در حال حاضر روش های زیادی برای تمیز کردن فلزات وجود دارد که هم در آزمایشگاه و هم در خانه قابل استفاده است. یکی از این روش ها پالایش است که تا همین اواخر منحصراً در شرکت های تخصصی با استفاده از فناوری های ثبت شده استفاده می شد.
چه چیزی پالایش است
معمولاً مفهوم "پالایش" به معنای به دست آوردن فلزی با خلوص بالا از طریق یک سری مراحل برای حذف ناخالصی ها است. این فرآیند در چند مرحله انجام می شود که در هر مرحله از روش های فیزیکی و شیمیایی خاصی برای جداسازی مواد مزاحم استفاده می شود. فلزات گرانبها اغلب به این روش تصفیه می شوند.
مواد اولیه برای تصفیه در این مورد می تواند ضایعات جواهرات، "فم نقره"، لجن پس از تمیز کردن الکتریکی مواد مربوطه و لغزش طلا باشد.
تصفیه نقره
اغلب از این روش تمیز کردن برای به دست آوردن نقره با عیار بالا استفاده می شود. به طور کلی، این روش با روش های مشابهی که برای سایر فلزات نجیب، آهنی یا غیرآهنی انجام می شود تفاوتی ندارد. مثلا،پالایش طلا و نقره یا هر فلز پلاتین می تواند یکسان باشد. فقط در برخی موارد، رویه ها متفاوت است.
راههای پالایش
در فناوری فرآوری، پالایش نقره به سه روش مختلف ارائه می شود - فلز را می توان با روش های شیمیایی، الکترولیتی یا کاپولاسیون از ناخالصی ها خالص کرد. حذف کلر اضافی به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد. انتخاب تکنیک با توجه به مقدار نقره فرآوری شده و شرایط آن تعیین می شود. ویژگی‌های فرآیند تولید نیز مهم است.
چگونه مسیر انتخاب می شود
پالایش الکترولیتی در ابتدا برای نقره با عیار بالا استفاده می شود. معمولا هنگام استفاده از این روش خروجی روزانه وجود دارد. الکترولیز به بدست آوردن نقره فوق العاده خالص از طریق یک برهمکنش ردوکس کمک می کند که در آن ناخالصی ها در زمان تصفیه وارد نمی شوند.
در مواردی که آرژانتوم به صورت محلول (سولفات ها و کلریدهای نامحلول) باشد، مقرون به صرفه ترین و راحت ترین روش رسوب فلز، روش شیمیایی (در برخی موارد، الکتروشیمیایی) است.
آلیاژهای با عیار پایین اغلب با استفاده از کاپولاسیون جدا می شوند - در این مورد، راحت ترین کار افزایش خلوص مخلوط است.
روش حجامت
این نوع پالایش به کوره ای با بوته فنجانی (آزمایشی) نیاز دارد. در فرآیند تصفیه از سرب استفاده می شود که مذاب آن در مجاورت اکسیژن با نقره اکسید می شود. تمام ناخالصی ها، از جمله حلال، از نجیب جدا می شودفلز، به آن خلوص نسبی می دهد: فلزات خانواده طلا و پلاتین در آلیاژ باقی می مانند.
برای تصفیه، فر باید از قبل گرم شود. یک مخلوط فنی سرب-نقره در آن قرار می گیرد که حرارت داده می شود تا کاملا ذوب شود. جریان های هوای جوی به داخل کوره پرتاب می شود که باعث اکسیده شدن اجزای محتویات می شود. در پایان عملیات حرارتی، بوته را خارج کرده و در قالب ها می ریزند.
داخل کوره با مارن اندود شده است - یکی از انواع خاک رس غنی شده با سنگ آهک و دارای ساختار متخلخل است. اکسیدهای سرب تشکیل شده در طی فرآیند پالایش را جذب می کند، زیرا در معرض جریان هوا قرار می گیرند. در خروجی پس از اکسیداسیون ناخالصی ها آلیاژی با سطح رنگین کمانی رنگین به دست می آید. هنگامی که ترک می‌خورد، درخشندگی نقره‌ای روشن در مخلوط دیده می‌شود که نشان‌دهنده تکمیل تصفیه است.
