Výskyt ryzích prvků v přírodě

Měď je nejzákladnějším materiálem v elektrotechnice. Měď v elektrotechnice používaná pro elektrovodné účely má čistotu 99,90-99,99 %. Vysoce čistá měď má měrnou vodivost 58 Sm/mm² (což odpovídá měrnému odporu ρ = 1,724 x (10 na -8) Ωm) a obsahuje do 0,05 % cizích prvků, přičemž nejvíce je zastoupen O2.

Měď se v ryzí podobě vyskytuje v přírodě velmi vzácně a je také v horninách velmi rozptýlená. Zato existuje více minerálů, které prvek Cu obsahují a naleziště některých z nich jsou dosti vydatná. Větší význam mají rudy sirníkové, jejichž výskyt je častější.

Z nich se získává měď nejdříve hutnicky, po tomto náročném a rozhodujícím procesu je čistota mědi, vyjádřená procentuálním zastoupením prvku Cu v hodnoceném produktu, 97% až 99%. Hutnická tj. první část výroby mědi je založena na žárových nebo hydrometalurgických (mokrých) pochodech. Častější jsou pochody žárové.

Tavením koncentrátu, k němuž se přidává SiO2 ve formě křemičitého písku, a které probíhá při teplotě 1.400 °C, se získá tzv.měděný kamínek (30-40 % Cu), což je směs vytvořená hlavně ze sirníků Cu2S a FeS. Besemerování probíhá v upravených besemeračních tzv. měďařských konvertorech. Jedná se o válcové nádoby s otevřeným hrdlem, do nich se nalévá roztavený měděný kamínek, do kterého se tryskami vhání vzduch.

V průběhu procesu se přidává další kamínek a křemičitý písek. V konvertoru dochází k následujícím významným chemickým reakcím. Především se FeS zčásti mění na FeO, zčásti přechází do strusky, podobně jako FeO, který se váže na křemičitan. Dále dochází k částečné oxidaci sulfidu Cu2S na oxid, který pak v následné reakci se zbylým sulfidem vytváří surovou tzv.černou měď.

Čtěte také: Přírodní zdroje soli

Surová měď mající čistotu 97-99 % obsahuje prvky, mezi nimiž zastávají důležité místo hlavně síra a kyslík. Ty prvky, které mají větší afinitu vůči kyslíku než vůči mědi lze odstranit oxidačním žíháním. Vzniklé oxidy odcházejí přitom jako plyny nebo vytvářejí strusku. Po jejím odstranění se provádí dezoxidace lázně např. dřevěným uhlím.

Struska obsahuje 30-50 % Cu, nejedná se tedy o odpad, ale o vhodnou surovinu, která se vrací do výrobního procesu. Po této žárové rafinaci má měď čistotu min. 99,7 % a je vhodná pro výrobu měděných předmětů.

Do kabeloven vstupuje měď ve formě drátu o průměru 8-15 mm, který je stočen do svitků o hmotnosti až 5 t. Tento drát se získá roztavením katodových desek a následným odléváním a tvářením za tepla. V současné době je výroba u velkých světových producentů prováděna kontinuálně, tzn. je získáván měděný „nekonečně“ dlouhý odlitek, který je okamžitě, ještě ve žhavém stavu, přetvářen na drát vhodného průměru.

Patentovaná konstrukce odlévacího stroje Il.Properziho. Během asi poloviny otáčky kapalina solidifikuje a vychází z kola jako rozžhavená ale mechanicky přijatelně soudržná tyč. Tato technologie byla převzata a upravena americkými firmami Southwire a Western Electric a dnes je známa pod označením SCR (Southwire Continuous Rod). Princip odlévání „nekonečné“ kovové tyče metodou SCR.

V souladu s faktem, že každý výrobek i každá výrobní metoda mohou být upraveny a zlepšeny, se firmám MHO (Metalurgie Hoboken Overpelt) a Krupp podařilo odstranit nevýhodu metody SCR - totiž velký ohyb kovové tyče vycházející z licího kola před vstupem do tvářecích válců linky.

