Розглянемо різні способи, методи для вилучення (афінажу) металовв: платини, паладію, золота і срібла
методи розчинення
При розчиненні платини в царській горілці виходить гексахлороплатіновая або платинохлористоводородной кислота H2 [PtCl6], яка при випаровуванні розчину виділяється у вигляді червоно-бурих кристалів складу H2 [PtCl6] * 6H2O (в цьому виді можна зберігати і накопичувати платину для подальших операцій).
2. Витяг платини
2.1 З лабораторних залишків
Платинову чернь можна отримати, обробляючи розчин, що містить солі H2 [PtCl6], мурашиної кислотою і вуглекислим натрієм:
H2 [PtCl6] + 2HCOOH + 3Na2CO3 = Pt + 6NaCl + 5CO2 + 3H2O
У регенеріруемий розчин додають HCOOH, суміш нагрівають до кипіння і, безперервно помішуючи, поступово доливають розчин Na2CO3. Випав осад збирають, промивають водою, підкисленою HCl, і сушать.
2.2 З хлороплатинату амонію
При прожаренні хлороплатинату амонію (NH4) 2 [PtCl6] при 600 ° C виходить губчаста платина.
2.3 Із залишків після визначення іонів калію
У ємність, що містить залишки після визначення К + (осад К2 [PtCl6] і розчин H2 [PtCl6]) додають в надлишку NH4Cl. Опади К2 [PtCl6] і (NH4) 2 [PtCl6] поміщають у велику банку, що містить 2 л дистильованої води і 25 мл 85% мурашиної кислоти. Банку нещільно закривають і залишають на 3-5 днів при кімнатній температурі. Що виділився осад платини промивають гарячою водою для видалення Cl- (проба з AgNO3) і сушать.
2.4 Класичний спосіб виділення платинових металів з збагачених руд
а. Тривале нагрівання сирої платини і брухту в порцелянових котлах з царською горілкою. При цьому майже вся платина і паладій вигляді Н2 [PtСl6] і H2 [PdCI6], частково родій, іридій у вигляді H3 [RhCl6] і H2 [IrCI6], рутеній (?) І основна маса неблагородних металів (залізо, мідь, свинець і інші) переходять в розчин.
У нерастворенном залишку містяться кварц, з'єднання осмію з іридію, хромовий залізняк.
б. Цей осад відфільтровують, повторно обробляють царською горілкою, а потім відправляють на вилучення цінних компонентів - осмію та іридію.
в. Платина в розчині знаходиться у вигляді двох комплексів: H2 [PtCl6] - велика частина - і (NO) 2 [PtCl6]. Додаючи в розчин HCl, руйнують комплекс (NO) 2 [PtCl6], щоб вся платина перетворилася в комплекс H2 [PtCl6]. Тепер потрібно зробити так, щоб присутні в розчині іридій, паладій, родій не пішли в осад разом з платиною. Для цього їх переводять в сполуки, обложені хлористим амонієм (Ir3 +, Pd2 +), а потім розчин «доводять», прогріваючи його з кислотами (сірчаної або щавлевої) або (за способом І.І. Черняєва) з розчином тростинного цукру.
Операція доведення - процес важкий і тонкий. При нестачі відновника (кислота, цукор) осідає хлороплатинат буде забруднюватися іридію, при надлишку ж сама платина відновиться до добре розчинних з'єднань Pt2 +, і вихід благородного металу знизиться.
м Розчин хлористого амонію вводять на холоду. При цьому основна частина платини у вигляді дрібних яскраво-жовтих кристалів (NH4) 2 [PtCl6] випадає в осад. Основна ж маса супутників платини і неблагородних домішок залишається в розчині. Осад додатково очищають розчином нашатирю і сушать; фільтрат ж відправляють в інший цех, щоб виділити з нього дорогоцінні домішки сирої платини - паладій, родій, іридій та рутеній (подвійний хлорид рутенію і натрію розчиняється в спирті і таким чином відокремлюється від аналогічного сполуки іридію). Сухий осад поміщають в піч. Після декількох годин прожарювання при 800 ... 1000 ° C отримують губчасту платину у вигляді спеченого порошку сіро-сталевого кольору.
Технології вилучення (афінажу) платини, паладію, золота і срібла
Технологія отримання паладію
Властивості.
Щільність - 12,02 г / см3, температура плавлення - 1554 ° С. Розчинний в азотній кислоті. Присутній у вигляді компонента в білому золоті. Основна "головний біль" - відділення від вісмуту або миш'яку, також розчиняються в азотній кислоті. Подолати це вдалося лише на рівні розчинності хлоридів.
Відфільтрований розчин нітратів срібла, паладію і вісмуту упарюємо до стану сиропу, щоб позбутися від залишків кислот. Розбавляємо дистильованою водою. Доливають концентровану соляну кислоту - випадає білий сирнистий осад - хлорид срібла. Відокремлюємо хлористе срібло, розчин повинен бути прозорим. Знову упарюємо, позбавляючись від соляної кислоти. У упарений розчин доливають, помішуючи, аміак (гідроксид амонію) - обережно, реакція протікає бурхливо.
