Hiện nay, có rất nhiều phương pháp làm sạch kim loại, áp dụng được cả trong phòng thí nghiệm và gia đình. Một trong những phương pháp này là tinh chế, phương pháp này cho đến gần đây chỉ được sử dụng độc quyền tại các doanh nghiệp chuyên biệt bằng cách sử dụng các công nghệ đã được cấp bằng sáng chế.
Tinh chỉnh là gì
Thông thường, khái niệm "tinh luyện" có nghĩa là thu được kim loại có độ tinh khiết cao thông qua một loạt các quy trình để loại bỏ tạp chất. Quá trình này được thực hiện theo nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn sử dụng các phương pháp hóa lý nhất định để tách các chất cản trở. Kim loại quý thường được tinh chế theo cách này.
Nguyên liệu để tinh chế trong trường hợp này có thể là phế liệu trang sức, "bọt bạc", cặn bùn sau khi làm sạch điện của các chất liên quan và vàng trượt.
Tinh luyện bạc
Thường thì phương pháp làm sạch này được sử dụng để thu được bạc cao cấp. Nhìn chung, quy trình này không khác với các phương pháp tương tự được thực hiện đối với các kim loại quý, kim loại đen hoặc kim loại màu khác. Ví dụ,việc tinh luyện vàng và bạc hoặc bất kỳ kim loại bạch kim nào cũng có thể giống nhau. Chỉ trong một số trường hợp, các thủ tục khác nhau.
Cách để tinh luyện
Trong công nghệ chế biến, tinh chế bạc được trình bày theo ba cách khác nhau - kim loại có thể được tinh chế khỏi tạp chất bằng các phương pháp hóa học, điện phân hoặc luyện cốc. Loại bỏ clo dư ít khi được sử dụng. Việc lựa chọn kỹ thuật được xác định bởi số lượng bạc được xử lý và tình trạng của nó. Các tính năng của quy trình sản xuất cũng rất quan trọng.
Con đường được chọn như thế nào
Tinh chế điện phân được sử dụng cho bạc cao cấp ban đầu. Thông thường, khi sử dụng phương pháp này, có một đầu ra hàng ngày. Quá trình điện phân giúp thu được bạc đặc biệt tinh khiết thông qua tương tác oxy hóa khử, trong đó các tạp chất không xâm nhập vào thời điểm tinh chế.
Trong trường hợp argentum ở dạng dung dịch (sunfat và clorua không hòa tan), phương pháp lắng đọng kim loại tiết kiệm và thuận tiện nhất là phương pháp hóa học (trong một số trường hợp là điện hóa).
Các hợp kim cấp thấp thường được tách ra bằng cách sử dụng quá trình tinh luyện - trong trường hợp này, việc tăng độ tinh khiết của hỗn hợp là dễ dàng nhất.
Phương pháp Cupellation
Kiểu tinh luyện này yêu cầu lò nướng có chén nung (khảo nghiệm) giống như cốc. Trong quá trình tinh chế, chì được sử dụng, sự nóng chảy của chì được oxy hóa bằng bạc với sự có mặt của oxy. Tất cả các tạp chất, bao gồm cả dung môi, được tách khỏi chất caokim loại, tạo cho nó độ tinh khiết tương đối: các kim loại họ vàng và bạch kim vẫn còn trong hợp kim.
Để tinh luyện, lò phải được làm nóng trước. Một hỗn hợp bạc-chì kỹ thuật được đặt trong đó, được nung nóng cho đến khi tan chảy hoàn toàn. Các luồng không khí trong khí quyển được phóng vào lò, gây ra quá trình oxy hóa các thành phần bên trong. Khi kết thúc quá trình xử lý nhiệt, chén được lấy ra và đổ vào khuôn.
Bên trong lò được lót bằng đá marl - một trong những loại đất sét được làm giàu từ đá vôi và có cấu trúc xốp. Nó hấp thụ các oxit chì được hình thành trong quá trình tinh chế, vì các oxit này dễ bị bay hơi khi tiếp xúc với các dòng không khí. Ở đầu ra, sau quá trình oxy hóa các tạp chất, thu được hợp kim có bề mặt óng ánh ánh kim. Khi nó nứt ra, có thể nhìn thấy ánh bạc sáng trong hỗn hợp, điều này cho thấy quá trình tinh chế đã hoàn thành.
