Praegu on metallide puhastamiseks palju meetodeid, mida saab kasutada nii laboris kui ka kodus. Üks neist meetoditest on rafineerimine, mida kuni viimase ajani kasutati eranditult patenteeritud tehnoloogiaid kasutavates spetsialiseeritud ettevõtetes.
Mis on viimistlemine
Tavaliselt tähendab mõiste "rafineerimine" kõrge puhtusastmega metalli saamist lisandite eemaldamise protseduuride käigus. See protsess viiakse läbi mitmes etapis, millest igaühes kasutatakse segavate ainete eraldamiseks teatud füüsikalis-keemilisi meetodeid. Väärismetalle rafineeritakse sageli sel viisil.
Rafineerimise tooraineks võivad sel juhul olla juveelijäägid, "hõbevaht", asjakohaste ainete elektrilise puhastamise järgne muda ja libisemiskuld.
Hõbeda rafineerimine
Tihti kasutatakse seda puhastusmeetodit kõrgekvaliteedilise hõbeda saamiseks. Üldiselt ei erine protseduur teiste väärismetallide, mustade või värviliste metallide puhul sarnastest meetoditest. Näiteks,kulla ja hõbeda või mis tahes plaatina metallide rafineerimine võib olla sama. Ainult mõnel juhul on protseduurid erinevad.
Rafineerimise viisid
Töötlemistehnoloogias esitatakse hõbeda rafineerimist kolmel erineval viisil – metalli saab lisanditest puhastada keemilise, elektrolüütilise või kupellimismeetodiga. Liigse kloori eemaldamist kasutatakse harva. Tehnika valiku määrab töödeldud hõbeda hulk ja selle seisukord. Ka tootmisprotsessi omadused on olulised.
Kuidas tee valitakse
Esm alt kõrgekvaliteedilise hõbeda puhul kasutatakse elektrolüütilist rafineerimist. Tavaliselt on selle meetodi kasutamisel igapäevane väljund. Elektrolüüs aitab saada erakordselt puhast hõbedat redoks-interaktsiooni kaudu, millesse lisandid puhastamise ajal ei sisene.
Kui argentum on lahuse kujul (lahustumatud sulfaadid ja kloriidid), on kõige ökonoomsem ja mugavam metallide sadestamise meetod keemiline (mõnel juhul elektrokeemiline) meetod.
Madala kvaliteediga sulamid eraldatakse kõige sagedamini kupellatsiooni abil – sellisel juhul on kõige lihtsam tõsta segu puhtust.
Kupellatsioonimeetod
Seda tüüpi rafineerimiseks on vaja ahju, millel on tassilaadne (analüüsi) tiigel. Puhastusprotsessis kasutatakse pliid, mille sulam oksüdeeritakse hapniku juuresolekul hõbedaga. Kõik lisandid, sealhulgas lahusti, eraldatakse üllastmetall, andes sellele suhtelise puhtuse: sulamisse jäävad kulla ja plaatina perekonna metallid.
Rafineerimiseks tuleb ahi eelsoojendada. Sellesse pannakse tehniline plii-hõbeda segu, mida kuumutatakse kuni täieliku sulamiseni. Atmosfääriõhu voolud lastakse ahju, mis põhjustab sisu komponentide oksüdeerumist. Kuumtöötlemise lõpus eemaldatakse tiigel ja valatakse vormidesse.
Ahju sisemus on vooderdatud mergliga – ühe lubjakiviga rikastatud savi liigiga, millel on poorne struktuur. See neelab rafineerimisprotsessi käigus tekkinud pliioksiidid, kuna viimased on õhuvoolude mõjul altid aurustumiseks. Väljundis saadakse pärast lisandite oksüdeerimist sillerdava sillerdava pinnaga sulam. Kui see praguneb, on segus näha särav hõbedane läige, mis näitab rafineerimise lõppemist.
Kupelleerimist peetakse kõige karmimaks puhastusmeetodiks, kuna ei saavutata lisandite täielikku eemaldamist: kõik sulamis olevad väärismetallid jäävad paigale. Kulla, hõbeda ja plaatina rühma metallide rafineerimine nende eraldamiseks toimub muude meetoditega.
Elektrolüüsimeetod
Elektrolüüs kui affinatsioonimeetod viiakse läbi kahekordse elektronkihi teadvusega: protsessi anoodiks saab kotti asetatud saastunud hõbedafragment, katoodiks aga mittesöövitavast terasest moodustunud õhukesed plaadid. Elektroodid on sukeldatud puhastatava metalli nitraadi lahusesse (kontsentratsioonioonid - kuni 50 mg / ml), lisatakse lämmastikhape tihedusega 1,5 g / l ja juhitakse läbi elektrivool.
