Серебро это по своей природе — инертный металл, который хорошо растворяться в сильной окислительной среде. Кислородосодержащая азотная кислота, является одним из таких сильных окислителей серебра.
Для этого чтобы сделать чистое серебро , нужно взять любой серебросодержащий сплав . Совсем необязательно чтобы это серебро было очень высокой пробы. Можно взять любое низкопробное серебро. Лучше чтобы этот сплав состоял из стандартного сплава: серебра и меди. Это может быть любая старая и ненужная серебряная ложка или монета.
Серебро любой пробы растворяем в сильном окислителе – азотной кислоте. В результате взаимодействия различных сплавов серебра с азотной кислотой, будет образовываться нитрат серебра. Реакция образования нитрата серебра, сопровождается выделением бурого газа – диоксида азота. Диоксид азота это очень вредное для здоровья химическое соединение. Поэтому проводить химическую реакцию, лучше в хорошо проветриваемом помещении или с использованием вентиляции. При растворении серебра в азотной кислоте, кислота будет окрашиваться в синий цвет.
После того как азотная кислота окрасилась в синий цвет, потихоньку начинаем сыпать в эту синюю жидкость обыкновенную поваренную соль (натрий хлорид). После этого начнется химическая реакция. На дно выпадет белый осадок – хлористое серебро. При взаимодействии нитрата серебра с хлоридом натрия, будет идти реакция обмена анионами, с образованием малорастворимого в воде — творожистого осадка хлорида серебра.
По своему внешнему виду хлористое серебро выглядеть как творог. Далее подсыпаем поваренную соль до тех пор, пока не прекратится химическая реакция. После того как хлористое серебро прекратит осаждаться на дне емкости, сливаем жидкость в отдельную емкость, а оставшееся на дне творожистое хлористое серебро промываем водой.
Затем полученное хлористое серебро, следует обратить в чистое серебро. Для этого нам понадобиться серная кислота. Смешиваем хлористое серебро с серной кислотой, так чтобы эта творожистое вещество растворилось в кислоте.
Источник
Что такое аффинаж
Обычно понятие «аффинаж» означает получение металла высокой чистоты посредством проведения ряда процедур по удалению примесей. Данный процесс производится в несколько стадий, на каждой из которых применяются определенные физико-химические методы отделения мешающих веществ. Часто таким способом очищаются драгоценные металлы.
Сырьем для аффинирования в данном случае может являться ювелирный лом, «серебряная пена», шлам после электротехнической очистки соответствующих веществ и шлиховое золото.
Достоинства и недостатки
Преимущества:
- Серебряные украшения подходят под любую одежду. Этого нельзя сказать о золоте. Золотые изделия могут испортить внешний вид человека. Оно часто затмевает вид одежды, привлекая повышенное внимание.
- Золотые украшения принято надевать на большие празднования, церемонии. Серебро же подойдет на любой праздник, деловую встречу, собеседование.
- Серебряные украшения подходят и мужчинам, и женщинам. Преобладающих факторов по гендерному различию нет.
- Долговечность, прочность, износоустойчивость.
Серьезных недостатков у этого металла нет за исключением того, что со временем он темнеет.
Как выбирается путь
Для изначально высокопробного серебра применяется электролитический аффинаж. Обычно при использовании данного метода имеет место ежедневный выпуск продукции. Электролиз помогает получить серебро исключительной чистоты за счет окислительно-восстановительного взаимодействия, в которое примеси не вступают в момент очистки.
В случае когда аргентум находится в виде раствора (нерастворимые сульфаты и хлориды), самым экономичным и удобным способом осаждения металла является химический (в некоторых ситуациях — электрохимический) метод.
Низкопробные сплавы чаще всего разделяются при помощи купелирования – в данном случае повысить чистоту смеси проще всего.
Характеристики и свойства
Свойства материала:
- Цвет металла — серебряно-белый. В трещинах, сколах, выемках может наблюдаться черный налет.
- Чем больше примесей содержит материал, тем быстрее он окисляется на открытом воздухе.