Cupellation به دلیل عدم حذف کامل ناخالصی ها به عنوان خشن ترین روش تمیز کردن در نظر گرفته می شود: تمام فلزات نجیب در آلیاژ در جای خود باقی می مانند. پالایش فلزات گروه طلا، نقره و پلاتین برای جداسازی آنها با روشهای دیگری انجام می‌شود.
روش الکترولیز
الکترولیز به عنوان یک روش چسبندگی با آگاهی از یک لایه الکترونی دوتایی انجام می شود: یک قطعه نقره آلوده که در یک کیسه قرار می گیرد به آند فرآیند تبدیل می شود و صفحات نازک تشکیل شده از فولاد غیر خورنده به کاتد تبدیل می شوند. الکترودها در محلول نیترات فلزی که باید تمیز شوند غوطه ور می شوند (غلظتیون - تا 50 میلی گرم در میلی لیتر)، اسید نیتریک با چگالی 1.5 گرم در لیتر اضافه می شود و جریان الکتریکی عبور می کند.
تکه های نقره حل نشده و ناخالصی ها در کیسه های آند جمع می شوند. در فضای کاتد، یک نمونه خالص به صورت میکرو کریستالی جمع آوری می شود. حجم نقره آزاد شده می تواند به سمت قطب دیگر سیستم رشد کند که باعث ایجاد یک اتصال کوتاه می شود. برای جلوگیری از چنین وضعیتی، قطعات کریستالی رشد یافته، هنگامی که محلول به هم زده می شود، به موازات الکترودهای نزدیک به محل کاتد می شکند. نقره به دست آمده به صورت رسوب بازیابی می شود و متعاقباً به شمش ریخته می شود. تعویض به موقع الکترولیت بسیار مهم است، زیرا اگر مس به عنوان ناخالصی وجود داشته باشد، در پایان فرآیند مورد نظر، رسوب آن بر روی کاتد روی فلز نجیب آغاز می شود.
اگر محلول نقره مانند سلول گالوانیکی رفتار کند، روش الکترولیتی نیز برای جداسازی فلز موثرترین است. آند می تواند گرافیت یا غیر خورنده (آلیاژ) باشد، کاتد می تواند فولاد ضد زنگ باشد. ولتاژ عنصر در سطحی بیش از 2 ولت تنظیم نمی شود. خود واکنش تا زمانی انجام می شود که تمام نقره رسوب کند.
پالایش شیمیایی
نقره را می توان از محلول های نمک ها یا کلوئیدها با فناوری های شیمیایی استخراج کرد. فرآیند چند مرحله ای است. این روش به سولفیت سدیم نیاز دارد که پس از افزودن آن یک واکنش تبادلی با رسوب یک رسوب سیاه نمک جدید یک فلز نجیب رخ می دهد. پس از اتمام تعامل به دریافتآمونیاک (کلرید آمونیوم) یا نمک معمولی به محلول اضافه می شود. مخلوط تا زمانی که یک جدایی کسری شفاف حل شود - قسمت های ابری و شفاف باید تشکیل شود. اگر افزودن نمک ها باعث کدر شدن نشود، نقره کاملاً رسوب شده در نظر گرفته می شود.
دو راه برای استخراج فلز خالص از کلرید وجود دارد - خشک و مرطوب.
روش کربناته برای جداسازی نقره از کلرید
این فناوری شامل به دست آوردن نقره خالص از کلرید خشک شده است - این ماده با مقدار تعادلی کربنات سدیم ترکیب می شود. در بوته مخلوط حاصل حرارت داده می شود (به دلیل افزایش حجم محتویات در اثر آزاد شدن گاز فقط لازم است کاسه تا نیمه پر شود). پس از تشکیل محصولات فرار، دمای فرآیند افزایش می یابد و به مقادیر لازم برای ذوب صاف می رسد.