Cupellation được coi là phương pháp làm sạch thô ráp nhất do không loại bỏ được hoàn toàn tạp chất: tất cả các kim loại quý trong hợp kim vẫn ở nguyên vị trí. Việc tinh chế các kim loại nhóm vàng, bạc và bạch kim để tách chúng được thực hiện bằng các phương pháp khác.
Phương pháp điện phân
Điện phân như một phương pháp ái lực được thực hiện với ý thức của lớp điện tử kép: một mảnh bạc bị nhiễm bẩn được đặt trong một chiếc túi sẽ trở thành cực dương của quá trình này, và các tấm mỏng hình thành từ thép không bị ăn mòn trở thành cực âm. Nhúng các điện cực vào dung dịch nitrat của kim loại cần làm sạch (nồng độion - lên đến 50 mg / ml), axit nitric với mật độ 1,5 g / l được thêm vào và một dòng điện chạy qua.
Các mảnh bạc không phân hủy và tạp chất tích tụ trong các túi cực dương. Trong không gian catốt, một mẫu tinh khiết được thu thập ở dạng vi tinh thể. Khối lượng bạc được giải phóng có thể lớn dần về phía cực khác của hệ thống, gây ra hiện tượng đoản mạch. Để ngăn chặn tình huống như vậy, các mảnh tinh thể lớn lên, khi dung dịch được khuấy, sẽ vỡ ra song song với các điện cực gần vị trí của catốt. Bạc thu được được thu hồi dưới dạng kết tủa và sau đó được đúc thành thỏi. Điều quan trọng là phải thay chất điện phân kịp thời, bởi vì nếu đồng có mặt dưới dạng tạp chất, thì ở cuối quá trình mong muốn, sự lắng đọng của nó trên cực âm so với kim loại quý sẽ bắt đầu.
Nếu dung dịch bạc hoạt động giống như một tế bào mạ, thì phương pháp điện phân cũng là hiệu quả nhất để tách kim loại. Cực dương có thể là than chì hoặc không ăn mòn (hợp kim), cực âm có thể là thép không gỉ. Hiệu điện thế trong phần tử được đặt ở mức không quá 2 V. Phản ứng tự thực hiện cho đến khi lắng hết lượng bạc.
Tinh chế hóa học
Bạc có thể được chiết xuất từ dung dịch muối hoặc chất keo bằng công nghệ hóa học. Quá trình này gồm nhiều giai đoạn. Quy trình này yêu cầu natri sulfit, khi thêm vào đó phản ứng trao đổi xảy ra với sự kết tủa màu đen của muối mới của kim loại quý. Sau khi hoàn thành tương tác với người nhậnamoniac (amoni clorua) hoặc muối thông thường được thêm vào dung dịch. Hỗn hợp được lắng cho đến khi phân tách thành phần rõ ràng - các phần vẩn đục và trong suốt sẽ hình thành. Bạc được coi là kết tủa hoàn toàn nếu việc bổ sung muối không gây ra vẩn đục.
Có hai cách để chiết xuất kim loại nguyên chất từ clorua - khô và ướt.
Phương pháp cacbonat để tách bạc khỏi clorua
Công nghệ này liên quan đến việc thu được bạc nguyên chất từ clorua khô - chất kết hợp với một lượng cân bằng của natri cacbonat. Trong chén nung hỗn hợp tạo thành (chỉ cần đổ đầy nửa bát là do thể tích bên trong tăng lên do có khí thoát ra). Sau khi hình thành các sản phẩm dễ bay hơi, nhiệt độ của quá trình tăng lên, đạt đến các giá trị cần thiết để nấu chảy mịn.
Sau khi hệ thống nguội đi, bạc được chiết xuất và nấu chảy lại, sau đó sản phẩm có thể được coi là thành phẩm. Một điểm tiêu cực có thể là thực tế là soda kỹ thuật có ảnh hưởng tiêu cực đến trạng thái của chén nung. Ưu điểm chính của phương pháp tinh chế hóa học này là tốc độ của nó.