Anoodikottidesse kogunevad lahustumata hõbeda killud ja lisandid. Katoodiruumis kogutakse puhas proov mikrokristallilisel kujul. Vabanenud hõbeda maht võib kasvada süsteemi teise pooluse suunas, mis kutsub esile lühise. Sellise olukorra vältimiseks purunevad kasvanud kristalsed fragmendid lahuse segamisel katoodi asukoha lähedal paralleelselt elektroodidega. Saadud hõbe eraldatakse sadena ja valatakse seejärel valuplokkideks. Oluline on elektrolüüt õigeaegselt välja vahetada, sest kui vask esineb lisandina, algab soovitud protsessi lõpus selle sadestumine väärismetalli kohal olevale katoodile.
Kui hõbedalahus käitub nagu galvaaniline element, on elektrolüütiline meetod ka metalli eraldamiseks kõige tõhusam. Anood võib olla grafiit või mittesöövitav (sulamid), katood võib olla roostevaba teras. Elemendi pinge seatakse tasemele, mis ei ületa 2 V. Reaktsioon ise toimub seni, kuni kogu hõbe on ladestunud.
Keemiline rafineerimine
Hõbedat saab keemiliste tehnoloogiate abil ekstraheerida soolade või kolloidide lahustest. Protsess on mitmeastmeline. Protseduur nõuab naatriumsulfiti, mille lisamisel toimub vahetusreaktsioon väärismetalli uue soola musta sademe sadenemisega. Pärast interaktsiooni lõppu vastu võetudlahusele lisatakse ammoniaaki (ammooniumkloriidi) või keedusoola. Segu settitakse selge fraktsioonilise eraldumiseni - peaksid moodustuma hägused ja läbipaistvad osad. Hõbe loetakse täielikult sadestunuks, kui soolade lisamine ei põhjusta hägusust.
Kloriidist puhta metalli eraldamiseks on kaks võimalust – kuiv ja märg.
Karbonaatmeetod hõbeda eraldamiseks kloriidist
See tehnoloogia hõlmab puhta hõbeda saamist kuivatatud kloriidist – aine ühineb tasakaalulise koguse naatriumkarbonaadiga. Tiiglis kuumutatakse saadud segu (kauss on vaja ainult poolenisti täita, kuna gaasi eraldumise tõttu suureneb sisu maht). Pärast lenduvate saaduste moodustumist protsessi temperatuur tõuseb, saavutades sujuvaks sulamiseks vajalikud väärtused.
Pärast süsteemi jahtumist ekstraheeritakse hõbe ja sulatatakse uuesti, misjärel võib toote lugeda valmis. Negatiivne punkt võib olla asjaolu, et tehniline sooda mõjutab tiigli seisukorda negatiivselt. Selle keemilise rafineerimise meetodi peamine eelis on selle kiirus.
Reduktiivne meetod hõbeda eraldamiseks kloriidist
Hõbeda taastamiseks lahusest võite võtta erinevaid reaktiivide komplekte – väävelhapet tsingi või rauaga või vesinikkloriidhapet samade metallidega, sealhulgas alumiiniumiga.
Üks elementidest viiakse kloriidkeskkonda. Saadud settele lisatakse valitud hape kontsentratsiooniga 0,2massiaktsiaid. Lahuse saate lisada osade kaupa, kontrollides reaktsiooni astet ja lisades jääke selle lõppemisel. Interaktsiooni kvalitatiivseks märgiks on sel juhul vesiniku eraldumine – gaas lakkab tekkimast metalli täieliku lahustumise või happe kadumise hetkel (selle tarbimist saab tõendada indikaatorpaberiga).
Hõbeda isoleerimine soolast on lõppenud, kui süsteem muutub oma toonilt pliiga sarnaseks. Pärast seda lisatakse hape, et viia ülejäänud soovimatute metallide fragmendid lahusesse (suured osad eemaldatakse käsitsi). Ülejäänud pulbriline aine (nn hõbetsement) puhastatakse destilleeritud veega, kuivatatakse ja sulatatakse.
Kloori rafineerimine
Meetod põhineb eeldusel, et hõbe ja mitteväärismetallid reageerivad klooriatmosfääris kiiremini kui kuld ja plaatina perekond. See võimaldab eraldada viimased ained puhastatud ainest (rafineerimistehnoloogias on kõige töömahukam protsess väärissulamite eraldamine).
Must kuld sula kujul lastakse läbi gaasilise kloori. Interaktsioon algab mitte-üllas tüüpi lisandite elementidega, seejärel läheb hõbe ühendi vormiks, mida saab hiljem eraldada muude rafineerimismeetoditega. Segus sisalduvad kloriidid ujuvad pinnale, kuna soolade tihedus on metallidega võrreldes väiksem.
Rafineerimine muudel juhtudel
Vase lisandi esinemise korral hõbedas on otstarbekas rääkida mitte sulamist, vaid metallide segust (võib esitadalaastud). Seejärel saab mitteväärismetalli lahustada lämmastik- ja väävelhappega. Kontsentreeritud aineid kasutatakse külmal või kuumal kujul (reaktsioonikiirus sõltub sellest).
