Электролитический способ получения золота

Пошаговая инструкция по аффинажу золота дома и в лаборатории

Аффинаж золота – это процесс очистки жёлтого драгоценного металла от различных примесей, в результате проведения которого предполагается возможным получение чистого драгметалла. Аффинаж золота можно проводить в домашних и лабораторных условиях. Специфика и особенности этого процесса зависят от способов и места его проведения. Мы предлагаем вам ознакомиться с альтернативными способами аффинажа золота в домашних и лабораторных условиях.

Способы

Получить аффинированное (чистое) золото можно электролитическим или химическим способом. В ювелирном производстве, как правило, используют химический способ аффинажа ввиду того, что целесообразность применения электролитического способа проявляется исключительно при больших объёмах драгметалла и регулярном применении, то есть на больших производствах.

В целом, специалисты обычно называют три альтернативных способа очистки золота от примесей:

• мокрый (химический);
• сухой (обработка хлором);
• электролитический.

Химический способ рассчитан исключительно на переработку тех благородных металлов (в том числе и золота), примеси которых могут содержать в себе не только другие металлы, но и их соединения или же природные сплавы.

Выбор способа и метода аффинажа золота главным образом зависит от состава сплава или соединения.

Если в составе сплава содержится большое количество серебра, которое, как известно, препятствует его растворению в царской водке, образуя нерастворимый слой в кислоте, в такой сплав обыкновенно в качестве «разрыхлителя» добавляют медь.

Важно, чтобы процентное содержание серебра в таком сплаве составляло не менее пяти процентов всей его массы.

После этого компоненты растворяют в азотной кислоте, которая помогает удалить нежелательные частицы серебра, а металлы, которые выпали в осадок, окисляют посредством использования царской водки, после чего восстанавливают их. В случае с золотом таким восстановителем будет хлорид олова.

Аффинаж золота посредством использования хлора заключается в измельчении сплава металла до порошка и пропускании газообразного хлора через этот нагретый порошок. Результатом этой реакции является следующее: образуется соль металла (в случае с золотом – хлорид золота).

Если в примеси содержатся другие металлы, то вам важно знать следующее: при высоком нагревании хлорид серебра концентрируется в верхней части, а соли других металлов находятся ниже.

Электролитический способ заключается в осаждении драгметаллов на электроде. Он включает в себя два этапа:

1. Растворение одного из электродов в царской водке или соляной кислоте, которое происходит под действием тока.
2. Осаждение драгметаллов на втором электроде, которое происходит в виде слоёв, первый из которых будет представлять самый благородный металл.

Для получения золота электролитическим аффинажем необходимо использовать золото пробы не ниже 950. Только из такого материала в результате можно получить Fine Gold 999,9 пробы.

О других способах аффинажа золота в домашних и лабораторных условиях мы расскажем в деталях ниже.

С использованием цинка

Для того чтобы очистить золото от примесей первоначально его необходимо смешать с цинком. Для проведения данной операции потребуются следующие инструменты:

• тигель;
• большой и прочный пинцет;
• стальная спица;
• титановая палочка толщиной два-три миллиметра;
• колба из огнеупорного стекла;
• электрическая плита;
• колпак с отверстием на дне;
• аппарат для плавки металла.

Материалы, которые необходимы для проведения аффинажа:

1. Чистая бура (в идеале – аптечная).
2. Азотная кислота (65-70%).
3. Соляная кислота (36-38%).
4. Цинк-разрыхлитель.

Это важно! На каждые десять грамм золотого лома необходимо использовать десять грамм цинка.

Изначально тигель необходимо просушить и раскалить на электроплите. После этого в углубление тигеля добавляем буру. С помощью пинцета опускаем лом в тигель и нагреваем до покраснения. Следующим этапом посыпаем лом щепоткой буры.

Температура плавки должна соответствовать следующей:

• 999 проба – 1068 градусов по Цельсию;
• сплавы с серебром и медью 500 и ниже пробы – 900 градусов по Цельсию.

После полного расплавления золота и образования жидкого шарика добавляем маленькие кусочки цинка, оптимальный размер которых 6х6х6 миллиметров. Добавлять следующий кусочек цинка можно только тогда, когда растворится предыдущий.

Полученный таким образом сплав необходимо размельчить в ступке, предварительно накрыв её материей.

