Ներկայումս կան մետաղների մաքրման բազմաթիվ մեթոդներ, որոնք կիրառելի են ինչպես լաբորատորիայում, այնպես էլ տնային պայմաններում։ Այդ մեթոդներից մեկը վերամշակումն է, որը մինչև վերջերս կիրառվում էր բացառապես արտոնագրված տեխնոլոգիաներ օգտագործող մասնագիտացված ձեռնարկություններում։
Ինչ է զտվում
Սովորաբար, «զտում» հասկացությունը նշանակում է բարձր մաքրության մետաղի ստացում մի շարք պրոցեդուրաների միջոցով՝ կեղտերը հեռացնելու համար: Այս գործընթացն իրականացվում է մի քանի փուլով, որոնցից յուրաքանչյուրում օգտագործվում են որոշակի ֆիզիկաքիմիական մեթոդներ՝ խանգարող նյութերի տարանջատման համար։ Թանկարժեք մետաղները հաճախ զտվում են այս կերպ։
Զտման հումքը այս դեպքում կարող է լինել ոսկերչական ջարդոն, «արծաթի փրփուրը», համապատասխան նյութերի էլեկտրամաքրումից հետո տիղմը և սայթաքել ոսկին։
Արծաթի զտում
Հաճախ մաքրման այս մեթոդն օգտագործվում է բարձրորակ արծաթ ստանալու համար: Ընդհանուր առմամբ, ընթացակարգը չի տարբերվում նմանատիպ մեթոդներից, որոնք իրականացվում են այլ ազնիվ, գունավոր կամ գունավոր մետաղների համար: Օրինակ,ոսկու և արծաթի կամ ցանկացած պլատինե մետաղի զտումը կարող է նույնը լինել: Միայն որոշ դեպքերում ընթացակարգերը տարբերվում են։
Զտման եղանակներ
Մշակման տեխնոլոգիայի մեջ արծաթի զտումը ներկայացված է երեք տարբեր եղանակներով. մետաղը կարող է մաքրվել կեղտից քիմիական, էլեկտրոլիտիկ կամ գավաթային մեթոդներով: Ավելորդ քլորի հեռացումը հազվադեպ է օգտագործվում: Տեխնիկայի ընտրությունը որոշվում է մշակված արծաթի քանակով և դրա վիճակով։ Արտադրության գործընթացի առանձնահատկությունները նույնպես կարևոր են։
Ինչպես է ընտրված ճանապարհը
Էլեկտրոլիտիկ զտումը օգտագործվում է սկզբնական բարձր կարգի արծաթի համար: Սովորաբար, այս մեթոդի կիրառման ժամանակ կա օրական արդյունք: Էլեկտրոլիզը օգնում է ստանալ բացառիկ մաքուր արծաթ ռեդոքս փոխազդեցության միջոցով, որի մեջ կեղտերը չեն մտնում մաքրման պահին:
Այն դեպքում, երբ արգենտինը լուծույթի (չլուծվող սուլֆատներ և քլորիդներ) տեսքով է, մետաղների նստեցման ամենախնայող և հարմար եղանակը քիմիական (որոշ իրավիճակներում՝ էլեկտրաքիմիական) մեթոդն է։։
Ցածր կարգի համաձուլվածքները ամենից հաճախ առանձնացվում են գավաթի միջոցով. այս դեպքում ամենահեշտն է ավելացնել խառնուրդի մաքրությունը:
Կուպելյացիայի մեթոդ
Այս տեսակի զտման համար պահանջվում է վառարան՝ գավաթանման (փորձարկման) խառնարանով: Մաքրման գործընթացում օգտագործվում է կապար, որի հալոցը թթվածնի առկայության դեպքում օքսիդացվում է արծաթով։ Բոլոր կեղտերը, ներառյալ լուծիչը, առանձնացված են ազնվականիցմետաղը, տալով նրան հարաբերական մաքրություն. ոսկին և պլատինի ընտանիքի մետաղները մնում են համաձուլվածքում։