- Показатель твердости — до 3 по шкале Мосса.
- Показатель плотности — до 12.
- Температура плавления — 961°C.
- Температура кипения — 2162°C.
- Высокий показатель пластичности и теплопроводности.
Из чистого серебра нельзя изготавливать столовые приборы и украшения, поскольку металл очень мягкий. Чаще украшения изготавливаются из сплава серебра (92%) и меди (8%).
Этот материал нельзя назвать токсичным, но, если принимать препараты с его большим содержанием и не соблюдать дозировку, можно навредить организму. Могут развиться различные неприятные симптомы:
- конъюнктивит, раздражение слизистых оболочек;
- изменение нормального цвета кожи на фиолетовый;
- появление пятен на лице.
Если продолжать употреблять препараты с высоким содержанием этого металла, он будет постепенно накапливаться в организме, вступать в соединения с другими микроэлементами. Это приведет к стремительному ухудшению общего состояния.
Украшения с серебром (Фото: Instagram / serebro_blesk_26)
Метод купелирования
Для данного типа аффинажа требуется наличие печи с чашеподобным (пробирным) тиглем. В процессе очистки применяется свинец, расплав которого с серебром окисляется в присутствии кислорода. Все примесные вещества, включая растворитель, отделяются от благородного металла, придавая ему относительную чистоту: в сплаве остается золото и металлы платинового семейства.
Для проведения аффинажа печь требуется предварительно разогреть. В нее помещается техническая свинцово-серебряная смесь, которая накаляется до полного расплавления. В печь запускаются потоки атмосферного воздуха, вызывающие окисление компонентов содержимого. При завершении термической обработки тигель извлекается и разливается в формы.
Изнутри печь выстлана мергелью – одним из видов глины, обогащенной известняком и имеющей пористую структуру. Она поглощает оксиды свинца, образующиеся в процессе аффинажа, так как последние склонны к испарению при воздействии потоков воздуха. На выходе, после окисления примесей, получается сплав с радужно переливающейся поверхностью. При ее растрескивании в смеси можно увидеть яркий серебряный блеск, который свидетельствует о завершении аффинирования.
Купелирование считается самым грубым методом очистки за счет того, что достигается не полное избавление от примесей: все благородные металлы в сплаве остаются на месте. Аффинаж золота, серебра и металлов платиновой группы для их разделения производится другими методами.
НОВОСТИ ЗДОРОВЬЯ:
ВСЁ О СПОРТЕ
Растяжения на тренировке: какие витамины помогут укрепить мышцы и связки?
СПОРТАвтор: admin429 октября 2020
Боль на тренировке возникает не только от честно выполненной работы, но и по причине различных травм. Наиболее распространенными из них являются растяжения мышц и связок. Если такие несерьезные, на первый взгляд, повреждения возникают слишком часто – это уже серьезный повод для беспокойства. Ведь, как известно, где тонко, там и рвется.
Читать далее
Причины заниматься спортом: топ-5. Тренируйся, пока не поздно
СПОРТАвтор: admin428 сентября 2018
Дела на работе, домашние заботы, соцсети – все это нещадно пожирает наше свободное время. Даже поход в фитнес-зал после 30 лет дается непросто. При этом банальная зарядка с гантелями уже вас не устраивает и хочется чего-то большего. Какие главные причины заниматься спортом? Где взять мотивацию записаться в секцию плавания, боевых искусств или просто поиграть в…
Читать далее
О ЗДОРОВЬЕ
Упражнения, которые сжигают больше всего калорий. Форсируем процесс похудения
ПохудениеАвтор: admin421 сентября 2021
Быстро привести себя в отличную спортивную форму и поддерживать её помогут упражнения, которые сжигают больше всего калорий. Их перечень весьма разнообразен и позволяет сделать выбор любителям как аэробных, так и анаэробных нагрузок. Однако оптимальным будет сочетание кардио и силовых тренировок, позволяющее и похудеть, и сформировать красивый мышечный рельеф.
