Аффинаж — (франц < afftnage> от affiner — очищать), получение благородных металлов высокой чистоты. Аффинаж является всего лишь одной из разновидностей процесса рафинирования, т.е. очистки металлов. Методы аффинажа разделяются на электролитические, мокрые и сухие.
Электролитические методы применяются в основном для аффинажа золота и серебра; состоят в осаждении чистого металла на катоде с одновременным выделением примесей в виде шлама. Золото, полученное по этому методу, имеет пробу не ниже 999,9%.
Преимущество электролитических методов аффинажа заключается в более низкой стоимости процесса, высокой степени очистки металлов, благоприятных условиях для работающих и возможности получения металлов платиновой группы в качестве побочных продуктов (при добавлении к отработанному электролиту химических агентов).
Мокрые методы аффинажа применяются для получения серебра, золота, платины, палладия, иридия, родия и других металлов этой группы по сложной схеме с растворением металлов в царской водке и последовательным выделением их из раствора различными реагентами (хлористый аммоний, аммиак, сахар и др.).
Царская водка, смесь концентрированных кислот — соляной HCl и азотной HNO3 (3: 1 по обьёму). Жидкость жёлтого цвета, пахнущая хлором и окислами азота. Обладает сильной окислительной способностью, обусловленной выделением хлора в результате реакций;
3HCI + HNO3 = CI2 + NOCI + 2Н20 2NOCI = 2NO + Cl2.
Растворяет все металлы, в том числе Au (отсюда название «ц. в.», данное алхимиками, которые считали золото «царём металлов»), за исключением Ag, Eh и Ir. Применяется как реактив в химических лабораториях, при аффинаже Au и Pt, получении хлоридов металлов и др.
Сухие методы аффинажа золота состоят в обработке расплавленного металла, как правило, хлором. При этом все неблагородные металлы образуют хлориды и улетучиваются, а хлорид серебра всплывает на поверхность чистого расплавленного золота. Проба золота 996,5%о, а серебра (при восстановлении его из хлоридов) — 999,0%о. Аффинаж в промышленности есть процесс отделения металлов (золота, платины, серебра) от примесей с целью получения конечного продукта высокой пробы.
Проба (нем, Probe, от лат. probo — испытываю, оцениваю) благородных металлов, количественное содержание золота, серебра, платины или палладия в лигатурном сплаве, из которого изготовляются ювелирные изделия, зубопротезные диски, монеты, медали и др.
В большинстве стран принята метрическая система обозначения пробы, СССР она введена 15 ноября 1927. По этой системе проба обозначается числом частей благородного металла в 1000 частях (по массе) лигатурного сплава. По каратной системе, принятой в США, Великобритании и Швейцарии, 1000%о проба металла соответствует 24 условным единицам, называемым каратами. До 1927 в России существовала золотниковая система обозначения пробы (на основе русского фунта, содержащего 96 золотников), по которой проба выражалась весовым количеством металла в 96 единицах сплава.
Проба сплавов благородных металлов, из которых разрешается изготовлять ювелирные и др изделия, устанавливаются законодательным путем. Проба гарантируется государством, для чего изделия обязательно проходят пробирный контроль (опробование и анализ) и на них накладываются оттиски пробирных клейм.
Слитки благородных металлов клеймятся пробой, определенной в сплаве. Не подлежат клеймению ордена, наградные медали и монеты, хотя проба их сплавов строго регламентирована и контролируется Контроль за пробой сплавов и изделий выполняется инспекциями пробирного надзора.
В России государственное клеймение изделий узаконено серебряных — в 1613, золотых — в 1700, в СССР платиновых — в 1927, палладиевых — в 1956.
Лигатура в металлургии, вспомогательные сплавы, применяемые для введения в жидкий металл лигатурных элементов. Лигатурой называют также металлы, которые вводятся в благородные металлы (золото, серебро и др ) для придания им нужных свойств (например, твердости) или удешевления изделий. В качестве лигатуры применяются медь, никель и др металлы.