Полученный таким образом порошок необходимо поместить в стеклянную колбу и поставить её на электроплиту. В колбу залить шестьдесят-семьдесят миллилитров концентрированной азотной кислоты. Когда пройдёт реакция, следует добавить ещё сорок-пятьдесят миллилитров кислоты. Процедуру повторить два-три раза.

Это важно! Общий объём кислоты не должен превышать двести миллилитров.

После того, как пройдёт реакция, колбу с раствором необходимо установить на плиту и довести до кипения на медленном огне.

Далее – промываем осадок с помощью добавления в остывший раствор в колбе чистой холодной воды, объём которой должен составлять половину объёма колбы. Раствор взболтать и дождаться оседания хлопьев золота на дно. Жидкость аккуратно слить так, чтобы осадок остался в колбе. Осадок промывать до тех пор, пока вода с осадком не станет прозрачной.

Вместе с осадком оставляем в колбе небольшое количество воды. Берём глубокую посудину, застилаем её дно марлей, и выливаем остаток в посуду. Осадок, оставшийся на марле, обильно посыпаем бурой, завязываем в тугой узелок, промокаем фильтровальной бумагой, и помещаем в тигель.

Узел и тигель вновь посыпаем бурой и помещаем на электроплиту, тигель накрываем колпаком. Греть необходимо до тех пор, пока марля не истлеет, а бура не расплавится. Осадок склеится в небольшой ком, после чего можно снять колпак и плавить золото. В результате должен образоваться красный шарик на дне тигля.

Прекращать процесс можно только тогда, если при прекращении нагревания золото начинает затвердевать в течение нескольких секунд, а его поверхность становиться чистой и блестящей.

Затвердевший на дне тигля металл необходимо сразу достать, очисть от буры прокипятив в растворе отбела, состав которого следующий:

• пол-литра воды;
• десять миллилитров азотной кислоты;
• двадцать миллилитров соляной кислоты.

Время кипячения – пять минут в колбе.

Слиток ополаскиваем в чистой воде.

Электролиз

Электролитический способ аффинажа золота в наше время – самый простой и эффективный.

Для его применения необходимо наполнить большую ванну смесью хлорного золота и соляной кислоты.

Аноды электролитических ванн в процессе такого аффинажа отливаются из требующего очистки золота, а катоды образуются из специальной волокнистой золотой жести.

Электрохимическая реакция происходит за счёт подачи напряжения в ванне на электроды, благодаря чему на жести оседает чистое золото, проба которого часто достигает 999,9.

В процессе такого аффинажа на дне ванны образуется шлам, который содержит в себе все дополнительные примеси, которые были в сплаве до начала процесса.

Железный купорос

Если золото в изделии представляет собой хлорид жёлтого драгметалла, который растворён в «царской водке», для аффинажа такого изделия необходимо использовать раствор сернокислого железа.

Сульфат железа растворяют в воде, пропорции сульфата и воды следующие: один к двум. Если раствор помутнел (это связано с происходящим процессом окисления) в раствор необходимо поместить чистые железные гвозди. Пропорции следующие: пять грамм гвоздей на сто грамм раствора.

Первый этап аффинажа заключается в испарении избытка азотной кислоты под вытяжным колпаком. Для этого «царскую водку» в совокупности с хлоридом золота необходимо нагреть в фарфоровой чаше с добавлением хлорида натрия, который поможет предотвратить распад хлорид золота.

Между такой чашкой и открытым огнём необходимо поместить железную сетку с асбестовым покрытием. Раствор в процессе нагревания необходимо помешивать стеклянной палочкой и попеременно добавлять в него небольшое количество соляной кислоты.

Это важно! Необходимо добиться загустевания жидкости до сиропообразного состояния, после чего её необходимо остудить. Когда жидкость остынет, нужно добавить соляную кислоту и отфильтровать жидкость.

К фильтрату добавляют насыщенный раствор сульфата железа. Благодаря таким манипуляциям золото выпадет в осадок и приобретёт вид красно-коричневого тяжёлого порошка, образовавшегося на дне сосуда.

Такой осадок также необходимо отфильтровать, промыть водой и собрать на бумажном фильтре, который впоследствии сжечь. Полученный таким образом металл – ни что иное как чистое золото.

Правильность проведения всех описанных манипуляций гарантирует получение чистого золота наивысшей пробы.

Видео об аффинаже золота железным купоросом

Хлорное олово

Уникальность процесса аффинажа с использованием хлорного олова заключается в том, что он:

• простой в применении;
• не вреден для здоровья;
• в осадок выпадает только золото.

