Серебро способ промышленного получения

Получение серебра: методы получения серебра и его соединений

Рассмотрим некоторые способы получения серебра, а также остановимся на его физических и химических свойствах. Этот металл привлекал человека еще в далекие античные времена. Своему наименованию серебро обязано санскритскому слову «аргента», что переводится как «светлый». От слова «аргента» пошло и латинское «аргентум».

Интересные факты о происхождении

Существует множество версий о происхождении этого загадочного металла. Все они связаны с Древним миром. К примеру, в Древней Индии серебро ассоциировали с Луной и Серпом – древнейшим орудием земледельца. Отблеск этого благородного металла подобен свету Луны, поэтому в алхимический период серебро обозначали символом Луны.

Серебро на Руси

В древней Руси мерой стоимости различных предметов являлись бруски серебра. В тех случаях, когда какой-то предмет торговли стоил меньше всего бруска, от него отрубали часть, соответствующую указываемой стоимости вещи. Эти части назывались «рублями», Именно от них пошло название принятой в России денежной единицы — рубль.

Еще за 2500 лет до нашей эры египетские воины применяли серебро для лечения боевых ран. Они накладывали на них тонкие пластины серебра, и раны быстро заживали. В русской православной церкви святую воду для прихожан выдерживали только в серебряных сосудах. С середины прошлого века появились такие отрасли промышленности, как фотография, электротехника, радиоэлектроника, что привело к резкому росту спроса на серебро, его изъятию из денежного оборота.

Высокая электропроводность, хорошая пластичность, невысокая температура плавления, небольшая химическая активность серебра заинтересовала и радиотехников.

Характеристика свойств

Все способы получения серебра основываются на его свойствах. Это металл белого цвета, практически не меняющийся под действием кислорода воздуха при комнатной температуре. Из-за присутствия в воздухе сероводорода, он со временем покрывается темным налетом сульфида серебра Ag₂S. Удаляют данное соединение с поверхности серебряного изделия механически, применяя чистящие пасты либо тонкий зубной порошок.

Серебро довольно устойчиво к воде. Соляная, а также разбавленная серная кислота и царская водка на него не действуют, так как на поверхности металла образуется защитная пленка его хлорида AgCl.

Получение нитрата серебра основывается на способности металла вступать в реакцию с азотной кислотой. В зависимости от ее концентрации в продуктах реакции помимо серебра могут находиться оксиды азота (2 или 4).

Получение оксида серебра осуществляется путем добавления раствора щелочи к нитрату серебра. Получаемое соединение имеет темно-коричневый цвет.

Области применения

Благодаря физическим и механическим свойствам именно серебром покрывают радиодетали для повышения электрической проводимости и коррозионной устойчивости. Металлическое серебро используется при изготовлении серебряных электродов для различных видов современных аккумуляторов. Вопросами электролитического серебрения и никелирования достаточно долго занимались специалисты в области гальванотехники: А. Ф. и П.Ф. Симоненко, А. П. Сапожников и др. И.М. Федоровский перенес вопрос, касающийся антикоррозийной стойкости покрытий, из лаборатории в промышленное производство. Соединения серебра (AgBr, AgCl, AgI) применяются для производства кино- и фотоматериалов.

Электролиз растворов солей

Рассмотрим получение серебра электролизом его солей. Собирается электрическая схема, в которой в качестве источника тока выступает гальванический сухой элемент. Максимальный ток в цепи не должен превышать 0,01 А. При применении сухой батарейки (4,5 В) ток ограничивается с помощью добавки проводника с сопротивлением не больше 1000 Ом.

Ванной для процесса серебрения может служить любой стеклянный сосуд. Анодом ванны выступает пластинка металла, имеющего толщину 1 мм и площадь чуть побольше, чем у самой детали. Серебро выбирают для анодного покрытия. В качестве рабочего раствора (электролита) для получения серебра выступает раствор ляписа. До опускания в ванну для серебрения необходимо обезжирить и отполировать деталь, затем протереть ее зубной пастой.

