Attualmente esistono molti metodi per pulire i metalli, applicabili sia in laboratorio che a casa. Uno di questi metodi è la raffinazione, che fino a poco tempo fa veniva utilizzata esclusivamente presso aziende specializzate che utilizzavano tecnologie brevettate.
Cos'è la raffinazione
Di solito, il concetto di "raffinazione" significa ottenere un metallo di elevata purezza attraverso una serie di procedure per rimuovere le impurità. Questo processo si svolge in più fasi, ciascuna delle quali utilizza determinati metodi fisico-chimici per separare le sostanze interferenti. I metalli preziosi vengono spesso raffinati in questo modo.
La materia prima per la raffinazione in questo caso può essere rottami di gioielli, "schiuma d'argento", fanghi dopo la pulizia elettrica delle sostanze rilevanti e barbottina d'oro.
Raffinazione dell'argento
Spesso questo metodo di pulizia viene utilizzato per ottenere argento di alta qualità. In generale, la procedura non è diversa da metodi simili eseguiti per altri metalli nobili, ferrosi o non ferrosi. Per esempio,la raffinazione dell'oro e dell'argento o di qualsiasi metallo platino può essere la stessa. Solo in alcuni casi le procedure differiscono.
Modalità di raffinazione
Nella tecnologia di lavorazione, la raffinazione dell'argento si presenta in tre modi diversi: il metallo può essere purificato dalle impurità mediante metodi chimici, elettrolitici o di coppellazione. La rimozione del cloro in eccesso viene utilizzata raramente. La scelta della tecnica è determinata dalla quantità di argento lavorato e dalle sue condizioni. Anche le caratteristiche del processo di produzione contano.
Come viene scelto il percorso
La raffinazione elettrolitica viene utilizzata per l'argento inizialmente di alta qualità. Di solito, quando si utilizza questo metodo, c'è un output giornaliero. L'elettrolisi aiuta ad ottenere argento eccezionalmente puro attraverso un'interazione redox in cui le impurità non entrano al momento della purificazione.
Nel caso in cui l'argentum sia in forma di soluzione (solfati e cloruri insolubili), il metodo più economico e conveniente per la deposizione dei metalli è il metodo chimico (in alcune situazioni elettrochimico).
Le leghe di bassa qualità vengono spesso separate mediante coppellazione: in questo caso, è più facile aumentare la purezza della miscela.
Metodo di coppellazione
Questo tipo di raffinazione richiede un forno con un crogiolo a tazza (test). Nel processo di purificazione viene utilizzato piombo, il cui fuso viene ossidato con argento in presenza di ossigeno. Tutte le impurità, compreso il solvente, vengono separate dal nobilemetallo, conferendogli una relativa purezza: i metalli della famiglia dell'oro e del platino rimangono nella lega.
Per la raffinazione, il forno deve essere preriscaldato. Al suo interno viene inserita una miscela tecnica di piombo e argento, che viene riscaldata fino a completa fusione. Flussi di aria atmosferica vengono lanciati nel forno, provocando l'ossidazione dei componenti del contenuto. Al termine del trattamento termico, il crogiolo viene rimosso e versato negli stampi.
L'interno della fornace è rivestito di marna, uno dei tipi di argilla arricchita con calcare e con una struttura porosa. Assorbe gli ossidi di piombo formatisi durante il processo di raffinazione, poiché questi ultimi tendono ad evaporare se esposti alle correnti d'aria. In uscita, dopo l'ossidazione delle impurità, si ottiene una lega con superficie iridescente iridescente. Quando si screpola, nella miscela si può vedere una brillante lucentezza argentata, che indica il completamento della raffinazione.
La coppellazione è considerata il metodo di pulizia più grossolano in quanto non si ottiene l'eliminazione completa delle impurità: tutti i metalli nobili nella lega rimangono al loro posto. La raffinazione dei metalli del gruppo dell'oro, dell'argento e del platino per la loro separazione viene effettuata con altri metodi.
Metodo di elettrolisi
L'elettrolisi come metodo di affinamento viene effettuata con la coscienza di un doppio strato di elettroni: un frammento d'argento contaminato posto in una sacca diventa l'anodo del processo, e lastre sottili formate da acciaio non corrosivo diventano il catodo. Gli elettrodi vengono immersi in una soluzione di nitrato del metallo da pulire (concentrazioneioni - fino a 50 mg / ml), viene aggiunto acido nitrico con una densità di 1,5 g / l e viene fatta passare una corrente elettrica.
