حاليًا ، هناك العديد من طرق تنظيف المعادن ، قابلة للتطبيق في كل من المختبر والمنزل. إحدى هذه الطرق هي التنقية ، والتي كانت تستخدم حتى وقت قريب حصريًا في المؤسسات المتخصصة باستخدام التقنيات الحاصلة على براءة اختراع.
ما هو التكرير
عادة ما يعني مفهوم "التكرير" الحصول على معدن عالي النقاوة من خلال سلسلة من الإجراءات لإزالة الشوائب. تتم هذه العملية على عدة مراحل ، تستخدم كل منها طرقًا فيزيائية - كيميائية معينة لفصل المواد المتداخلة. غالبًا ما يتم تكرير المعادن الثمينة بهذه الطريقة.
المواد الخام للتكرير في هذه الحالة يمكن أن تكون خردة المجوهرات ، "رغوة الفضة" ، الحمأة بعد التنظيف الكهربائي للمواد ذات الصلة والذهب المنزلق.
تكرير الفضة
غالبًا ما تستخدم طريقة التنظيف هذه للحصول على الفضة عالية الجودة. بشكل عام ، لا يختلف الإجراء عن الطرق المماثلة التي يتم إجراؤها للمعادن النبيلة أو الحديدية أو غير الحديدية. علي سبيل المثال،يمكن أن يكون تكرير الذهب والفضة أو أي معادن بلاتينية هو نفسه. فقط في بعض الحالات تختلف الإجراءات.
طرق للتكرير
في تكنولوجيا المعالجة ، يتم تقديم تنقية الفضة بثلاث طرق مختلفة - يمكن تنقية المعدن من الشوائب بالطرق الكيميائية أو الإلكتروليتية أو التكوير. نادرًا ما يتم استخدام إزالة الكلور الزائد. يتم تحديد اختيار التقنية من خلال كمية الفضة المصنعة وحالتها. ميزات عملية الإنتاج مهمة أيضًا.
كيف يتم اختيار المسار
يتم استخدام التكرير بالتحليل الكهربائي للفضة عالية الجودة في البداية. عادة ، عند استخدام هذه الطريقة ، هناك مخرجات يومية. يساعد التحليل الكهربائي في الحصول على الفضة النقية بشكل استثنائي من خلال تفاعل الأكسدة والاختزال الذي لا تدخل فيه الشوائب وقت التنقية.
في حالة وجود الأرجنتوم في شكل محلول (كبريتات وكلوريدات غير قابلة للذوبان) ، فإن الطريقة الأكثر اقتصادا وملاءمة لترسيب المعادن هي الطريقة الكيميائية (في بعض الحالات ، الكهروكيميائية).
غالبًا ما يتم فصل السبائك منخفضة الدرجة باستخدام التكوير - في هذه الحالة ، يكون من الأسهل زيادة نقاء الخليط.
طريقة Cupellation
يتطلب هذا النوع من التكرير فرنًا به بوتقة تشبه الكوب (مقايسة). في عملية التنقية ، يتم استخدام الرصاص ، حيث يتأكسد ذوبانه بالفضة في وجود الأكسجين. يتم فصل جميع الشوائب ، بما في ذلك المذيب ، عن النبلاءمعدن ، مما يمنحه نقاء نسبي: تبقى معادن عائلة الذهب والبلاتين في السبيكة.
للتكرير ، يجب تسخين الفرن. يوضع فيه مزيج تقني من الرصاص والفضة ، ويتم تسخينه حتى يذوب تمامًا. يتم إطلاق تيارات الهواء الجوي في الفرن ، مما يتسبب في أكسدة مكونات المحتويات. في نهاية المعالجة الحرارية ، تتم إزالة البوتقة وصبها في قوالب.
داخل الفرن مبطن بالمرل - أحد أنواع الطين المخصب بالحجر الجيري وله هيكل مسامي. يمتص أكاسيد الرصاص المتكونة أثناء عملية التكرير ، لأن الأخيرة تكون عرضة للتبخر عند تعرضها لتيارات الهواء. عند الإخراج ، بعد أكسدة الشوائب ، يتم الحصول على سبيكة ذات سطح قزحي الألوان. عندما يتشقق ، يمكن رؤية لمعان فضي لامع في الخليط ، مما يدل على اكتمال التكرير.