Сам процесс заключается в следующем:

Необходимо взять порошок хлорного олова, к которому добавить одну часть воды и одну часть соляной кислоты.

В золотосодержащий раствор необходимо добавить хлорное олово. При наличии золота – произойдёт реакция.

Если реакция произошла, раствор необходимо оставить на двенадцать-двадцать четыре часа.

Осадок выпадет на дно. Его необходимо прокипятить в соляной кислоте, благодаря чему он приобретёт желтоватый окрас.

Более детально процесс описан на видео, представленном ниже.

Видео об аффинаже золота хлорным оловом

Сущность аффинажа

Процесс аффинажа золота не такой сложный по своей сущности, как может показаться на первый взгляд.

Его довольно просто проделать не только в лабораторных условиях и с наличием специальных знаний, но и дома, имея под рукой минимум реагентов.

Получить чистое золото можно следуя подробным инструкциям, которые были представлены в этой статье.

Источник

Добыча золота

Вековой попутчик человеческой цивилизации, совокупность страстей и смертей, залог состояний вершителей судеб, олицетворение могущества и безграничной власти – это все о нем – о благородном металле. Являясь химическим элементом 1-ой группы с атомным номером 79 и атомной массой 196, 9665, золото обладает несколькими изотопами – один из которых является устойчивым — с массой 197. Этот благородный и весьма редкий металл с серебром и медью является родственным (они образуют 2-ую подгруппу химических элементов) – серебро всегда сопутствует золоту, но зачастую золото может сосуществовать и с медью. Золото часто наблюдают в полиметаллической и медной рудах, и добыча его возможна из этих руд в виде попутного сырья. Родственные начала золота, меди, серебра в химическом и геологическом плане являются базой их экономического родства – эти металлы играли роль денег.

Добыча золота

Используя современные технологии, при плавлении золота обязательно учитываются возможные технологические потери. Золотую породу возможно извлекать посредством горнорудного продукта. Исходный горнорудный продукт дробят до уровня мельчайших фракций. Далее к измельченному сырью добавляют свинец зернистый либо галенит, щелочной натрий либо калий (щелочной), либо композицию щелочной натрий + щелочной калий. Следующий этап – плавление в печи вышеперечисленных смесей. Расплавленные смеси выдерживаются в печах в разогретом состоянии.

После – производят выщелачивание водой расплава. Затем жидкая фракция сливается, а осадок используют для выделения веркблея – с помощью купеляционной плавки веркблея получается золото. Остатки шлака обрабатываются с помощью раствора соляной кислоты. Процесс выщелачивания способствует полному удалению всей пустой породы. В результате — высокий уровень извлечения золота, которое было скрыто в составе исходного сырья. Имеет право на существование способ извлечения золотой породы посредством веркблея. Этот вариант имеет отрицательные моменты – невозможно получить высокую концентрацию золота. Вид тигельного расплавления: исходное сырье + коллектор (глет (PbO); сурик (Pb3O4)). К данной композиции добавляются дополнительные агенты – это может быть сера, сода, известь и т. д.. Далее происходит дополнительная плавка в температурных условиях не менее 900oC. В процессе плавки свинец + благородные металлы аккумулируются в области тигля – шлак собирается сверху. Данный способ добычи благородного металла на базе исходного сырья дает недостаточное извлечение золота.

Электролитический метод получения золота

Существует также электролитический метод получения золотой породы, отличающийся получением золотого продукта высокого уровня чистоты. Данный метод заключается в осуществлении электролиза H2AuCl4 — 4H2O (золотохлористоводородная кислота). В данном случае анод представляет собой сплав — «золото + Ag, Cu, Fe, Pt, Pd», а катод – это чистая золотая пластинка. В результате электролиза наблюдается осаждение на катоде чистого золота, а примеси сконцентрировались в электролите. У способа имеются недостатки – слишком велика энергоемкость, потребность в частой смене электролита, содержащего золото. Также имеется вероятность снижения чистоты целевого материала из-за скопления примесей на катоде. Наибольшей эффективности можно добиться в случае использования метода добычи золотого продукта путем жидкостной экстракции.

