Все способы аффинажа золота

Аффинаж золота, пошаговая инструкция всего процесса

Аффинаж золота и его особенности

В данной статье хочу рассказать про очень интересный и в то же время сложный процесс, который называется аффинаж. Этот процесс используется в ювелирной промышленности. Рассмотрим именно аффинаж золота, ведь этот металл самый красивый и самый распространённый в ювелирной и стоматологической сфере. Аффинаж – это процесс очищения металла, в нашем случае золота, от других более дешёвых металлов.

Цель аффинажа — чистое золото

Очень часто золото очищают в зубопротезной сфере, для изготовления золотых зубов. В ювелирном же деле этот процесс применяют при изготовлении изделий с более высокой пробой металла, например 750 проба.

Ведь для создания, какого либо ювелирного шедевра, необходимо иметь абсолютно чистое золото наивысшей пробы, чтобы посредством внесения лигатуры других металлов получить сплав, нужного оттенка и нужной пробы.

Описание процесса аффинажа

Для очищения золота от примесей, сначала необходимо его смешать с цинком . Поэтому понадобится чистый тигель, его нужно будет пометить, чтобы в дальнейшем использовать его только для этой процедуры. Ничего другого в нём делать больше нельзя.

Также понадобится пинцет большой и прочный, он пригодится для переноса в расплавленное золото кусочков цинка и для выемки уже застывшего, но ещё очень горячего слитка. Спица из черной стали или титановая палочка толщиной 2-3 мм нужна для размешивания расплава в тигле. Её можно приобрести в специализированных магазинах для ювелиров.

Мерная колба

Колба из огнеупорного стекла лабораторная, объёмом 500 мл, чтобы в ней можно было кипятить. Обычно такие колбы имеют знак — матовый кружочек на боку. Ещё нужна электроплитка с закрытой спиралью. Она нужна для подогрева раствора во время процесса аффинажа золота. Также необходим колпак с небольшим отверстием в донышке. Им надо будет накрывать тигель при прокалки золотосодержащего остатка непосредственно перед его плавкой.

Его можно изготовить самостоятельно, слепить из смеси размоченного листового асбеста и гипса , в пропорции 1:1. Размер колпака должен быть такой, чтобы закрывал тигель полностью.

Необходим также аппарат для плавки металла. Самый оптимальный вариант использовать горелку газосварочную, ацетиленовую или пропановую. Самая удобная пропановая горелка, потому что не придётся возиться с карбидом, и постоянно запускать ацетиленовый генератор.

Материалы необходимые для аффинажа

1) Необходима чистая бура , лучше всего использовать аптечную, однако если её уже многократно использовали и помещали в неё различный припой, то такая бура не подойдёт, ведь она не очистит металл, а наоборот загрязнит его.

Бура

2) Также потребуется концентрированная азотная кислота (HNO3) – примерно 65 – 70% процентная.

3) Совсем немного потребуется соляной кислоты (HCL) – концентрация 36 – 38%. Она необходима только на отбеливатель, с помощью которого будем очищать металл. Состав отбеливателя должен быть следущим: 20 мл HCL (соляная кислота) + 10 мл HNO3 (азотная кислота) + 500мл Н2О (вода).

4) Для аффинажа необходим цинк-разрыхлитель. Поясню, что означает слово разрыхлитель. Золото такой металл, который очень устойчив к агрессивным средам, и растворить его можно только в Царской водке или в растворах солей цианистой кислоты.

Даже довольно низкопробные сплавы золота , устойчивы к концентрированной азотной кислоте, ведь кислота способна прореагировать только с молекулами других металлов содержащихся в сплаве. Обычно это такие металлы как медь, серебро, латунь и другие.

Металл цинк

Молекулы не благородных металлов, которые находятся в глубине слитка , заблокированы молекулами золота, и соответственно кислота не может с ними вступить в реакцию. Поэтому, для того чтобы получить чистое золото, необходимо сплав золотого лома разрыхлить, другими словами раздвинуть золотые молекулы, как можно дальше друг от друга, чтобы кислота могла прореагировать с примесями, переведя их в жидкое состояние. Потом их можно будет промыть водой и таким образом получить чистое золото.

Аффинаж золота с цинком

Для начала, предположим, что у нас имеется 10 грамм золотого лома , при этом проба отдельных частей может быть как 375, так и 585. Для того, чтобы его очистить нам потребуется 10 грамм цинка, но лучше взять в запас ещё 2 грамма.

