În prezent, există multe metode de curățare a metalelor, aplicabile atât în laborator, cât și acasă. Una dintre aceste metode este rafinarea, care până de curând era folosită exclusiv la întreprinderile specializate care foloseau tehnologii brevetate.
Ce este rafinarea
De obicei, conceptul de „rafinare” înseamnă obținerea unui metal de în altă puritate printr-o serie de proceduri de îndepărtare a impurităților. Acest proces se desfășoară în mai multe etape, fiecare dintre ele utilizând anumite metode fizico-chimice pentru separarea substanțelor interferente. Metalele prețioase sunt adesea rafinate în acest mod.
Materia primă pentru rafinare în acest caz poate fi resturi de bijuterii, „spumă de argint”, nămol după curățarea electrică a substanțelor relevante și aur slip.
Rafinarea argintului
Adesea, această metodă de curățare este folosită pentru a obține argint de calitate superioară. În general, procedura nu este diferită de metodele similare efectuate pentru alte metale nobile, feroase sau neferoase. De exemplu,rafinarea aurului și argintului sau a oricăror metale de platină poate fi aceeași. Numai în unele cazuri, procedurile diferă.
Moduri de rafinare
În tehnologia de prelucrare, rafinarea argintului este prezentată în trei moduri diferite - metalul poate fi purificat de impurități prin metode chimice, electrolitice sau cupelare. Îndepărtarea excesului de clor este rar utilizată. Alegerea tehnicii este determinată de cantitatea de argint prelucrat și de starea acestuia. Caracteristicile procesului de producție contează și ele.
Cum este aleasă calea
Rafinarea electrolitică este folosită inițial pentru argint de calitate superioară. De obicei, atunci când utilizați această metodă, există o producție zilnică. Electroliza ajută la obținerea de argint excepțional de pur printr-o interacțiune redox în care impuritățile nu intră în momentul purificării.
În cazul în care argentul este sub formă de soluție (sulfați și cloruri insolubile), cea mai economică și convenabilă metodă de depunere a metalelor este metoda chimică (în unele situații, electrochimică).
Aliajele de calitate scăzută sunt cel mai adesea separate prin cupelare - în acest caz, este mai ușor să creșteți puritatea amestecului.
Metoda de cupelare
Acest tip de rafinare necesită un cuptor cu un creuzet (de testare) asemănător unei cupe. În procesul de purificare se folosește plumbul, a cărui topitură este oxidată cu argint în prezența oxigenului. Toate impuritățile, inclusiv solventul, sunt separate de nobilmetal, dându-i puritate relativă: metalele din familia aurului și platinei rămân în aliaj.
Pentru rafinare, cuptorul trebuie preîncălzit. În el se pune un amestec tehnic de plumb-argint, care este încălzit până se topește complet. Fluxuri de aer atmosferic sunt lansate în cuptor, provocând oxidarea componentelor conținutului. La sfârșitul tratamentului termic, creuzetul este îndepărtat și turnat în forme.
Interiorul cuptorului este căptușit cu marnă - unul dintre tipurile de argilă îmbogățită cu calcar și având o structură poroasă. Absoarbe oxizii de plumb formați în timpul procesului de rafinare, deoarece aceștia din urmă sunt predispuși la evaporare atunci când sunt expuși curenților de aer. La iesire, dupa oxidarea impuritatilor, se obtine un aliaj cu suprafata iridescenta irizata. Când se crăpă, se poate observa în amestec o strălucire argintie strălucitoare, ceea ce indică finalizarea rafinării.
Cupelarea este considerată cea mai dură metodă de curățare datorită faptului că nu se realizează eliminarea completă a impurităților: toate metalele nobile din aliaj rămân pe loc. Rafinarea metalelor din grupa aurului, argintului și platinei pentru separarea lor se realizează prin alte metode.
Metoda de electroliză
Electroliza ca metodă de afinare se realizează cu conștiința unui strat dublu de electroni: un fragment de argint contaminat plasat într-o pungă devine anodul procesului, iar plăcile subțiri formate din oțel necoroziv devin catod. Electrozii sunt scufundați într-o soluție de nitrat a metalului de curățat (concentrațieioni - până la 50 mg / ml), se adaugă acid azotic cu o densitate de 1,5 g / l și trece un curent electric.
