Actualmente, existen muchos métodos de limpieza de metales, aplicables tanto en el laboratorio como en el hogar. Uno de estos métodos es el refinado, que hasta hace poco se utilizaba exclusivamente en empresas especializadas que utilizaban tecnologías patentadas.
Qué es refinar
Por lo general, el concepto de "refinación" significa obtener un metal de alta pureza a través de una serie de procedimientos para eliminar las impurezas. Este proceso se lleva a cabo en varias etapas, cada una de las cuales utiliza ciertos métodos físico-químicos para separar las sustancias que interfieren. Los metales preciosos a menudo se refinan de esta manera.
La materia prima para refinar en este caso puede ser chatarra de joyería, "espuma de plata", lodo después de la limpieza eléctrica de las sustancias relevantes y oro en barbotina.
Refinación de plata
A menudo, este método de limpieza se utiliza para obtener plata de alta calidad. En general, el procedimiento no difiere de métodos similares llevados a cabo para otros metales nobles, ferrosos o no ferrosos. Por ejemplo,la refinación de oro y plata o cualquier metal de platino puede ser la misma. Solo en algunos casos, los procedimientos difieren.
Formas de refinar
En la tecnología de procesamiento, el refinado de la plata se presenta de tres maneras diferentes: el metal se puede purificar de las impurezas mediante métodos químicos, electrolíticos o de copelación. Rara vez se utiliza la eliminación del exceso de cloro. La elección de la técnica está determinada por la cantidad de plata procesada y su condición. Las características del proceso de producción también importan.
Cómo se elige el camino
La refinación electrolítica se utiliza inicialmente para la plata de alta ley. Por lo general, cuando se usa este método, hay una producción diaria. La electrólisis ayuda a obtener plata excepcionalmente pura mediante una interacción redox en la que no entran impurezas en el momento de la purificación.
En el caso de que el argentum esté en forma de solución (sulfatos y cloruros insolubles), el método más económico y conveniente de deposición de metales es el método químico (en algunas situaciones, electroquímico).
Las aleaciones de baja calidad suelen separarse mediante copelación; en este caso, es más fácil aumentar la pureza de la mezcla.
Método de cupelación
Este tipo de refinación requiere un horno con un crisol en forma de copa (ensayo). En el proceso de purificación se utiliza plomo, cuya masa fundida se oxida con plata en presencia de oxígeno. Todas las impurezas, incluido el disolvente, se separan de las nobles.metal, dándole una pureza relativa: los metales de la familia del oro y el platino permanecen en la aleación.
Para refinar, el horno debe estar precalentado. En él se coloca una mezcla técnica de plomo y plata, que se calienta hasta que se derrita por completo. Se lanzan corrientes de aire atmosférico al interior del horno, provocando la oxidación de los componentes del contenido. Al final del tratamiento térmico, se retira el crisol y se vierte en moldes.
El interior del horno está revestido con marga, uno de los tipos de arcilla enriquecida con piedra caliza y que tiene una estructura porosa. Absorbe los óxidos de plomo formados durante el proceso de refinado, ya que estos últimos tienden a evaporarse cuando se exponen a las corrientes de aire. A la salida, tras la oxidación de las impurezas, se obtiene una aleación con una superficie iridiscente iridiscente. Cuando se rompe, se puede ver un brillo plateado brillante en la mezcla, lo que indica que se completó la refinación.
La cupelación se considera el método de limpieza más rudo debido a que no se logra una eliminación completa de las impurezas: todos los metales nobles de la aleación permanecen en su lugar. El refinado del oro, la plata y los metales del grupo del platino para su separación se realiza por otros métodos.
Método de electrólisis
La electrólisis como método de afinidad se lleva a cabo con la conciencia de una doble capa de electrones: un fragmento de plata contaminado colocado en una bolsa se convierte en el ánodo del proceso, y delgadas placas formadas de acero no corrosivo se convierten en el cátodo. Los electrodos se sumergen en una solución de nitrato del metal a limpiar (concentracióniones - hasta 50 mg / ml), se agrega ácido nítrico con una densidad de 1,5 g / l y se pasa una corriente eléctrica.