Перед началом плавки металла обязательно нужно сначала просушить, а после прокалить на электроплите приготовленный тигель, который также можно купить в магазине ювелирных товаров. Его цена обычно колеблется от 35 до 100 рублей.

Тигель шамотный

Ни в коем случае, нельзя накалять влажный тигель, так как он может лопнуть. Тем более в нем категорически нельзя плавить металл, ведь он вместе с золотом, разлетится на мелкие кусочки, и вы никогда его не соберёте полностью. Начинать надо с того, что кончиком синего пламени горелки, хорошо прогреваем дно и стенки тигля.

Затем добавляем буру в прогретое углубление тигля и плавим её. По мере сжижения буры разгоняем её пламенем горелки по всему тиглю, до тех пор, пока большая его часть не покроется бурой, а лучше покрыть всю поверхность углубления тигля.

Затем, с помощью пинцета, переносим наши 10 грамм золотосодержащего лома в тигель и греем металл до покраснения. Далее берём щепотку буры и посыпаем лом ею и продолжаем греть дальше так, чтобы бура покрыла весь металл в тигле пленкой. Бура нужна для того, чтобы не дать окисной пленки образоваться на поверхности разогреваемого металла, так как она более тугоплавкая, чем расплавляемый металл.

Электрическая плита

Чистое золото 999 пробы плавится при 1068 градусов Цельсия, в то время как его сплавы с серебром и медью , примерно 500 пробы, плавятся обычно около 900 градусов. После того, как золото полностью расплавится и образует в центре углубления тигля жидкий шарик, плавающий в жидкой буре, нужно понемногу, по одному маленькому кусочку, добавлять в расплавленное золото цинк, при этом необходимо греть сплав горелкой.

Кусочки цинка должны быть маленького размера потому, что существует большая разница температур плавления сплава золота и цинка, примерно около 500 градусов. Поэтому большой кусок цинка может привести к выбросу сплава из тигля. Самый оптимальный размер кусков цинка, составляет не более 6х6х6 мм.

Каждый следующий кусочек цинка, следует добавлять только после того, как в жидком золоте растворится предыдущий. Когда весь цинк внесен полностью, необходимо жидкий металл помешать спицей. В это самое время температура плавления полученного сплава золота и цинка существенно понижается, примерно до 500 градусов иногда ниже, соответственно греть расплав надо меньше.

Температуру нагрева металла можно регулировать, то приближая, то удаляя пламя горелки. После этого надо вытащить полученный сплав из тигля. Его необходимо тихонько покалывать пинцетом, для того чтобы увидеть тот момент, когда металл, схватился, а бура ещё нет и его можно взять и опустить в воду.

Если возьмёте раньше, то слиток распадется на отдельные кусочки, и пока вы будете их извлекать по одному, бура застынет, и некоторые кусочки приклеится к тиглю и придется опять греть тигель с металлом.

Надо помнить, что тигель, в котором вы смешивали золото и цинк, будет служить только исключительно для этих целей. Чистое золото после всего процесса аффинажа, плавят в другом чистом тигле. После смешивания цинка и золотого лома, полученный сплав становится очень хрупкий и имеет серебристый цвет.

Перед началом следующего этапа очистки золота от примесей, нужно размельчить полученный сплав, чем мельче, тем лучше. Оптимальный вариант растолочь полученный кусок металла в ступке до порошкообразного состояния.

Ступку можно приобрести в хозяйственном магазине. Полученный металл очень хрупок, поэтому растолочь его совсем не трудно, однако перед этим необходимо ступку накрыть материей, предварительно проделав в ней небольшое отверстие для пестика, которым будете размельчать металл.

Это обязательно следует сделать, так как от ударов пестика о металл мелкие кусочки сплава обязательно будут вылетать из ступки, и вы останетесь без металла. Из расчета того, что металл, который мы получили весит около 20 грамм, азотной кислоты 65% концентрации, потребуется около 200мл.

Предупреждение: в процессе реакции между азотной кислотой и сплавом золота с цинком происходит нагревание и обильное выделение удушливых, вредных для здоровья человека паров азотной кислоты, поэтому аффинаж нужно проводить на улице, в защитной маске, чтобы пары не попали в легкие. Идеальным вариантом, для аффинажа золота является дачный участок или огород в частном доме, куда есть возможность протянуть удлинитель, чтобы подключить электроплитку.

Наступил момент перехода непосредственно к аффинажу. Полученный порошок из металла золото с цинком помещаем в стеклянную колбу, которую желательно сразу установить на электроплитку. После, необходимо залить в колбу с порошком 60-70мл концентрированной азотной кислоты. Сразу же пойдёт реакция, из колбы мгновенно повалит цветной пар. Следует держаться от него подальше.