Phương pháp khử để tách bạc khỏi clorua
Để khôi phục bạc từ dung dịch, bạn có thể dùng các bộ thuốc thử khác nhau - axit sunfuric với kẽm hoặc sắt hoặc axit clohydric với cùng kim loại, kể cả nhôm.
Một trong những nguyên tố được đưa vào môi trường clorua. Axit đã chọn được thêm vào bùn tạo thành với nồng độ 0,2cổ phiếu đại chúng. Bạn có thể thêm dung dịch theo từng phần, kiểm soát mức độ của phản ứng và đổ thêm phần dư khi hoàn thành. Một dấu hiệu định tính của sự tương tác trong trường hợp này là sự phát triển của hydro - khí ngừng hình thành tại thời điểm kim loại hòa tan hoàn toàn hoặc axit biến mất (có thể chứng minh mức tiêu thụ của nó bằng giấy chỉ thị).
Việc phân lập bạc khỏi muối được hoàn thành khi hệ thống trở nên giống với màu của chì. Sau đó, axit được thêm vào để chuyển các mảnh kim loại không mong muốn còn lại vào dung dịch (các phần lớn được loại bỏ thủ công). Chất bột còn lại (được gọi là xi măng bạc) được làm sạch bằng nước cất, làm khô và nấu chảy.
Tinh chế clo
Phương pháp này dựa trên giả định rằng bạc và kim loại cơ bản phản ứng nhanh hơn vàng và các nguyên tố thuộc họ bạch kim trong môi trường clo. Điều này cho phép bạn tách các chất cuối cùng khỏi chất tinh khiết (trong công nghệ tinh chế, quá trình tốn nhiều công sức nhất là tách các hợp kim cao quý).
Vàng đen ở dạng nóng chảy được cho qua clo ở thể khí. Sự tương tác bắt đầu với các phần tử tạp chất thuộc loại không cao quý, sau đó bạc chuyển sang dạng hợp chất, sau đó có thể được phân lập bằng các phương pháp tinh chế khác. Clorua trong hỗn hợp nổi lên bề mặt do khối lượng riêng của muối thấp hơn so với kim loại.
Tinh chỉnh trong các trường hợp khác
Trong trường hợp có tạp chất đồng trong bạc, sẽ hợp lý khi nói không phải hợp kim, mà là hỗn hợp các kim loại (có thể được biểu thị bằngdăm bào). Sau đó, kim loại cơ bản có thể được hòa tan bằng axit nitric và axit sunfuric. Các chất cô đặc được sử dụng ở dạng lạnh hoặc nóng (tốc độ phản ứng phụ thuộc vào điều này).
Để loại bỏ lớp vỏ bạc ra khỏi sản phẩm, hỗn hợp được đun trên đèn cồn hoặc trong nồi cách thủy. Ở nhiệt độ dưới 50-60 độ, có thể dùng bát đĩa thủy tinh hoặc sứ. Theo cách tương tự, bạn có thể tách kim loại được làm sạch bằng niken, thiếc hoặc chì.
Tinh luyện bạc tại nhà
Tất cả các phương pháp được mô tả ở trên về mặt lý thuyết là phù hợp để sử dụng tại nhà, tùy thuộc vào thiết bị và kinh nghiệm đặc biệt. Đối với người mới bắt đầu, tốt hơn là nên thử phương pháp điện phân. Thông thường, bạc được tinh chế từ các điểm tiếp xúc theo cách này.
Liệu trình gồm 3 giai đoạn. Đây là sự hòa tan của bạc trong axit nitric, quá trình xi măng hóa và phản ứng tổng hợp của nó, và trực tiếp tinh chế bạc tại nhà bằng cách điện phân.
