Tällä hetkellä metallien puhdistamiseen on monia menetelmiä, joita voidaan käyttää sekä laboratoriossa että kotona. Yksi näistä menetelmistä on jalostus, jota käytettiin viime aikoihin asti yksinomaan patentoitua teknologiaa käyttävissä erikoisyrityksissä.
Mikä on jalostus
Yleensä käsite "jalostus" tarkoittaa erittäin puhtaan metallin saamista epäpuhtauksien poistamiseen tarkoitettujen toimenpiteiden avulla. Tämä prosessi suoritetaan useissa vaiheissa, joista jokaisessa käytetään tiettyjä fysikaalis-kemiallisia menetelmiä häiritsevien aineiden erottamiseen. Jalometallit jalostetaan usein tällä tavalla.
Jalostuksen raaka-aineena voivat tässä tapauksessa olla koruromu, "hopeavaahto", asiaankuuluvien aineiden sähköisen puhdistuksen jälkeinen liete ja liuskakulta.
Hopean jalostus
Usein tätä puhdistusmenetelmää käytetään korkealaatuisen hopean saamiseksi. Yleensä menettely ei eroa vastaavista menetelmistä, jotka suoritetaan muille jalo-, rauta- tai ei-rautametallille. Esimerkiksi,kullan ja hopean tai minkä tahansa platinametallin jalostus voi olla sama. Vain joissakin tapauksissa menettelyt eroavat.
Jalostustapoja
Prosessointiteknologiassa hopean jalostus esitetään kolmella eri tavalla - metalli voidaan puhdistaa epäpuhtauksista kemiallisin, elektrolyyttisin tai kupellointimenetelmin. Ylimääräisen kloorin poistamista käytetään harvoin. Tekniikan valinta riippuu käsitellyn hopean määrästä ja sen kunnosta. Myös tuotantoprosessin ominaisuuksilla on merkitystä.
Miten polku valitaan
Elektrolyyttistä raffinointia käytetään aluksi korkealaatuiselle hopealle. Yleensä tätä menetelmää käytettäessä on päivittäinen tulos. Elektrolyysi auttaa saamaan poikkeuksellisen puhdasta hopeaa redox-vuorovaikutuksen kautta, jossa epäpuhtaudet eivät pääse sisään puhdistuksen aikana.
Jos argentumi on liuoksen muodossa (liukenemattomat sulfaatit ja kloridit), edullisin ja kätevin menetelmä metallien saostukseen on kemiallinen (joissakin tilanteissa sähkökemiallinen) menetelmä.
Matalalaatuiset seokset erotetaan useimmiten kupellaation avulla - tässä tapauksessa on helpointa lisätä seoksen puhtautta.
Kupellaation menetelmä
Tällainen jalostus vaatii uunin, jossa on kuppimainen (määritys)upokas. Puhdistusprosessissa käytetään lyijyä, jonka sula hapetetaan hopealla hapen läsnä ollessa. Kaikki epäpuhtaudet, mukaan lukien liuotin, erotetaan epäpuhtauksistametallia, mikä antaa sille suhteellisen puhtauden: kulta- ja platinaperheen metallit jäävät seokseen.
Jalostusta varten uuni on esilämmitettävä. Siihen laitetaan tekninen lyijy-hopea-seos, jota kuumennetaan, kunnes se on täysin sulanut. Uuniin johdetaan ilmakehän ilmavirtoja, jotka aiheuttavat sisällön komponenttien hapettumista. Lämpökäsittelyn lopussa upokas poistetaan ja kaadetaan muotteihin.
Uunin sisäpuoli on vuorattu merlillä - yhdellä kalkkikivellä rikastetusta ja huokoisen rakenteen omaavasta savesta. Se absorboi jalostusprosessin aikana muodostuneita lyijyoksideja, koska viimeksi mainitut ovat alttiita haihtumaan joutuessaan alttiiksi ilmavirroille. Ulostulossa, epäpuhtauksien hapettumisen jälkeen, saadaan metalliseos, jolla on irisoiva värikäs pinta. Kun se halkeilee, seoksessa näkyy kirkas hopeinen kiilto, mikä kertoo jalostuksen valmistumisesta.