Добиваємося синього або зеленого кольору розчину, в якому опадають білі хлопья- хлорид вісмуту, нерозчинний в аміаку. Хлорид ж паладію повністю розчинився. Фільтруємо розчин, потім доливають, знову ж помішуючи, соляну кислоту - випадають пластівці лимонно-жовтого кольору - сульфід паладію.
Закінчення реакції - жовтий осад в жовтому прозорому розчині.
Ретельно промиті і зневоднений сульфід паладію можна просто сплавити - він відновиться до металу під дією температури. Однак для надання товарного вигляду найкраще відновити гидразином до черні і потім вже сплавити і отгрануліровать.
Технологія отримання золота
У Сплавлення стані м'який жовтий метал, здатний витягіватся в найтонші нитки. Золото, приготоване відновленням солей, в залежності від відновника, має різні фізичні властивості. Препарат в порошку має бурий колір, в стані найтоншого роздроблення - червоний. Дуже тонкі листочки золота просвічують синім і зеленим кольором, залишаючись жовтими в відбитому світлі.
Щільність плавленого золота 19,3 г / см3. Температура плавлення 1063 ° C. При охолодженні нижче температури червоного розжарювання, якщо в золоті присутні сторонні метали, з'являється раптово сильний зелене світло (блікованіе). Застигаючи, метал значно зменшується в об'ємі. Золото розчиняється в царській горілці і в HCl, насиченою хлором.
1. Розчинення
Дрібно подрібнений золотий лом обливають в колбі міцної соляною кислотою, нагрівають до кипіння на пісочної лазні і поступово доливають по краплях HNO3 (пл. 1,40) до повного розчинення металу. Потім розчин випарюють на водяній бані, ретельно оберігаючи від пилу, щоб уникнути відновлення. Упарювання ведуть до тих пір, поки проба рідини не буде укріпляти при охолодженні.
2. Фільтрація і осадження
Гарячу червоно-буру рідину розбавляють великою кількістю води і фільтрують осад AgCl (який з'явиться, якщо в шламі присутнє срібло). Фільтрат нагрівають до 80-90 ° C і для осадження золота доливають розчин FeCl2 (за іншими даними можна брати розчин FeSO4). Золото, яке випало у вигляді порошку, промивають декантацією і кілька разів кип'ятять з разб. HCl (з подальшою декантацією) до тих пір, поки в киплячій рідини не буде навіть слідів жовтого забарвлення (залежить від присутності Fe3 +). Осад відфільтровують через беззольний фільтр.
3. Сплавлення
Фільтр щільно згортають і укладають в тигель. Зверху фільтр засипають бурою або селітрою в такій кількості, щоб фільтр був прикритий. Після закінчення сплаву виймають золотий кульку і промивають водою.
Технології отримання чистого металевого срібла
Спосіб 1. Електроліз AgNO3
Вельми чистий метал можна отримати електролізом насиченого при 25 ° С розчину тричі перекристаллизованного AgNO3. Електроліз проводять з полірованими графітовими електродами, поміщеними в мішечки з бязі на відстані 2 см один від одного, при напрузі 3 В і щільності струму 0,006 А / см2. Осад Ag знімають з катода і сплавляють.
Спосіб 2. З сплавів, що містять Au, Cu, Pb, Sn, As, Zn та ін. C перекладом в хлорид і подальшим відновленням Zn
Будуть потрібні такі речовини: азотна кислота, соляна кислота, хлорид натрію (кухонна сіль), металеві цинк або алюміній.
1. Розчинення
Вироби кладуться в досить містку термостійкий посуд (матиме місце вспенивание і сильний розігрів) і заливається азотною кислотою. Розчинення йде згідно реакцій:
3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O
4Sn + 10HNO3 = H2SnO3Ї + 4 NO2 + H2O
Примітка: за останньою реакції розчиняється лудіння і олово з припоїв, утворюється біла нерозчинна ні в кислотах, ні в розчинах лугів b-олов'яний кислота.
Інші метали (крім золота і платини) розчиняються, як і срібло, з утворенням відповідних солей - нітратів.
Якщо кислота досить міцна, буде виділятися бурий газ (NO2), якщо розбавлена - безбарвний оксид азоту (II) - NO. Сильного спінювання слід уникати, т. К. Разом з бризками ви будете втрачати свій дорогоцінний срібло, і потім кислота досить їдка створення, можна попсувати прилеглі речі :-).
Після закінчення реакції необхідно перевірити повноту розчинення, тому що срібло розчиняється менш активно, ніж інші метали, і може частково залишитися. Якщо при нагріванні або Прилив нової порції кислоти розчинення не відбувається, то все, що потрібно, вже розчинено.
Якщо ж в сировині присутні деталі з добавками золота або платини, то ці метали в азотній кислоті не розчиняються і також повинні залишитися.