Los fragmentos de plata no disueltos y las impurezas se acumulan en las bolsas de ánodo. En el espacio del cátodo, se recoge una muestra pura en forma microcristalina. El volumen de plata liberada puede crecer hacia el otro polo del sistema, lo que provoca un cortocircuito. Para evitar tal situación, los fragmentos cristalinos que crecen, cuando se agita la solución, se rompen paralelos a los electrodos cerca de la ubicación del cátodo. La plata resultante se recupera como precipitado y posteriormente se vierte en lingotes. Es importante reponer el electrolito a tiempo, ya que si el cobre está presente como impureza, al finalizar el proceso deseado, comenzará su depósito en el cátodo sobre el metal noble.
Si la solución de plata se comporta como una celda galvánica, el método electrolítico también es el más efectivo para separar el metal. El ánodo puede ser de grafito o no corrosivo (aleaciones), el cátodo puede ser de acero inoxidable. El voltaje en el elemento se ajusta a un nivel de no más de 2 V. La reacción en sí se lleva a cabo hasta que se deposita toda la plata.
Refinación química
La plata se puede extraer de soluciones de sales o coloides mediante tecnologías químicas. El proceso es de varias etapas. El procedimiento requiere sulfito de sodio, al agregarlo se produce una reacción de intercambio con la precipitación de un precipitado negro de una nueva sal de un metal noble. Una vez finalizada la interacción con el recibidoSe agrega amoníaco (cloruro de amonio) o sal común a la solución. La mezcla se asienta hasta que se produce una clara separación fraccionada: deben formarse partes turbias y transparentes. La plata se considera completamente precipitada si la adición de sales no provoca turbidez.
Hay dos formas de extraer metal puro del cloruro: seco y húmedo.
Método del carbonato para separar la plata del cloruro
Esta tecnología consiste en obtener plata pura a partir de cloruro seco: la sustancia se combina con una cantidad equilibrada de carbonato de sodio. En el crisol se calienta la mezcla resultante (solo es necesario llenar el recipiente hasta la mitad debido al aumento de volumen del contenido por la liberación de gas). Después de la formación de productos volátiles, la temperatura del proceso aumenta, alcanzando los valores necesarios para una fusión suave.
Después de que el sistema se enfríe, la plata se extrae y se vuelve a fundir, después de lo cual el producto puede considerarse terminado. Un punto negativo puede ser el hecho de que la sosa técnica tiene un efecto negativo en el estado del crisol. La principal ventaja de este método de refinado químico es su velocidad.
Método reductivo para separar la plata del cloruro
Para restaurar la plata de una solución, puede tomar diferentes conjuntos de reactivos: ácido sulfúrico con zinc o hierro o ácido clorhídrico con los mismos metales, incluido el aluminio.
Uno de los elementos se introduce en el medio de cloruro. Al lodo resultante se le añade el ácido seleccionado con una concentración de 0,2acciones masivas. Puedes añadir la solución por partes, controlando el grado de reacción y rellenando los residuos a su finalización. Un signo cualitativo de la interacción en este caso es el desprendimiento de hidrógeno: el gas deja de formarse en el momento de la disolución completa del metal o la desaparición del ácido (su consumo puede evidenciarse mediante papel indicador).
El aislamiento de la plata de la sal se completa cuando el sistema adquiere un tono similar al del plomo. Después de eso, se agrega ácido para transferir los fragmentos restantes de metales no deseados a la solución (las partes grandes se eliminan manualmente). La sustancia en polvo restante (el llamado cemento de plata) se limpia con agua destilada, se seca y se funde.
Refinación de cloro
El método se basa en la suposición de que la plata y los metales básicos reaccionan más rápido que el oro y la familia de elementos del platino en una atmósfera de cloro. Esto le permite separar las últimas sustancias de las purificadas (en tecnología de refinación, el proceso más laborioso es la separación de aleaciones nobles).
El oro negro en forma fundida pasa a través de cloro gaseoso. La interacción comienza con elementos de impureza de tipo no noble, luego la plata pasa a la forma del compuesto, que posteriormente puede aislarse mediante otros métodos de refinación. Los cloruros de la mezcla flotan en la superficie debido a la menor densidad de las sales en comparación con los metales.
Refinación en otros casos
En el caso de la presencia de una impureza de cobre en la plata, es racional hablar no de una aleación, sino de una mezcla de metales (puede representarse envirutas). Luego, el metal base se puede disolver con ácidos nítrico y sulfúrico. Las sustancias concentradas se utilizan en forma fría o caliente (la velocidad de reacción depende de esto).
