონებს მიაკუთვნებს ასევე ტექნოციუმს, რომელიც ბუნებაში არ გვხვდება (ამასთან ერთად ის რადიოაქტიურია, ნახევრადდაშლის მცირე პერიოდით).

კეთილშობილი ლითონები

ისტორია

სახელწოდება კეთილშობილი ლითონები მათ მიიღეს მაღალი ქიმიური მდგრადობისა (ჰაერზე პრაქტიკულად არ იჟანგებიან) და მათი ნაკეთობების ბრწყინვალებისა. ოქრო, ვერცხლი და სუფთა პლატინა ფლობენ მაღალ პლასტიკურობას, ხოლო პლატინის ჯგუფის ლითონები ასევე ძალიან ძნელად დნობადები არიან.

ძველი დრო

თვითნაბადი ოქრო და ვერცხლი ადამიანისათვის რამდენიმე ათასწლეულია რაც ცნობილია; ამას ადასტურებენ ის ნაკეთობები, რომლებიც ნაპოვნი იქნა მრავალრიცხოვან სამაროვნებში და პრიმიტიული მოპოვების კერები, რომლებიც შემორჩა ჩვენს დრომდე. ძველ დროში ძვირფასი ლითონების მოპოვების ძირითადი ცენტრები იყო ზემო ეგვიპტე, ნუმიბია, ესპანეთი, კოლხეთის სამეფო (კავკასია); არსებობს ცნობები მათი მოპოვებისა ცენტრალურ და სამხრეთ ამერიკაში, აზიაში (ინდოეთი, ალტაი, ყაზახეთი, ჩინეთი). კოლხეთში ოქროშემცველ ქვიშრობებიდან ძვირფას ლითონს მიიღებდნენ ცხვრის ტყავით (ოქროს საწმისი) გამორეცხვის მეშვეობით სადაც შეკრეჭილი ბეწვი იჭერდა ოქროს მარცვლებს, ასევე გამოსარეცხი ხონჩებისა და ციცხვების მეშვეობით. მადნებიდან ძვირფასი ლითონი მიიღება, ქანების გაცხელებით, მათ დახეთქვამდე, შემდეგ მას აქუცმაცებენ ქვის როდინებში, გადალესვით და გამორეცხვით. მარცვლებს სიდიდის მიხედვით ანცალკევებდნენ საცერების მეშვეობით. ძველ ეგვიპტეში ცნობილი იყო მჟავეების მეშვეობით ოქროსა და ვერცხლის შენადნობების გამოყოფა. ოქროს გამოყოფა ვერცხლისწყლის ამალგამირების მეშვეობით ან ნაწილაკების შეგროვებით ცხიმიანი ზედაპირის დახმარებით (ძველი საბერძნეთი). კუპელირება ხდება თიხის ჭურჭელში, სადაც შიგნით ათავსებენ ტყვიას, სუფრის მარილს, კალას და ქატოს.

XI —VI ს. ჩ. წ. ა. ვერცხლს მოიპოვებდნენ ესპანეთში მდინარეების ტახოს, დუეროს, მინიოს და გუადიაროს ხეობებში. VI—IV ს. ჩ. წ. ა დაიწყო ტრანსილვანიასა და დასავლეთ კარპატების ძარღვული და ქვიშრობი საბადოებიდან ოქროს მოპოვება.

შუა საუკუნეების პერიოდის მოპოვება

შუა საუკუნეებში (XVIII ს-ის ბოლომდე) მოიპოვებოდა ძირითადად ვერცხლი, ოქროს მოპოვება შემცირდა ხელმისაწვდომი წყაროების ამოწურვის გამო. XVI ს. ესპანელები იწყებენ კეთილშობილი ლითონების მოპოვებას სამხრეთ ამერიკაში : 1532 წ-დან — პერუსა და ჩილეში, ხოლო 1537 წ-დან — ახალ გრანადაში (თანამედროვე კოლუმბია). ბოლივიაში 1545 წ. დაიწყო «ვერცხლის მთის» პოტოსის დამუშავება. 1577 წ. ბრაზილიაში აღმოჩენილ იქნა ოქროშემცველი ქვიშრობები. XVI ს. ბოლოსათვის ამერიკაში ოქროსა და ვერცხლს მოიპოვებდნენ 5-ჯერ უფრო მეტს ვიდრე ევროპაში ამერიკის აღმოჩენამდე.