2. Фільтрація
Розчин, що містить срібло, фільтрується, причому потім фільтр і те, що в ньому залишилося, заповнюється кілька разів водою (промивається) для зменшення втрат. Промивні води збираються в основний розчин. Фільтрувати бажано через фільтр середньої щільності, при відсутності оного - через кілька шарів промокашки. Якщо фільтрується погано, то, можливо, у вас занадто щільний розчин (розбавити!), Або фільтр забився брудом - тоді його потрібно разок-другий промити і змінити. Можна позбутися від великих які не розчинилися залишків шляхом попередньої фільтрації через ганчірку.
3. Осадження
У відфільтрований розчин подається соляна кислота (в надлишку). Рідина з осадом нагрівають, при цьому всі сторонні метали розчиняються в утворилася царській горілці (при використанні хлориду натрію в осад можуть перейти PbCl2, BiOCl, SbOCl). Після чого потрібно перевірити повноту осадження: до відстояти розчину приливає невелику кількість розчину HCl. Відсутність осаду або каламуті говорить про те, що все срібло з розчину перейшло в осад:
AgNO3 + HCl = AgClЇ + HNO3
Тепер для остаточного очищення осаду і своєї совісті хлорид срібла потрібно відфільтрувати і повторно прокип'ятити з 10% HCl (ч.д.а.). Якщо в сировину присутній паладій, то залишився розчин і перші промивні води відправляємо на видобуток паладію.
4. Промивання
У тій же ємності починаємо промивати осад декантацією до зникнення кислої реакції і до негативної реакції на Cu + 2 (К4 [Fe (CN) 6] не повинен давати червоно-бурого осаду). Для цього осад заливаємо водою. Добре перемішуємо. Чекаємо, коли відстоїться. Акуратно, по паличці або через гумову трубку (як бензин з чужого бензобака), зливаємо. Знову заливаємо. Ще раз зливаємо - і так до тих пір, поки не відмиємо осад від всіх домішок. Перевірити чистоту останніх промивних вод можна за допомогою декількох крапель розчину жовтої кров'яної солі.
5. Відновлення цинком (можна алюмінієм)
Тепер можна приступити до отримання металевого срібла. Останній раз зливаємо з хлориду срібла воду (не захоплюючи осаду) і заливаємо в цю ж ємність до слабокислою реакції соляну (краще) або сірчану кислоту. Сюди ж поступово вводимо приблизно вдвічі більшу кількість металевого цинку (якщо точно, то 235 г на 1 кг AgCl). Металевий цинк переходить в хлористий, одночасно відновлюється срібло у вигляді непоказного сірого порошку:
2AgCl + Zn = 2AgЇ + ZnCl2
Після закінчення реакції зливаємо з осаду срібла кислоту, промиваємо новою порцією соляної або сірчаної кислоти (для розчинення залишків цинку), потім промиваємо водою від кислоти і сушимо. Срібло отримано, залишилося тільки його сплавити в злиток (температура плавлення срібла 960 ° С).
Спосіб 3. З галогенідів формальдегідом
Розмішують 500 г вологого галогенідусрібла в 500 мл гарячої води. Отриману рідку кашку переносять в фарфоровий стакан, забезпечений механічною мішалкою, доливають (під тягою) розчин 300г NaOH в 750 мл води і при 35-40 ° С вводять при безперервному перемішуванні 250 г 40% формальдегіду.
Суміш перемішують 2-3 год, додають ще 200 мл формальдегіду і поступово протягом 2 ч підвищують температуру до 55-70 ° С. Випав осад срібла відсмоктують на воронці Бюхнера, промивають 1 л гарячої води, потім 500 мл 2% H2SO4, 500 мл 2% NH4OH і, нарешті, гарячою водою до видалення Cl-. Промитий метал сушать при 40-50 ° С. Вихід 100%.
Спосіб 4. З фотографічних залишків
1. Залишки кип'ятять з гранульованим цинком у присутності соляної кислоти, не розчинилися гранули цинку витягають порцеляновим шпателем. Відновити срібло промивають декантацією водою, розчиняють в HNO3, потім соляною кислотою осаджують AgCl і сіль відновлюють, як зазначено вище.
2. Залишки випарюють насухо і суху масу кип'ятять (під тягою) з HCl (пл 1,19) і KClO3 до припинення виділення хлору. Осадку AgCl дають осісти, потім ретельно промивають водою декантацією, і відновлюють, як зазначено вище.
3. Для виділення срібла з фіксуючих розчинів додають NH4OH до появи запаху NH3 і діють невеликим надлишком (NH4) 2S або Na2S. Після відстоювання рідину зливають, осад Ag2S відсмоктують на воронці Бюхнера, промивають гарячою водою, сушать і прожарюють при 950 ° С, додавши 1-2 г безводної бури. Для видалення бури гранули металу кип'ятять з водою.
Технології вилучення (афінажу) платини, паладію, золота і срібла