Čtěte také: Výskyt rtuti v přírodě

Při metodě Contirod je tekutý kov vléván do lineárního úseku dutiny, kterou tvoří boční čela a dva běžící ocelové pásy, uzavírající dutinu zdola a seshora.Tento lineární úsek má vůči vodorovné rovině sklon pouze 15°, takže vycházející tyč nemusí být příliš prohýbaná. Z tohoto důvodu může být licí průřez větší. Také se pracuje s nižší licí teplotou, která je jen o cca 10 °C vyšší než je teplota tavení mědi. Další zpracování kovové tyče, tzn. odhraňování, čištění, válcování atd. Výroba Cu prutu metodou Contirod.

Ruthenium

Ruthenium (Ru) je vzácný, tvrdý a křehký přechodný kov. Jeho protonové číslo je 44 a v periodické tabulce se řadí do 8. skupiny, mezi drahé kovy skupiny platiny. Za běžných podmínek má stříbřitě bílý, lesklý vzhled a je mimořádně odolný vůči korozi a kyselinám.

V přírodě se nenachází v ryzí formě, ale je součástí platinových rud. Získává se jako vedlejší produkt při rafinaci niklu a ostatních platinových kovů. Rutenium, s chemickou značkou Ru a protonovým číslem 44, je vzácný přechodný kov patřící do skupiny platinových kovů.

Vyznačuje se stříbřitě bílým vzhledem, je mimořádně tvrdé a zároveň křehké. Jeho fyzikální vlastnosti zahrnují velmi vysokou teplotu tání (2334 °C) a varu. Chemicky je extrémně odolné, nepodléhá korozi a odolává působení většiny kyselin, dokonce i lučavky královské za pokojové teploty.

Tvoří sloučeniny v široké škále oxidačních stavů, od -2 až po +8, přičemž nejstabilnější jsou +3 a +4. Název prvku pochází z latinského slova „Ruthenia“, což je název pro Rus. Prvek objevil v roce 1844 baltský německý vědec Karl Ernst Claus, který působil v Rusku.

Čtěte také: Recyklace kyseliny tereftalové

Objev rutenia je spojen se jménem ruského chemika německého původu, Karla Ernsta Clause. V roce 1844 na univerzitě v Kazani pečlivě analyzoval zbytky po zpracování platinové rudy z pohoří Ural. Z těchto zbytků se mu podařilo izolovat nový, dosud neznámý prvek. Pojmenoval ho „ruthenium“ podle latinského slova „Ruthenia“, což je název pro Rus, čímž vyjádřil své vlastenecké cítění.

Rutenium je jedním z nejvzácnějších prvků v zemské kůře a v přírodě se téměř nikdy nevyskytuje v ryzí formě. Nachází se téměř výhradně ve společenství s ostatními platinovými kovy v platinových, niklových a měděných rudách. Nejvýznamnější ložiska těchto rud se nacházejí v Jihoafrické republice, v pohoří Ural v Rusku a v Kanadě.

Jeho získávání je složitý a nákladný proces, protože je vždy vedlejším produktem rafinace jiných kovů. Ruthenium je mimořádně ceněný pro své průmyslové využití. Primárně slouží jako legující prvek pro zvýšení tvrdosti a odolnosti platiny a palladia, což se uplatňuje ve šperkařství a velmi odolných elektrických kontaktech.

Jeho katalytické schopnosti jsou klíčové v chemickém průmyslu, například v procesech syntézy amoniaku nebo v pokročilé organické chemii. Nachází uplatnění také v moderní elektronice při výrobě pevných disků a rezistorů.

V přírodě je jeho role minimální kvůli extrémní vzácnosti. Člověkem vytvořené sloučeniny ruthenia mají specializované využití. Oxid rutheničitý (RuO₂) je stabilní a používá se jako povlak elektrod v chemickém průmyslu nebo v rezistorech. Naopak oxid rutheničelý (RuO₄) je vysoce toxická a těkavá látka, která slouží jako kontrastní činidlo v elektronové mikroskopii. Vědci syntetizují složité organokovové komplexy, které fungují jako vysoce účinné katalyzátory nebo jsou testovány jako potenciální protinádorová léčiva. V přírodě se komplexní sloučeniny ruthenia nevyskytují.

Ruthenium je chemicky mimořádně všestranné, dokáže existovat v devíti různých oxidačních stavech, od -2 až po +8. Jeho jedinečné katalytické vlastnosti v organické syntéze, konkrétně v oblasti metateze olefinů, vedly k udělení Nobelovy ceny za chemii v roce 2005. V moderních technologiích hraje klíčovou roli tenká vrstva ruthenia v pevných discích, která umožnila dramatické zvýšení hustoty záznamu dat. Je jedním z vůbec nejvzácnějších stabilních prvků v zemské kůře.