پس از خنک شدن سیستم، نقره استخراج و دوباره ذوب می شود و پس از آن می توان محصول را تمام شده در نظر گرفت. یک نکته منفی ممکن است این واقعیت باشد که نوشابه فنی تأثیر منفی بر وضعیت بوته دارد. مزیت اصلی این روش تصفیه شیمیایی سرعت آن است.
روش تقلیل دهنده برای جداسازی نقره از کلرید
برای بازیابی نقره از محلول، می توانید مجموعه های مختلفی از معرف ها را مصرف کنید - اسید سولفوریک با روی یا آهن یا اسید کلریدریک با همان فلزات، از جمله آلومینیوم.
یکی از عناصر به محیط کلرید وارد می شود. اسید انتخاب شده با غلظت 0.2 به لجن حاصل اضافه می شودسهام انبوه شما می توانید محلول را در قسمت هایی اضافه کنید، درجه واکنش را کنترل کنید و پس از اتمام آن، باقی مانده ها را پر کنید. یک علامت کیفی تعامل در این مورد، تکامل هیدروژن است - گاز در لحظه انحلال کامل فلز یا ناپدید شدن اسید (مصرف آن را می توان با کاغذ نشانگر نشان داد) تشکیل نمی شود..
جداسازی نقره از نمک زمانی کامل می شود که سیستم از نظر رنگ شبیه به سرب شود. پس از آن، اسید برای انتقال قطعات باقی مانده از فلزات ناخواسته به محلول اضافه می شود (قسمت های بزرگ به صورت دستی حذف می شوند). ماده پودر باقیمانده (به اصطلاح سیمان نقره) با آب مقطر تمیز می شود، خشک می شود و ذوب می شود.
تصفیه کلر
این روش بر این فرض استوار است که نقره و فلزات پایه سریعتر از طلا و خانواده عناصر پلاتین در اتمسفر کلر واکنش نشان می دهند. این به شما امکان می دهد آخرین مواد را از مواد خالص شده جدا کنید (در فناوری پالایش، پر زحمت ترین فرآیند جداسازی آلیاژهای نجیب است).
طلای سیاه به شکل مذاب از کلر گازی عبور می کند. تعامل با عناصر ناخالصی از نوع غیر نجیب شروع می شود، سپس نقره به شکل ترکیب می رود، که متعاقباً می تواند با روش های دیگر تصفیه جدا شود. کلریدهای موجود در مخلوط به دلیل چگالی کمتر نمک ها در مقایسه با فلزات به سطح شناور می شوند.
تصفیه در موارد دیگر
در مورد وجود ناخالصی مس در نقره، منطقی است که از یک آلیاژ صحبت نکنیم، بلکه از مخلوطی از فلزات صحبت کنیم.خاشاک). سپس فلز پایه را می توان با اسیدهای نیتریک و سولفوریک حل کرد. مواد غلیظ به شکل سرد یا گرم استفاده می شوند (سرعت واکنش به این بستگی دارد).
برای حذف پوسته نقره از محصولات، مخلوط را روی یک لامپ الکلی یا در حمام آب گرم می کنند. در دمای کمتر از 50-60 درجه می توان از ظروف شیشه ای یا چینی استفاده کرد. به همین ترتیب، می توانید فلز در حال تمیز کردن را با نیکل، قلع یا سرب جدا کنید.
تصفیه نقره در خانه
همه روش هایی که در بالا توضیح داده شد، از نظر تئوری برای استفاده خانگی مناسب هستند، مشروط به تجهیزات و تجربه خاص. برای مبتدیان بهتر است روش الکترولیتی را امتحان کنند. معمولاً نقره از مخاطبین به این روش تصفیه می شود.
روش شامل 3 مرحله است. این انحلال نقره در اسید نیتریک، سیمان شدن و همجوشی آن و تصفیه مستقیم نقره در خانه با الکترولیز است.