Читать далее
Что убрать из рациона, чтобы похудеть
ПохудениеАвтор: admin430 июня 2021
Что убрать из рациона, чтобы похудеть? Этим вопросом задаются миллионы людей во всём мире. Диеты пугают нас необходимостью отказа от любимых продуктов. Но действительно ли запреты столь категоричны? Оказывается, если подойти к этой теме организованно, вооружившись предварительно необходимыми знаниями, то правильное питание не принесёт особого дискомфорта. К тому же у желающих похудеть сегодня есть особые…
Читать далее
Метод электролиза
Электролиз как метод аффинирования производится при сознании двойного электронного слоя: анодом процесса становится загрязненный фрагмент серебра, помещаемый в мешочек, катодом – тонкие пластины, сформированные из некорродирующей стали. Электроды погружаются в раствор нитрата очищаемого металла (концентрация ионов – до 50 мг/мл), добавляется азотная кислота с плотностью 1,5 г/л, и пропускается электрический ток.
В анодных мешочках собираются нерастворенные фрагменты серебра, а также загрязнения. В катодном пространстве собирается чистая проба в микрокристаллическом виде. Объем высвобожденного серебра может вырасти в сторону другого полюса системы, что провоцирует короткое замыкание. Для предотвращения подобной ситуации, выросшие кристаллические фрагменты при перемешивании раствора обламываются параллельно электродам недалеко от места расположения катода. Полученное серебро извлекается в виде осадка и впоследствии отливается в слитки. Важно вовремя заменять электролит, так как если в качестве примеси присутствует медь, по окончании нужного процесса начнется ее осаждение на катоде поверх благородного металла.
Если раствор серебра ведет себя как гальванический элемент, для выделения металла наиболее эффективен также электролитический метод. Анод может быть графитовым или некорродирующим (сплавы), катод – нержавеющей сталью. Напряжение в элементе устанавливается на уровне не более 2 В. Сама реакция проводится до момента осаждения всего серебра.
Историческая справка
Люди знакомы с серебром с древнейших времен, так как оно было популярным самородком и не требовало плавления руды. К древнейшим центрам добычи и обработки металла относят доисторическую Сардинию, где он стал известен еще в период раннего энеолита.
Серебро включают археологические находки на разных континентах. На территории Древнего Египта нашли аксессуары, датированные 5,5–7 тысячелетиями. Металл тогда получали из древнейших месторождений в Сирии.
Элементу издревле присваиваются магические и целебные свойства. Из-за этого его ассоциировали с Луной, использовали алхимики.
По значимости среди драгоценных металлов серебро уступает только золоту. Очищать его люди научились примерно 2,5 тысячелетия назад. Раньше использовали большие ступы для измельчения руды — получали порошок, в котором серебро отделяли от разных примесей.
Стоимость драгоценного металла начала быстро расти после чеканки первых монет. Произошло это в Месопотамии еще за полтысячелетия до нашей эры. Серебром рассчитывались и на Руси — сначала от бруска металла отрубали нужный кусок, потом появились монеты.
Серебро в природе
Найти чистый металл можно нечасто. Большой его объем составляют сульфиты и глинистые сланцы. На тонну породы приходится 60–70 мг (максимум 1 г) драгоценного элемента.
Серебро выгодно добывать из золотосеребряных, медных и свинцовых руд. Есть разные соединения:
- Электрум — вид самородного золота, содержит до 50 % серебра. Соединение представлено пластинчатыми образованиями или дендритами белого, светло-желтого, зеленовато цвета. Бывает непрозрачным, с металлическим блеском.
- Аргентит — серебросодержащая руда, соединение с серой. Встречается сплошной массой, в пластинках или кристаллах. Бывает железно-черного или черновато-серого цвета. Соединение непрозрачно, имеет металлический блеск.
- Галенит — важнейший источник свинца. Кроме серебра может содержать кадмий, селен и другие примеси. Встречается сплошными массами и кубическими кристаллами. Характерен свинцово-серый цвет, непрозрачность и тусклый металлический блеск.