Дожидаемся, пока реакция начнет медленно утихать. Затем добавим ещё 40-50мл кислоты, и реакция снова заметно оживёт. Дальше можно ещё раза два повторить процедуру доливания кислоты, однако общий объём использованной кислоты не должен превышать объём 200мл.

После того, как очень бурная реакция станет, вялой, необходимо включить электроплитку и довести всё содержимое колбы до 100 градусов, то есть до кипения. Кипятить смесь надо на медленном огне до того момента, пока выходящий из колбы пар, будет светлый, такой как пар кипящей воды.

Следующим этапом, необходимо промыть получившейся осадок, состоящий из золотых хлопьев. После остывания раствора, в колбу нужно добавить чистую холодную воду, примерно до половины всего объёма колбы. Затем надо немного взболтать раствор и после оседания хлопьев золота на дно, аккуратно, не спеша, так чтобы осадок остался в колбе и не вылился вместе с жидкостью, сливаем всю жидкость в фаянсовую тарелку.

Убедившись, что молекулы, как можно дальше друг от друга, жидкость можно слить в канализацию. Таким образом, промываем осадок до тех пор, пока вода после взбалтывания вместе с осадком золота не будет совершенно прозрачной.

Прозрачность воды укажет на то, что все примеси сплава и добавленный цинк, полностью растворены и вымыты водой из колбы. Если всё было сделано правильно и чисто, согласно данной инструкции, то осадок на дне колбы и есть чистое золото, проба которого не менее 999 пробы .

Наступает заключительный этап окончательной очистки и получения золотого слитка высокой пробы. Наш осадок в колбе имеет вид коричневых хлопьев. После тщательного ополаскивания, чистую воду из колбы сливаем практически полностью, оставляя небольшую часть, чтобы она покрывала золотой осадок. Так будет намного легче вытряхнуть его из колбы.

Для качественного сбора осадка, необходимо взять суповую фарфоровую тарелку. На её дно застилают двойной слой марли. Остаток из колбы сливаем на центр марли. В случае, если из колбы вытряхнулись не все кусочки золотого осадка, то можно налить ещё немного воды, встряхнуть её и вылить снова в тарелку на марлю.

После того, как весь осадок собрался на марле, посыпаем обильно его бурой. После чего золото завязываем в марле в тугой узелок. Узелок необходимо промокнуть фильтровальной бумагой. Теперь помещаем узелок с золотом в тигель. Напомню, что тигель обязательно должен быть идеально высушен и прокален на электроплитки в течение часа, не меньше. Иначе, во время плавки, остаток влаги превратится в пар, и тигель лопнет, а драгоценный металл разлетится в разные стороны.

Узел с золотом и углубление тигля посыпаем бурой и в таком состоянии ставим на электроплитку, а сверху тигель накрываем колпаком. Включаем электроплитку и нагреваем до тех пор, пока вся марля не истлеет, а бура расплавится и склеит весь осадок в небольшой ком.

После этого снимаем колпак, убеждаемся, что золото всё склеилось бурой и начинаем плавить его. Ком в тигле из буры и золота, греем, до тех пор, пока металл совсем расплавится и образует красный шарик на дне тигля. На раскалённое золото посыпаем немного буры, она поможет убрать остаточные загрязнения другими металлами.

Если расплавленная бура приобретает зеленый или синий цвета, это указывает на то, что бура соединяется с остатками окислов цветных металлов. Убедимся в чистоте полученного металла. Для этого уберем пламя горелки от раскалённого металла на несколько секунд, и если золото начнет твердеть, а его поверхность останется чистой и блестящей, значит перед нами золото высшей пробы.

А если на поверхности золота появляется едва заметная пленка и присутствует легкая матовость и блеклость, то золото необходимо ещё немного погонять пламенем и посыпать чистой бурой. Полученное, чистое золото очень красивое, даже не в изделии, а в простом куске металла, от него трудно отвести взгляд.

Оно очень эластичное и мягкое. Даже при прокатке его на вальцах в тонкую пластину, края этой пластины будут абсолютно ровными, не появится ни одной трещины на краях пластины. После того, как металл затвердеет на дне тигля, вынимаем его сразу.