يعتبر Cupellation هو أقسى طريقة تنظيف نظرًا لحقيقة أنه لا يتم القضاء التام على الشوائب: تظل جميع المعادن النبيلة في السبيكة في مكانها. يتم تكرير معادن مجموعة الذهب والفضة والبلاتين لفصلها بطرق أخرى.
طريقة التحليل الكهربائي
يتم إجراء التحليل الكهربائي كطريقة ارتباط بوعي طبقة الإلكترون المزدوجة: قطعة الفضة الملوثة الموضوعة في كيس تصبح أنود العملية ، وتصبح الألواح الرفيعة المكونة من الفولاذ غير القابل للتآكل هي الكاثود. تُغمر الأقطاب في محلول من نترات المعدن المراد تنظيفه (التركيزأيونات - تصل إلى 50 مجم / مل) ، يضاف حمض النيتريك بكثافة 1.5 جم / لتر ويتم تمرير تيار كهربائي.
تتجمع شظايا الفضة والشوائب غير المذابة في أكياس الأنود. في مساحة الكاثود ، يتم جمع عينة نقية في شكل دقيق التبلور. يمكن أن ينمو حجم الفضة المحررة باتجاه القطب الآخر للنظام ، مما يؤدي إلى حدوث ماس كهربائي. لمنع مثل هذا الموقف ، فإن الأجزاء البلورية المزروعة ، عند تحريك المحلول ، تنقطع بالتوازي مع الأقطاب الكهربائية بالقرب من موقع الكاثود. يتم استرداد الفضة الناتجة على شكل راسب ثم يتم صبها في سبائك. من المهم استبدال الإلكتروليت في الوقت المناسب ، لأنه في حالة وجود النحاس كشوائب ، في نهاية العملية المرغوبة ، سيبدأ ترسبه على القطب السالب فوق المعدن النبيل.
إذا كان المحلول الفضي يتصرف مثل الخلية الجلفانية ، فإن طريقة التحليل الكهربائي هي أيضًا الأكثر فعالية لفصل المعدن. يمكن أن يكون الأنود من الجرافيت أو غير قابل للتآكل (السبائك) ، ويمكن أن يكون الكاثود من الفولاذ المقاوم للصدأ. يتم ضبط الجهد في العنصر عند مستوى لا يزيد عن 2 فولت. ويتم تنفيذ التفاعل نفسه حتى يتم ترسيب الفضة بالكامل.
التكرير الكيميائي
يمكن استخلاص الفضة من محاليل الأملاح أو الغرويات بواسطة التقنيات الكيميائية. هذه العملية متعددة المراحل. يتطلب الإجراء كبريتيت الصوديوم ، والذي يحدث عند إضافته تفاعل متبادل مع ترسيب راسب أسود من ملح جديد لمعدن نبيل. عند الانتهاء من التفاعل مع المستلميضاف الأمونيا (كلوريد الأمونيوم) أو الملح الشائع إلى المحلول. يتم تسوية الخليط حتى فصل جزئي واضح - يجب أن تتكون أجزاء شفافة وعاكرة. تعتبر الفضة مترسبة تمامًا إذا كانت إضافة الأملاح لا تسبب تعكرًا.
هناك طريقتان لاستخراج معدن نقي من الكلوريد - جاف ورطب.
طريقة الكربونات لفصل الفضة عن الكلوريد
تتضمن هذه التقنية الحصول على الفضة النقية من الكلوريد المجفف - تتحد المادة مع كمية توازن من كربونات الصوديوم. في البوتقة ، يتم تسخين الخليط الناتج (من الضروري فقط ملء الوعاء في منتصف الطريق بسبب زيادة حجم المحتويات بسبب إطلاق الغاز). بعد تكوين المنتجات المتطايرة ، ترتفع درجة حرارة العملية لتصل إلى القيم اللازمة للذوبان السلس.