- Прустит — мышьяково-серебряная обманка. Встречается просвечивающими сплошными массами алого, багряно-красного, красновато-серого цвета. Характерен алмазный блеск и потемнение на свету.
- Пираргирит — сравнительно редкий минерал, является соединением с сурьмой, содержит почти 60 % серебра. Встречается дендритами, зернистыми вкраплениями, налетом. Бывает пурпурно-красного цвета, полупрозрачен, просвечивает. Характерен алмазный полуметаллический блеск.
- Стефанит (кислое, ломкое или черное серебро) — содержит почти 70 % драгоценного металла, а также серу и сурьму. Встречается сплошными массами и кристаллами серого или черного цвета.
Находят драгоценный металл также на месторождениях кварца, угля, нефти, полиметаллов. Морская вода содержит микроскопические частицы серебра, но добывать его при таких условиях трудно, поскольку необходимая технологическая база отсутствует. Для получения 1 г металла нужно 25 тысяч тонн морской воды.
Небольшое количество элемента содержат живые организмы. Драгоценный металл есть и в падающих на планету метеоритах.
Ученые подсчитали, что добыто было примерно 700 тысяч тонн серебра. Даже самородки распознать нелегко, так как металл покрывает темно-серый налет сульфида. Иногда он напоминает запутанную проволоку или сухой мох, имеет коричневатую или ржавую окраску. Такой эффект дает гидроксид железа, покрывающий металл.
Химический аффинаж
Из растворов солей или коллоидов можно извлечь серебро химическими технологиями. Процесс является многостадийным. Для проведения процедуры требуется сульфит натрия, при добавлении которого происходит обменная реакция с выпадением черного осадка новой соли благородного металла. По факту завершения взаимодействия к полученному раствору приливается нашатырь (хлорид аммония) или поваренная соль. Смесь отстаивается до момента четкого фракционного разделения – должны образоваться мутная и прозрачная части. Серебро считается осажденным полностью, если дополнительное введение солей не вызывает помутнения.
Карбонатный метод выделения серебра из хлорида
Данная технология предполагает получение чистого серебра из высушенного хлорида – вещество соединяется с равновесным количеством карбонатного натрия. В тигле полученная смесь нагревается (наполнять чашу требуется только на половину ввиду увеличения объема содержимого за счет выделения газа). По окончании образования летучих продуктов температура процесса повышается, достигая значений, необходимых для спокойного плавления.
После охлаждения системы серебро извлекается и подвергается повторной выплавке, после которой продукт можно считать готовым. Негативным моментом может стать факт того, что техническая сода оказывает негативное влияние на состояние тигеля. Основным же преимуществом данного метода химического аффинажа является его быстрота.
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
Восстановительный метод выделения серебра из хлорида
Для восстановления серебра из раствора можно взять разные комплекты реактивов – серную кислоту с цинком или железом или соляную с теми же металлами, включая алюминий.
В среду хлорида вводится один из элементов. К полученному шламу приливается выбранная кислота с концентрацией 0,2 массовых долей. Добавлять раствор можно по частям, контролируя степень прохождения реакции и доливая остатки при ее завершении. Качественным признаком взаимодействия в данном случае является выделение водорода – газ перестает образовываться в момент полного растворения металла или исчезновения кислоты (ее расход можно засвидетельствовать индикаторной бумагой).
Выделение серебра из соли завершается, когда система становится по оттенку похожей на свинец. После этого кислота добавляется для перевода в раствор оставшихся фрагментов ненужных металлов (вручную удаляются большие части). Оставшееся порошковое вещество (так называемый серебряный цемент) очищается дистиллированной водой, просушивается и переплавляется.
Физиологическое действие
Следы серебра (порядка 0,02 мг/кг) содержатся в организмах всех млекопитающих, но его биологическая роль недостаточно изучена. Головной мозг человека характеризуется повышенным содержанием серебра (0,03 мг на 1000 г свежей ткани, или 0,002 % по массе в золе). Интересно, что в изолированных ядрах нервных клеток — нейронов — серебра гораздо больше (0,08 % по массе в золе).