Kupellointia pidetään karkeimpana puhdistusmenetelmänä, koska epäpuhtaudet eivät poistu täydellisesti: kaikki lejeeringissä olevat jalometallit pysyvät paikoillaan. Kullan, hopean ja platinaryhmän metallien jalostus niiden erottamiseksi suoritetaan muilla menetelmillä.
Elektrolyysimenetelmä
Elektrolyysi affinaatiomenetelmänä suoritetaan kaksinkertaisen elektronikerroksen tietoisuudella: pussiin sijoitetusta kontaminoituneesta hopeafragmentista tulee prosessin anodi ja katodiksi syövyttämättömästä teräksestä muodostetuista ohuista levyistä. Elektrodit upotetaan puhdistettavan metallin nitraattiliuokseen (konsentraatioionit - jopa 50 mg / ml), lisätään typpihappoa, jonka tiheys on 1,5 g / l, ja johdetaan sähkövirta.
Anodipusseihin kerääntyy liukenemattomia hopeanpalasia ja epäpuhtauksia. Katoditilassa kerätään puhdas näyte mikrokiteisessä muodossa. Vapautuneen hopean määrä voi kasvaa kohti järjestelmän toista napaa, mikä aiheuttaa oikosulun. Tällaisen tilanteen estämiseksi kasvaneet kiteiset fragmentit irtoavat, kun liuosta sekoitetaan, rinnakkain elektrodien kanssa lähellä katodin sijaintia. Saatu hopea otetaan t alteen sakana ja valetaan sen jälkeen harkoiksi. On tärkeää vaihtaa elektrolyytti ajoissa, koska jos kuparia on epäpuhtautena, sen kerrostuminen jalometallin päällä olevalle katodille alkaa halutun prosessin lopussa.
Jos hopealiuos käyttäytyy kuin galvaaninen kenno, elektrolyysimenetelmä on myös tehokkain metallin erottamiseen. Anodi voi olla grafiittia tai syöpymätöntä (lejeeringit), katodi voi olla ruostumatonta terästä. Elementin jännite asetetaan tasolle, joka on korkeintaan 2 V. Itse reaktio suoritetaan, kunnes kaikki hopea on kerrostunut.
Kemiallinen jalostus
Hopeaa voidaan uuttaa suola- tai kolloidien liuoksista kemiallisilla tekniikoilla. Prosessi on monivaiheinen. Menettely vaatii natriumsulfiittia, jota lisättäessä tapahtuu vaihtoreaktio, jossa saostuu musta sakka jalometallin uudesta suolasta. Kun vuorovaikutus on vastaanotettuliuokseen lisätään ammoniakkia (ammoniumkloridia) tai keittosuolaa. Seos laskeutuu, kunnes erottuu selkeästi - sameita ja läpinäkyviä osia tulee muodostua. Hopeaa pidetään täysin saostuneena, jos suolojen lisääminen ei aiheuta sameutta.
On kaksi tapaa uuttaa puhdasta metallia kloridista - kuiva ja märkä.
Karbonaattimenetelmä hopean erottamiseen kloridista
Tässä tekniikassa saadaan puhdasta hopeaa kuivatusta kloridista – aine yhdistyy tasapainoiseen määrään natriumkarbonaattia. Upokkaassa syntynyt seos kuumennetaan (kulho on tarpeen täyttää vain puoliväliin, koska sisällön tilavuus lisääntyy kaasun vapautumisen vuoksi). Haihtuvien tuotteiden muodostumisen jälkeen prosessin lämpötila nousee ja saavuttaa tasaisen sulamisen edellyttämät arvot.
