АФФИНАЖ

СЕРЕБРО

Аффинаж производится при помощи купелирования, электролитическим или химическим способом. Путь выбирается в зависимости от количества аффинируемого серебра, непрерывности производства и состояния обрабатываемого материала. Электролитический аффинаж выполняется, когда серебро имеет высокую пробу, выпуск продукции производится ежедневно.

Если серебро растворено и находится в состоянии хлорида или сульфата, наиболее экономичной является химическая или электрохимическая обработка.

Сплавы серебра с низкой пробой аффинируются при помощи купелирования, для чего используется печь с тиглем в виде чашки, называемый пробирным тиглем. Этот метод основан на свойстве свинца расплавленного с серебром окисляться на воздухе, отделяясь от металла вместе с посторонними примесями. Не отделяется только золото, платина и другие металлы семейства платины, которые остаются в сплаве с серебром. Печь покрыта мергелью — пористой известняковой глиной, которая поглощает окись свинца, испаряющийся из жидкого сплава под воздействием потока воздуха. После завершения окисления и перехода свинца в окись, поверхность сплава принимает радужную окраску, через которую при растрескивании прорывается яркий блеск серебра. Этот блеск указывает на окончание аффинажа.

Электролитический аффинаж производится в ячейках из песчаника или пластика, содержащих раствор нитрата серебра с содержанием серебра до 50 г/л, азотную кислоту 1,5 г/л; плотность тока 2 А/дм2; аноды изготавливаются из загрязненного серебра, катод — из тонких полосок нержавеющей стали. Аноды помещаются в мешочки из ткани, в которых собираются нерастворимые загрязнения частицы серебра, избежавшие электрохимического растворения. На катоде откладывается серебро в виде макрокристаллов, которые растут в сторону противоположного полюса вплоть до короткого замыкания. Для того, чтобы избежать этого, ветви кристалловломаются при перемешивании раствора в направлении параллельном электродам на небольшом расстоянии от катода. Кристаллы падают в корзину на дне, откуда периодически удаляются. Полученные кристаллы затем отливаются в слитки. В электролите собирается прежде всего медь, при достижении определенной концентрации медь начинает откладываться на катоде, поэтому электролит необходимо заменять.

Для извлечения серебра из соли или растворов используется химический способ. Как и фотографическом процессе металл выделяется из раствора в виде черного сульфата серебра, такой метод серебра предусматривает добавление сульфита натрия. Операция продолжается до прекращения выделения сульфита серебра. Металл извлекается в виде хлорида после добавления хлорида аммония или поваренной соли, жидкость отстаивается до ее разделение на прозрачную и мутную фракцию. Если добавление соли не вызывает помутнения, все серебро уже находится в осадке.

Серебро из хлорида можно добыть двумя способами: сухим — литьем в присутствии карбонатов щелочных металлов или из раствора, доводя пробу до 1000‰

МЕТОД СОДЫ

Сухой хлорид перемешивается с равным весом карбоната натрия, смесь нагревается в тигле, наполненном не более, чем на половину, так как масса выделяет газ и увеличивается в объеме. После окончания выделения газа температура поднимается до температуры спокойного плавления. Смесь охлаждается, металл вынимается, плавится еще раз и отливается. Преимущество этого метода заключается в быстром получении металла, однако сода разрушающее действует на тигель.

МЕТОД ХИМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Используется серная кислота и металлический цинк или железо, либо соляная кислота с железом, цинком или алюминием.

Хлорид серебра смешивается с одним из упомянутых металлов и к шламу добавляется 20% соляная или серная кислота. Реакцию можно провести более спокойно, если осуществить постепенную добавку кислоты, доливая ее при окончании реакции. Газ перестает выделяться, когда металл (железо, цинк или алюминий) растворен или, когда израсходована кислота, что можно констатировать индикаторной бумагой. Трансформация хлорида в серебро заканчивается, когда окраска приобретет однообразный свинцовый цвет. После этого добавляется кислота до растворения присутствующего цинка, крупные куски предварительно удаляется. Получившийся порошок промывается водой для удаления кислоты, затем сушится и плавится. Серебряный порошок имеет название серебряный цемент.

