Қазіргі уақытта зертханада да, үйде де қолданылатын металдарды тазалаудың көптеген әдістері бар. Осы әдістердің бірі - соңғы уақытқа дейін тек патенттелген технологияларды пайдаланатын мамандандырылған кәсіпорындарда қолданылған тазарту.
Тазалау дегеніміз не
Әдетте, «тазалау» түсінігі қоспаларды кетіру үшін бірқатар процедуралар арқылы жоғары тазалықтағы металды алуды білдіреді. Бұл процесс бірнеше кезеңде жүзеге асырылады, олардың әрқайсысында кедергі жасайтын заттарды бөлудің белгілі бір физика-химиялық әдістері қолданылады. Қымбат металдар жиі осылай тазартылады.
Бұл жағдайда тазартуға арналған шикізат зергерлік бұйымдар сынықтары, «күміс көбік», тиісті заттардан электрлік тазалаудан кейінгі шлам және сырғымалы алтын болуы мүмкін.
Күміс тазарту
Көбінесе бұл тазалау әдісі жоғары сортты күміс алу үшін қолданылады. Жалпы алғанда, процедура басқа асыл, қара немесе түсті металдар үшін жүргізілетін ұқсас әдістерден айырмашылығы жоқ. Мысалға,алтын мен күмістің немесе кез келген платина металдарының тазартылуы бірдей болуы мүмкін. Кейбір жағдайларда ғана процедуралар ерекшеленеді.
Тазалау жолдары
Өңдеу технологиясында күмісті тазарту үш түрлі жолмен ұсынылған – металды химиялық, электролиттік немесе купелляция әдістерімен қоспалардан тазартуға болады. Артық хлорды жою сирек қолданылады. Техниканы таңдау өңделген күмістің мөлшерімен және оның күйімен анықталады. Өндіріс процесінің ерекшеліктері де маңызды.
Жол қалай таңдалады
Электролиттік тазарту бастапқыда жоғары сортты күміс үшін қолданылады. Әдетте, бұл әдісті қолданғанда, күнделікті шығыс бар. Электролиз тазарту кезінде қоспалар кірмейтін тотығу-тотықсыздану әрекеті арқылы ерекше таза күміс алуға көмектеседі.
Аргентум ерітінді түрінде болған жағдайда (ерімейтін сульфаттар мен хлоридтер) металды тұндырудың ең үнемді және ыңғайлы әдісі химиялық (кейбір жағдайларда электрохимиялық) әдіс болып табылады.
Төмен сұрыпты қорытпалар көбінесе купелляция арқылы бөлінеді - бұл жағдайда қоспаның тазалығын арттыру оңайырақ.
Купелляция әдісі
Тазартудың бұл түрі шыныаяқ тәрізді (талдау) тигельі бар пешті қажет етеді. Тазарту процесінде қорғасын қолданылады, оның балқымасы оттегінің қатысуымен күміспен тотығады. Барлық қоспалар, соның ішінде еріткіш, асылдан бөлінедіметалл, оған салыстырмалы тазалық береді: алтын және платина тобының металдары қорытпада қалады.
Тазалау үшін пешті алдын ала қыздыру керек. Оған техникалық қорғасын-күміс қоспасы салынады, ол толығымен ерігенше қызады. Атмосфералық ауаның ағындары пешке жіберіліп, мазмұнның құрамдас бөліктерінің тотығуын тудырады. Термиялық өңдеудің соңында тигель алынып, қалыптарға құйылады.
Пештің іші мергельмен қапталған - әктаспен байытылған және кеуекті құрылымы бар саздың бір түрі. Ол тазарту процесінде пайда болған қорғасын оксидтерін сіңіреді, өйткені соңғылары ауа ағындары әсер еткенде булануға бейім. Шығу кезінде қоспалардың тотығуынан кейін иридесценттік беті бар қорытпа алынады. Ол жарылған кезде қоспада ашық күміс жылтыры көрінеді, бұл тазартудың аяқталғанын көрсетеді.