I frammenti d'argento non disciolti e le impurità si raccolgono nei sacchetti dell'anodo. Nello spazio catodico viene raccolto un campione puro in forma microcristallina. Il volume di argento rilasciato può crescere verso l' altro polo del sistema, provocando un cortocircuito. Per prevenire una tale situazione, i frammenti cristallini cresciuti, quando la soluzione viene agitata, si staccano parallelamente agli elettrodi vicino alla posizione del catodo. L'argento risultante viene recuperato come precipitato e successivamente colato in lingotti. È importante sostituire l'elettrolita in tempo, perché se il rame è presente come impurità, al termine del processo desiderato, inizierà la sua deposizione sul catodo sopra il metallo nobile.
Se la soluzione d'argento si comporta come una cella galvanica, il metodo elettrolitico è anche il più efficace per separare il metallo. L'anodo può essere di grafite o non corrosivo (leghe), il catodo può essere di acciaio inossidabile. La tensione nell'elemento è impostata a un livello non superiore a 2 V. La reazione stessa viene eseguita fino a quando tutto l'argento si è depositato.
Raffinazione chimica
L'argento può essere estratto da soluzioni di sali o colloidi mediante tecnologie chimiche. Il processo è in più fasi. La procedura richiede solfito di sodio, dopo l'aggiunta del quale avviene una reazione di scambio con la precipitazione di un precipitato nero di un nuovo sale di un metallo nobile. Al termine dell'interazione con il ricevutoalla soluzione viene aggiunta ammoniaca (cloruro di ammonio) o sale comune. La miscela viene depositata fino a una chiara separazione frazionata: dovrebbero formarsi parti torbide e trasparenti. L'argento è considerato completamente precipitato se l'aggiunta di sali non provoca torbidità.
Ci sono due modi per estrarre il metallo puro dal cloruro: secco e umido.
Metodo del carbonato per separare l'argento dal cloruro
Questa tecnologia comporta l'ottenimento di argento puro dal cloruro essiccato: la sostanza si combina con una quantità equilibrata di carbonato di sodio. Nel crogiolo viene riscaldata la miscela risultante (è solo necessario riempire la ciotola a metà a causa dell'aumento del volume del contenuto dovuto al rilascio di gas). Dopo la formazione dei prodotti volatili, la temperatura del processo sale, raggiungendo i valori necessari per una fusione omogenea.
Dopo che il sistema si è raffreddato, l'argento viene estratto e rifuso, dopodiché il prodotto può essere considerato finito. Un punto negativo potrebbe essere il fatto che la soda tecnica ha un effetto negativo sullo stato del crogiolo. Il principale vantaggio di questo metodo di raffinazione chimica è la sua velocità.
Metodo riduttivo per separare l'argento dal cloruro
Per ripristinare l'argento da una soluzione, puoi prendere diversi set di reagenti: acido solforico con zinco o ferro o acido cloridrico con gli stessi metalli, incluso l'alluminio.
Uno degli elementi viene introdotto nel mezzo cloruro. L'acido selezionato viene aggiunto al fango risultante con una concentrazione di 0,2azioni di massa. È possibile aggiungere la soluzione in parti, controllando il grado di reazione e rabboccando i residui a suo completamento. Un segno qualitativo dell'interazione in questo caso è l'evoluzione dell'idrogeno: il gas cessa di formarsi al momento della completa dissoluzione del metallo o della scomparsa dell'acido (il suo consumo può essere evidenziato dalla carta indicatrice).
L'isolamento dell'argento dal sale è completato quando il sistema diventa simile nella tonalità al piombo. Successivamente, viene aggiunto acido per trasferire in soluzione i frammenti rimanenti di metalli indesiderati (le parti grandi vengono rimosse manualmente). La restante sostanza in polvere (il cosiddetto cemento d'argento) viene pulita con acqua distillata, asciugata e fusa.
Raffinazione del cloro
Il metodo si basa sul presupposto che l'argento ei metalli di base reagiscono più velocemente dell'oro e della famiglia di elementi del platino in un'atmosfera di cloro. Questo permette di separare le ultime sostanze da quella purificata (nella tecnologia di raffinazione il processo più laborioso è la separazione delle leghe nobili).
L'oro nero in forma fusa viene fatto passare attraverso il cloro gassoso. L'interazione inizia con elementi di impurità di tipo non nobile, quindi l'argento passa nella forma del composto, che può essere successivamente isolato con altri metodi di raffinazione. I cloruri nella miscela galleggiano in superficie a causa della minore densità dei sali rispetto ai metalli.
Perfezionamento in altri casi
Nel caso della presenza di un'impurità di rame nell'argento, è razionale parlare non di una lega, ma di un miscuglio di metalli (può essere rappresentato intrucioli). Quindi il metallo di base può essere sciolto con acido nitrico e solforico. Le sostanze concentrate vengono utilizzate in forma fredda o calda (la velocità di reazione dipende da questo).