Fragmente de argint nedizolvate și impurități se adună în sacii anodici. În spațiul catodic, o probă pură este colectată sub formă microcristalină. Volumul de argint eliberat poate crește spre celăl alt pol al sistemului, ceea ce provoacă un scurtcircuit. Pentru a preveni o astfel de situație, fragmentele cristaline crescute, atunci când soluția este agitată, se rup paralel cu electrozii din apropierea locației catodului. Argintul rezultat este recuperat sub formă de precipitat și ulterior turnat în lingouri. Este important să înlocuiți electrolitul la timp, deoarece dacă cuprul este prezent ca impuritate, la sfârșitul procesului dorit va începe depunerea lui pe catod peste metalul nobil.
Dacă soluția de argint se comportă ca o celulă galvanică, metoda electrolitică este și cea mai eficientă pentru separarea metalului. Anodul poate fi din grafit sau necoroziv (aliaje), catodul poate fi din oțel inoxidabil. Tensiunea din element este setată la un nivel de cel mult 2 V. Reacția în sine este efectuată până când tot argintul este depus.
Rafinare chimică
Argintul poate fi extras din soluții de săruri sau coloizi prin tehnologii chimice. Procesul este în mai multe etape. Procedura necesită sulfit de sodiu, la adăugarea căruia are loc o reacție de schimb cu precipitarea unui precipitat negru al unei noi săruri a unui metal nobil. La finalizarea interacțiunii la primitLa soluție se adaugă amoniac (clorură de amoniu) sau sare comună. Amestecul se stabilește până la o separare fracționată clară - trebuie să se formeze părți tulburi și transparente. Argintul este considerat complet precipitat dacă adăugarea de săruri nu provoacă tulburări.
Există două moduri de a extrage metalul pur din clorură - uscat și umed.
Metoda cu carbon pentru separarea argintului de clorură
Această tehnologie presupune obținerea de argint pur din clorură uscată - substanța se combină cu o cantitate de echilibru de carbonat de sodiu. În creuzet, amestecul rezultat este încălzit (este necesar doar să umpleți vasul la jumătate din cauza creșterii volumului conținutului din cauza eliberării de gaz). După formarea produselor volatile, temperatura procesului crește, atingând valorile necesare pentru o topire lină.
După ce sistemul se răcește, argintul este extras și topit din nou, după care produsul poate fi considerat finit. Un punct negativ poate fi faptul că soda tehnică are un efect negativ asupra stării creuzetului. Principalul avantaj al acestei metode de rafinare chimică este viteza acesteia.
Metoda reductivă pentru separarea argintului de clorură
Pentru a restabili argintul dintr-o soluție, puteți lua seturi diferite de reactivi - acid sulfuric cu zinc sau fier sau acid clorhidric cu aceleași metale, inclusiv aluminiu.
Unul dintre elemente este introdus în mediul clorurat. Acidul selectat este adăugat la nămolul rezultat cu o concentrație de 0,2acțiuni de masă. Puteți adăuga soluția în părți, controlând gradul de reacție și completând reziduurile la finalizarea acesteia. Un semn calitativ al interacțiunii în acest caz este evoluția hidrogenului - gazul încetează să se formeze în momentul dizolvării complete a metalului sau al dispariției acidului (consumul acestuia poate fi evidențiat prin hârtie indicatoare).
Izolarea argintului de sare este finalizată atunci când sistemul devine asemănător ca nuanță cu plumbul. După aceea, se adaugă acid pentru a transfera fragmentele rămase de metale nedorite în soluție (părțile mari sunt îndepărtate manual). Substanța pulbere rămasă (așa-numitul ciment argintiu) este curățată cu apă distilată, uscată și topită.
Rafinarea clorului
Metoda se bazează pe presupunerea că argintul și metalele de bază reacționează mai repede decât aurul și familia de elemente ale platinei într-o atmosferă de clor. Acest lucru vă permite să separați ultimele substanțe de cea purificată (în tehnologia de rafinare, cel mai laborios proces este separarea aliajelor nobile).
Aurul negru în formă topit este trecut prin clor gazos. Interacțiunea începe cu elemente de impurități de tip non-nobil, apoi argintul trece în forma compusului, care poate fi ulterior izolat prin alte metode de rafinare. Clorurile din amestec plutesc la suprafață datorită densității mai mici a sărurilor în comparație cu metalele.
Rafinare în alte cazuri
În cazul prezenței unei impurități de cupru în argint, este rațional să vorbim nu despre un aliaj, ci despre un amestec de metale (poate fi reprezentat înașchii). Apoi metalul de bază poate fi dizolvat cu acizi azotic și sulfuric. Substanțele concentrate sunt utilizate sub formă rece sau fierbinte (viteza de reacție depinde de aceasta).