Слиток чистого золота необходимо очистить от буры. Для этого его надо прокипятить в растворе отбела. Состав отбела: 20мл HCL (соляная к-та) + 10мл HNO3 (азотная к-та) на 500мл H2O (воды). Полученный кусок металла помещаем в колбу, заливаем отбел и кипятим минут пять. Достаём слиток, прополаскиваем в чистой воде и золото высшей пробы готово.

Источник

Способы, оборудование и правила проведения аффинажа золота

Читайте в этой статье:

Процедура аффинажа представляет собой очистку металла от различных примесей. Золото практически нигде не встречается в чистом виде, поэтому для его дальнейшего использования необходимо отделить основной металл. Аффинаж золота можно произвести и в домашних условиях, причем для этого потребуется не так много реактивов и инструментов. Как же это сделать?

Необходимость рафинирования золота растет вместе со спросом на ювелирную продукцию. Развитие современных технологий позволяет преобразить само производство и украшения, которые из него производят. Также из-за кризисов золото получает еще одно важное применение — многие делают свой выбор в его пользу в качестве объекта для инвестирования. Все это приводит к тому, что процедура добычи золота из сырья становится все более актуальной.

Аффинаж золота

Для аффинажа сырьем могут выступать следующие объекты:

• самородное золото;
• лом ювелирных изделий;
• позолота;
• отходы от очистки других металлов;
• содержащие золото радиодетали;
• серебряная пена;
• шлиховое золото.

Таким образом, аффинаж представляет собой комплекс мер, направленных на получение чистого металла. Существуют разные способы проведения аффинажа, которые проводятся в несколько этапов.

Оборудование для аффинажа

1) Тигель. Каждую плавку необходимо будет проводить в чистом тигле, поэтому их, скорее всего, придется заготовить много. Сделать их можно самостоятельно. Для этого хорошо подойдет шамотная глина. Ее необходимо замочить и размять до такой консистенции, чтобы она была похожа на пластилин, затем вылепить тигель в форме пластины 10 на 10 сантиметров и толщиной 50 миллиметров. Далее делаем углубление в центре диаметром 45 миллиметров и глубиной около 20 миллиметров. Если нет возможности достать глину, то такой же тигель можно вырезать из огнеупорного кирпича.

2) Пинцет. Пинцет должен быть прочным и иметь ручки, которые не нагреваются, чтобы удобно было его брать.

3) Спица из черной стали. Она будет необходима для размешивания расплава. Толщина спицы приблизительно 2–3 мм.

4) Колба. Подойдет лабораторная колба объемом приблизительно 500 миллилитров. Важно: она должны быть рассчитана на кипячение, у такой колбы на боку будет знак в виде матового кружочка.

5) Электроплитка. Электроплитка будет использоваться для нагрева раствора. Нагревательная спираль должна быть закрыта.

6) Колпак с отверстием. Отверстие должно располагаться в донышке. Такой колпак будет необходим для накрывания тигля во время прокалки осадка, содержащего золото, перед тем, как его плавить.

7) Аппарат для плавки металла. Подойдет муфельная печь, бензиновая горелка или самодельная печь. Основное условие — чтобы она имела малую инерцию для более точного регулирования температуры и могла нагреться более чем до 1000 градусов.

Также понадобятся следующие реактивы:

• Азотная кислота: 65-70%.
• Соляная кислота 36-38%, ее потребуется немного только для отбеливания.
• Бура: обязательно чистая, желательно аптечная.
• Цинк-разрыхлитель. Золото представляет собой инертный металл, который можно растворить только в царской водке или растворах солей цианистой кислоты.

Способы аффинажа золота

Какой бы вы ни выбрали способ, придется некоторые средства потратить на материалы. Даже если вы будете делать это в лаборатории, вам придется оплатить услуги сотрудников, если дома — необходимо будет приобрести материалы.

Существует три основных метода аффинажа золота:

• Так называемый мокрый или химический. Могут быть разные варианты этого метода: с цинком, с медью, с использованием хлорного железа или олова и так далее.
• Сухой, который предусматривает использование хлора.
• Электролитический способ.

Выбор метода напрямую зависит от того, какой необходимо получить в итоге сплав, так как некоторые способы не позволяют отделить все примеси. Кроме того, важно с каким исходным материалом вы имеете дело.

Часто так случается, что в золоте, которое необходимо очистить, находится много серебра. Серебро не растворяется в царской водке, а вследствие контакта с кислотой образуется слой, который невозможно растворить другими кислотами. Поэтому в такой материал необходимо добавить медь, которая будет выполнять роль разрыхлителя. Важно чтобы серебро при этом составляло не более 5% от общей массы. Способ аффинажа золота с медью будет описан ниже.