Экстрация золота при добыче

Золото можно получать посредством экстракции на основе солянокислых растворов метилизобутилкетоном. Недостатки этого способа – слабо отделяется золото от некоторых элементов. Также золото выделяют из солянокислых растворов способом экстракции на базе диэтилового эфира. Минусы данного метода – теряется экстрагент. Получение высокочистого золота возможно методом экстракции на основе соляно-кислых растворов. Чтобы удалить соэкстрагированные примеси, экстракт необходимо 3 раза отмывать соляной кислотой (1,5 моль/л), а далее золото восстанавливается из органического состояния до металлической фазы с помощью горячего раствора щавелевой кислоты около 3-х часов. Далее осуществляется фильтрация, промывка золотого порошка, плавка. В результате получают золото – степень чистоты 99,99%. Процесс отделения примесей и золота осуществляется на этапах экстракции, промывки экстракта, а также реэкстракции с помощью щавелевой кислоты. Минус данного метода – необходимость использования дорогого и малодоступного реагента, а также неизбежность дополнительного этапа промывки от примесей. Данный способ получения золотого материала значительно удешевляет сам процесс.

Амальгация золота при добыче и производстве

В случае использования технологии амальгации, используется свойство ртути осуществлять химические соединения с породой золота. Процесс выделения золота посредством амальгации начинается с момента измельчения золотоносной руды с последующим добавлением ртути в руду, в результате чего образуется амальгама. Далее смесь обрабатывают и получают в итоге золото. Метод слишком затратный – в прямом и переносном смысле, поскольку реагенты и необходимое оборудование достаточно дороги, а ртуть – токсична и опасна для жизни людей. Технология цианирования базируется на использовании «синильная кислота + цианиды». Страны Запада очень активно используют экологически безопасный и очень рентабельный метод золотодобычи, именуемый, как кучное выщелачивание из различного минерального сырьевого материала.

Мировые запасы золота

В России около 200 лет добывается россыпное золото – последние годы его запасы исчерпываются. В процессе промышленной добычи используется высокопроизводительное промывочное оборудование. К сожалению качество промывки не всегда желаемое – подчас золото извлекают с потерями. Техногенные россыпи насчитываются десятками тысяч. Непромышленная добыча возможна практически в каждой из россыпей.

В глобальном масштабе осталось очень мало мощных месторождений золота с большими запасами – преимущественно в Южной Африке. В условиях промышленной золотодобычи растворение золотой породы используют лишь в условиях переработки концентраторов и при очищении металла. На сегодняшний день актуален вопрос растворения золота, содержащегося в воде. Концепция этого метода состоит в том, что вначале взрывным методом разрыхляют массивы с рудой, а затем закачивают растворитель в жидком виде, который начинает циркулировать по образовавшимся трещинам в массиве, растворяя при этом золото. Далее раствор, насыщенный растворенной золотой породой, откачивают и разными методами отделяют золотой металл. Этот способ может быть эффективным для освоения россыпей. Подобный вариант не нуждается в человеческих ресурсах под землей.

Гидродобыча золота

На данный момент уже разработана технология скважинной гидродобычи золота. В этой ситуации по скважинам подается жидкость, размывающая породу, а далее по другим скважинам жидкий раствор с частицами золота откачивается на поверхность. Вышеупомянутые технологии являются принципиально новейшими, открывающими новую эру в сфере горнодобывающей промышленности. Увы, применимо к золотой породе, эти задачи решить сложнее, чем к иным металлам. Благородный металл сложно поддается взаимодействию с обычными растворителями. Цианистый натрий успешно растворяет золотую породу, но это сильный яд и чтобы наладить его применение необходимо будет разрабатывать огромный комплекс различных мероприятий, обеспечивающий безопасность людей, обслуживающих работы, а также исключить возможность проникновения ядовитых веществ за пределы рабочего участка.

Если речь идет о скважинной гидродобыче золота – на данный момент имеется препятствие – значительная плотность золота, что может сказаться на потерях откачиваемого раствора. И тем не менее, есть все основания надеяться, что в самое ближайшее время появится уже отточенная технология золотодобычи, которая начнет новую эпоху в горном деле. Россыпные месторождения, сложенные из рыхлых пород, где металлы находятся в свободном состоянии, интересны для усовершенствования новой технологии добычи благородных металлов. Очень важное место на данный момент занимают разработки технологий безвзрывных работ при разработке месторождений. На данный момент проходит испытания специализированное гидравлическое оборудование. Не исключено, что на очень больших глубинах будут найдены крупные месторождения золота.

Источник