პლატინის აღმოჩენა

XVI ს. 1-ლ ნახევარში ესპანელმა კოლონიზატორებმა მიაქციეს ყურადღება ძნელად დნობად მძიმე თეთრ ლითონს, რომელიც ოქროსთან ერთად პარალელურად მოიპოვებოდა ოქროს ქვიშრობებში ახალ გრანადაში. ვერცხლთან გარე მსგავსების გამო (ესპ. plata) მას მისცეს შემცირებული სახელი «პლატინა» (ესპ. platina), ქართულად — "ვერცხლუკა". პლატინა ძველთაგან იყო ცნობილი, თვითნაბადი პლატინა მოიპოვებოდა ოქროსთან ერთად და უწოდებდნენ მას «თეთრ ოქროს» (ძველი ეგვიპტე, ესპანეთი, აბისინია), «ბაყაყის ოქრო» (კუნძული ბორნეო) და ა.შ. თავდაპირველად ესპანელები პლატინას თვლიდნენ ცუდ მინარევად, ამიტომაც გამოცემულ იქნა სახელმწიფო დეკრეტი, რომლის მიხედვით პლატინა უნდა გადაეყარათ ზღვაში. პლატინის პირველი მეცნიერული აღწერა წარმოადგინა უოტსონმა 1741 წ. კოლუმბიაში მისი სამრეწველო მასშტაბით მოპოვების დაწყების გამო (1735).

პალადიუმის, როდიუმის, ირიდიუმის, ოსმიუმისა და რუთენიუმის აღმოჩენა

1803 წ. ინგლისელმა მეცნიერმა ვოლასტონმა აღმოაჩინა პალადიუმი და როდიუმი, ხოლო 1804 წ. ინგლისელმა მეცნიერმა ტენატმა აღმოაჩინა ირიდიუმი და ოსმიუმი. 1808 წ. რუსმა მეცნიერმა ა. სნიადიცკიმ, სამხრეთ ამერიკიდან ჩამოტანილი მადნის კვლევისას, გამოჰყო ახალი ქიმიური ელემენტი, რომელსაც მან უწოდა ვესტიუმი. 1844 წ. ყაზანის უნივერსიტეტის პროფესორმა კლაუსმა ყოველმხრივ შეისწავლა ეს ელემენტი და რუსეთის პატივსაცემად უწოდა რუთენიუმი.

გავრცელება ბუნებაში და მოპოვება

1828 წ. რუსმა მეცნიერმა ვ.ვ. ლუბარსკიმ გამოაქვეყნა ნამუშევარი პირველ პლატინის საბადოზე მსოფლიოში, რომელიც აღმოჩენილ იქნა ურალის მთებში. პლატინის 95 % 1915 წ. ძირითადად მოიპოვებოდა ქვიშრობების საბადოებში, დანარჩენი რაოდენობა კი მიიღებოდა სპილენძისა და ოქროს ელექტროლიტიკური რაფინირების მეშვეობით.

საბადოებიდან კეთილშობილი ლითონების გამოსაყოფად XIX ს. იქმნებოდა მრავალრიცხოვანი ოქროსგამომყოფი მანქანების კონსტრუქციები (მაგალითად, ბუტარა, ვაშგერდი). XIX ს. 1-ლ ნახევრიდან ურალში ფართოდ გამოიყენებოდა ბუტარა. XIX ს. 30-იან წლებში საბადოებში გამოიყენეს წყალი მაღალი წნევით ქანების გამოსარეცხად. შემდეგში ამ მეთოდის სრულყოფით შეიქმნა წყალმტეხი — ჰიდრომონიტორის პროტოტიპი. XIX ს. დასაწყისში წყლით გაჯერებული ქანებიდან ოქროს და პლატინის მოპოვებისათვის გამოიყენებდნენ მიწახაპია, ხოლო 1870 წ. ახალ ზელანდიაში ამ მიზნისათვის გამოიყენეს — დრაგა.

ХІХ საუკუნის მეორე ნახევრიდან მოყოლებული ღრმა საბადოების დამუშავება რუსეთში დაიწყო მიწისქვეშა მეთოდით, ხოლო 90-იან წლებში ნერგავენ ექსკავატორებს და სკრეპერებს.

