Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak surowe złoto przekształca się w błyszczący, czysty materiał stosowany w biżuterii lub elektronice? Dwóch niedocenionych bohaterów w procesie-złocistego blasku to:ługowanie kwasem siarkowymIługowanie kwasu azotowego-opiszmy je prostym językiem (nie jest wymagana żadna chemia!).
Kwas siarkowy: „niepożądany wytłok metalu”
Chemiczna rafinacja złota wykorzystuje jego właściwościnierozpuszczalność w stężonym kwasie siarkowym/azotowym, podczas gdy srebro i inne metale nieszlachetne rozpuszczają się. Oto jak kwas siarkowy rafinuje złoto:
Ograniczenia dotyczące składu stopu:
Zawartość srebra w stopie musi byćMniej niż lub równo 35%(przekroczenie tej wartości utrudnia rafinację).
Muszą to być metale-z grupy platynowców (np. platyna).Mniejsze lub równe 0,25%(wyższe poziomy pozostawiają zanieczyszczenia w złocie, wymagające dodatkowego oczyszczenia).
Zużycie kwasu siarkowego: ~3–5-krotność masy stopu.
Proces ługowania:
Rozpuść stop złota i wlej go do wody, aby uformowaćgranulki lub cienkie arkusze(tzw. „strzelanie”).
Umieścić śrut w żelaznym zbiorniku i dodać stężony kwas siarkowy. Podgrzej do 160–180 stopni i mieszaj przez 4–6+ godzin. W tym czasie srebro i miedź zawarte w stopie reagują z kwasem, tworząc rozpuszczalne siarczany.
Po ługowaniu ochłodzić mieszaninę, przenieść do zbiornika ołowianego i ponownie ogrzaćoddestylować kwas siarkowy. Dodaj świeży stężony kwas siarkowy i wykonaj 2–3 rundy ponownego-ługowania.
Roztwór przesączyć, pozostałość przemyć gorącą wodą w celu usunięcia kwasu i wysuszyć. Uzyskane złoto ma czystośćWiększy lub równy 95%.
W celu dalszego oczyszczenia dodać rozcieńczony kwas siarkowy do wysuszonej pozostałości przez 3–4 kolejne cykle ługowania. W ten sposób osiąga się stopień wymywania wynoszący99.6%–99.8%do metali z grupy złota, srebra i platyny.
Odzyskiwanie produktów ubocznych:Końcowy roztwór siarczanu przemywa się, a następnie poddaje działaniuzłom miedziw celu odzyskania srebra (i platyny, jeśli występuje w stopie, która również ulega redukcji srebrem podczas etapu „cementowania miedzią”). Pozostały roztwór odparowuje się w celu usunięcia zanieczyszczeń, umożliwiając odzyskanie surowego kwasu siarkowego.
Kwas azotowy: „separator srebra”
Kwas azotowy jest szeroko stosowany do ługowania srebra, ponieważ:
Rozpuszcza srebrowartkoa roztwór szybko osiąga nasycenie.
Działa o godztemperatura pokojowa(ogrzewanie może przyspieszyć rozpuszczanie, ale początkowo nie jest wymagane).
Stosuje się rozcieńczony roztwór kwasu azotowego, zazwyczaj wStosunek objętości 1:2(kwas do wody).
Kluczowe wymagania:Aby zwiększyć szybkość rozpuszczania srebra, stop złota jest najpierw topiony i wlewany do wody w celu uzyskania śrutu. Zawartość srebra w stopie musi byćMniej niż lub równo 33%(wyższe poziomy powodują, że srebro jest trudne do rozpuszczenia).
Operacja ługowania:
Użyć mieszanego zbiornika reakcyjnego ze stali nierdzewnej lub emalii. Najpierw zwilż złoty strzał wodą, a następnie dodaj kwas azotowypartiami.
Reakcja jest energiczna i uwalnia duże ilościdwutlenek azotu (NO₂). Powoli dodawać kwas azotowy, aby uniknąć spieniania (miej pod ręką zimną wodę, aby schłodzić system i zatrzymać rozpuszczanie, jeśli to konieczne).
Powtórzyć rozpuszczanie 2–3 razy. Pozostałość po umyciu należy osuszyć i roztopić w tyglu z boraksem. W ten sposób otrzymujemy sztabkę złotaCzystość większa lub równa 99,5%..
Odzyskiwanie srebra:Srebro w roztworze odzyskuje się poprzez cementację miedzią. Jeśli stop zawiera metale z grupy platynowców-, one również rozpuszczą się w roztworze i na tym etapie zostaną zredukowane razem ze srebrem.
Dlaczego to ma znaczenie
Razem te dwa kwasy sprawiają, że rafinacja metali szlachetnych jest znacznie wydajniejsza. Usuwają zanieczyszczenia, zwiększają czystość złota i srebra oraz pomagają rafineriom maksymalizować wartość każdej partii-a wszystko to przy jednoczesnym przestrzeganiu wytycznych dotyczących ochrony środowiska. Gdy następnym razem dostrzeżesz złoty pierścionek lub smartfon, pamiętaj: odrobina kwasowej „magii” pomogła sprawić, że ten blask stał się możliwy!