Para quitar la cáscara plateada de los productos, la mezcla se calienta sobre una lámpara de alcohol o al baño maría. A temperaturas inferiores a 50-60 grados, es posible utilizar platos de vidrio o porcelana. De la misma manera, puede separar el metal que se está limpiando con níquel, estaño o plomo.
Refinando plata en casa
Todos los métodos descritos anteriormente son teóricamente adecuados para uso doméstico, sujetos a equipo especial y experiencia. Para principiantes, es mejor probar el método electrolítico. Por lo general, la plata se refina a partir de contactos de esta manera.
El procedimiento consta de 3 etapas. Esta es la disolución de la plata en ácido nítrico, su cementación y fusión, y directamente el refinado de la plata en casa por electrólisis.
Disolver con ácido nítrico
El nitrato de plata se prepara inmediatamente para todo el proceso; por lo general, se toman 50 gramos de metal por litro de solvente (para obtener esta proporción, se disuelven 32 g de chatarra en 80 g de óxido nítrico hidrogenado V). El ácido debe diluirse en proporciones iguales con agua y mezclarse con una varilla de vidrio. Es posible realizar el refinado de plata con nitrato mezclando nitrato de amonio con un electrolito (con una reacción del medio inferior a 7) para obtener el mismo HNO3. Se agregan piezas de plata a la solución resultante. La mezcla debe dejarse durante 10-11 horas, ya que la transiciónmetal en suspensión no sucederá inmediatamente. Es posible la emisión violenta de gas rojo-marrón. Si la solución se vuelve azulada o verdosa, esto indica la presencia de vitriolo o impurezas de hierro. El refinado de plata con ácido nítrico funciona mejor en los casos en que no hay una tinción intensa.
Extracción de cemento de plata
Se añaden barras de cobre a la mezcla para realizar una reacción de sustitución con la plata. Casi inmediatamente, un metal noble comienza a precipitar sobre la superficie del metal rojo, que debe ser sacudido periódicamente para convertirlo en una solución para acelerar el proceso. Si las barras se disuelven por completo, deben reemplazarse por otras nuevas. El final de la reacción en este caso es el enfriamiento de la solución y su separación fraccionada en partes de cemento de plata y líquido azulado.
Filtrado
Se utiliza un embudo y papel de filtro para separar el metal de la solución. La solución con cemento se vierte en un recipiente especialmente preparado: la sal de cobre fluye a través de la capa de pergamino y la plata permanece en la superficie. Posteriormente, se requiere lavar el filtrado 5 veces más con agua destilada.
Probablemente quede algo de plata en la solución. Para extraerlo, se agrega sal de mesa a la sal de cobre hasta que se forma un precipitado de cuajada.
Cemento plateado siendo secado. La fusión se realiza en un crisol, que no se espera que se utilice para trabajar con muestras más puras. La muestra debe calentarse uniformemente para evitar la dispersión de plata o polvo oxidado. puede salir a la superficiederrita, agregue bicarbonato de sodio y bórax, mezcle en proporciones iguales: la composición creará una película vítrea sobre el metal que protege contra pérdidas.
La sustancia resultante es la base. Para su purificación más completa, se requiere la electrólisis de la plata. El refinado en este caso se lleva a cabo de acuerdo con el método ya descrito anteriormente; para esto, es conveniente fundir el metal en gránulos.
Seguridad
Es importante que la habitación esté bien ventilada. Como protección se recomienda el uso de guantes, bata y gafas protectoras. Para evitar derramar ácido, el concentrado mismo se agrega al agua, y no al revés. La obtención de HNO3 por reacción de intercambio es el método más seguro mediante el cual se puede refinar la plata. El nitrato de amonio en este caso se mezcla con el electrolito (la reacción del medio es inferior a 7). La cristalería química debe probarse para determinar su resistencia a la temperatura, ya que el calor del proceso puede exceder los 100 grados. No se llena más de un tercio del recipiente con la solución para evitar salpicaduras de ácido.
Resultados
La refinación de plata no es un procedimiento difícil con cierta experiencia y equipo. Si sigue las medidas de seguridad, puede llevarlo a cabo en un entorno que no sea de laboratorio.
Para obtener el metal de la más alta calidad, es conveniente utilizar el refinado de la plata por electrolisis en casa, ya que este método minimiza el riesgo de impurezas por el uso de corriente.