Järjestelmän jäähtymisen jälkeen hopea uutetaan ja sulatetaan uudelleen, minkä jälkeen tuotetta voidaan pitää valmiina. Negatiivinen kohta voi olla se, että teknisellä soodalla on negatiivinen vaikutus upokkaan tilaan. Tämän kemiallisen jalostusmenetelmän tärkein etu on sen nopeus.
Pelkistävä menetelmä hopean erottamiseksi kloridista
Hopean palauttamiseksi liuoksesta voit ottaa erilaisia reagensseja - rikkihappoa sinkin tai raudan kanssa tai suolahappoa samojen metallien kanssa, mukaan lukien alumiini.
Yksi alkuaineista lisätään kloridiväliaineeseen. Valittua happoa lisätään tuloksena olevaan lietteeseen pitoisuudella 0,2massaosakkeita. Voit lisätä liuoksen osissa säätelemällä reaktion astetta ja lisäämällä jäämiä sen päätyttyä. Laadullinen merkki vuorovaikutuksesta tässä tapauksessa on vedyn kehittyminen - kaasu lakkaa muodostumasta metallin täydellisen liukenemisen tai hapon katoamisen hetkellä (sen kuluminen voidaan osoittaa indikaattoripaperilla).
Hopean eristäminen suolasta on valmis, kun järjestelmästä tulee samanlainen sävy kuin lyijy. Sen jälkeen lisätään happoa, joka siirtää jäljellä olevat ei-toivottujen metallien fragmentit liuokseen (suuret osat poistetaan manuaalisesti). Jäljelle jäänyt jauheaine (ns. hopeasementti) puhdistetaan tislatulla vedellä, kuivataan ja sulatetaan.
Kloorijalostus
Menetelmä perustuu oletukseen, että hopea ja perusmetallit reagoivat nopeammin kuin kulta ja platinaperheen alkuaineet klooriilmakehässä. Näin voit erottaa viimeiset aineet puhdistetuista (jalostustekniikassa työläin prosessi on jalometalliseosten erottaminen).
Musta kulta sulana kulkee kaasumaisen kloorin läpi. Vuorovaikutus alkaa ei-jalotyyppisillä epäpuhtauksilla, sitten hopea siirtyy yhdisteen muotoon, joka voidaan myöhemmin eristää muilla jalostusmenetelmillä. Seoksen kloridit kelluvat pintaan, koska suolojen tiheys on pienempi kuin metalleissa.
Jalostaminen muissa tapauksissa
Jos hopeassa on kuparin epäpuhtautta, ei ole järkevää puhua lejeeringistä, vaan metallien seoksesta (voidaan esittäälastut). Sitten perusmetalli voidaan liuottaa typpi- ja rikkihapolla. Väkeviä aineita käytetään kylmässä tai kuumassa muodossa (reaktionopeus riippuu tästä).
Hopean kuoren poistamiseksi tuotteista seosta kuumennetaan alkoholilampun päällä tai vesihauteessa. Alle 50-60 asteen lämpötiloissa on mahdollista käyttää lasi- tai posliiniastioita. Samalla tavalla voit erottaa puhdistettavan metallin nikkelillä, tinalla tai lyijyllä.
Hopean jalostaminen kotona
Kaikki yllä kuvatut menetelmät soveltuvat teoreettisesti kotikäyttöön erityislaitteiden ja kokemusten perusteella. Aloittelijoille on parempi kokeilla elektrolyyttistä menetelmää. Yleensä hopea jalostetaan kontakteista tällä tavalla.
Toimenpide koostuu 3 vaiheesta. Tämä on hopean liuottamista typpihappoon, sen sementoimista ja sulattamista sekä suoraan hopean puhdistamista kotona elektrolyysillä.