С пищевым рационом человек получает в среднем около 0,1 мг Ag в сутки. Относительно много его содержит яичный желток (0,2 мг в 100 г). Выводится серебро из организма главным образом с калом.
Ионы серебра обладают бактериостатическими свойствами. Однако для достижения бактериостатического эффекта концентрацию ионов серебра в воде необходимо повысить настолько, что она становится непригодной для питья. Бактериостатические свойства серебра известны с древности. В VI веке до н. э. персидский царь Кир II Великий в своих военных походах использовал серебряные сосуды для хранения воды. Покрытие поверхностных ран серебряными пластинами практиковалось ещё в древнем Египте. Очистку больших количеств воды, основанную на бактерицидном действии серебра, особенно удобно производить электрохимическим путём.
В начале 1970-х годов нижний предел бактериостатического действия серебра оценивался содержанием его в воде порядка 1 мкг/л. По данным 2009 года — нижний предел действия находится на уровне 50—300 мкг/л, что уже опасно для человека.
Как и все тяжёлые металлы, серебро при избыточном поступлении в организм токсично.
По санитарным нормам США содержание серебра в питьевой воде не должно превышать 0,05 мг/л. Согласно действующим российским санитарным нормам серебро относится к высокоопасным веществам (класс опасности 2 по санитарно-токсикологическому признаку вредности), и предельно допустимая концентрация серебра в питьевой воде составляет те же 0,05 мг/л.
При длительном поступлении в организм избыточных доз серебра развивается аргирия, внешне выражающаяся серой окраской слизистых оболочек и кожи, причём преимущественно на освещённых участках тела, что обусловлено отложением частичек восстановленного серебра. Какие-либо расстройства самочувствия заболевших аргирией наблюдаются далеко не всегда. Вместе с тем, немедицинскими источниками отмечалось, что они не подвержены инфекционным заболеваниям.
Ионы серебра оказывают генотоксичный эффект, разрушая целостность молекул ДНК в клетках, в том числе вызывая перестройки в хромосомах и фрагментацию последних. Кроме того, исследователи выявили повреждения генов в сперматозоидах.
Хлорный аффинаж
Метод основан на предположении того, что серебро и недрагоценные металлы реагируют в атмосфере хлора быстрее золота и семейства платиновых элементов. Это позволяет отделить последние вещества от очищаемого (в технологии аффинажа самым трудоемким процессом является разделение благородных сплавов).
Черновое золото в расплавленном виде пропускается через газообразный хлор. Взаимодействие начинается с примесными элементами неблагородного типа, затем в форму соединения переходит серебро, которое можно впоследствии выделить другими методиками аффинирования. Хлориды в смеси всплывают на поверхность за счет меньшей плотности солей по сравнению с металлами.
Способы добычи
Существует четыре способа добычи полезных ископаемых:
- Шахтный — подземный. Месторождение разрабатывается при помощи системы галерей.
- Карьерный — надземный. Добыча ведется в массивных траншеях.
- Скважинный — выемка руд на поверхность при помощи бура.
- Морской — работы ниже уровня моря.
В старину
На древних рудниках добыча породы отдаленно напоминала сочетание современного шахтного и открытого способов. Заключалась добыча в следующем: породу нагревали при помощи костров, а затем резко охлаждали. С появлением взрывчатых веществ вид рудников стал развиваться в сторону облика современных подземных шахт.
Современные методы
В настоящее время серебро из месторождений добывают преимущественно под землей, шахтным способом, используется также открытая карьерная добыча, все чаще применяется скважинный способ добычи.
Аффинаж в иных случаях
В случае наличия медной примеси в серебре рационально говорить не о сплаве, а о смеси металлов (может быть представлена в виде стружки). Тогда азотной и серной кислотами можно растворить неблагородный металл. Используются концентрированные вещества в холодном или горячем виде (от этого зависит скорость реакции).