Zlato

Nejčastěji se přírodní krystaly ryzího zlata objevují v křemenných žilách ve formě různorodých drátků, plíšků a keříčků, které mají nepravidelný tvar. Dokonalé surové krystaly zlata jsou velmi vzácné a v ideálním případě mají tvar krychle. V náplavách řek a vodních toků se zlato objevuje jako drobná zrna (zrnka, zrníčka), kterým se říká zlatinky, či zlatý prach.

• Má typickou žluto-zlatavou barvu.
• Může být zaměněno s pyritem (tzv. "kočičí zlato").
• Je ideální pro výrobu šperků.

Dobývání zlata má v českých zemích dlouhou tradici. V Čechách se v dřívějších dobách nacházelo přírodní ryzí zlato na mnoha místech, přestože šlo spíše o menší vzorky (zlatinky, valounky). Mezi nejznámější naleziště zlata u nás patřily např.

Podle odhadů se z historického hlediska na celém našem území v průběhu dějin vytěžilo přibližně 100 tun českého zlata. Tehdejší doly dosahovaly úctyhodné hloubky, přestože horníci používali k práci jen ruční nářadí (mlátku, želízka).

Geologické průzkumy odhalily, že se pod zemí v České republice nachází odhadem ještě asi 500 tun zlata v hodnotě asi 500 miliard korun. Paradoxně se však v současné době od roku 1994 u nás nikde zlato netěží (nedoluje) a v blízké době to ani není v plánu.

Hlavními důvody jsou především protesty obcí, občanů, ekologických hnutí, ministerstva životního prostředí a dalších orgánů, které se bojí negativního vlivu případné těžby na životní prostředí. Nejvíce se obávají dopadů těžby na vodní zdroje, protože zlato bývá získáváno z vytěžené horniny pomocí kyanidů - tzv. „loužením”, které mohou být toxické.

Ve světě se ročně vytěží zhruba 2 700 tun zlata. Rýžování zlata se provádí za pomocí zlatokopecké rýžovací pánve nebo rýžovacího splavu (koryta) ve zlatonosných oblastech - řekách, potocích a vodních tocích, respektive v jejich sedimentech (náplavách, usazeninách a rozsypech).

Směs zeminy (štěrku a písku) se ručně nabírá do kovové pánve a za pomoci proudu vody, a též za stálého kroužení pánví, se z ní postupně odplavují lehčí částice. Zlato je podstatně těžší než ostatní minerály a písek, a tak se usazuje na dně pánve (splavu).

Zlato se do vodních toků dostává z původních (primárních) nalezišť - hlavně z křemenných žil v horách, které se postupně rozrušují (pukají) a neustále uvolňují další zlaté částečky. Tzv. „rýžováním” lze nalézt přírodní ryzí zlato, které tvoří nejčastěji zlatinky (šupinky) a nugety (valounky).

Tyto malinké kousky (zrna) zlata mají nejčastěji velikost 0,1 - 1 milimetr, ale je obtížné si je prohlédnout v dlani, protože se nachází výhradně samostatně a snadno může dojít k jejich ztrátě (často jde o tzv. mikroskopické vzorky, sotva viditelné lupou).

Čistota narýžovaného zlata bývá okolo 23 karátů a má ryzost 99% (999/1000). Jeho hodnota je tedy vyšší než u běžného komerčního zlata (slitiny) - to je většinou 14-ti až 18-ti karátové (ryzost 585/1000 a 750/1000). Větší zlaté nugety často několikanásobně převyšují výkupní cenu i samotného ryzího zlata (za gram), protože jde o sběratelskou a mineralogickou raritu - vzácnost.

Průmyslová těžba zlata za pomoci těžké bagrovací techniky nebo chemie je zakázaná. Rýžování (plavení) zlata v malém množství se však za těžbu nepovažuje a je tedy povoleno. V dnešní době je v Česku rýžování zlata poměrně oblíbeným koníčkem mnoha lidí.

česká zlatá ložiska rýžovali už Keltové a to poblíž řek v jižních a středních Čech a zřejmě i v západních Čechách a na Vysočině a Slezsku. Přírodní ryzí „zlato na podložce” je o dost vzácnější, než zlatinky pocházející z rýžování, protože jeho hledání je složitější a náročnější.