Суть проведения аффинажа с хлором заключается в следующем: сплав измельчается до состояния порошка, через который в газообразном состоянии пропускают хлор. При этом образуется хлорид золота. Из которого впоследствии других реакций получают золото.

Электролитический способ

Аффинаж золота электролитическим способом используют, когда необходимо отделить материал от примесей, где присутствует несколько металлов. Для того чтобы обрабатываемое вещество осело на электроде, используют два основных этапа данного процесса:

• под действием заряда растворяется в азотной кислоте один из электродов;
• на другом электроде укладываются слоями другие металлы.

Первый слой при этом будет представлять собой очищенное аффинированное золото. Чтобы проводить чистку методом электролиза необходимо, чтобы неочищенное золото имело пробу не ниже, чем 950. Тогда посредством электролиза получают золото максимальной чистоты.

Аффинаж с цинком

Этим способом может быть очищено золото, лом которого имеет разную пробу, и также нет необходимости, чтобы изначально золота в веществе было более половины. Для извлечения золота этим методом потребуется приблизительно такое же количество цинка, сколько изначально имеется золота. Перед началом плавки металл просушивают, а тигель прогревают на электроплите.

Обязательно просушите тигель перед нагревом — влажный тигель может лопнуть. Затем в тигель добавляется бура и плавится. При этом необходимо разогнать буру по всему углублению тиглю, лучше всего делать это с помощью горелки. Бура необходима чтобы на поверхности металла не образовывалась пленка из оксида. Переносим металл в тигель и греем до покраснения. После того как золото расплавится и в буре будет плавать шарик, необходимо начать добавлять в него понемногу цинк, сплав все время при этом подогревать.

Кусочки цинка должны быть маленького размера, потому что большой его кусок может привести к тому, что сплав будет выбрасываться из тигля. Каждый кусочек добавляется после расплавления предыдущего. Когда цинк внесен, нужно помешать метал спицей. После этого металл вынимают и когда он достаточно остывает чтобы схватиться, его опускают в воду.

Перед следующим этапом очистки золота полученный сплав необходимо превратить в порошок, удобно это сделать, используя ступку. Понадобится азотная кислота, в объеме в 10 раз больше, чем полученный металл. Далее аффинаж золота необходимо проводить на улице и в защитной маске, потому как при нагревании происходит обильное выделение вредных паров.

Полученный порошок высыпаем в стеклянную колбу и устанавливаем на электроплитку. Заливаем туда треть азотной кислоты и дожидаемся пока реакция, которая там происходит, не начнет медленно утихать. Потом еще 2 раза доливаем оставшуюся кислоту и начинаем кипятить смесь до тех пор, пока пар, который выходит из колбы, не станет белым.

Далее промываем осадок, добавив в него холодной воды. Взбалтываем и после оседания хлопьев на дно сливаем жидкость в фаянсовую тарелку. Делаем это до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Осадок на дне будет чистым золотом. Его необходимо просушить и можно переплавлять.

Есть похожий метод аффинажа золота, в котором применяется медь. Изначально меди берут в 2 раза больше, чем лома. В тигле, после того как расплавят буру, сначала начинают плавить медь, а потом уже потихоньку добавляют золото. После того как металл расплавится и его отделят от буры, необходимо будет прокатать полученный сплав несколько раз в вальцах.

Перед каждым прокатыванием его необходимо подогревать. После этого прокатанное золото с медью режется на части и дальше так же, как и в случае с цинком, выпаривается в азотной кислоте.

Если имеется золото в виде раствора, то получить оттуда чистый металл можно с помощью хлорного олова. Такой метод обладает некоторыми преимуществами:

• его легко осуществить;
• при проведении такого метода вред, оказанный здоровью человека, минимальный;
• в конечном результате в осадке будет чистое золото.

В порошковое хлорное олово добавляется по одной части воды и соляной кислоты. Данное соединение добавляется в раствор, где содержится золото. Если в растворе действительно имеется золото, то начнется химическая реакция. Если это так, то раствор необходимо оставить на некоторое время приблизительно на 24 часа. Этого времени должно быть достаточно, чтобы золотой осадок оказался на дне.

Аффинаж золота — процесс не слишком трудоемкий и сложный, его вполне можно осуществить в домашних условиях. Но при этом не нужно забывать о том, что процесс сопряжен с некоторыми рисками и побочными эффектами. Поэтому его нужно проводить на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении и не забывать о средствах защиты.

Источник