Купелляция ең өрескел тазалау әдісі болып саналады, себебі қоспаларды толығымен жоюға қол жеткізілмейді: қорытпадағы барлық асыл металдар орнында қалады. Алтын, күміс және платина тобындағы металдарды бөлу үшін тазарту басқа әдістермен жүзеге асырылады.
Электролиз әдісі
Афинация әдісі ретінде электролиз қос электронды қабаттың санасымен жүзеге асады: қапқа салынған ластанған күміс үзіндісі процестің анодына, ал тот баспайтын болаттан түзілген жұқа пластиналар катодқа айналады. Электродтар тазартылатын металдың нитратының ерітіндісіне батырылады (концентрацияиондары – 50 мг/мл дейін), тығыздығы 1,5 г/л азот қышқылы қосылып, электр тогы өтеді.
Ерітпеген күміс сынықтары мен қоспалар анод қапшықтарында жиналады. Катод кеңістігінде таза үлгі микрокристалды түрде жиналады. Шығарылған күмістің көлемі жүйенің басқа полюсіне қарай өсуі мүмкін, бұл қысқа тұйықталуды тудырады. Мұндай жағдайдың алдын алу үшін ерітіндіні араластырған кезде өскен кристалды фрагменттерді катодтың орналасқан жеріне жақын электродтарға параллельді түрде үзеді. Алынған күміс тұнба түрінде алынады және кейіннен құймаларға құйылады. Электролитті уақытында ауыстыру маңызды, өйткені егер мыс қоспа ретінде болса, қалаған процестің соңында оның асыл металдың үстінен катодқа түсуі басталады.
Егер күміс ерітіндісі гальваникалық элемент сияқты әрекет етсе, металды бөлу үшін электролиттік әдіс де ең тиімді болып табылады. Анод графит немесе тот баспайтын (қорытпалар) болуы мүмкін, катод тот баспайтын болат болуы мүмкін. Элементтегі кернеу 2 В-тан аспайтын деңгейде орнатылған. Реакцияның өзі барлық күміс жиналғанша жүзеге асырылады.
Химиялық тазарту
Химиялық технологиялар арқылы күмісті тұздардың немесе коллоидтардың ерітінділерінен алуға болады. Процесс көп сатылы. Процедура натрий сульфитін қажет етеді, оны қосқаннан кейін асыл металдың жаңа тұзының қара тұнбасының тұндыруымен алмасу реакциясы жүреді. Өзара әрекеттесу аяқталғаннан кейін алынғанерітіндіге аммиак (аммоний хлориді) немесе ас тұзы қосылады. Қоспа айқын фракциялық бөлуге дейін тұндырылады - бұлтты және мөлдір бөліктер пайда болуы керек. Егер тұздар қосылса, бұлыңғырлық тудырмаса, күміс толығымен тұндырылған болып саналады.
Хлоридтен таза металды алудың екі жолы бар - құрғақ және ылғалды.
Хлоридтен күмісті бөлудің карбонатты әдісі
Бұл технология кептірілген хлоридтен таза күміс алуды қамтиды - зат натрий карбонатының тепе-теңдік мөлшерімен біріктіріледі. Тигельде алынған қоспаны қыздырады (газдың бөлінуіне байланысты мазмұн көлемінің ұлғаюына байланысты тостағанды жартылай толтыру ғана қажет). Ұшқыш өнімдер пайда болғаннан кейін процестің температурасы көтеріліп, біркелкі балқу үшін қажетті мәндерге жетеді.
Жүйе салқындағаннан кейін күміс алынады және қайта балқытылады, содан кейін өнімді дайын деп санауға болады. Теріс жағдай техникалық сода тигельдің күйіне теріс әсер етуі мүмкін. Бұл химиялық тазарту әдісінің басты артықшылығы оның жылдамдығы болып табылады.