بعد أن يبرد النظام ، يتم استخراج الفضة وإعادة صهرها ، وبعد ذلك يمكن اعتبار المنتج منتهيًا. قد تكون النقطة السلبية هي حقيقة أن الصودا التقنية لها تأثير سلبي على حالة البوتقة. الميزة الرئيسية لهذه الطريقة في التكرير الكيميائي هي سرعتها.
طريقة الاختزال لفصل الفضة عن الكلوريد
لاستعادة الفضة من المحلول ، يمكنك أخذ مجموعات مختلفة من الكواشف - حمض الكبريتيك مع الزنك أو الحديد أو حمض الهيدروكلوريك مع نفس المعادن ، بما في ذلك الألومنيوم.
يتم إدخال أحد العناصر في وسط الكلوريد. يضاف الحمض المختار إلى الحمأة الناتجة بتركيز 0.2مشاركات جماعية. يمكنك إضافة المحلول على أجزاء ، والتحكم في درجة التفاعل وتعبئة المخلفات عند اكتمالها. العلامة النوعية للتفاعل في هذه الحالة هي تطور الهيدروجين - يتوقف الغاز عن التكون في لحظة الذوبان الكامل للمعدن أو اختفاء الحمض (يمكن إثبات استهلاكه من خلال ورقة المؤشر).
يكتمل عزل الفضة عن الملح عندما يصبح النظام مشابهًا في تدرج اللون للرصاص. بعد ذلك ، يضاف الحمض لنقل الأجزاء المتبقية من المعادن غير المرغوب فيها إلى المحلول (تتم إزالة الأجزاء الكبيرة يدويًا). مادة المسحوق المتبقية (ما يسمى بالاسمنت الفضي) تنظف بالماء المقطر وتجفف وتذوب.
تكرير الكلور
تعتمد الطريقة على افتراض أن الفضة والمعادن الأساسية تتفاعل بشكل أسرع من الذهب وعائلة البلاتين من العناصر في جو الكلور. هذا يسمح لك بفصل المواد الأخيرة عن المادة النقية (في تقنية التكرير ، العملية الأكثر شاقة هي فصل السبائك النبيلة).
الذهب الأسود المصهور يمر عبر الكلور الغازي. يبدأ التفاعل بعناصر شائبة من نوع غير نبيل ، ثم تنتقل الفضة إلى شكل المركب ، والذي يمكن عزله لاحقًا بطرق تكرير أخرى. الكلوريدات الموجودة في الخليط تطفو على السطح بسبب انخفاض كثافة الأملاح مقارنة بالمعادن.
التنقية في حالات أخرى
في حالة وجود نجاسة نحاسية في الفضة فمن المنطقي عدم الحديث عن سبيكة بل عن خليط من المعادن (يمكن تمثيلها فينجارة). ثم يمكن إذابة المعدن الأساسي باستخدام أحماض النيتريك والكبريتيك. تستخدم المواد المركزة في صورة باردة أو ساخنة (يعتمد معدل التفاعل على هذا).
لإزالة الغلاف الفضي من المنتجات ، يتم تسخين الخليط فوق مصباح كحولي أو في حمام مائي. في درجات حرارة أقل من 50-60 درجة ، يمكن استخدام الأطباق الزجاجية أو الخزفية. وبنفس الطريقة يمكن فصل المعدن الجاري تنظيفه بالنيكل أو القصدير أو الرصاص.
تكرير الفضة في المنزل
جميع الطرق الموضحة أعلاه مناسبة من الناحية النظرية للاستخدام المنزلي ، مع مراعاة المعدات الخاصة والخبرة. بالنسبة للمبتدئين ، من الأفضل تجربة طريقة التحليل الكهربائي. عادة ، يتم تنقية الفضة من جهات الاتصال بهذه الطريقة.
يتكون الإجراء من 3 مراحل. هذا هو انحلال الفضة في حامض النيتريك ، وتدعيمها واندماجها ، وتكرير الفضة مباشرةً في المنزل عن طريق التحليل الكهربائي.
