Šiuo metu yra daugybė metalų valymo metodų, taikomų tiek laboratorijoje, tiek namuose. Vienas iš šių būdų yra rafinavimas, kuris iki šiol buvo naudojamas tik specializuotose įmonėse, naudojant patentuotas technologijas.
Kas yra tobulinimas
Paprastai sąvoka „rafinavimas“reiškia didelio grynumo metalo gavimą atliekant daugybę procedūrų, skirtų priemaišoms pašalinti. Šis procesas vyksta keliais etapais, kurių kiekviename naudojami tam tikri fizikiniai ir cheminiai metodai, skirti atskirti trukdančias medžiagas. Taurieji metalai dažnai rafinuojami tokiu būdu.
Nr.
Sidabro rafinavimas
Šis valymo būdas dažnai naudojamas aukštos kokybės sidabrui gauti. Apskritai procedūra nesiskiria nuo panašių metodų, taikomų kitiems tauriesiems, juodiesiems ar spalvotiesiems metalams. Pavyzdžiui,aukso ir sidabro arba bet kokių platinos metalų rafinavimas gali būti vienodas. Tik kai kuriais atvejais procedūros skiriasi.
Patobulinimo būdai
Apdirbimo technologijoje sidabro rafinavimas pateikiamas trimis skirtingais būdais – metalas gali būti išvalytas nuo priemaišų cheminiu, elektrolitiniu ar kupeliavimo metodais. Chloro perteklius pašalinamas retai. Technikos pasirinkimą lemia apdirbamo sidabro kiekis ir jo būklė. Taip pat svarbios ir gamybos proceso ypatybės.
Kaip pasirenkamas kelias
Iš pradžių aukštos kokybės sidabrui naudojamas elektrolitinis valymas. Paprastai naudojant šį metodą gaunama kasdienė produkcija. Elektrolizė padeda gauti išskirtinai gryną sidabrą dėl redokso sąveikos, į kurią valymo metu nepatenka priemaišų.
Tuo atveju, kai argentas yra tirpalo pavidalo (netirpūs sulfatai ir chloridai), ekonomiškiausias ir patogiausias metalo nusodinimo būdas yra cheminis (tam tikrais atvejais elektrocheminis) metodas.
Žemos kokybės lydiniai dažniausiai atskiriami naudojant kupeliaciją – tokiu atveju lengviausia padidinti mišinio grynumą.
Kupeliacijos metodas
Šiam rafinavimui reikalinga orkaitė su į puodelį panašiu (bandymo) tigliu. Valymo procese naudojamas švinas, kurio lydalas oksiduojamas sidabru, esant deguoniui. Visos priemaišos, įskaitant tirpiklį, yra atskirtos nuo tauriųjųmetalas, suteikiant jam santykinį grynumą: aukso ir platinos šeimos metalai lieka lydinyje.
Norint rafinuoti, orkaitė turi būti įkaitinta. Į jį dedamas techninis švino-sidabro mišinys, kuris kaitinamas, kol visiškai ištirps. Atmosferos oro srautai paleidžiami į krosnį, sukeldami turinio komponentų oksidaciją. Pasibaigus terminiam apdorojimui, tiglis išimamas ir supilamas į formas.
Krosnies vidus išklotas marlu – viena iš molio rūšių, praturtinto kalkakmeniu ir turinčio porėtą struktūrą. Jis sugeria švino oksidus, susidariusius rafinavimo proceso metu, nes pastarieji yra linkę išgaruoti veikiami oro srovės. Išeigoje, oksidavus priemaišas, gaunamas lydinys su vaivorykštės vaivorykštės paviršiumi. Kai jis įtrūksta, mišinyje matomas ryškus sidabro blizgesys, o tai rodo, kad rafinavimas baigtas.
Kupeliacija laikomas grubiausiu valymo metodu dėl to, kad nepasiekiamas visiškas nešvarumų pašalinimas: visi lydinyje esantys taurieji metalai lieka vietoje. Aukso, sidabro ir platinos grupės metalų rafinavimas jų atskyrimui atliekamas kitais būdais.
Elektrolizės metodas
Elektrolizė, kaip afinacijos metodas, atliekama dvigubo elektronų sluoksnio sąmone: proceso anodu tampa užterštas sidabro fragmentas, įdėtas į maišelį, o katodu – plonos plokštės, suformuotos iš nerūdijančio plieno. Elektrodai panardinami į valomo metalo nitrato tirpalą (koncentracijajonų - iki 50 mg / ml), įpilama azoto rūgšties, kurios tankis yra 1,5 g / l, ir praleidžiama elektros srovė.
