В момента има много методи за почистване на метали, приложими както в лабораторията, така и у дома. Един от тези методи е рафинирането, което доскоро се използваше изключително в специализирани предприятия, използващи патентовани технологии.
Какво е рафинирането
Обикновено концепцията за "рафиниране" означава получаване на метал с висока чистота чрез серия от процедури за отстраняване на примесите. Този процес се извършва на няколко етапа, всеки от които използва определени физико-химични методи за отделяне на интерфериращи вещества. Благородните метали често се рафинират по този начин.
Суровината за рафиниране в този случай може да бъде скрап от бижута, "сребърна пяна", утайка след електрическо почистване на съответните вещества и хлъзгащо злато..
Рафиниране на сребро
Често този метод на почистване се използва за получаване на висококачествено сребро. Като цяло процедурата не се различава от подобни методи, извършвани за други благородни, черни или цветни метали. Например,рафинирането на злато и сребро или всякакви платинени метали може да бъде същото. Само в някои случаи процедурите се различават.
Начини за рафиниране
В технологията за обработка рафинирането на среброто се представя по три различни начина - металът може да бъде пречистен от примеси чрез химически, електролитни или купелационни методи. Отстраняването на излишния хлор се използва рядко. Изборът на техника се определя от количеството обработено сребро и неговото състояние. Характеристиките на производствения процес също имат значение.
Как се избира пътя
Електролитното рафиниране се използва за първоначално висококачествено сребро. Обикновено, когато използвате този метод, има ежедневен резултат. Електролизата помага да се получи изключително чисто сребро чрез редокс взаимодействие, при което не влизат примеси по време на пречистването.
В случай, когато аргентумът е под формата на разтвор (неразтворими сулфати и хлориди), най-икономичният и удобен метод за отлагане на метал е химическият (в някои ситуации електрохимичен) метод.
Нискокачествените сплави най-често се отделят чрез купелация - в този случай е най-лесно да се повиши чистотата на сместа.
Метод на купелация
Този тип рафиниране изисква фурна с тигел, подобен на чаша (тест). В процеса на пречистване се използва олово, чиято стопилка се окислява със сребро в присъствието на кислород. Всички примеси, включително разтворителя, се отделят от благороднотометал, което му придава относителна чистота: металите от семейството на златото и платината остават в сплавта.
За рафиниране фурната трябва да е предварително загрята. В него се поставя техническа оловно-сребърна смес, която се нагрява до пълно разтопяване. В пещта се пускат потоци от атмосферен въздух, което води до окисляване на компонентите на съдържанието. В края на термичната обработка тигелът се отстранява и се излива във форми.
Вътрешността на пещта е облицована с мергел - един от видовете глина, обогатена с варовик и имаща пореста структура. Той абсорбира оловните оксиди, образувани по време на процеса на рафиниране, тъй като последните са склонни да се изпаряват, когато са изложени на въздушни потоци. На изхода след окисляване на примесите се получава сплав с ирисцентна ирисцентна повърхност. Когато се напука, в сместа може да се види ярък сребърен блясък, което показва завършване на рафинирането.
Купелацията се счита за най-грубия метод за почистване поради факта, че не се постига пълно елиминиране на примесите: всички благородни метали в сплавта остават на място. Рафинирането на злато, сребро и метали от платиновата група за тяхното отделяне се извършва по други методи.
Метод на електролиза
Електролизата като метод на афинация се извършва със съзнанието за двоен електронен слой: замърсен сребърен фрагмент, поставен в торба, става анод на процеса, а тънките пластини, образувани от некорозионна стомана, стават катод. Електродите се потапят в разтвор на нитрат на метала, който се почиства (концентрацияйони - до 50 mg / ml), добавя се азотна киселина с плътност 1,5 g / l и се пропуска електрически ток.