1767 წ. ბაკუნინმა რუსეთში პირველად გამოიყენა ვერცხლის მადნის დნობის მეთოდი წიდის გამოყენებით როგორც ფლუსი. შვედი ქიმიკოსის კარლ ვილჰელმ შეელეს ნამუშევრებში (1772) შეიცავდა მინიშნებას იმაზე, რომ ოქრო გადადის ხსნარში ციანურ შენაერთებში. 1843 წ. პეტრე ბაგრატიონმა გამოაქვეყნა ნაშრომი ოქროსა და ვერცხლის ციანური მარილების ხსნარებში ჟანგბადისა და დამჟანგავების არსებობის პირობებში, რითაც ჩაუყარა საფუძველი ოქროს ჰიდრომეტალურგიას.

ლითონური პლატინის ტექნოლოგია

პლატინის გასუფთავება და დამუშავება გაძნელებული იყო მისი დნობის მაღალი ტემპერატურით (1773,5 °С). XIX ს. 1-ლ ნახევარში ა. ა. მუსინ-პუშკინმა მიიღო ჭედადი პლატინა მისი ამალგამის გახურებით. 1827 წ. რუსმა მეცნიერებმა პეტრე სობოლევსკიმ და ვასილი ლუბარსკიმ წარმოადგინეს ნედლეული პლატინის გასუფთავების ახალი ხერხი, რამაც საფუძველი ჩაუყარა ფხვნილის მეტალურგიას. წლის განმავლობაში ამ ხერხით პირველად მსოფლიოში გასუფთავებულ იქნა მიახლოებით 800 კგ პლატინა, ანუ მოხდა პლატინის დამუშავება დიდი მასშტაბით. 1859 წ. ფრანგმა მეცნიერებმა ანრი ეტიენ სენტ-კლერ დევილმა და ანრი ჟულ დებრემ პირველად მოახდინეს პლატინის გამოდნობა ჟანგბად-წყალბადის ალზე ღუმელში. ოქროს ელექტროლიზი პირველი 1863 წ. ჩაატარეს, წარმოებაში ეს მეთოდი გამოიყენეს და დაინერგა ХІХ ს-ის 80-იან წლებში.

ციანური პროცესი

ამალგამაციის გარდა, 1886 წ. პირველად რუსეთში იქნა გამოყენებული ოქროს გამოყოფა მადნის ქლორირებით (კოჩკარსკის საბადო ურალში). 1896 წ. იმავე საბადოზე პირველად რუსეთში გაშვებული იქნა ქარხანა სადაც ოქროს მისაღებად ციანირების მეთოდი გამოიყენებოდა (პირველი ასეთი ქარხანა აშენებულ იქნა იოჰანესბურგში (სამხრეთ აფრიკის რესპუბლიკა) 1890 წ.). მალევე ციანირების მეთოდი გამოიყენეს მადნეულიდან ვერცხლის გამოსაყოფად.

1887—1888 წწ. ინგლისში ჯ. ს. მაკ-არტური და ძმებმა რ. და უ. ფორესტებმა მიიღეს პატენტი მადნიდან ოქროს მიღების მეთოდზე, სადაც მადანს ამუშავებდნენ ტუტე ციანური ხსნარების ნაზავით და ამ ხსნარში თუთიის ბუბრბუშელის ირგვლივ ოქრო იყრიდა თავს. 1893 წ. ჩატარდა ოქროს თავმოყრა დალექვა ელექტროლიზით, 1894 წ. — თუთიის მტვრით. სსრკ-ში ოქროს მოიპოვებდნენ ძირითადად ოქროს ქვიშრობებში; მსოფლიოში კი ოქროს 90 % — მოიპოვება მადნეულის საბადოებში.

კეთილშობილი ლითონების მისაღებად მიწისქვეშა მადნების დამუშავება 1,5 ჯერ უფრო ძვირი ჯდება ვიდრე ქვიშრობის საბადოების დამუშავება. ვერცხლს ძირითადად მოიპოვებენ მადნის საბადოებში. ის ძირითადად გვხვდება ტყვია-თუთიის საბადოებში, რომელიც იძლევა მთლიანად მიღებული ვერცხლის რაოდენობის მიახლოებით ნახევარს; სპილენძის საბადოებიდან მიიღებენ 15 %, ოქროს საბადოებიდან 10 % ვერცხლს; მიახლოებით 25 % კი მოდის ვერცხლის ძარღვულ საბადოებზე. პლატინის ჯგუფის ლითონების მნიშვნელოვან რაოდენობას მიიღებენ სპილენძ-ნიკელოვანი მადნებიდან. ამ კეთილშობილ ლითონებს ადნობენ სპილენძთან და ნიკელთან ერთად, და უკანასკნელების გასუფთავებისას ელექტროლიზით ისინი რჩებიან ნალექში.