Զտման համար ջեռոցը պետք է նախապես տաքացվի։ Նրանում տեղադրվում է տեխնիկական կապարի-արծաթի խառնուրդ, որը տաքացնում են մինչև ամբողջովին հալվելը։ Մթնոլորտային օդի հոսքերը թափվում են վառարան՝ առաջացնելով պարունակության բաղադրիչների օքսիդացում։ Ջերմային մշակման վերջում խառնարանը հանվում է և լցնում կաղապարների մեջ։
Վառարանի ներսը երեսպատված է մերգելով՝ կրաքարով հարստացված և ծակոտկեն կառուցվածք ունեցող կավի տեսակներից։ Այն կլանում է զտման ընթացքում առաջացած կապարի օքսիդները, քանի որ վերջիններս հակված են գոլորշիացման, երբ ենթարկվում են օդային հոսանքների: Ելքում, կեղտերի օքսիդացումից հետո, ստացվում է երանգավոր ծիածանագույն մակերեսով համաձուլվածք։ Երբ այն ճաքում է, խառնուրդի մեջ նկատվում է վառ արծաթագույն փայլ, որը ցույց է տալիս զտման ավարտը։
Կուպելյացիան համարվում է մաքրման ամենակոպիտ մեթոդը, քանի որ ձեռք է բերվում կեղտերի ոչ ամբողջական վերացում. համաձուլվածքի բոլոր ազնիվ մետաղները մնում են տեղում: Ոսկու, արծաթի և պլատինի խմբի մետաղների զտումը դրանց տարանջատման համար իրականացվում է այլ մեթոդներով։
Էլեկտրոլիզի մեթոդ
Էլեկտրոլիզը որպես աֆինացման մեթոդ իրականացվում է կրկնակի էլեկտրոնային շերտի գիտակցությամբ. տոպրակի մեջ դրված աղտոտված արծաթի բեկորը դառնում է պրոցեսի անոդ, իսկ ոչ քայքայիչ պողպատից ձևավորված բարակ թիթեղները՝ կաթոդ: Էլեկտրոդները ընկղմվում են մաքրվող մետաղի նիտրատի լուծույթի մեջ (խտացումիոններ՝ մինչև 50 մգ/մլ), ավելացնում են ազոտական թթու՝ 1,5 գ/լ խտությամբ և անցնում էլեկտրական հոսանք։
Անոդային պարկերում հավաքվում են չլուծված արծաթի բեկորներ և կեղտեր: Կաթոդային տարածության մեջ մաքուր նմուշ է հավաքվում միկրոբյուրեղային տեսքով: Ազատված արծաթի ծավալը կարող է աճել դեպի համակարգի մյուս բևեռը, ինչը կարճ միացում է հրահրում։ Նման իրավիճակը կանխելու համար աճեցված բյուրեղային բեկորները, երբ լուծույթը խառնվում է, անջատվում են կաթոդի գտնվելու վայրի մոտ գտնվող էլեկտրոդներին զուգահեռ: Ստացված արծաթը վերականգնվում է որպես նստվածք և այնուհետև ձուլվում ձուլակտորների մեջ: Կարևոր է ժամանակին փոխարինել էլեկտրոլիտը, քանի որ եթե պղինձը առկա է որպես աղտոտվածություն, ապա ցանկալի գործընթացի վերջում կսկսվի դրա նստեցումը կաթոդի վրա ազնիվ մետաղի վրա։
Եթե արծաթի լուծույթն իրեն դրսևորում է գալվանական բջիջի պես, ապա էլեկտրոլիտիկ մեթոդը նաև ամենաարդյունավետն է մետաղը բաժանելու համար: Անոդը կարող է լինել գրաֆիտ կամ չքայքայիչ (համաձուլվածքներ), կաթոդը՝ չժանգոտվող պողպատ։ Տարրում լարումը սահմանվում է 2 Վ-ից ոչ ավելի մակարդակի վրա: Ռեակցիան ինքնին իրականացվում է այնքան ժամանակ, մինչև ամբողջ արծաթը նստի:
Քիմիական զտում