Pentru a îndepărta coaja de argint de pe produse, amestecul este încălzit peste o lampă cu alcool sau într-o baie de apă. La temperaturi sub 50-60 de grade, se pot folosi vase din sticla sau portelan. În același mod, puteți separa metalul care este curățat cu nichel, cositor sau plumb.
Rafinarea argintului acasă
Toate metodele descrise mai sus sunt teoretic potrivite pentru uz casnic, sub rezerva echipamentelor speciale și experienței. Pentru începători, este mai bine să încerce metoda electrolitică. De obicei, argintul este rafinat din contacte în acest fel.
Procedura constă din 3 etape. Aceasta este dizolvarea argintului în acid azotic, cimentarea și fuziunea acestuia și rafinarea directă a argintului acasă prin electroliză.
Dizolvare cu acid azotic
Nitrat de argint se prepară imediat pentru întregul proces - de obicei se iau 50 de grame de metal pe litru de solvent (pentru a obține acest raport se dizolvă 32 g de resturi în 80 g de oxid de azot hidrogenat V). Acidul trebuie diluat în proporții egale cu apă și amestecat cu o baghetă de sticlă. Este posibil să se efectueze rafinarea argintului cu nitrat prin amestecarea azotatului de amoniu cu un electrolit (cu o reacție a mediului mai mică de 7) pentru a obține același HNO3. La soluția rezultată se adaugă bucăți de argint. Amestecul trebuie lăsat timp de 10-11 ore, ca treceremetalul în suspensie nu se va întâmpla imediat. Este posibilă emisia violentă de gaz roșu-maro. Dacă soluția devine albăstruie sau verzuie, aceasta indică prezența impurităților de vitriol sau fier. Rafinarea argintului cu acid azotic funcționează mai bine în cazurile în care nu există o colorare intensă.
Extractia cimentului de argint
Barele de cupru sunt adăugate la amestec pentru a efectua o reacție de substituție cu argint. Aproape imediat, un metal nobil începe să precipite pe suprafața metalului roșu, care ar trebui să fie scuturat periodic într-o soluție pentru a accelera procesul. Dacă barele sunt complet dizolvate, acestea trebuie înlocuite cu altele noi. Sfârșitul reacției în acest caz este răcirea soluției și separarea fracționată a acesteia în argint-ciment și părți lichide albăstrui.
Filtrare
O pâlnie și hârtie de filtru sunt folosite pentru a separa metalul de soluție. Soluția cu ciment se toarnă într-un recipient special pregătit: sarea de cupru curge prin stratul de pergament, iar argintul rămâne la suprafață. Ulterior, este necesară spălarea filtratului de încă 5 ori cu apă distilată.
Probabil că a mai rămas ceva argint în soluție. Pentru a-l extrage, sare de masă se adaugă la sare de cupru până se formează un precipitat de caș.
Cment argintiu în curs de uscare. Fuziunea se realizează într-un creuzet, care nu este de așteptat să fie utilizat pentru lucrul cu mostre mai pure. Proba trebuie încălzită uniform pentru a evita împrăștierea argintului sau a prafului oxidat. Poate ieși la suprafațăse topește, se adaugă bicarbonat de sodiu și borax, amestecate în proporții egale - compoziția va crea o peliculă vitroasă peste metal care protejează împotriva pierderilor.
Substanța rezultată este bază. Pentru purificarea sa mai amănunțită, este necesară electroliza argintului. Rafinarea în acest caz se efectuează conform metodei deja descrise mai sus - pentru aceasta este convenabil să se topească metalul în granule.
Siguranță
Este important ca camera să fie bine ventilată. Ca protecție, se recomandă folosirea mănușilor, halatului și ochelarilor de protecție. Pentru a evita scurgerea acidului, concentratul în sine este adăugat în apă, și nu invers. Obținerea HNO3 prin reacție de schimb este cea mai sigură metodă prin care argintul poate fi rafinat. Azotat de amoniu în acest caz este amestecat cu electrolitul (reacția mediului este mai mică de 7). Sticlăria chimică trebuie testată pentru rezistența la temperatură, deoarece căldura procesului poate depăși 100 de grade. Nu mai mult de o treime din vas este umplută cu soluție pentru a evita stropirea cu acid.
Rezultate
Rafinarea argintului nu este o procedură dificilă cu o anumită experiență și echipament. Dacă respectați măsurile de siguranță, o puteți efectua într-un mediu non-laborator.
Pentru a obține metal de cea mai în altă calitate, este convenabil să folosiți rafinarea argintului prin electroliză la domiciliu, deoarece această metodă minimizează riscul de impurități din cauza utilizării curentului.