После удаления жира она промывается проточной водой. Судить о полном обезжиривании можно по равномерному смачиванию всей поверхности детали водой. При промывке пользуются пинцетом, чтобы на детали не оставались жировые следы от пальцев. Сразу после промывки деталь фиксируется на проволоке и помещается в ванну. Время получения серебра при серебряном аноде составляет 30 — 40 минут.

Если в качестве анода выбирается нержавеющая сталь, в таком случае скорость процесса меняется. Получение серебра из нитрата будет составлять 30 минут.

Вынутую из ванны деталь качественно промывают, обсушивают, начищают до блеска. При образовании темного осадка серебра ток снижается, для этого подключается дополнительное сопротивление. Это позволяет повысить качество получения серебра электрохимическим способом. Для равномерности покрытия в процессе электролиза деталь периодически поворачивается. Можно отложить металл на латунь, сталь, бронзу.

Химизм процесса

С какими процессами связано получение серебра? Реакции основываются на расположении металла после водорода в ряде стандартных электродных потенциалов. На катоде будет происходить восстановление катионов серебра из его нитрата в чистый металл. На аноде осуществляется окисление воды, сопровождающееся образованием газообразного кислорода, поскольку ляпис образован кислородсодержащей кислотой. Суммарное уравнение электролиза имеет следующий вид:

4Ag NO₃ + 2Н₂О электролиз 4Ag + О₂ + 4HNO3

Получение в лаборатории

Рабочим раствором (электролитом) может стать отработанный фиксаж, в котором присутствуют катионы серебра. Галогениды этого металла образуют с тиосульфатом ряд комплексных солей. При электролизе на катоде выделяется серебро – металл. Получение его подобным способом сопровождается и выделением серы, что приводит к появлению на его поверхности тонкого черного слоя сульфида серебра.

Добыча и открытие

Первые упоминания о добыче серебра связаны с месторождениями, которые были обнаружены финикиянами на Кипре, в Сардинии, Испании, Армении. Металл присутствовал в них в соединении с серой, хлором, мышьяком. Удавалось обнаруживать и самородное серебро внушительных размеров. К примеру, крупнейшим самородком серебра является образец, вес которого составлял тринадцать с половиной тонн. При очистке природных самородков расплавленным свинцом получался тусклый металл. В Древней Греции его именовали Электроном, предугадывая его отличные электропроводные свойства.

В настоящее время электролизом получают плотный слой металлического серебра. В качестве электролита применяют не только нитрат, но и цианиды. Отделение от меди серебра осуществляют выполняя электролиз из холодного раствора, в составе которого около одного процента серной кислоты, 2-3% персульфата калия. Порядка 20 мг металла можно отделить от меди за 20 минут, используя напряжение около 2 В.

В процессе электролиза в растворе должен оставаться избыток персульфата калия. Также среди вариантов разделения этих металлов можно рассмотреть электролиз кипящей уксуснокислой смеси. В настоящее время используются методики, предполагающие применение комплексантов. В растворе, который содержит ион этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) при кислой среде, серебро осаждается за 25 минут. Его отделяют от пластины путем электролитического осаждения на протяжении 2,5-3 часов.

От висмута и алюминия серебро отделяют путем проведения электролиза азотнокислого раствора при условиях, аналогичных разделению его смеси с медью.

Заключение

Отметим, что получение ацетиленида серебра является качественной реакцией в органической химии на присутствие в смеси ацетилена и других алкинов, в которых тройная связь располагается в первом положении. В промышленных масштабах серебро используется в электротехнической и металлургической промышленности. Оно является побочным продуктом при переработке комплексных сульфидов металлов, в составе которых есть аргенит (сульфид серебра).

В процессе пирометаллургической переработки полиметаллических сульфидов цинка, меди серебро извлекается вместе с основными металлами в качестве серебросодержащих соединений. Для того чтобы проводить обогащение чистым серебром серебросодержащего свинца, используют процесс Паркеса либо Паттисона. Второй способ основывается на охлаждении расплавленного свинца, в котором есть серебро. У металлов разные температуры плавления, поэтому они будут поочередно осаждаться и выделяться из раствора. Оставшуюся жидкость Патиссон предложил подвергать окислению в струе воздуха. Процесс сопровождался образованием оксида двухвалентного свинца, который удаляли, а серебро, остававшееся в расплавленном виде, очищали от примесей.

Еще в Древней Греции применялся метод получения серебра путем купелирования.

Данная технология применяется и в настоящее время в промышленности. Метод основывается на способности расплавленного свинца окисляться кислородом, содержащимся в атмосфере.

Источник

Добыча серебра

Запись обновлена: Сен 25, 2020

Второй, после золота, популярный в мировом масштабе благородный металл – серебро. Сегодня из серебра изготовляют не только украшения и предметы быта, но и используют в промышленности для производства разного технического оборудования и материалов. В состав многих предметов, которыми человек пользуется ежедневно, входит серебро (телефоны, компьютеры, зеркала и т.д.).

Залежей серебра по всему миру в самородочном или россыпном виде много, это практически чистое серебро. Но процесс поиска таких месторождений трудоемкий. Поэтому массовое распространение получили различные способы выделения драгметалла из сплавов и серебросодержащих руд при добыче его на рудниках.

Способы и методы получения серебра

Серебро получают в лабораторных и промышленных условиях. Самым эффективным является способ вытеснения драгметалла из солевого концентрата активным металлом.

При выделении серебра часто используют электролитический метод, который позволяет получить чистейшее серебро без примесей. Выделение серебра из растворов, содержащих разные электролиты. С помощью электролиза в осадке образуется серебро с небольшими примесями других металлов, которые полностью растворяются в азотном, аммиачном или цианидном растворах. Но такой метод малоэффективен, поскольку серебро часто сопровождается большим количеством других металлов (медь, селен, теллур, палладий и др.), а поэтому очень сложно произвести аффинаж с выделением чистого серебра.

Для добычи серебра в промышленности из пустой породы используют цианидный метод, который основан на растворении серебра в растворе цианида натрия, когда происходит окисление воздухом с последующим вытеснением металла цинком.

Основной объем серебра получают как побочный продукт при переработке свинцово-цинковых и медных руд.

70%-80% добываемого серебра в мире получается путем переработки комплексных сульфидов цветных металлов, содержащих сульфид серебра. Например, при пирометаллургической переработке сульфидов меди, свинца и цинка, серебро извлекается из руд в виде серебросодержащего цинка, свинца или меди. Следующим этапом является так называемый процесс Паркеса или Паттисона, когда серебросодержащие сульфиды обогащаются серебром, за счет чего на выходе получается чистейшее серебро без лигатуры.

Еще одним популярным методом считается метод купелирования.

Основан на химическом свойстве расплавленного при 888°C свинца окисляться на воздухе. Эта реакция приводит к окислению других сплавных металлов и впитыванию свинца в тигль, высвобождая серебро.

Амальгамирование (измельченные серебросодержащие руды обрабатываются водой и ртутью) также применяется как промышленный способ получения серебра. Условием при данном методе является наличие самородного серебра (аргенит или кераргит) либо руд с высоким его содержанием.

Добыча серебра в мире

Ежегодно во всем мире добывается приблизительно 25 тысяч тонн белого драгметалла. Какие страны-серебродобытчики считаются лидерами по производству серебра?

С 19 века вся добыча серебра концентрируется в странах Южной Америки (Мексика и Перу). А крупнейшими запасами обладают Перу и Польша – здесь залегает по предварительным расчетом от 220 тыс. тонн драгметалла. По производству серебра лидером на сегодня является Мексика, где работает по добыче и получению металла до 200 приисков.

Среди богатых на залежи серебра стран числится и Китай. Здесь не так много запасов, как, например, в Польше, но гораздо больше производства серебра.

В промышленности по добыче и производству благородного металла также преуспевают: Россия, Казахстан, Австралия, США, Боливия и другие.

Где добывают серебро в России

Добыча и производство серебра в России осуществляется в 20 регионах и более, чем на 100 месторождениях. Доля серебра в рудах этих месторождений составляет 100 грамм на 1 тонну. Ведущими из них являются: Дукатское, Лунное и Джульетта в Магаданской области. Около половины общего российского объема серебра добывается на приисках этих месторождений серебродобываемыми компаниями.

Примерно четверть ежегодной добычи приходится на Уральские регионы. Хаканджинское и Норильское месторождения считаются самыми слабыми по добыче, но также вносят ощутимый вклад в российскую серебряную промышленность.

История добычи серебра

Еще в 10 веке византийские правители восхищались красотой и изысканностью серебряных украшений на русских послах. Русские цари, начиная с Ивана Грозного, вели полным ходом разведывательные работы по всей Руси и нанимали из-за границы рудных дел мастеров, знающих отличительные черты месторождений серебросодержащих руд.

Благодаря Петру I усиленно началась добыча серебра в России, с разработкой месторождений и поиском новых приисков.

Первое чистое серебро было выплавлено в 1687 г., а в 1701 году в Забайкалье был построен первый сереброплавильный завод.

Самые первые месторождения серебра на территории России были на Алтае.

Компании, занимающиеся добычей серебра

Более 25% серебра в России добывает компания «Полиметалл». Компания находится на 9 месте в списке ведущих лидеров по добыче серебра в год. В ее состав входят мелкие серебродобывающие компании: «Серебро Магадана», «Серебро Территории», Юрьевское и Хаканджинское месторождения и другие.

За «Полиметаллом» по объемам следуют компании, добывающие серебро как побочный продукт: «Учалинский ГОК», «Норильский никель» и «Гайский ГОК».

Получение серебра в промышленности

Серебро из медных серебросодержащих руд выплавляют вместе с медью, а потом выделяют его из анодного шлама, образующегося при электролитической очистке меди.

При переработке свинцово-цинковых руд белый металл концентрируется в сплавах свинца, из которого его извлекают добавлением металлического цинка, образующего с серебром нерастворимое в свинце тугоплавкое соединение Ag2Zn3, всплывающее на поверхность свинца в виде легко снимающейся пены.

Далее для отделения серебра от цинка, последний отгоняют при 1250 °С. Извлеченное из медных или свинцово-цинковых руд серебро сплавляют (сплав Доре) и подвергают электролитической очистке.

Гидрометаллургия

Электрохимическое выделение серебра из сплавов.

Данный способ относится к гидрометаллургии драгметаллов. Может быть использовано при переработке различных видов полиметаллического сырья (радиоэлектронные детали, отходы электронной и ювелирной промышленности и др.). Подразумевает анодное растворение серебра в водном растворе с анодом из исходного сырья и нерастворимым катодом. В качестве раствора используется сульфит натрия, проводится при температуре 18-50°C.

Результатом такого процесса является селективное извлечение серебра, увеличение скорости растворения серебра и исключение из состава электролита токсичных и опасных веществ.

Запасы серебра в мире

Около 600 тыс. тонн разведанных запасов серебра на сегодняшний день насчитывается у стран лидеров по добыче и получению этого драгметалла.

Таблица за 2019г. показывает мировые объемы запасов серебра.

За 2019 год запасы серебра в Перу увеличились до 12 тыс. тонн, в то время как в Польше наоборот сократились до 10 тыс. тонн. По оценкам экспертов 2014 г. был годом пикового производства серебра, но в 2019 г. обогнало показатели и увеличилось до 27 тыс. тонн.

В 2020 г. по прогнозам специалистов в Мексике должно быть добыто около 212 млн. унций драгметалла.

Себестоимость добычи серебра

Себестоимость добычи серебра на сегодня составляет $ 9 за 1 унцию, при стоимости унции чистого металла высшей пробы около $ 20.

Эти цифры постоянно меняются, цена серебра зависит от множества факторов. В последнее время особенно прослеживается нестабильное положение белого металла на фоне мирового экономического кризиса.

Проблема добычи серебра

После того как министерства здравоохранения «серебряных» стран-лидеров опубликовали приказ о закрытии всех предприятий из-за пандемии, серебродобывающая отрасль прекратила свою работу. Это значительно повлияет на предложение серебра на мировом рынке и может стать глобальной проблемой добычи драгметалла.

Примерно 40% мирового производства и добычи серебра заморожено. Сокращение объёмов добычи серебра, естественно, приведет к его дефициту, а значит и существенному подорожанию.

Источник