Արծաթը կարելի է արդյունահանել աղերի կամ կոլոիդների լուծույթներից քիմիական տեխնոլոգիաներով։ Գործընթացը բազմափուլ է. Գործընթացը պահանջում է նատրիումի սուլֆիտ, որի ավելացումից հետո տեղի է ունենում փոխանակման ռեակցիա ազնիվ մետաղի նոր աղի սև նստվածքի նստեցմամբ: Ստացվածի հետ փոխազդեցության ավարտից հետոԼուծույթին ավելացվում է ամոնիակ (ամոնիումի քլորիդ) կամ սովորական աղ։ Խառնուրդը նստում է մինչև հստակ կոտորակային բաժանումը. պետք է ձևավորվեն պղտոր և թափանցիկ մասեր: Արծաթը համարվում է ամբողջությամբ նստվածք, եթե աղերի ավելացումը չի առաջացնում ամպամածություն։
Մաքուր մետաղը քլորիդից հանելու երկու եղանակ կա՝ չոր և թաց:
Կարբոնատային մեթոդ՝ արծաթը քլորիդից առանձնացնելու համար
Այս տեխնոլոգիան ներառում է մաքուր արծաթի ստացում չորացրած քլորիդից. նյութը միավորվում է նատրիումի կարբոնատի հավասարակշռված քանակի հետ: Կարասում ստացված խառնուրդը տաքացնում են (գազի արտազատման պատճառով պարունակության ծավալի ավելացման պատճառով անհրաժեշտ է միայն ամանը կիսով չափ լցնել)։ Ցնդող արտադրանքի ձևավորումից հետո պրոցեսի ջերմաստիճանը բարձրանում է՝ հասնելով սահուն հալման համար անհրաժեշտ արժեքներին։
Համակարգի սառչումից հետո արծաթը արդյունահանվում և նորից հալվում է, որից հետո արտադրանքը կարելի է համարել պատրաստի: Բացասական կետ կարող է լինել այն, որ տեխնիկական գազավորված ըմպելիքը բացասաբար է ազդում կարասի վիճակի վրա։ Քիմիական մաքրման այս մեթոդի հիմնական առավելությունը դրա արագությունն է։
Արծաթը քլորիդից բաժանելու ռեդուկտիվ մեթոդ
Արծաթը լուծույթից վերականգնելու համար կարող եք վերցնել ռեակտիվների տարբեր խմբեր՝ ծծմբաթթու ցինկով կամ երկաթով կամ աղաթթու նույն մետաղներով, ներառյալ ալյումինը:
Տարրերից մեկը ներմուծվում է քլորիդ միջավայրում: Ընտրված թթուն ավելացվում է ստացված տիղմին 0,2 խտությամբզանգվածային բաժնետոմսեր. Դուք կարող եք լուծույթն ավելացնել մասերով՝ վերահսկելով ռեակցիայի աստիճանը և դրա ավարտին լցնելով մնացորդները։ Փոխազդեցության որակական նշանն այս դեպքում ջրածնի էվոլյուցիան է. գազը դադարում է ձևավորվել մետաղի ամբողջական լուծարման կամ թթվի անհետացման պահին (դրա սպառման մասին կարելի է վկայել ցուցիչ թուղթով):
Արծաթի մեկուսացումն աղից ավարտվում է, երբ համակարգը երանգով նմանվում է կապարի: Դրանից հետո թթու են ավելացնում՝ անցանկալի մետաղների մնացած բեկորները լուծույթ տեղափոխելու համար (մեծ մասերը ձեռքով հանվում են): Մնացած փոշի նյութը (այսպես կոչված արծաթյա ցեմենտը) մաքրվում է թորած ջրով, չորանում և հալվում։
Քլորի զտում