Hõbedase kesta eemaldamiseks toodetelt kuumutatakse segu alkohollambi kohal või veevannis. Temperatuuridel alla 50-60 kraadi on võimalik kasutada klaas- või portselannõusid. Samamoodi saate puhastatava metalli eraldada nikli, tina või pliiga.
Hõbeda puhastamine kodus
Kõik ülalkirjeldatud meetodid sobivad teoreetiliselt koduseks kasutamiseks, kui selleks on vaja erivarustust ja kogemusi. Algajatele on parem proovida elektrolüütilist meetodit. Tavaliselt puhastatakse hõbedat kontaktidest sel viisil.
Protseduur koosneb 3 etapist. See on hõbeda lahustamine lämmastikhappes, selle tsementeerimine ja sulatamine ning hõbeda otsene puhastamine kodus elektrolüüsi teel.
Lämmastikhappega lahustamine
Hõbenitraat valmistatakse kohe kogu protsessi jaoks – tavaliselt võetakse ühe liitri lahusti kohta 50 grammi metalli (selle suhte saamiseks lahustatakse 32 g vanametalli 80 g hüdrogeenitud lämmastikoksiidis V). Hape tuleb lahjendada veega võrdsetes osades ja segada klaaspulgaga. Hõbedat on võimalik rafineerida nitraadiga, segades ammooniumnitraati elektrolüüdiga (söötme reaktsiooniga alla 7), et saada sama HNO3. Saadud lahusele lisatakse hõbedatükid. Segu tuleks jätta üleminekuks 10-11 tunniksvedrustuses olev metall ei teki kohe. Võimalik on punakaspruuni gaasi äkiline eraldumine. Kui lahus muutub sinakaks või rohekaks, näitab see vitriooli või raua lisandite olemasolu. Hõbeda rafineerimine lämmastikhappega toimib paremini juhtudel, kui pole intensiivset värvimist.
Hõbetsemendi kaevandamine
Hõbedaga asendusreaktsiooni läbiviimiseks lisatakse segule vaskpulgad. Peaaegu kohe hakkab punase metalli pinnale sadestuma väärismetall, mida tuleks protsessi kiirendamiseks perioodiliselt lahuseks maha raputada. Kui kangid on täielikult lahustunud, tuleb need asendada uutega. Reaktsiooni lõpp seisneb antud juhul lahuse jahutamises ja selle fraktsioneerivas eraldamises hõbetsemendi ja sinakas vedelateks osadeks.
Filtreerimine
Metalli lahusest eraldamiseks kasutatakse lehtrit ja filterpaberit. Lahus tsemendiga valatakse spetsiaalselt ettevalmistatud anumasse: vasesool voolab läbi pärgamendikihi ja hõbe jääb pinnale. Seejärel tuleb filtraati veel 5 korda destilleeritud veega pesta.
Tõenäoliselt on lahuses hõbedat alles. Selle ekstraheerimiseks lisatakse vasesoolale lauasoola, kuni moodustub kohupiima sade.
Hõbetsementi kuivatatakse. Sulandumine toimub tiiglis, mida eeldatavasti ei kasutata puhtamate proovidega töötamiseks. Proovi tuleb kuumutada ühtlaselt, et vältida hõbeda või oksüdeerunud tolmu hajumist. Saab pinnalesulatage, lisage võrdsetes vahekordades segatud söögisoodat ja booraksit – kompositsioon loob metalli peale klaasja kile, mis kaitseb kadude eest.
Saadud aine on alus. Selle põhjalikumaks puhastamiseks on vaja hõbeda elektrolüüsi. Rafineerimine toimub sel juhul juba ülalkirjeldatud meetodil – selleks on mugav metall graanuliteks sulatada.
Ohutus
On oluline, et ruum oleks hästi ventileeritud. Kaitsena on soovitatav kasutada kindaid, hommikumantlit ja kaitseprille. Happe mahavalgumise vältimiseks lisatakse veele kontsentraat ise, mitte vastupidi. HNO3 saamine vahetusreaktsiooniga on kõige ohutum meetod hõbeda rafineerimiseks. Ammooniumnitraat segatakse sel juhul elektrolüüdiga (söötme reaktsioon on alla 7). Keemiliste klaasnõude temperatuurikindlust tuleks testida, kuna protsessi kuumus võib ületada 100 kraadi. Happe pritsimise vältimiseks ei täideta rohkem kui kolmandik anumast lahusega.
Tulemused
Hõbeda rafineerimine ei ole teatud kogemuste ja varustusega keeruline protseduur. Kui järgite ohutusmeetmeid, saate seda teha mittelaborikeskkonnas.
Kvaliteetseima metalli saamiseks on mugav kasutada hõbeda rafineerimist kodus elektrolüüsi teel, kuna see meetod minimeerib voolu kasutamisest tingitud lisandite tekkeriski.