Күмісті хлоридтен бөлудің қалпына келтіретін әдісі
Ерітіндіден күмісті қалпына келтіру үшін реагенттердің әртүрлі жиынтықтарын алуға болады - мырыш қосылған күкірт қышқылы немесе темір немесе бірдей металдар қосылған тұз қышқылы, соның ішінде алюминий.
Хлоридті ортаға элементтердің бірі енгізіледі. Таңдалған қышқылды концентрациясы 0,2 алынған лайға қосадыжаппай акциялар. Реакция дәрежесін бақылай отырып, ерітіндіні бөліктерге қосып, оның соңында қалдықтарды толтыруға болады. Бұл жағдайда өзара әрекеттесудің сапалы белгісі сутегінің бөлінуі болып табылады – металдың толық еруі немесе қышқылдың жоғалуы сәтінде газ түзілуін тоқтатады (оны тұтынуды индикаторлық қағазбен көрсетуге болады).
Тұздан күмісті оқшаулау жүйенің реңктері қорғасынға ұқсас болғанда аяқталады. Осыдан кейін қажет емес металдардың қалған фрагменттерін ерітіндіге ауыстыру үшін қышқыл қосылады (үлкен бөліктер қолмен жойылады). Қалған ұнтақ зат (күміс цемент деп аталатын) тазартылған сумен тазаланады, кептіріледі және ерітіледі.
Хлорды тазарту
Әдіс күміс пен қарапайым металдар хлор атмосферасындағы алтынға және платина элементтер тобына қарағанда тезірек әрекеттеседі деген болжамға негізделген. Бұл соңғы заттарды тазартылған заттардан бөлуге мүмкіндік береді (рафинирлеу технологиясында ең көп еңбекті қажет ететін процесс - асыл қорытпаларды бөлу).
Бақытылған күйдегі қара алтын газ тәрізді хлор арқылы өтеді. Өзара әрекеттесу асыл емес түрдегі қоспа элементтерінен басталады, содан кейін күміс кейіннен басқа тазарту әдістерімен оқшаулануы мүмкін қосылыс түріне өтеді. Қоспадағы хлоридтер металдармен салыстырғанда тұздардың тығыздығы төмен болғандықтан бетіне қалқып шығады.
Басқа жағдайларда нақтылау
Күмістің құрамында мыс қоспасы болған жағдайда, қорытпа туралы емес, металдар қоспасы туралы айту ұтымды.қырыну). Содан кейін негізгі металды азот және күкірт қышқылдарымен ерітуге болады. Концентрлі заттар суық немесе ыстық күйде қолданылады (реакция жылдамдығы осыған байланысты).
Өнімдердің күміс қабығын алу үшін қоспаны спирт шамында немесе су моншасында қыздырады. 50-60 градустан төмен температурада шыны немесе фарфор ыдыстарын қолдануға болады. Дәл осылай тазартылып жатқан металды никель, қалайы немесе қорғасынмен бөлуге болады.
Үйде күмісті тазарту
Жоғарыда сипатталған әдістердің барлығы арнайы жабдық пен тәжірибені ескере отырып, үйде қолдануға теориялық тұрғыдан жарамды. Жаңадан бастағандар үшін электролиттік әдісті қолданып көрген дұрыс. Әдетте, күміс контактілерден осылай тазартылады.
Рәсім 3 кезеңнен тұрады. Бұл күмісті азот қышқылында еріту, оны цементтеу және балқыту және үйде күмісті электролиз арқылы тікелей тазарту.