Մեթոդը հիմնված է այն ենթադրության վրա, որ արծաթը և հիմնական մետաղներն ավելի արագ են արձագանքում, քան ոսկին և պլատինե ընտանիքի տարրերը քլորի մթնոլորտում: Սա թույլ է տալիս առանձնացնել վերջին նյութերը մաքրվածից (զտման տեխնոլոգիայի մեջ ամենաաշխատատար գործընթացը ազնիվ համաձուլվածքների առանձնացումն է):
Սև ոսկին հալված ձևով անցնում է գազային քլորի միջով: Փոխազդեցությունը սկսվում է ոչ ազնիվ տիպի կեղտոտ տարրերով, այնուհետև արծաթը անցնում է միացության ձևի, որը հետագայում կարող է մեկուսացվել զտման այլ մեթոդներով: Խառնուրդի քլորիդները լողում են դեպի մակերես՝ մետաղների համեմատ աղերի ավելի ցածր խտության պատճառով:
Լրացում այլ դեպքերում
Արծաթում պղնձի խառնուրդի առկայության դեպքում ռացիոնալ է խոսել ոչ թե համաձուլվածքի, այլ մետաղների խառնուրդի մասին (կարելի է ներկայացնել.սափրվելու համար): Այնուհետև հիմնական մետաղը կարող է լուծվել ազոտական և ծծմբական թթուներով: Խտացված նյութերն օգտագործվում են սառը կամ տաք ձևով (ռեակցիայի արագությունը կախված է դրանից):
Արծաթի կեղևը արտադրանքներից հեռացնելու համար խառնուրդը տաքացնում են սպիրտային լամպի վրա կամ ջրային բաղնիքում: 50-60 աստիճանից ցածր ջերմաստիճանում հնարավոր է օգտագործել ապակյա կամ ճենապակյա սպասք։ Նույն կերպ մաքրվող մետաղը կարելի է առանձնացնել նիկելով, թիթեղով կամ կապարով։
Արծաթի մաքրում տանը
Բոլոր վերը նկարագրված մեթոդները տեսականորեն հարմար են տնային օգտագործման համար՝ ենթակա են հատուկ սարքավորումների և փորձի: Սկսնակների համար ավելի լավ է փորձել էլեկտրոլիտիկ մեթոդը: Սովորաբար, արծաթը զտվում է կոնտակտներից այս կերպ:
Պրոցեդուրան բաղկացած է 3 փուլից. Սա արծաթի տարրալուծումն է ազոտաթթվի մեջ, դրա ցեմենտացումը և միաձուլումը և ուղղակիորեն տնային պայմաններում արծաթի զտումը էլեկտրոլիզի միջոցով:
Լրացվում է ազոտաթթվով
Արծաթի նիտրատը պատրաստվում է անմիջապես ամբողջ գործընթացի համար. սովորաբար վերցվում է 50 գրամ մետաղ մեկ լիտր լուծիչի համար (այս հարաբերակցությունը ստանալու համար 32 գ ջարդոն լուծում են 80 գ ջրածնացված ազոտի օքսիդի V-ում): Թթուն պետք է հավասար համամասնությամբ նոսրացվի ջրով և խառնվի ապակե ձողով։ Արծաթի զտումը նիտրատով հնարավոր է իրականացնել՝ ամոնիումի նիտրատը էլեկտրոլիտի հետ խառնելով (միջավայրի 7-ից պակաս ռեակցիայով)՝ նույն HNO3 ստանալու համար։ Ստացված լուծույթին ավելացնում են արծաթի կտորներ։ Խառնուրդը պետք է թողնել 10-11 ժամ, որպես անցումԿախովի մեջ գտնվող մետաղը անմիջապես տեղի չի ունենա: Հնարավոր է կարմիր-շագանակագույն գազի բուռն արտանետում։ Եթե լուծումը դառնում է կապտավուն կամ կանաչավուն, դա վկայում է վիտրիոլի կամ երկաթի կեղտերի առկայության մասին: Արծաթի զտումը ազոտաթթուով ավելի լավ է աշխատում այն դեպքերում, երբ չկան ինտենսիվ ներկում:
Արծաթի ցեմենտի արդյունահանում