ჰიდრომეტალურგია

კეთილშობილი ლითონების მისაღებად ფართოდ გამოიყენებენ ჰიდრომეტალურგიის მეთოდებს, გამდიდრებასთან ხშირად კომბინირებით. კეთილშობილი ლითონების გრავიტაციული გამდიდრება იძლევა საშუალებას გამოყოს ლითონის მსხვილი ნაწილაკები. ამას ამატებენ ციანირებას და ამალგამაციას. ციანირებისათვის ყველაზე მიზანშეწონილია ქლორიანი ვერცხლი; სულფიდურ ვერცხლიან მადნებს ხშირად ციანირებას უტარებენ პირველადი ქლორული მოწვის შემდეგ. ოქროსა და ვერცხლს ციანურ ხსნარებიდან ლითონურ თუთიით უყრიან თავს (ჯდება თუთიაზე, "ილექება"), იშვიათად ნახშირით და ფისებით (იონიტებით). მიახლოებით ვერცხლის 80 % მიიღებენ ძირითადად პირომეტალურგიის მეშვეობით, დანარჩენს კი — ამალგამაციით და ციანირებით.

აფინაჟი

მაღალი სიწმინდის კეთილშობილ ლითონებს იღებენ აფინაჟის მეთოდით. ამ დროს ოქროს დანაკარგი (დნობის ჩათვლით) შეადგენს 0,06 %, ოქროს შემადგენლობა აფინირებულ ლითონში შეადგენს არანაკლებ 999,9 სინჯისა; პლატინური ლითონების დანაკარგები შეადგენს არაუმეტეს 0,1 %. მიმდინარეობს მუშაობა ციანური პროცესის ინტენსიფიკაციაზე (წნევის ქვეშ ციანირება ან ჟანგბადის დაბერვით), იძიებენ არატოქსიკურ გამხსნელებს ლითონების გამოსაყყოფად, მუშავდება კომბინირებული მეთოდები (მაგალითად, ფლოტაციურ-ჰიდრომეტალურგიული), გამოიყენება ორგანული რეაგენტები და სხვა. კეთილშობილი ლითონების თავმოყრა ციანურ ხსნარებიდან ეფექტურად ხდება იონოგამცვლელი ფისების მეშვეობით. წარმატებით მოიპოვებიან ლითონები საბადოებიდან ბაქტერიების დახმარებით (იხ. ბაქტერიული ტუტირება).

გამოყენება

სავალუტო ლითონები

ინარჩუნებენ სავალუტო ლითონების ფუნქციას, ძირითადად, ოქრო (იხ. ფული). ადრე ვერცხლი ფართოდ გამოიყენებოდა როგორც ფული, მაგრამ შემდეგ, ბაზრის მეტისმეტად გაჯერებისას, მან ფაქტობრივად დაკარგა ეს ფუნქცია. ეხლა ვერცხლი ინახება ზოგიერთი ცენტრალური ბანკის სავალუტო რეზერვის შემადგენლობაში, მაგრამ საკმაოდ მცირე რაოდენობით. ვერცხლი, როგორც სხვა ძვირფასი ლითონი შეიძლება გამოყენებული იქნას კერძო პირებისა და კომპანიების მიერ როგორც დანაზოგი. ვერცხლზე ფიუჩერსები აქტიურად გამოიყენება სპეკულანტების მიერ.