Neištirpusios sidabro nuolaužos ir nešvarumai kaupiasi anodo maišeliuose. Katodinėje erdvėje grynas mėginys surenkamas mikrokristalinėje formoje. Išsiskiriančio sidabro tūris gali augti link kito sistemos poliaus, o tai išprovokuoja trumpąjį jungimą. Siekiant išvengti tokios situacijos, išaugę kristaliniai fragmentai, maišant tirpalą, nutrūksta lygiagrečiai elektrodams šalia katodo vietos. Gautas sidabras išgaunamas kaip nuosėdos ir vėliau supilamas į luitus. Svarbu laiku pakeisti elektrolitą, nes jei varis yra kaip priemaiša, pasibaigus norimam procesui prasidės jo nusodinimas ant katodo virš tauriojo metalo.
Jei sidabro tirpalas veikia kaip galvaninis elementas, elektrolitinis metodas taip pat yra efektyviausias metalui atskirti. Anodas gali būti grafitas arba nerūdijantis (lydiniai), katodas gali būti nerūdijančio plieno. Elemento įtampa nustatoma ne daugiau kaip 2 V. Pati reakcija vyksta tol, kol nusėda visas sidabras.
Cheminis rafinavimas
Sidabras gali būti išgaunamas iš druskų ar koloidų tirpalų cheminėmis technologijomis. Procesas yra kelių etapų. Procedūrai reikalingas natrio sulfitas, kurio pridėjus vyksta mainų reakcija, nusėdant juodoms naujos tauriojo metalo druskos nuosėdoms. Baigus sąveiką su gautuį tirpalą įpilama amoniako (amonio chlorido) arba valgomosios druskos. Mišinys nusistovėjęs iki skaidraus dalinio atsiskyrimo - turėtų susidaryti drumstos ir skaidrios dalys. Sidabras laikomas visiškai nusodintu, jei pridėjus druskų nesudrumsčiama.
Yra du būdai gryną metalą išgauti iš chlorido – sausą ir šlapią.
Karbonatinis metodas sidabrui atskirti nuo chlorido
Ši technologija apima gryno sidabro gavimą iš džiovinto chlorido – medžiaga susijungia su pusiausvyros kiekiu natrio karbonato. Tiglyje gautas mišinys kaitinamas (tik dubenį reikia užpildyti iki pusės, nes dėl dujų išsiskyrimo padidėja turinio tūris). Susidarius lakiems produktams, proceso temperatūra pakyla, pasiekdama lygiam lydymuisi reikalingas vertes.
Sistemai atvėsus, sidabras išgaunamas ir išlydomas iš naujo, po to produktas gali būti laikomas baigtu. Neigiamas dalykas gali būti tai, kad techninė soda neigiamai veikia tiglio būklę. Pagrindinis šio cheminio rafinavimo metodo pranašumas yra jo greitis.
Reduktyvinis sidabro atskyrimo nuo chlorido metodas
Norėdami atkurti sidabrą iš tirpalo, galite paimti skirtingus reagentų rinkinius – sieros rūgštį su cinku arba geležimi arba druskos rūgštį su tais pačiais metalais, įskaitant aliuminį.
Vienas iš elementų įvedamas į chlorido terpę. Pasirinkta rūgštis įpilama į susidariusį dumblą, kurio koncentracija 0,2masinių akcijų. Tirpalą galite įpilti dalimis, kontroliuodami reakcijos laipsnį ir papildydami likučius, kai ji baigiasi. Kokybinis sąveikos požymis šiuo atveju yra vandenilio išsiskyrimas – dujos nustoja formuotis tuo metu, kai visiškai ištirpsta metalas arba išnyksta rūgštis (jos sunaudojimą gali įrodyti indikatorinis popierius).
Sidabro išskyrimas nuo druskos baigiamas, kai sistema tampa panaši į švino atspalvį. Po to pridedama rūgštis, kad likusieji nepageidaujamų metalų fragmentai būtų perkelti į tirpalą (didelės dalys pašalinamos rankiniu būdu). Likusios miltelių medžiagos (vadinamasis sidabro cementas) išvalomos distiliuotu vandeniu, išdžiovinamos ir išlydomos.
Chloro rafinavimas
Šis metodas pagrįstas prielaida, kad sidabras ir netaurieji metalai reaguoja greičiau nei auksas ir platinos elementų šeima chloro atmosferoje. Tai leidžia atskirti paskutines medžiagas nuo išgrynintos (rafinavimo technologijoje daugiausiai pastangų reikalaujantis procesas yra tauriųjų lydinių atskyrimas).
Išlydytas juodasis auksas praleidžiamas per dujinį chlorą. Sąveika prasideda nuo nekilnaus tipo priemaišų elementų, tada sidabras pereina į junginio formą, kurią vėliau galima išskirti kitais rafinavimo metodais. Chloridai mišinyje plūduriuoja į paviršių dėl mažesnio druskų tankio, palyginti su metalais.
Rafinavimas kitais atvejais
Jei sidabre yra vario priemaišų, racionalu kalbėti ne apie lydinį, o apie metalų mišinį (gali būti pavaizduotasdrožlės). Tada netaurieji metalai gali būti ištirpinti azoto ir sieros rūgštimis. Koncentruotos medžiagos naudojamos š alto arba karšto pavidalo (reakcijos greitis priklauso nuo to).
Norint pašalinti sidabrinį apvalkalą nuo gaminių, mišinys kaitinamas virš alkoholio lempos arba vandens vonioje. Esant žemesnei nei 50-60 laipsnių temperatūrai, galima naudoti stiklinius ar porcelianinius indus. Tokiu pat būdu valomą metalą galite atskirti nikeliu, alavu ar švinu.
Sidabro gryninimas namuose
Visi aukščiau aprašyti metodai teoriškai tinka naudoti namuose, atsižvelgiant į specialią įrangą ir patirtį. Pradedantiesiems geriau išbandyti elektrolitinį metodą. Paprastai tokiu būdu sidabras išvalomas iš kontaktų.
Procedūra susideda iš 3 etapų. Tai sidabro ištirpinimas azoto rūgštyje, jo cementavimas ir lydymas bei tiesioginis sidabro valymas namuose elektrolizės būdu.
Tirpinimas azoto rūgštimi
Sidabro nitratas ruošiamas iš karto visam procesui – paprastai vienam litrui tirpiklio imama 50 gramų metalo (tokiam santykiui gauti 32 g laužo ištirpinama 80 g hidrinto azoto oksido V). Rūgštį reikia atskiesti lygiomis dalimis vandeniu ir sumaišyti stikline lazdele. Sidabrą galima valyti nitratu, sumaišius amonio salietrą su elektrolitu (kai terpės reakcija mažesnė nei 7), kad gautųsi tas pats HNO3. Į gautą tirpalą pridedami sidabro gabaliukai. Mišinys turi būti paliktas 10-11 valandų, kaip perėjimasmetalas pakaboje neatsiras iš karto. Galimas smarkus raudonai rudų dujų išsiskyrimas. Jei tirpalas tampa melsvas arba žalsvas, tai rodo, kad yra vitriolio arba geležies priemaišų. Sidabro rafinavimas azoto rūgštimi veikia geriau tais atvejais, kai nėra intensyvaus dažymo.
Sidabrinio cemento gavyba
Į mišinį pridedami vario strypai, kad būtų atlikta pakeitimo reakcija sidabru. Beveik iš karto ant raudonojo metalo paviršiaus pradeda nusodinti taurusis metalas, kurį reikia periodiškai nukratyti į tirpalą, kad procesas paspartėtų. Jei strypai visiškai ištirpo, juos reikia pakeisti naujais. Reakcijos pabaiga šiuo atveju yra tirpalo aušinimas ir jo dalinis atskyrimas į sidabro cemento ir melsvos spalvos skystas dalis.
Filtravimas
Metalui nuo tirpalo atskirti naudojamas piltuvas ir filtravimo popierius. Tirpalas su cementu pilamas į specialiai paruoštą indą: vario druska teka per pergamento sluoksnį, o sidabras lieka ant paviršiaus. Vėliau filtratą reikia dar 5 kartus plauti distiliuotu vandeniu.
Tikriausiai tirpale liko sidabro. Norėdami jį išgauti, į vario druską dedama valgomosios druskos, kol susidarys varškės nuosėdos.
Džiovinamas sidabrinis cementas. Lydymas atliekamas tiglyje, kuris neturėtų būti naudojamas darbui su grynesniais mėginiais. Mėginys turi būti kaitinamas tolygiai, kad neišsibarstytų sidabras ar oksiduotos dulkės. Gali pavirstiištirpinkite, įpilkite kepimo sodos ir borakso, sumaišyto lygiomis dalimis – kompozicija virš metalo sukurs stiklinę plėvelę, kuri apsaugo nuo nuostolių.
Gauto medžiaga yra bazinė. Norint jį kruopščiau išvalyti, reikalinga sidabro elektrolizė. Rafinavimas šiuo atveju atliekamas pagal jau aprašytą metodą – tam patogu metalą išlydyti į granules.
Sauga
Svarbu, kad patalpa būtų gerai vėdinama. Kaip apsaugą rekomenduojama mūvėti pirštines, chalatą ir apsauginius akinius. Kad rūgštis neišsilietų, į vandenį pilamas pats koncentratas, o ne atvirkščiai. HNO3 gavimas mainų reakcijos būdu yra saugiausias sidabro gryninimo būdas. Amonio nitratas šiuo atveju sumaišomas su elektrolitu (terpės reakcija yra mažesnė nei 7). Reikėtų patikrinti cheminių stiklinių indų atsparumą temperatūrai, nes proceso įkaitimas gali viršyti 100 laipsnių. Ne daugiau kaip trečdalis indo užpildoma tirpalu, kad būtų išvengta rūgšties purslų.
Rezultatai
Sidabro valymas nėra sudėtinga procedūra su tam tikra patirtimi ir įranga. Jei laikysitės saugos priemonių, galite tai atlikti ne laboratorinėje aplinkoje.
Norint gauti aukščiausios kokybės metalą, patogu naudoti sidabro valymą elektrolizės būdu namuose, nes šis metodas sumažina priemaišų atsiradimo dėl srovės naudojimo riziką.