Если небольшое количество серебро перемешано с медью, то есть речь идет не о сплаве, а о смеси, какой могут быть, например, опилки серебра и меди, в такой смеси можно растворить только серебро при помощи смеси азотной и серной кислоты, которая реагирует в холодном и быстрее в горячем виде.

• концентрированная серная кислота при 66°B, 900 г или 500 см3,
• концентрированная азотная кислота при 42°B, 100 г или 70 см3.

Если температура не превышает 50°C, используется емкость из стекла, фарфора или випласта. Нагрев, если не может быть выполнен непосредственно, производится в водяной бане. Этот метод используется при снятии серебра с посеребренных изделий. Другой проблемой, разрешимой при помощи этого метода является растворение никеля, меди, свинца, или сплавов свинца и олова для пайки, не растворяя одновременно с этим и серебро.

Если серебро находится в виде гальванического раствора, наилучшим методом является электролитический. Используются аноды из нержавеющей стали или графита и катоды из нержавеющей стали, на которой собирается серебро. Напряжение между электродами 1-2 В, процесс продолжается до выделения всего серебра, то есть до момента, когда серебро перестает откладываться, выделяется только газ.

ЗОЛОТО

Золото может быть очищено (отделено от других металлов) двумя способами — химическим и электрохимическим.

В ювелирном производстве при проведении аффинажа используется химический метод, второй — толькодля больших количеств и при постоянном применении.

Ювелир может иметь загрязненное золото в твердом виде в обломках более или менее большого размера или уже растворенным в царской водкев виде хлорида золота. Для отделения золота от раствора используются различные химикаты.

Предпочтение отдается сульфату железа (2) FeSO4 — дешевому, не токсичному веществу.

Сернокислое железо продается в виде зеленых кристаллов или кристаллического порошка и должен храниться в хорошо закрытых сосудах, в противном случае он превращается в сульфат железа (3) Fe(SO4)3 коричневого цвета, непригодного для использования. Сульфат растворяется в двойном количестве воды, если жидкость мутная — это вызвано превращением сульфата; добавляется несколько граммов, например, 5 на каждые сто граммов сульфата и на дно посуды высыпаются чистые железные гвозди, весом по крайней мере равным весу добавленной кислоты. Таким образом готовится смесь для отделения золота. В общем случае необходимы 3-4 г сульфата или 9-12 г раствора сульфата на один грамм извлекаемого золота.

Ошибкой является считать, что достаточно добавить сульфат железа к царской водке, содержащей золото для получения качественного отделения желаемого количества металла. Никогда нельзя полностью извлечь растворенное золото. Наиболее приемлемым методом является испарение под вытяжным колпаком всего избытка азотной кислоты — царская водка медленно нагревается в фарфоровой чашке, в которую для предотвращения разложения хлорида золота добавляется поваренная соль, между чашкой и пламенем помещается сетка из железа, покрытого асбестом. Смесь нагревается до получения густоты сиропа. Являясь утомительной операцией, эта операция заслуживает внимание потому, что обеспечивает наиболее полное отделение золота. Для ускорения процесса рекомендуется периодически перемешивать раствор при помощи стеклянной палочки, добавляя время от времени небольшое количество соляной кислоты. Жидкость с густотой сиропа охлаждается, добавляется небольшое количество соляной кислоты, три объема воды и фильтруется. Фильтр промывается водой, которая выливается в отфильтрованную жидкость и к ней добавляется сульфат железа.

Золото, полученное при помощи сульфата железа имеет вид красно-коричневого тяжелого порошка, который оседает на дно сосуда, затем фильтруется, промывается водой. Золото собирается на бумажном фильтре, который затем сжигается. Если все операции проведены правильно, извлекается все золото, а получившийся металл имеет пробу 1000‰.