Для снятия серебряной оболочки с изделий смесь нагревается над спиртовкой или на водяной бане. При температуре ниже 50-60 градусов возможно использование стеклянной или фарфоровой посуды. Таким же способом можно разделить очищаемый металл с никелем, оловом или свинцом.
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.
Растворение азотной кислотой
Нитрат серебра готовится сразу на весь процесс – обычно берется 50 грамм металла на литр растворителя (для получения данного соотношения 32 г лома растворяется в 80 г гидрированного оксида азота V). Кислоту требуется разбавить в равном соотношении с водой и перемешать стеклянной палочкой. Можно проводить аффинаж серебра селитрой при смешении нитрата аммония с электролитом (с реакцией среды меньше 7) для получения той же самой HNO3. В полученный раствор добавляются куски серебра. Смесь нужно оставить на 10-11 часов, так как переход металла во взвешенное состояние произойдет не сразу. Возможно бурное выделение рыже-коричневого газа. Если раствор приобретает голубоватые или зеленоватые оттенки, это свидетельствует о наличии купоросных или железных примесей. Аффинаж серебра азотной кислотой получается лучше в случаях, когда интенсивное окрашивание отсутствует.
Добыча и запасы серебра в мире. 2011-2012 г.
| Страна | Добыча в 2011 г, тонн | Добыча в 2012 г, тонн | Запасы, тонн |
| Мексика | 4 150 | 4 250 | 37 000 |
| Китай | 3 700 | 3 800 | 43 000 |
| Перу | 3 410 | 3 450 | 120 000 |
| Австралия | 1 730 | 1 900 | 69 000 |
| Россия | 1 350 | 1 500 | * |
| Боливия | 1 210 | 1 300 | 22 000 |
| Польша | 1 170 | 1 170 | 85 000 |
| Чили | 1 290 | 1 130 | 77 000 |
| США | 1 120 | 1 050 | 25 000 |
| Канада | 572 | 530 | 7 000 |
| Другие страны | 3 600 | 3 900 | 50 000 |
| Всего (округленно) | 23 300 | 24 000 | 540 000 |
Источник: USGS.
* — данные по России отсутствуют. Прим. Juvelirum.ru — данные могут отсутствовать по причине различий в методике оценки запасов. По данным отчета портала mineral.ru, на 01.01.12 разведанные запасы серебра в России составляют 68 000 тонн.
Фильтрация
Для отделения металла из раствора применяется воронка и фильтровальная бумага. В специально подготовленную емкость раствор с цементом сливается: соль меди стекает через слой пергамента, а серебро остается на поверхности. Впоследствии требуется еще 5 раз промыть фильтрат дистиллированной водой.
В растворе вероятно присутствие некоторого количества оставшегося серебра. Для его извлечения в медную соль добавляется поваренная до выпадения творожистого осадка.
Серебряный цемент высушивается. Сплавление производится в тигле, использование которого для работы с более чистыми образцами не предполагается. Нагревать образец нужно равномерно во избежание разлетания серебряной или окисленной пыли. Можно на поверхность расплава добавить пищевую соду и буру, смешанные в равных соотношениях – состав создаст над металлом стекловидную пленку, защищающую от потерь.
Полученное вещество является низкопробным. Для его более тщательного очищения требуется провести электролиз серебра. Аффинаж в данном случае производится по уже описанному выше методу – для этого удобно переплавлять металл в гранулы.
Техника безопасности
Важно, чтобы в помещении осуществлялась хорошая вентиляция. В качестве защиты рекомендуется использовать перчатки, халат и протекторные очки. Во избежание расплескивания кислоты в воду добавляется сам концентрат, а не наоборот. Получение HNO3 обменной реакцией является наиболее безопасным способом, с помощью которого можно провести аффинаж серебра. Аммиачная селитра в этом случае смешивается с электролитом (реакция среды меньше 7). Химическую посуду следует проверить на устойчивость к воздействию температур, так как теплота процесса может превышать 100 градусов. Раствором заполняется не более трети сосуда, чтобы избежать разбрызгивания кислоты.