الذوبان بحمض النيتريك
يتم تحضير نترات الفضة على الفور للعملية بأكملها - عادة ما يتم أخذ 50 جرام من المعدن لكل لتر من المذيب (للحصول على هذه النسبة ، يتم إذابة 32 جم من الخردة في 80 جم من أكسيد النيتريك المهدرج V). يجب تخفيف الحمض بنسب متساوية مع الماء وخلطه بقضيب زجاجي. يمكن تكرير الفضة بالنترات بخلط نترات الأمونيوم مع إلكتروليت (مع تفاعل أقل من 7) للحصول على نفس HNO3. تضاف قطع الفضة إلى المحلول الناتج. يجب ترك الخليط لمدة 10-11 ساعة ، كمرحلة انتقاليةالمعدن في التعليق لن يحدث على الفور. من الممكن حدوث انبعاث عنيف للغاز الأحمر البني. إذا أصبح المحلول مزرقًا أو مخضرًا ، فهذا يشير إلى وجود شوائب زجاجية أو حديدية. تكرير الفضة بحمض النيتريك يعمل بشكل أفضل في الحالات التي لا يوجد فيها تلطيخ شديد.
استخراج الأسمنت الفضي
تضاف قضبان من النحاس إلى الخليط لإجراء تفاعل بديل بالفضة. على الفور تقريبًا ، يبدأ المعدن النبيل في التعجيل على سطح المعدن الأحمر ، والذي يجب أن ينفض بشكل دوري إلى محلول لتسريع العملية. إذا تم إذابة القضبان تمامًا ، فيجب استبدالها بأخرى جديدة. نهاية التفاعل في هذه الحالة هي تبريد المحلول وفصله الجزئي إلى أسمنت فضي وأجزاء سائلة مزرقة.
التصفية
يتم استخدام قمع وورق ترشيح لفصل المعدن عن المحلول. يُسكب المحلول مع الأسمنت في وعاء مُعد خصيصًا: يتدفق ملح النحاس عبر طبقة الرق ، وتبقى الفضة على السطح. بعد ذلك ، يلزم غسل المرشح 5 مرات أخرى بالماء المقطر.
ربما هناك بعض الفضة المتبقية في الحل. لاستخراجه ، يضاف ملح الطعام إلى ملح النحاس حتى تتشكل رواسب اللبن.
تجفيف الأسمنت الفضي. يتم إجراء الاندماج في بوتقة ، والتي لا يتوقع استخدامها للعمل مع عينات أنقى. يجب تسخين العينة بالتساوي لتجنب تناثر الفضة أو الغبار المؤكسد. يمكن أن تظهر على السطحتذوب ، تضاف صودا الخبز والبوراكس ، مخلوط بنسب متساوية - التركيبة ستخلق غشاء زجاجي فوق المعدن يحمي من الفقد.
المادة الناتجة هي الأساس. لتنقية الفضة بشكل أكثر شمولاً ، يلزم التحليل الكهربائي للفضة. يتم إجراء التكرير في هذه الحالة وفقًا للطريقة الموضحة أعلاه - لذلك من المناسب إذابة المعدن إلى حبيبات.
سلامة
من المهم أن تكون الغرفة جيدة التهوية. للحماية ، يوصى باستخدام القفازات والعباءة والنظارات الواقية. لتجنب انسكاب الحمض ، يضاف المركز نفسه إلى الماء وليس العكس. يعتبر الحصول على HNO3 عن طريق تفاعل التبادل هو الطريقة الأكثر أمانًا التي يمكن من خلالها تكرير الفضة. يتم خلط نترات الأمونيوم في هذه الحالة مع المنحل بالكهرباء (تفاعل الوسط أقل من 7). يجب اختبار مقاومة الأواني الزجاجية الكيميائية لدرجة الحرارة ، حيث يمكن أن تتجاوز حرارة العملية 100 درجة. لا يتم ملء أكثر من ثلث الوعاء بالمحلول لتجنب تناثر الحمض.
النتائج
تكرير الفضة ليس إجراءً صعبًا مع خبرة ومعدات معينة. إذا اتبعت إجراءات السلامة ، فيمكنك تنفيذها في بيئة غير معملية.
للحصول على أعلى جودة للمعادن ، من الملائم استخدام تكرير الفضة عن طريق التحليل الكهربائي في المنزل ، لأن هذه الطريقة تقلل من مخاطر الشوائب بسبب استخدام التيار.