Hòa tan bằng axit nitric
Bạc nitrat được chuẩn bị ngay lập tức cho toàn bộ quá trình - thường lấy 50 gam kim loại trên một lít dung môi (để có được tỷ lệ này, 32 g phế liệu được hòa tan trong 80 g oxit nitric hydro hóa V). Axit phải được pha loãng với tỷ lệ bằng nhau với nước và trộn bằng đũa thủy tinh. Có thể thực hiện tinh chế bạc nitrat bằng cách trộn amoni nitrat với chất điện li (có hiệu suất phản ứng với môi trường nhỏ hơn 7) để thu được cùng một dung dịch HNO3. Các miếng bạc được thêm vào dung dịch thu được. Hỗn hợp nên được để trong 10-11 giờ, vì quá trình chuyển đổikim loại ở dạng huyền phù sẽ không xảy ra ngay lập tức. Có thể phát xạ mạnh khí màu nâu đỏ. Nếu dung dịch trở nên hơi xanh hoặc xanh lục, điều này cho thấy sự hiện diện của vitriol hoặc tạp chất sắt. Tinh chế bạc bằng axit nitric hoạt động tốt hơn trong trường hợp không bị nhuộm màu quá mạnh.
Khai thác xi măng bạc
Thanh đồng được thêm vào hỗn hợp để thực hiện phản ứng thế bằng bạc. Gần như ngay lập tức, một kim loại quý bắt đầu kết tủa trên bề mặt của kim loại đỏ, cần được lắc định kỳ thành dung dịch để đẩy nhanh quá trình. Nếu các thanh bị tan hoàn toàn, chúng cần được thay thế bằng thanh mới. Sự kết thúc của phản ứng trong trường hợp này là sự làm lạnh của dung dịch và sự phân tách một phần của nó thành các phần chất lỏng màu xanh và bạc xi măng.
Lọc
Một cái phễu và giấy lọc được dùng để tách kim loại ra khỏi dung dịch. Dung dịch với xi măng được đổ vào một thùng chứa đã được chuẩn bị đặc biệt: muối đồng chảy qua lớp giấy da, và bạc vẫn còn trên bề mặt. Sau đó, phải rửa dịch lọc thêm 5 lần nữa bằng nước cất.
Có thể còn sót lại một ít bạc trong dung dịch. Để chiết xuất nó, muối ăn được thêm vào muối đồng cho đến khi tạo thành kết tủa đông cứng.
Xi măng bạc đang được làm khô. Quá trình nhiệt hạch được thực hiện trong nồi nấu kim loại, không được sử dụng để làm việc với các mẫu tinh khiết hơn. Mẫu phải được nung nóng đều để tránh bạc bị phân tán hoặc bụi bị oxy hóa. Có thể bề mặtnấu chảy, thêm baking soda và hàn the, trộn với tỷ lệ bằng nhau - chế phẩm này sẽ tạo ra một lớp màng thủy tinh bao phủ kim loại để bảo vệ chống thất thoát.
Chất tạo thành là bazơ. Để tinh chế triệt để hơn, cần phải điện phân bạc. Việc tinh luyện trong trường hợp này được thực hiện theo phương pháp đã được mô tả ở trên - vì điều này rất tiện lợi khi nấu chảy kim loại thành hạt.
An toàn
Điều quan trọng là phòng phải thông gió tốt. Để bảo vệ, bạn nên sử dụng găng tay, áo choàng và kính bảo vệ. Để tránh làm tràn axit, bản thân chất cô đặc được thêm vào nước chứ không phải ngược lại. Thu được HNO3 bằng phản ứng trao đổi là phương pháp an toàn nhất để tinh chế bạc. Amoni nitrat trong trường hợp này được trộn với chất điện ly (phản ứng của môi trường nhỏ hơn 7). Dụng cụ thủy tinh hóa học cần được kiểm tra khả năng chịu nhiệt độ, vì nhiệt của quá trình này có thể vượt quá 100 độ. Không quá một phần ba bình chứa dung dịch để tránh axit bắn tung tóe.
Kết quả
Tinh luyện bạc không phải là một thủ tục khó với kinh nghiệm và trang thiết bị nhất định. Nếu bạn tuân theo các biện pháp an toàn, bạn có thể thực hiện nó trong môi trường không phải phòng thí nghiệm.
Để thu được kim loại chất lượng cao nhất, rất tiện lợi để tinh chế bạc bằng phương pháp điện phân tại nhà, vì phương pháp này giảm thiểu nguy cơ tạp chất do sử dụng dòng điện.