გამოყენება ტექნიკაში

ელექტროტექნიკურ მრეწველობაში კეთილშობილ ლითონებიდან ამზადებენ მაღალი ხარისხის საიმედოობის კონტაქტებს (მდგრადობა კოროზიისადმი, მდგრადობა კონტაქტებზე წარმოქმნილი ხანმოკლე ელექტრო რკალების ზემოქმედებისაგან). სუსტი დენის ტექნიკაში დაბალი ძაბვისას წრედებში გამოიყენება ოქროსა და ვერცხლის შენადნობების კონტაქტები, ოქროსა და პლატინის, ოქროს ვერცხლისა და პლატინის. სუსტი დენის და საშუალოდ დატვირთული კავშირის აპარატურაში ფართოდ გამოიყენება პალადიუმის და ვერცხლის შენადნობები (60 დან 5 % მდე პალადიუმი). ინტერეს იწვევს ლითონოკერამიკული კონტაქტები, რომლებიც მზადდებიან ვერცხლის საფუძველზე როგორც დენის გამტარი კომპონენტი. კეთილშობილი ლითონების მაგნიტური შენადნობები გამოიყენება მცირე გაბარიტიანი ელექტროხელსაწყოების დამზადებისას. წინააღმდეგობას (პოტენციომეტრი) ავტომატური ხელსაწყოებისათვის და ტენზომეტრებისათვის ამზადებენ კეთილშობილი ლითონების შენადნობებისაგან (ძირითადად პალადიუმი ვერცხლთან, იშვიათად სხვა ლითონებისაგანაც). მათ აქვთ მცირე ელექტრო წინააღობის ტემპერატურული კოეფიციენტი, მცირე თერმოელექტრომამოძრავებელი ძალა სპილენძთან წყვილში, მაღალი წინააღმდეგობა დაცვეთისადმი, დნობის მაღალი ტემპერატურა, და ისინი არ იჟანგებიან.

გამოყენება ქიმიურ მანქანათმშენებლობაში და ლაბორატორულ ტექნიკაში

მდგრადი ლითონები გამოიყენება ისეთი ნაწილების დასამზადებლად, რომლებიც მუშაობენ აგრესიულ გამოში — ტექნოლოგიური აპარატები, რეაქტორები, ელექტრო გამაცხელებლები, მაღალტემპერატურული ღუმელები, ოპტიკური მინის დასამზადებელ აპარატურაში და მინის ბოჭკოს, თერმოწყვილების, წინააღმდეგობის ეტალონებისა და სხვა.

გამოიყენებიან სუფთად, როგორც ბილითონი (ბიმეტალი) და შენადნობებშიც (იხ. პლატინის შენადნობები). ქიმიურ რეაქტორებს და მის ნაწილებს მთლიანად ამზადებენ კეთილშობილი ლითონებისაგან ან ფარავენ კეთილშობილი ლითონის თხელი ფირფიტით კილიტით. პლატინის საფარველს აპარატებში გამოიყენებენ წმინდა ქიმიური პრეპარატების დამზადებისას და კვების მრეწველობაში. როდესაც პლატინის ან პალადიუმის ქიმიური მდგრადობა და ძნელად დნობადობა არასაკმარისია, მათ ცვლიან პლატინის და ამ თვისების მომატების უნარის მქონე ლითონების შენადნობებით: ირიდიუმი (5-25 %), როდიუმი (3-10 %) და რუთენიუმი (2-10 %). ამ ლითონების გამოყენების კარგ მაგალითს წარმოადგენს მათი გამოყენება ქვაბებისა და თასების დასამზადებლად სადაც ხდება ტუტეების დნობა ან მარილმჟავასთან, ძმრის მჟავეებთან მუშაობა; ავტოკლავების, დისტილატორების, კოლბებისა და სხვა.

გამოყენება მედიცინაში

მედიცინაში კეთილშობილი ლითონები გამოიყენებიან ინსტრუმენტების, ხელსაწყოების ნაწილების, პროთეზების, ასევე სხვადასხვა პრეპარატების დასამზდებლად, ძირითადად ვერცხლის საფუძველზე. პლატინისა და ირიდიუმის შენადნობი, პალადიუმი ოქროსთან თითქმის შეუცვლელია ნემსების დასამზადებლად. სამედიცინო პრეპარატებიდან, რომლებიც შეიცავენ კეთილშობილ ლითონებს ყველაზე გავრცელებულია ვერცხლის ნიტრატი, პროტარგოლი და სხვა. კეთილშობილ ლითონებს გამოიყენებენ სხივური თერადიის დროს (რადიოაქტიური ოქროს ნემსები ავთვისებიანი სიმსივნეების დასაშლელად), ასევე პრეპარატებში რომლებიც ამაღლებენ ორგანიზმის დაცვით თვისებებს.