Liuottaminen typpihapolla
Hopeanitraatti valmistetaan välittömästi koko prosessia varten - tavallisesti 50 grammaa metallia otetaan litraa liuotinta kohti (tämän suhteen saamiseksi 32 g romua liuotetaan 80 grammaan hydrattua typpioksidia V). Happo on laimennettava yhtä suuressa suhteessa vedellä ja sekoitettava lasisauvalla. Hopeaa voidaan puhdistaa nitraatilla sekoittamalla ammoniumnitraattia elektrolyytiin (väliaineen reaktio alle 7), jolloin saadaan sama HNO3. Saatuun liuokseen lisätään hopeapaloja. Seoksen tulee jättää 10-11 tuntia siirtymävaiheeksisuspensiossa oleva metalli ei tapahdu heti. Voimakas punaruskean kaasun päästö on mahdollista. Jos liuos muuttuu sinertäväksi tai vihertäväksi, se viittaa vitrioli- tai rautaepäpuhtauksiin. Hopean raffinointi typpihapolla toimii paremmin tapauksissa, joissa ei ole voimakasta värjäytymistä.
Hopeasementin louhinta
Kuparipatukat lisätään seokseen substituutioreaktion suorittamiseksi hopealla. Melkein välittömästi jalometalli alkaa saostua punaisen metallin pinnalle, joka tulee ajoittain ravistaa pois liuokseksi prosessin nopeuttamiseksi. Jos tangot ovat täysin liuenneet, ne on vaihdettava uusiin. Reaktion loppu on tässä tapauksessa liuoksen jäähtyminen ja sen fraktioerottelu hopeasementtisiksi ja sinertäviksi nestemäisiksi osiksi.
Suodatus
Metallin erottamiseen liuoksesta käytetään suppiloa ja suodatinpaperia. Sementtiliuos kaadetaan erityisesti valmistettuun astiaan: kuparisuola virtaa pergamenttikerroksen läpi ja hopea jää pinnalle. Tämän jälkeen suodos on pestävä vielä 5 kertaa tislatulla vedellä.
Liuoksessa on luultavasti jäljellä hopeaa. Sen uuttamiseksi kuparisuolaa lisätään ruokasuolaa, kunnes muodostuu juustomassaa.
Hopeasementtiä kuivataan. Fuusio suoritetaan upokkaassa, jota ei odoteta käytettävän puhtaampien näytteiden käsittelyyn. Näyte on lämmitettävä tasaisesti hopean tai hapettuneen pölyn leviämisen välttämiseksi. Saattaa pintaansulata, lisää ruokasoodaa ja booraksia samassa suhteessa sekoitettuna - koostumus muodostaa metallin päälle lasimaisen kalvon, joka suojaa häviöiltä.
Saadun aineen on emäs. Sen perusteellisempaa puhdistamista varten tarvitaan hopean elektrolyysi. Puhdistus suoritetaan tässä tapauksessa jo edellä kuvatulla menetelmällä - tätä varten on kätevää sulattaa metalli rakeiksi.
Turvallisuus
On tärkeää, että huone on hyvin tuuletettu. Suojana on suositeltavaa käyttää käsineitä, pukua ja suojalaseja. Hapon läikkymisen välttämiseksi itse tiiviste lisätään veteen, eikä päinvastoin. HNO3:n saaminen vaihtoreaktiolla on turvallisin menetelmä hopean jalostukseen. Ammoniumnitraatti sekoitetaan tässä tapauksessa elektrolyytin kanssa (väliaineen reaktio on alle 7). Kemiallisten lasiesineiden lämpötilankesto tulee testata, sillä prosessin lämpö voi ylittää 100 astetta. Enintään kolmasosa astiasta on täytetty liuoksella hapon roiskumisen välttämiseksi.
Tulokset
Hopean jalostus ei ole vaikea toimenpide tietyllä kokemuksella ja laitteistolla. Jos noudatat turvatoimenpiteitä, voit suorittaa sen muussa kuin laboratorioympäristössä.
Laadukkaimman metallin saamiseksi on kätevää käyttää hopean puhdistamista elektrolyysillä kotona, koska tämä menetelmä minimoi virran käytöstä johtuvien epäpuhtauksien riskin.