Խառնուրդին ավելացնում են պղնձի ձուլակտորներ՝ արծաթով փոխարինման ռեակցիա իրականացնելու համար։ Գրեթե անմիջապես կարմիր մետաղի մակերեսին սկսում է նստել ազնիվ մետաղը, որը պետք է պարբերաբար թափահարվի և վերածվի լուծույթի՝ գործընթացը արագացնելու համար: Եթե ձողերը ամբողջությամբ լուծարվեն, ապա դրանք պետք է փոխարինվեն նորերով: Ռեակցիայի ավարտն այս դեպքում լուծույթի սառեցումն է և դրա կոտորակային բաժանումը արծաթ-ցեմենտ և կապտավուն հեղուկ մասերի։
Զտում
Մետաղը լուծույթից առանձնացնելու համար օգտագործվում է ձագար և ֆիլտր թուղթ: Ցեմենտով լուծույթը լցնում են հատուկ պատրաստված տարայի մեջ՝ պղնձի աղը հոսում է մագաղաթյա շերտով, իսկ արծաթը մնում է մակերեսին։ Այնուհետև անհրաժեշտ է ֆիլտրատը լվանալ ևս 5 անգամ թորած ջրով։
Հավանաբար որոշ արծաթ կա լուծույթում: Այն արդյունահանելու համար կերակրի աղը ավելացնում են պղնձի աղին մինչև կաթնաշոռի նստվածք առաջանա։
Արծաթի ցեմենտը չորանում է. Միաձուլումը կատարվում է կարասի մեջ, որը չի նախատեսվում օգտագործել ավելի մաքուր նմուշների հետ աշխատելու համար: Նմուշը պետք է հավասարաչափ տաքացվի՝ արծաթի կամ օքսիդացված փոշու ցրումից խուսափելու համար: Կարող է մակերեսհալեցնել, ավելացնել խմորի սոդա և բորակ, խառնել հավասար համամասնությամբ. բաղադրությունը մետաղի վրա կստեղծի ապակենման թաղանթ, որը պաշտպանում է կորուստներից:
Ստացված նյութը հիմք է: Դրա ավելի մանրակրկիտ մաքրման համար անհրաժեշտ է արծաթի էլեկտրոլիզ: Զտումն այս դեպքում իրականացվում է արդեն վերը նկարագրված մեթոդի համաձայն՝ դրա համար հարմար է մետաղը հալեցնել հատիկների մեջ։
Անվտանգություն
Կարևոր է, որ սենյակը լավ օդափոխվի: Որպես պաշտպանություն, խորհուրդ է տրվում օգտագործել ձեռնոցներ, խալաթ և պաշտպանիչ ակնոցներ: Թթու չթափելուց խուսափելու համար խտանյութն ինքնին ավելացնում են ջրի մեջ, և ոչ հակառակը։ Փոխանակման ռեակցիայի միջոցով HNO3 ստանալը ամենաանվտանգ մեթոդն է, որով կարելի է զտել արծաթը: Ամոնիումի նիտրատն այս դեպքում խառնվում է էլեկտրոլիտի հետ (միջավայրի ռեակցիան 7-ից պակաս է)։ Քիմիական ապակյա իրերը պետք է փորձարկվեն ջերմաստիճանի նկատմամբ դիմադրության համար, քանի որ գործընթացի ջերմությունը կարող է գերազանցել 100 աստիճանը: Անոթի մեկ երրորդից ոչ ավելին լցված է լուծույթով, որպեսզի խուսափեն թթվային շաղից:
Արդյունքներ
Արծաթի մաքրումը դժվար գործընթաց չէ որոշակի փորձով և սարքավորումներով: Եթե հետևեք անվտանգության միջոցներին, կարող եք այն իրականացնել ոչ լաբորատոր միջավայրում։
Ամենաբարձր որակի մետաղ ստանալու համար հարմար է տանը օգտագործել էլեկտրոլիզի միջոցով արծաթի զտումը, քանի որ այս մեթոդը նվազագույնի է հասցնում հոսանքի օգտագործման պատճառով կեղտերի առաջացման ռիսկը:
