Способы получения серебра
Пирометаллургический метод
Пирометаллургический метод заключается в получении меди из сульфидных руд, например, халькопирита CuFeS2. Халькопиритное сырье содержит 0,5-2,0 % Cu. После флотационного обогащения исходной руды концентрат подвергают окислительному обжигу при температуре 1400°:
Затем обожженный концентрат подвергают плавке на штейн. В расплав для связывания оксида железа добавляют кремнезём:
Образующийся силикат в виде шлака всплывает и его отделяют. Оставшийся на дне штейн — сплав сульфидов FeS и Cu2S — подвергают бессемеровской плавке. Для этого расплавленный штейн переливают в конвертер, в который продувают кислород. При этом оставшийся сульфид железа окисляется до оксида и с помощью кремнезема выводится из процесса в виде силиката. Сульфид меди частично окисляется до оксида и затем восстанавливается до металлической меди:
Получаемая черновая медь содержит 90,95 % металла и подвергается дальнейшей электролитической очистке с использованием в качестве электролита подкисленного раствора медного купороса. Образующаяся на катоде электролитическая медь имеет высокую чистоту до 99,99 % и используется для изготовления проводов, электротехнического оборудования, а также сплавов.
Гидрометаллургический метод
Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:
Электролизный метод
Электролиз раствора сульфата меди:
Способы получения серебра
Для отделения серебра от пустой породы используется цианидный метод. Метод основан на растворении серебра в растворе цианида натрия за счет окисления кислородом воздуха и перехода в анионный комплекс, с последующим вытеснением цинковой пылью по обменной реакции:
2Na[Ag(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Ag.
Основную часть серебра добывают в качестве побочного продукта при переработке свинцово-цинковых и медных руд.
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать лишь с немногими веществами (ртуть, цианиды). С развитием современных технологий более популярными становятся химические способы.
В 1947 году американские физики Ингрем, Гесс и Гайдн проводили эксперимент по измерению эффективного сечения поглощения нейтронов ядрами ртути. В качестве побочного эффекта эксперимента было получено около 35 мкг золота. Таким образом, была осуществлена вековая мечта алхимиков — трансмутация ртути в золото. Однако экономического значения такое производство золота не имеет, так как обходится во много раз дороже добычи золота из самых бедных руд.
Свойства простых веществ, оксидов, гидроксидов и солей.
Соединения двухвалентной меди
Оксид меди (II) — чёрного цвета. Восстанавливается под действием сильных восстановителей (например, CO) до меди. Обладает основным характером, при нагревании растворяется в кислотах:
CuO + H2SO4 
CuSO4 + H2O
CuO + 2HNO3 Cu(NO3)2 + H2O
Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 — нерастворимое в воде вещество светло-голубого цвета. Образуется при действии щелочей на соли меди (II):
CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 
+ Na2SO4
При нагревании чернеет, разлагаясь до оксида:
Cu(OH)2 CuO + H2O
Типичное основание. Растворяется в кислотах.
Cu(OH)2 + 2HCl CuCl2 + 2H2O
Cu(OH)2 + 2H+ Cu2+ + 2H2O
Растворяется в растворе аммиака с образованием комплексного соединения (координационное число меди – 4) василькового цвета (реактив Швейцера, растворяет целлюлозу):
Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4](OH)2
Малахит Cu2(OH)2CO3. Искусственно можно получить по реакции:
2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O Cu2(OH)2CO3 + 2Na2SO4 + CO2 
Разложение малахита:
Cu2(OH)2CO3 2CuO + CO2 + H2O
Серебро и его соединения
Благородный металл, устойчивый на воздухе. При потускнении серебра происходит реакция Гепара:
4Ag + 2H2S + O2 2Ag2S + 2H2O
В ряду напряжений находится правее водорода, поэтому растворяется только в кислотах — окислителях:
3Ag + 4HNO3(разб.) 3AgNO3 + NO + 2H2O
Ag + 2HNO3(конц.) AgNO3 + NO2 + H2O
2Ag + 2H2SO4(конц.) Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
В соединениях серебро обычно проявляет степень окисления +1.
Растворимый нитрат серебра AgNO3 используется как реактив для качественного определения Cl-, Br-, I-:
Ag+ + Cl- AgCl белый
Ag+ + Br- AgBr светло-жёлтый
Ag+ + I- AgI тёмно-жёлтый
(Способность этих осадков образовывать растворимые комплексные соединения уменьшаются в ряду AgCl – AgBr – AgI). На свету галогениды серебра постепенно разлагаются с выделением серебра.
При добавлении растворов щелочей к раствору AgNO3 образуется тёмно-коричневый осадок оксида серебра Ag2O:
2AgNO3 + 2NaOH Ag2O + 2NaNO3 + H2O
Осадки AgCl и Ag2O растворяются в растворах аммиака с образованием комплексных соединений (координационное число серебра – 2):
AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]Cl
Ag2O + 4NH3 + H2O 2[Ag(NH3)2]OH
Аммиачные комплексы серебра взаимодействуют с альдегидами (реакция серебряного зеркала):
| O II | O II | |||
| R – | C | + [Ag(NH3)2]OH  R– | C | + Ag  + NH3  |
| I H | I O | -NH4 |
Золото и его соединения
Золото — мягче Cu и Ag, ковкий металл; легко образует тончайшую фольгу; благородный металл, устойчив как в сухом, так и во влажном воздухе. Растворим только в смеси концентрированных соляной и азотной кислот («царской водке»):
Au + HNO3 + 4HCl H[AuCl4] + NO + 2H2O
Реагирует с галогенами при нагревании:
2Au + 3Cl2 2AuCl3
Соединения термически не очень устойчивы и разлагаются при нагревании с выделением металла. Комплексообразователь (комплексы золота (III) обладают координационными числами 4, 5 и 6).
Физиологическое действие серебра. Следы серебра (порядка 0,02 мг/кг веса) содержатся в организмах всех млекопитающих. Но его биологическая роль недостаточно изучена. У человека повышенным содержанием Ag (0,03 мг на 1000 г свежей ткани, или 0,002 вес.% в золе)характеризуется головной мозг. Интересно, что в изолированных ядрах его нервных клеток — нейронах — серебра гораздо больше(0,08 вес.% в золе). С пищевым рационом человек получает в среднем около 0,1 мг. Ag в сутки. Ионы серебра обладают исключительно сильно выраженными бактерицидными свойствами. Ничтожного количества этих ионов, перешедших из металла в воду достаточно, чтобы она не портилась неограниченное время. Очистка больших количеств воды на основе бактерицидного действия серебра особенно удобно производится электрохимическим путём. Нижний предел бактерицидного действия серебра оценивается содержанием его в воде порядка 0,001 мкг/л. Как и все тяжёлые металлы, серебро при избыточном поступлении в организм токсично.
Золото — основной драгоценный металл, его государственное значение
Золото во всем мире считается главным драгоценным металлом. Этот благородный металл, относят к семи металлам древности, известные еще в эпоху каменного века. Золото в природе встречается в виде золотых самородков, имеющие небольшое количество примесей или в виде естественных сплавов золота с другими металлами, например сплав электрум, содержащий в своем составе золото и серебро или другие металлы: медь и железо.
Источник
Методы добычи и извлечения серебра
Добыча серебра в России впервые началась в 1704 году на Нерчинском руднике в Забайкалье.
Пропустив через раздробленную породу поток воды, вымывают пустую породу, которая имеет легкий вес, а на дне остаются кусочки серебра и минералов. При повторной промывке из концентрата получают техническое серебро.
Основные этапы добычи драгоценного металла
Наиболее значительные природные запасы серебра в мире находятся в Перу, Мексике, Чили, Австралии, Китае, Польше.
Иногда находят самородки, но основная часть добывается из руды. Сейчас добыча серебра в мире составляет более 24 тысяч тонн. Оно используется для производства зеркал, ювелирных украшений, медицинского оборудования, в машиностроении.
Добыча серебра в России вначале не получила широкого распространения, ведь разработка месторождения требует огромных финансовых вложений, которые окупятся только через 5-10 лет.
В тонне руды из отечественных месторождений содержание ценного вещества ниже, чем на большинстве рудников мира, но объемы добываемого в России драгоценного металла позволяют ей занимать одно из ведущих мест.
Получение вещества из руды — сложный и трудоемкий технологический процесс, но, учитывая ценность серебра в мире, добыча его ежегодно возрастает. Постоянно открывают месторождения как в России, так и за рубежом.
Добывают его в основном для использования в промышленности в качестве изоляционного покрытия и для производства электронного оборудования.
Вопрос, как добывают серебро, интересует многих ценителей этого благородного металла. Можно посмотреть документальное видео, чтобы лучше представить все этапы его извлечения из руды.
Геологи определяют наличие серебра в руде. Затем на участках, где найдены запасы металла, шахтеры закладывают взрывчатку в специальные отверстия. Крупные осколки руды после взрыва поднимают на поверхность шахты.
Далее их измельчают до состояния песка на специальном оборудовании, а потом в шаровой мельнице превращают в порошок. Он помещается в огромные емкости с водой, в которые добавляют кислоту. Раствор прогоняют через фильтры, которые обработаны цинком, чтобы притянуть серебряную смесь, состоящую из серебра и отходов.
В газовых печах смесь расплавляют и разливают по формам. Серебро имеет больший вес, чем примеси, поэтому оседает на дно. Примеси рабочие убирают с поверхности раствора.
Металл застывает в течение нескольких минут. Слитки отправляются на продажу.
Предварительно в лаборатории проводят работы по определению пробы серебра. Содержание благородного металла в руде должно быть постоянным, чтобы месторождение было прибыльным.
Методы извлечения серебра
Руда содержит немало примесей, которые нужно отделить от драгоценного металла. Для этого используют 2 основных метода.
Наиболее часто используемый метод — цианирование. Серебро растворяют в цианистой щелочи, а пустая порода удаляется с помощью фильтров.
Металл оседает на дно емкости, его промывают водой, прогоняют через фильтры и переплавляют в слитки. Примеси удаляют с помощью серной кислоты.
Еще один способ — амальгамация серебра, в его основе способность серебра вступать в соединение с ртутью.
Работы производят на специальном оборудовании, где руду прогоняют по поверхности ртути вместе с водой. Частички металла, смоченные ртутью, образуют соединение, которое после отжима ртути становится твердым. После ртуть выпаривают, смесь фильтруют и серебро сплавляют в слитки.
Ни один из этих методов не позволяет получить серебро высшей пробы, поэтому в дальнейшем проводят его дополнительную очистку.
Аффинаж — способ получения чистого металла
Получить чистый металл можно с помощью аффинажа — процедуры очистки серебра в несколько этапов. Ее можно выполнить и в домашних условиях, если знать некоторые тонкости технологии.
Для очищения используют различный технологический и ювелирный лом.
Аффинаж проходит 3 этапа: разбавление металла в азотной кислоте, затвердение, сплавление и очистку.
Используются следующие материалы:
- емкости из стекла и для плавки;
- азотная кислота;
- весы;
- фильтры;
- блок питания;
- бутылка из пластика;
- вилка из нержавейки;
- изолента;
- латунная палочка.
Проводить процедуру нужно в помещении с хорошей вентиляцией. В кислоту, разбавленную водой, помещают серебро. В результате химической реакции получится нитрат серебра.
Выделяют серебро с помощью меди. Она является катализатором процесса, поэтому в раствор добавляют кусочки меди. Время от времени кусочки вынимают и стряхивают налет в банку. Медь за счет растворения добавится к нитрату серебра.
Серебряный цемент осядет на дно сосуда. Раствор пропускают через фильтры для кофе. Промывают осадок чистой водой не менее 5 раз, а затем просушивают естественным путем.
За счет равномерного нагревания серебряного цемента в тигле из отдельных кусочков получится единый кусок.
Металл высшей пробы получают в электролитической ванне, под которую можно приспособить обрезанную пластиковую бутылку.
К бруску серебряного цемента приваривается лента чистого серебра, помещается в чайный фильтр и цепляется к латунной палочке, которая будет служить анодом. Ее располагают над ванной.
Изолентой обматывают рукоятку вилки, а согнутым концом подвешивают на край емкости. Кабель от блока питания одним концом идет к вилке, а другим — к латунной палочке.
Заливают разбавленный водой раствор нитрата серебра. В результате электролитической реакции стены ванночки покрываются кристаллами серебра, которые потом сплавляют в один кусок. Получится серебро 999 пробы.
Получение серебра из радиодеталей
Возможно получение серебра из радиодеталей от транзисторов, телевизоров, магнитофонов. У деталей удаляют лишние элементы: пластмассу, части контактов, полимеры. Для растворения образцов используют азотную кислоту при температуре около 60 о С. В полученный раствор вливают соляную кислоту. Для выделения осадка в виде хлорида серебра раствор подогревают при постоянном перемешивании. Затем его охлаждают и доливают еще немного соляной кислоты для полного выпадения осадка.
Раствор должен постоять около 12 часов. Затем его фильтруют, сушат и при большой температуре вместе с питьевой содой расплавляют. Охлажденную смесь отмывают от других компонентов струей воды.
Серебро является самым звукопроводящим и отражающим металлом на земле, поэтому его ценность никогда не уменьшится.
Источник