Probíhá nejčastěji v přístupných dolech, štolách a šachtách, či na povrchu - tzv. „na haldách” z důlní činnosti v oblastech s historickým výskytem zlata. Podložkový vzorek zlata si lze dobře prohlédnout i v dlani, bez obav o jeho ztrátu.

Typickým podložkovým minerálem (tzv. „mateční horninou”) zlata bývá křemen, jelikož zlato se vyskytuje ve zlatonosných křemenných žilách (v tzv. žilníkách). Přírodní krystalovaná zlata, která tvoří tzv.

Dnes už je však naprostá většina těchto nalezišť a lokalit (štol, šachet a dolů) s výskytem zlata zaniklá nebo vysbíraná, a tak objevit pěkný vzorek zlata je stále obtížnější. V České republice se krásná přírodní zlata tzv. „na podložce” našla v dřívějších dobách např. ve štole Mír (oblast Zlaté hory - severní Jeseníky). Tato štola byla ražena do tzv. „zlatého sloupu”. Sehnat dnes pěkný podložkový vzorek českého ryzího zlata je poměrně obtížné, protože se jich vyskytuje jako šafránu.

Výskyt Minerálů v České Republice

Svou dětskou sbírku kamenů měl doma každý druhý kluk. Jen hrstka nejvytrvalejších si však svou dětskou vášeň udržela i v dospělém věku a stali se z nich amatérští, či dokonce profesionální mineralogové či geologové. Díky mravenčí práci celých generací profesionálů i amatérů je naše území z tohoto hlediska také nebývale dobře zmapováno. O píli a odborné úrovni českých mineralogů svědčí mimo jiné i to, že celých 85 druhů minerálů bylo poprvé popsáno právě u nás.

Mezi významná naleziště minerálů v České republice patří:

• Doly od 14. Horu Cínovec (Zinnwald): Svůj název získala jak hora, tak nedaleké městečko podle dlouholeté tradice těžby kovů, zejména cínu, ale i stříbra a wolframu.
• Krkonošský Černý důl (Schwarzenthal): Patřil po dlouhou dobu k významným českým rudným ložiskům. Železná ruda se zde dobývala již od konce 14. století. Specialitou Černého dolu jsou vzácné nerosty, které vznikly v prostředí chudém na síru.
• Oblast Karlovarska: Patří k v očích mineralogů k vůbec nejatraktivnějším místům dnešního Česka. Významný podíl mají též obvyklé sulfidické minerály jako je arsenopyrit, sfalerit, chalkopyrit či stanin.
• Oblast Jihlavy: S těžbou stříbronosných rud se v oblasti dnešní Jihlavy začalo ve 13. století. K hlavním rudným nerostům jihlavského revíru patřily tzv. »kyzy« (z německého Kies), tedy nerosty kovového vzhledu (zejména sulfidy, arsenidy a sirné soli).
• Velká jizerská louka: Proslulá zejména díky výskytu odrůdy korundu, safíru a zirkonů drahokamové kvality, které se zde rýžovaly z náplavů v meandrech Jizery.
• Okolí Kutné Hory: S dolování se zde začalo již ve 14. století, svého naprostého vrcholu dosáhlo v polovině století šestnáctého. Haldy u Kaňku, vzniklé vytěžením žilných kyzových ložisek (tradiční pyrit, sfaletit, arsenopyrit, chalkopyrit, galenit atd.), jsou tzv.
• Východní okolí Písku: Protkáno pegmatitovými žílami, které mají podobné složení jako žuly. Důl U obrázku je proslulý především nádhernými krystaly.
• Příbram: Hlavními rudnými nerosty jsou zde tradiční stříbronosný galenit a sfalerit, díle pak např.

Minerály Pojmenované Podle Míst v České Republice

Mineralogie má v Čechách a na Moravě letitou tradici. Není proto divu, že řada minerálů přímo svítí z učebnic jménem, v němž rozeznáme český původ. Některé získaly svůj název po místě, z něhož byly poprvé popsány, jiné vděčí za svůj česky znějící název některému ze slavných českých vědců, na jejichž počest byly pojmenovány.