Неразтворени сребърни фрагменти и примеси се събират в анодните торбички. В катодното пространство се събира чиста проба в микрокристална форма. Обемът на отделяното сребро може да нарасне към другия полюс на системата, което провокира късо съединение. За да се предотврати такава ситуация, израсналите кристални фрагменти, когато разтворът се разбърква, се откъсват успоредно на електродите близо до местоположението на катода. Полученото сребро се извлича като утайка и след това се излива в блокове. Важно е да смените електролита навреме, защото ако медта присъства като примес, в края на желания процес ще започне отлагането й върху катода върху благородния метал.
Ако разтворът на сребро се държи като галванична клетка, електролитният метод също е най-ефективен за отделяне на метала. Анодът може да бъде графитен или некорозивен (сплави), катодът може да бъде от неръждаема стомана. Напрежението в елемента се настройва на ниво не повече от 2 V. Самата реакция се извършва, докато цялото сребро се отложи.
Химично рафиниране
Среброто може да бъде извлечено от разтвори на соли или колоиди чрез химически технологии. Процесът е многоетапен. Процедурата изисква натриев сулфит, при добавяне на който настъпва обменна реакция с утаяване на черна утайка от нова сол на благороден метал. След приключване на взаимодействието с полученитекъм разтвора се добавя амоняк (амониев хлорид) или обикновена сол. Сместа се утаява до ясно фракционно разделяне - трябва да се образуват мътни и прозрачни части. Среброто се счита за напълно утаено, ако добавянето на соли не причинява облачност.
Има два начина за извличане на чист метал от хлорид - сух и мокър.
Карбонатен метод за отделяне на сребро от хлорид
Тази технология включва получаване на чисто сребро от изсушен хлорид - веществото се комбинира с равновесно количество натриев карбонат. В тигела получената смес се нагрява (необходимо е само да напълните купата наполовина поради увеличаване на обема на съдържанието поради отделянето на газ). След образуването на летливи продукти, температурата на процеса се повишава, достигайки стойностите, необходими за плавно топене.
След като системата изстине, среброто се извлича и претопява, след което продуктът може да се счита за завършен. Отрицателен момент може да бъде фактът, че техническата сода има отрицателен ефект върху състоянието на тигела. Основното предимство на този метод на химическо рафиниране е неговата скорост.
Редуктивен метод за отделяне на сребро от хлорид
За да възстановите среброто от разтвор, можете да вземете различни набори от реагенти - сярна киселина с цинк или желязо или солна киселина със същите метали, включително алуминий.
Един от елементите се въвежда в хлоридната среда. Избраната киселина се добавя към получената утайка с концентрация 0,2масови акции. Можете да добавяте разтвора на части, като контролирате степента на реакцията и доливате остатъците при нейното завършване. Качествен признак на взаимодействието в този случай е отделянето на водород - газът престава да се образува в момента на пълно разтваряне на метала или изчезване на киселината (разходът й може да се докаже с индикаторна хартия).
Изолирането на среброто от сол е завършено, когато системата стане подобна по оттенък на оловото. След това се добавя киселина за прехвърляне на останалите фрагменти от нежелани метали в разтвор (големите части се отстраняват ръчно). Останалата прахообразна субстанция (т.нар. сребърен цимент) се почиства с дестилирана вода, изсушава се и се разтопява.
Рафиниране на хлор
Методът се основава на предположението, че среброто и неблагородните метали реагират по-бързо от златото и платиненото семейство елементи в атмосфера на хлор. Това ви позволява да отделите последните вещества от пречистеното (в технологията за рафиниране най-трудоемкият процес е отделянето на благородни сплави).
Черно злато в разтопена форма се прекарва през газообразен хлор. Взаимодействието започва с примесни елементи от неблагороден тип, след което среброто преминава във формата на съединението, което впоследствие може да бъде изолирано чрез други методи за рафиниране. Хлоридите в сместа изплуват на повърхността поради по-ниската плътност на солите в сравнение с металите.
Рафиниране в други случаи
В случай на наличие на меден примес в среброто е рационално да се говори не за сплав, а за смес от метали (може да се представи встърготини). След това основният метал може да се разтвори с азотна и сярна киселини. Концентрираните вещества се използват в студена или гореща форма (скоростта на реакцията зависи от това).
За да се отстрани сребърната обвивка от продуктите, сместа се нагрява над спиртна лампа или на водна баня. При температури под 50-60 градуса е възможно да се използват стъклени или порцеланови съдове. По същия начин можете да отделите метала, който се почиства с никел, калай или олово.
Рафиниране на сребро у дома
Всички описани по-горе методи са теоретично подходящи за домашна употреба, при условие че има специално оборудване и опит. За начинаещи е по-добре да опитате електролитния метод. Обикновено среброто се пречиства от контакти по този начин.
Процедурата се състои от 3 етапа. Това е разтварянето на среброто в азотна киселина, нейното циментиране и сливане и директно рафиниране на среброто в домашни условия чрез електролиза.
Разтваряне с азотна киселина
Сребърният нитрат се приготвя веднага за целия процес - обикновено се вземат 50 грама метал на литър разтворител (за да се получи това съотношение, 32 g скрап се разтварят в 80 g хидрогениран азотен оксид V). Киселината трябва да се разреди в равни пропорции с вода и да се смеси със стъклена пръчка. Възможно е да се извърши рафиниране на сребро с нитрат чрез смесване на амониев нитрат с електролит (с реакция на средата по-малка от 7), за да се получи същата HNO3. Към получения разтвор се добавят парченца сребро. Сместа трябва да престои 10-11 часа, като преходметал в окачване няма да се случи веднага. Възможно е насилствено излъчване на червено-кафяв газ. Ако разтворът стане синкав или зеленикав, това показва наличието на примеси от витриол или желязо. Рафинирането на среброто с азотна киселина работи по-добре в случаите, когато няма интензивно оцветяване.
Добив на сребърен цимент
Медни кюлчета се добавят към сместа, за да се извърши реакция на заместване със сребро. Почти веднага върху повърхността на червения метал започва да се утаява благороден метал, който периодично трябва да се разклаща в разтвор, за да се ускори процеса. Ако прътите са напълно разтворени, те трябва да бъдат заменени с нови. Краят на реакцията в този случай е охлаждането на разтвора и фракционното му разделяне на сребърно-циментови и синкави течни части.
Филтриране
За отделяне на метала от разтвора се използват фуния и филтърна хартия. Разтворът с цимент се излива в специално подготвен съд: медната сол преминава през пергаментния слой, а среброто остава на повърхността. След това е необходимо филтратът да се промие още 5 пъти с дестилирана вода.
Вероятно има малко останало сребро в разтвора. За да се извлече, готварската сол се добавя към медната сол, докато се образува утайка от извара.
Сребърният цимент се суши. Сливането се извършва в тигел, който не се очаква да се използва за работа с по-чисти проби. Пробата трябва да се нагрява равномерно, за да се избегне разпръскване на сребро или окислен прах. Може да изплуваразтопете, добавете сода за хляб и боракс, смесени в равни пропорции - съставът ще създаде стъкловиден филм върху метала, който предпазва от загуби.
Полученото вещество е основа. За по-задълбочено пречистване е необходима електролиза на среброто. Рафинирането в този случай се извършва по метода, който вече е описан по-горе - за това е удобно металът да се стопи на гранули.
Безопасност
Важно е помещението да е добре проветрено. Като защита се препоръчва използването на ръкавици, рокля и защитни очила. За да се избегне разливането на киселина, самият концентрат се добавя към водата, а не обратното. Получаването на HNO3 чрез обменна реакция е най-сигурният начин за рафиниране на среброто. Амониевият нитрат в този случай се смесва с електролита (реакцията на средата е по-малка от 7). Химическите стъклени съдове трябва да бъдат тествани за устойчивост на температура, тъй като топлината на процеса може да надвиши 100 градуса. Не повече от една трета от съда се пълни с разтвора, за да се избегне разпръскване на киселина.
Резултати
Рафинирането на сребро не е трудна процедура с определен опит и оборудване. Ако спазвате мерките за безопасност, можете да го извършите в нелабораторна среда.
За да се получи метал с най-високо качество, е удобно да се използва рафиниране на сребро чрез електролиза у дома, тъй като този метод минимизира риска от замърсявания поради използването на ток.