حل شدن با اسید نیتریک
نیترات نقره بلافاصله برای کل فرآیند آماده می شود - معمولاً 50 گرم فلز در هر لیتر حلال گرفته می شود (برای به دست آوردن این نسبت، 32 گرم قراضه در 80 گرم اکسید نیتریک V هیدروژنه حل می شود). اسید باید به نسبت مساوی با آب رقیق شود و با یک میله شیشه ای مخلوط شود. می توان نقره را با نیترات با مخلوط کردن نیترات آمونیوم با یک الکترولیت (با واکنش محیط کمتر از 7) برای به دست آوردن همان HNO3 انجام داد. تکه های نقره به محلول حاصل اضافه می شود. مخلوط باید 10-11 ساعت به عنوان انتقال باقی بماندفلز در تعلیق بلافاصله اتفاق نمی افتد. انتشار شدید گاز قرمز قهوه ای امکان پذیر است. اگر محلول مایل به آبی یا سبز شد، این نشان دهنده وجود ناخالصی های ویتریول یا آهن است. تصفیه نقره با اسید نیتریک در مواردی که رنگ آمیزی شدید وجود ندارد بهتر عمل می کند.
استخراج سیمان نقره
میله های مس به مخلوط اضافه می شود تا یک واکنش جایگزینی با نقره انجام شود. تقریباً بلافاصله، یک فلز نجیب شروع به رسوب بر روی سطح فلز قرمز می کند، که باید به طور دوره ای به محلولی تکان داده شود تا فرآیند سرعت بخشیدن به آن شود. اگر میله ها کاملاً حل شوند، باید با میله های جدید جایگزین شوند. پایان واکنش در این حالت سرد شدن محلول و جداسازی کسری آن به قطعات سیمانی نقره ای و مایع مایل به آبی است.
فیلتر
برای جدا کردن فلز از محلول از قیف و کاغذ صافی استفاده می شود. محلول با سیمان در ظرف مخصوص آماده شده ریخته می شود: نمک مس از طریق لایه پوستی جریان می یابد و نقره روی سطح باقی می ماند. پس از آن لازم است 5 بار دیگر فیلتر با آب مقطر شسته شود.
احتمالا مقداری نقره در محلول باقی مانده است. برای استخراج آن، نمک خوراکی را به نمک مس اضافه می کنند تا رسوب کشک تشکیل شود.
سیمان نقره در حال خشک شدن. همجوشی در بوته ای انجام می شود که انتظار نمی رود برای کار با نمونه های خالص تر از آن استفاده شود. نمونه باید به طور یکنواخت گرم شود تا از پراکندگی نقره یا گرد و غبار اکسید شده جلوگیری شود. می تواند سطحذوب کنید، جوش شیرین و بوراکس را به نسبت مساوی مخلوط کنید - این ترکیب یک لایه زجاجیه روی فلز ایجاد می کند که از ضرر محافظت می کند.
ماده به دست آمده پایه است. برای خالص سازی کاملتر آن، الکترولیز نقره مورد نیاز است. پالایش در این مورد طبق روشی که قبلاً در بالا توضیح داده شد انجام می شود - برای این کار راحت است که فلز را به دانه ها ذوب کنید.
ایمنی
مهم است که اتاق به خوبی تهویه شود. به عنوان محافظ، استفاده از دستکش، روپوش و عینک محافظ توصیه می شود. برای جلوگیری از ریختن اسید، خود کنسانتره به آب اضافه می شود و برعکس. به دست آوردن HNO3 با واکنش مبادله ای امن ترین روشی است که می توان نقره را به وسیله آن تصفیه کرد. نیترات آمونیوم در این حالت با الکترولیت مخلوط می شود (واکنش محیط کمتر از 7 است). ظروف شیشه ای شیمیایی باید از نظر مقاومت در برابر دما آزمایش شوند، زیرا گرمای فرآیند می تواند از 100 درجه فراتر رود. برای جلوگیری از پاشیدن اسید، بیش از یک سوم ظرف با محلول پر نمی شود.
نتایج
تصفیه نقره با تجربه و تجهیزات خاص، روش دشواری نیست. اگر اقدامات ایمنی را رعایت کنید، می توانید آن را در یک محیط غیر آزمایشگاهی انجام دهید.
برای به دست آوردن فلز با بالاترین کیفیت، استفاده از پالایش نقره با الکترولیز در خانه راحت است، زیرا این روش خطر ناخالصی های ناشی از استفاده از جریان را به حداقل می رساند.