Но вот если аффинаж — термин присущий непосредственно методам технологической переработки касающихся именно очистки благородных металлов, то рафинирование металлов — есть процесс более обобщенный для ряда технологических манипуляций применяемых в металлургической и горнодобывающей отраслях, но служащий также для целей очистки металлов от всевозможных примесей и для разделения добываемых металлов.
В основном, черновые металлы, получаемые из сырья, содержат 96-99% основного металла, остальное приходится на примеси. Такие металлы не могут использоваться промышленностью из-за низких физико-химических и механических свойств. Примеси, содержащиеся в черновых металлах, могут представлять самостоятельную ценность. Так, стоимость золота и серебра, извлекаемых из меди, полностью окупает все затраты на рафинирование. Различают три основных метода рафинирования: пирометаллургический, электролитический и химический.
В основе всех методов лежит различие свойств разделяемых элементов: температур плавления, плотности, электроотрицательности химической активности и т.д. Для получения чистых металлов нередко используют последовательно несколько методов рафинирования.
Пирометаллургическое рафинирование — осуществляемое при высокой температуре в расплавах, имеет ряд разновидностей.
Электролитическое рафинифование — представляющее собой электролиз водных растворов или солевых расплавов, позволяет получать металлы высокой чистоты. Применяется для глубокой очистки большинства цветных металлов.
Химическое рафинирование ование основано на различной растворимости металла и примесей в растворах кислот или щелочей. Примеси, постепенно накапливающиеся в растворе, выделяются из него химическим путём (гидролиз, цементация, образование труднорастворимых соединений, очистка с помощью экстракции или ионного обмена).
Частным примером химического рафинирования может служить аффинаж благородных металлов. Рафинирование золота производят в кипящей серной или азотной кислоте. Примеси Cu, Ag и др. металлов растворяются, а очищенное золото остаётся в нерастворимом осадке.
Так же нужно обратить и особое внимание и на прочие методы химического рафинирования, потому как всё дальнейшее повествование непосредственно об аффинаже, в той или иной мере коснётся каждого из ниже перечисленных процессов:
Цементация в цветной металлургии, гидрометаллургический процесс, основанный на вытеснении более электроположительных металлов из растворов их соединений менее электроположительными металлами, находящимися в твёрдом СОСТОЯНИИ. Например, нормальный электрохимический потенциал меди + 0,344 в, цинка — 0,762 в эта разность потенциалов позволяет осуществлять реакцию:
Сu раствор + Zn металл —> Zn раствор + Сu металл
Чем больше разность потенциалов, тем меньше остаточное содержание в растворе осаждаемого металла. Цементация широко применяют для очистки растворов от примесей и для извлечения металлов из растворов. Процесс может быть применен также для осаждения металлов из расплавленных шлаков.
Экстракция (от поздне латинского * extractio — извлечение), экстрагирование, процесс разделения смеси жидких или твёрдых веществ с помощью избирательных (селективных) растворителей (экстрагентов).
Ионный обмен, обмен ионов в растворах электролитов (гомогенный ионный обмен). При смешении разбавленных растворов электролитов, например NaCl и KNO3 в смеси присутствуют ионы Na+, К+, N03- и Cl. Равновесное состояние выразится в этом случае уравнением: (реакция двойного обмена). Если одно из веществ, могущих получиться при взаимодействии, диссоциировано меньше других, равновесие сдвигается в сторону образования малодиссоциированного вещества. Равновесие сдвигается также в сторону образования летучего или малорастворимого продукта (если он выделяется из данной фазы) по реакциям:
При выпаривании равновесного раствора прежде всего начинается кристаллизация соли (комбинации ионов), обладающей меньшей растворимостью.
————
К благородным металлам относятся серебро, золото и две триады металлов платиновой группы: рутений, родий, палладий — лёгкие и платина, иридий, осмий — тяжёлые платиновые металлы.
Безусловно, самыми распространёнными в быту медицине и технике из всех существующих благородных металлов, являются серебро и золото. Палладий, платина и иридий имеют широкое применение в технике и медицине, однако, мало кто знаком с тем фактом, что практически каждодневно просто «сжигает» в своём авто платину и палладий, но обо всём по порядку.
Оставить комментарий