• Bílinit: Původně byl popsán z lokality Světec u Bíliny v severních Čechách.
• Heyrovskýit: Byl poprvé popsán z křemenných žil z lokality Hůrky u Čisté nedaleko středočeského Rakovníka.
• Cyrilovit: Jeho název je odvozen od vesničky Cyrilov v okrese Žďár nad Sázavou.
• Čechit: Svůj název nezískal po naší zemi, ale po českém mineralogovi prof.
• Kaňkit: Je dalším z minerálů, který byl poprvé popsán z hald v okolí Kutné Hory z blízkosti vrchu Kaňku.
• Kutnohorit: Je vzácný minerál z dolomitové řady. Jak již sám název napovídá, byl poprvé popsán ve středočeské Kutné Hoře.
• Nováčekit: Je vzácný minerál ze skupiny uranových slíd. Svůj mezinárodní název získal podle českého mineraloga prof.
• Povondrait: Nebo též feridravit je křemičitan ze skupiny turmalínu. Svůj název získal podle českého chemika a mineraloga doc.
• Sekaninait: Je křemičitan ze skupiny cordieritu, známý u nás z lokality Dolní Bory na Vysočině (nedaleko již dříve zmíněného Cyrilova). Nazván byl na počest významného českého mineraloga prof.
• Tschermigit (čermíkit): Je typickým minerálem hnědouhelných pánví. U nás je znám především ze severních Čech, např. Mostu či Bíliny.

Azbest

Termín azbest představuje souhrnný technický a obchodní název, který zahrnuje šest v přírodě se vyskytujících silikátových minerálů ze skupiny serpentinů a amfibolů, pro které je typická schopnost oddělovat se do dlouhých a velmi tenkých, více či méně ohebných a spřádatelných vláken.

Azbesty vznikají v horninách v důsledku přirozených geologických procesů, zpravidla jako produkt postgenetických alteračních přeměn (serpentinizace, uralitizace apod.) primárních minerálů nebo se vyskytují jako výplň puklin a trhlin. Proto se v případě horninového prostředí používá termín přirozeně se vyskytující azbesty (z angl. naturally occurring asbestos, NOA).

Pro pochopení problematiky a terminologie, spojené s azbesty v horninách, je naprosto základním momentem skutečnost, že se některé silikáty mohou v přírodě vyskytovat jak ve formě azbestové, tak ve formě neazbestové. V Tab. 1 je uveden seznam šesti azbestiformních silikátových minerálů, legislativně stanovených jako azbest a jejich neazbestiformních mineralogických ekvivalentů, na které se tedy azbestové předpisy nevztahují, i s jejich chemickým složením a čísly CAS. Registrační číslo CAS je mezinárodně uznávaný číselný kód, který byl chemickým látkám přidělen organizací US Chemical Abstracts Service (CAS) a který umožňuje jednoznačnou identifikaci příslušné látky.

Jak vyplývá z Tab. 1, v rámci skupiny amfibolů neexistují odlišné názvy pro azbestiformní a neazbestiformní formy tremolitu, aktinolitu a antofylitu, a proto se k názvu těchto minerálů přidává termín azbest nebo azbestiformí.

Azbestiformní minerál a jeho neazbestiformní protějšek mají v takovém případě stejné chemické složení, ale výrazně se liší habitem (= celkovým vývinem, respektive vzhledem), který je pro azbestiformní minerály „jednorozměrný“ a pro neazbestiformní minerály „trojrozměrný“. To, co tedy azbestiformní minerály odlišuje od jejich neazbestiformních ekvivalentů, je právě jejich vláknitý charakter.

Z výše uvedených důvodů je zcela zásadním aspektem definice termínu azbestové vlákno. Tímto pojmem lze označit vláknitou částici, kterou je možno podle jejího chemického složení přiřadit k některému ze šesti vybraných silikátových minerálů - aktinolitu, tremolitu, amositu, krokydolitu, antofylitu a/nebo chryzotilu a která zároveň vykazuje následující tvarové parametry: délka větší než 5 µm, průměr menší než 3 µm a poměr délky k průměru větší než 3:1 (ILO 1986, Nařízení vlády č.

tags: #výskyt #ryzich #prvků #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Životní prostředí a jeho environmentální aspekty
• EE obrábění a životní prostředí
• Fotografie Wolfganga Tillmanse
• Ekologie obnovy
• Problémy s žhavením VW Passat