Для того, чтобы быть уверенным, что вместе с отработанными жидкостями не выливается также золото, к ним всегда добавляется немного сульфата железа и наблюдается выпадение металла в осадок. В случае отсутствия осадка и других благородных металлов — платины и палладия, раствор выливается.

Более простым методом является реакция раствора кислоты в присутствии чистых гвоздей до того момента, когда количественный анализ даст признаки полного отсутствия золота. Реакция железа, которое переходит в раствор разрушает азотно-азотистые соединения.

Оставшиеся гвозди вынимаются, порошок собирается, промывается и плавится.

ХИМИЧЕСКИЙ АФФИНАЖ ПОСЛЕ КВАРТОВАНИЯ

Квартование — доведение содержания золота до 250‰ при помощи плавления в присутствии другого металла, обычно серебра. В реальности квартование означает уменьшение пробы любого драгоценного металла при помощи разбавления другим металлом путем плавления. Аффинаж основан на растворении металлов, которые сопутствуют золоту, когда их вес в три, минимум в два с половиной раза больше веса золота. Золото должно присутствовать в количестве от 250 до 280‰, остальная часть должна быть составлена из металлов, растворимых в азотной кислоте. Если золота присутствует больше, например, 300‰, аффинаж не происходит, если меньше 250‰, при обработке кислотой металл превращается в порошок и операция требует повышенного внимания. Для удобства расчета сплав составляется из одной части золота и 3 частей других металлов.

Этот метод может быть изменен. Вместо серебра можно использовать медь или латунь. Для сокращения времени можно выливать расплавленный квартованный сплав тонким ручейком в воду так, чтобы металл принимал форму шариков, которые затем опускаются в азотную кислоту. Образование шариков необходимо, если квартованный сплав является хрупким и не переносит вальцевания.

Когда квартованное золото содержит максимум 10% меди и очень малое количество свинца, вместо азотной кислоты посторонние металлы можно растворять концентрированной серной кислотой. Вес кислоты должен превышать вес металла в три раза. Кислота медленно нагревается до начала реакции и одновременно перемешивается. После окончания реакции кислота охлаждается и выливается в воду. Количество воды должно превышать вес кислоты в три раза. Золото помещается в фарфоровую чашку, несколько раз хорошо промывается дистиллированной водой сначала холодной, потом горячей и затем плавится. В пятидесятых годах на некоторых производствах проводились эксперименты растворения металлов не химическим, а гальваническим способом. Этот метод не дает достоверных результатов и не имеет преимуществ.

Химический контроль золота, полученного квартованием показывает, что аффинированный металл не имеет пробу 1000‰ и содержит тысячные доли других металлов.

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ АФФИНАЖ

Этот аффинаж следует проводить предприятиям, которые имеют постоянное количество золота с пробой не менее 900. Аффинаж дает хорошие результаты, если количество серебра не превышает 100 тысячных. Анодом служит аффинируемое золото, катод должен быть изготовлен из чистого золота. Раствор состоит из хлорного золота и соляной кислоты.

АФФИНАЖ ПРИ ПОМОЩИ ХЛОРА ПО МЕТОДУ МИЛЛЕРА

Этот метод основан на следующем явлении: при прохождении через золотосодержащую массу газообразный хлор воздействует прежде всего на металлы, которые снижают пробу золота и в последнюю очередь на золото и платину. Примерный порядок воздействия: цинк, железо, сурьма, олово, арсений, медь, свинец, висмут, серебро, теллур, селений, золото, платина. Преимущество метода — доведениепробы золота за несколько часов до 994-996‰, оборудование занимает мало места. Недостаток — необходимостьзащиты оператора и окружающей среды от воздействий хлора, ядовитого и коррозийного газа. Применяется для золота пробой выше 700‰ с высоким содержанием прежде всего серебра.

Хлор, выходя из расплава уносит с собой хлориды металлов, золото и другие соединения, которые в больших или меньших количествах откладываются на внутренних стенках вытяжной вентиляции.