Per rimuovere il guscio d'argento dai prodotti, la miscela viene riscaldata su una lampada ad alcool oa bagnomaria. A temperature inferiori a 50-60 gradi è possibile utilizzare stoviglie in vetro o porcellana. Allo stesso modo, puoi separare il metallo da pulire con nichel, stagno o piombo.
Raffinare l'argento a casa
Tutti i metodi sopra descritti sono teoricamente adatti all'uso domestico, previa attrezzatura ed esperienza speciali. Per i principianti, è meglio provare il metodo elettrolitico. Di solito, l'argento viene raffinato dai contatti in questo modo.
La procedura è composta da 3 fasi. Questa è la dissoluzione dell'argento nell'acido nitrico, la sua cementazione e fusione e la raffinazione dell'argento direttamente a casa mediante elettrolisi.
Dissoluzione con acido nitrico
Il nitrato d'argento viene preparato immediatamente per l'intero processo - di solito vengono presi 50 grammi di metallo per litro di solvente (per ottenere questo rapporto, 32 g di rottame vengono sciolti in 80 g di ossido nitrico idrogenato V). L'acido deve essere diluito in proporzioni uguali con acqua e miscelato con una bacchetta di vetro. È possibile effettuare la raffinazione dell'argento con nitrato miscelando nitrato di ammonio con un elettrolita (con una reazione del mezzo inferiore a 7) per ottenere lo stesso HNO3. Pezzi d'argento vengono aggiunti alla soluzione risultante. La miscela dovrebbe essere lasciata per 10-11 ore, come passaggiometallo in sospensione non accadrà immediatamente. È possibile l'emissione violenta di gas rosso-marrone. Se la soluzione diventa bluastra o verdastra, ciò indica la presenza di impurità al vetriolo o di ferro. La raffinazione dell'argento con acido nitrico funziona meglio nei casi in cui non vi è alcuna colorazione intensa.
Estrazione cemento argento
Barre di rame vengono aggiunte alla miscela per effettuare una reazione di sostituzione con l'argento. Quasi immediatamente, un metallo nobile inizia a precipitare sulla superficie del metallo rosso, che dovrebbe essere periodicamente scosso in una soluzione per accelerare il processo. Se le barre sono completamente sciolte, devono essere sostituite con nuove. La fine della reazione in questo caso è il raffreddamento della soluzione e la sua separazione frazionata in cemento argento e parti liquide bluastre.
Filtraggio
Un imbuto e carta da filtro vengono utilizzati per separare il metallo dalla soluzione. La soluzione con cemento viene versata in un contenitore appositamente preparato: il sale di rame scorre attraverso lo strato di pergamena e l'argento rimane in superficie. Successivamente è necessario lavare il filtrato altre 5 volte con acqua distillata.
Probabilmente c'è dell'argento rimasto nella soluzione. Per estrarlo, si aggiunge sale da cucina al sale di rame fino a formare un precipitato di cagliata.
Cemento argentato in essiccazione. La fusione viene eseguita in un crogiolo, che non dovrebbe essere utilizzato per lavorare con campioni più puri. Il campione deve essere riscaldato in modo uniforme per evitare la dispersione di polvere d'argento o ossidata. Può emergeresciogliere, aggiungere bicarbonato di sodio e borace, mescolati in proporzioni uguali: la composizione creerà una pellicola vitrea sul metallo che protegge dalle perdite.
La sostanza risultante è base. Per una sua purificazione più completa, è necessaria l'elettrolisi dell'argento. La raffinazione in questo caso viene eseguita secondo il metodo già descritto sopra - per questo è conveniente fondere il metallo in granuli.
Sicurezza
È importante che la stanza sia ben ventilata. Come protezione, si consiglia di utilizzare guanti, camice e occhiali protettivi. Per evitare la fuoriuscita di acido, il concentrato stesso viene aggiunto all'acqua e non viceversa. L'ottenimento di HNO3 mediante reazione di scambio è il metodo più sicuro con cui l'argento può essere raffinato. Il nitrato di ammonio in questo caso viene miscelato con l'elettrolita (la reazione del mezzo è inferiore a 7). La vetreria chimica deve essere testata per la resistenza alla temperatura, poiché il calore del processo può superare i 100 gradi. Non più di un terzo del recipiente è riempito con la soluzione per evitare schizzi di acido.
Risultati
La raffinazione dell'argento non è una procedura difficile con una certa esperienza e attrezzatura. Se segui le misure di sicurezza, puoi eseguirlo in un ambiente non di laboratorio.
Per ottenere metallo della massima qualità, è conveniente utilizzare la raffinazione dell'argento mediante elettrolisi a casa, poiché questo metodo riduce al minimo il rischio di impurità dovute all'uso della corrente.