Азот қышқылымен еріту
Күміс нитраты бүкіл процесс үшін дереу дайындалады - әдетте еріткіштің литріне 50 грамм металл алынады (бұл қатынасты алу үшін 32 г сынықтарды 80 г сутектелген азот V оксидінде ерітеді). Қышқылды сумен тең пропорцияда сұйылтып, шыны таяқшамен араластыру керек. Сол HNO3 алу үшін аммоний селитрасын электролитпен (ортаның реакциясы 7-ден төмен) араластыру арқылы күмісті нитратпен тазартуды жүргізуге болады. Алынған ерітіндіге күміс бөліктері қосылады. Қоспаны ауысу ретінде 10-11 сағатқа қалдыру керексуспензиядағы металл бірден пайда болмайды. Қызыл-қоңыр газдың күшті шығарылуы мүмкін. Егер ерітінді көкшіл немесе жасылдау болса, бұл витриол немесе темір қоспаларының болуын көрсетеді. Күмісті азот қышқылымен тазарту қарқынды бояу болмаған жағдайда жақсырақ жұмыс істейді.
Күміс цементті алу
Күміспен алмастыру реакциясын жүргізу үшін қоспаға мыс құймақтары қосылады. Бірден дерлік асыл метал қызыл металдың бетінде тұндыра бастайды, ол процесті жылдамдату үшін мезгіл-мезгіл ерітіндіге шайқалу керек. Егер жолақтар толығымен ерітілген болса, оларды жаңаларымен ауыстыру керек. Бұл жағдайда реакцияның соңы ерітіндінің салқындауы және оның күміс-цемент және көкшіл сұйық бөліктерге фракциялық бөлінуі болып табылады.
Сүзу
Металлды ерітіндіден бөлу үшін шұңқыр мен сүзгі қағазы қолданылады. Цемент қосылған ерітінді арнайы дайындалған контейнерге құйылады: мыс тұзы пергамент қабаты арқылы ағып кетеді, ал күміс бетінде қалады. Содан кейін фильтратты тазартылған сумен тағы 5 рет жуу қажет.
Ерітіндіде күміс қалған болуы мүмкін. Оны алу үшін сүзбе тұнба пайда болғанша ас тұзын мыс тұзына қосады.
Күміс цемент кептірілуде. Балқыту тигельде орындалады, оны таза үлгілермен жұмыс істеу үшін пайдаланбайды. Күміс немесе тотыққан шаңның шашырауын болдырмау үшін үлгіні біркелкі қыздыру керек. Беткей аладыбалқытып, тең пропорцияда араластырылған сода мен бораны қосыңыз - композиция металдың үстінде жоғалудан қорғайтын шыны тәрізді пленка жасайды.
Алынған зат негіз болып табылады. Оны мұқият тазарту үшін күмістің электролизі қажет. Бұл жағдайда тазарту жоғарыда сипатталған әдіс бойынша жүзеге асырылады - бұл үшін металды түйіршіктерге балқыту ыңғайлы.
Қауіпсіздік
Бөлменің жақсы желдетілуі маңызды. Қорғаныс ретінде қолғап, халат және қорғаныс көзілдірігін пайдалану ұсынылады. Қышқылдың төгілуін болдырмау үшін концентраттың өзі суға қосылады, керісінше емес. HNO3 алмасу реакциясы арқылы алу күмісті тазартудың ең қауіпсіз әдісі болып табылады. Аммоний нитраты бұл жағдайда электролитпен араласады (ортаның реакциясы 7-ден аз). Химиялық шыны ыдыстарды температураға төзімділікке сынау керек, себебі процестің қызуы 100 градустан асуы мүмкін. Қышқылдың шашырауын болдырмас үшін ыдыстың үштен бірінен артық емес ерітіндімен толтырылады.
Нәтижелер
Күміс тазарту белгілі бір тәжірибе мен жабдықты қажет ететін қиын процедура емес. Қауіпсіздік шараларын сақтасаңыз, оны зертханалық емес ортада орындауға болады.
Ең жоғары сапалы металды алу үшін үйде электролиз арқылы күміс тазартуды қолданған ыңғайлы, өйткені бұл әдіс токты пайдаланудан болатын қоспалардың пайда болу қаупін барынша азайтады.
