Химия и Химики № 5 2014. Аффинаж серебра

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Аффинаж драгоценных металлов в странах ЕС можно осуществлять легально. Только надо всё делать экологично - не травить природу. И конечно, знать, откуда ты взял материал. Для химиков-любителей, у которых объемы маленькие, всё совсем просто - для налоговой ты неинтересен. А "зелёные" ещё должны поймать, когда ты сливаешь кислоты в канализацию Улыбка

. Хотя, берегите природу - нейтрализуйте растворы, осаждайте тяжелые металлы.

От редакции. Для Украины или России дело обстоит сложнее: аффинаж драгоценных металлов незаконен. За это можно сесть в тюрьму. Количества в несколько грамм вполне достаточно, чтобы получить проблемы. Если вы не собираетесь продавать металл, а просто оставили его себе, это все равно может быть истолковано следователями как попытка реализации (продажи). Подобные случаи были: из-за такой мелочи люди садились в тюрьму. Поэтому соблюдайте осторожность и не рекламируйте свои эксперименты среди окружающих, поскольку главная опасность - доносы. Когда вы узнаете, что такому-то человеку нельзя доверять - может быть поздно.

Серебро - довольно распространённый металл. Его можно найти в дешёвой ювелирке, в разных электронных и электротехнических приборах, проводах, на кухне, в старых ч/б плёнках и фотографиях, опреснителях морской воды, плёночных клавиатурах от компов и т.д. В этой статье мы ограничимся серебром в металлической форме.

По-быстрому собрал немного материала для фоток. На первой фотографии видны какие-то кусочки медных пластинок с толстым серебряным покрытием, какие-то контакты, ложки - старые советские ложки из сплава МНЦ (медь, никель, цинк). Но они имеет очень толстый слой серебрения. Конечно, можно найти и цельносеребряные ложки, но их жалко. Там ещё видны маленькие контакты от реле, а немного ниже - контакты с вольфрамом (последние - плохой материал для наших целей). Там может быть серебро, но они очень плохо растворяются. Немножко ниже - высокочастотные разъемы. Справа - большая генераторная лампа. По паспорту в ней около 10г серебра. Хотя эти паспорта иногда очень врут - как говорят классики: "Всё украдено до нас". А ещё в лампе более килограмма меди, а серебро только тонкое покрытие. Здесь как раз и надо подумать о целесообразности растворение целой лампы или ложки. Ведь для растворения килограмма меди расходуется немало кислоты.

(На 1 моль меди в лучшем случае расходуется 8/3моль 100%-й азотной кислоты (см. ниже), молярная масса меди - 63.55, азотной кислоты - 63.01 г/моль; концентрация азотной кислоты в продажном реактиве - 60-70%. Не трудно подсчитать, что на 1 кг меди нужно не менее 3.8 кг 70%-й азотной кислоты. Разумеется, на практике расход будет больше).

Есть, правда, метод растворения только серебра, но там надо использовать горячую серную кислоту... Эта статья не про экстрим...

Для иллюстрации процесса выделения серебра я взял немножко посеребренных пластинок, кусочки радиолампы, несколько маленьких контактов от реле, кусочки серебра после других экспериментов и один вольфрамово-серебряный контакт.

Весь металл собираем в большой химический стакан. Добавляем разбавленную азотную кислоту. Разбавляем, чтобы было меньше дыма оксидов азота и ещё тогда надо меньше кислоты. Уравнения реакций:

концентрированная кислота:

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
1Cu соответствует 4HNO₃

разбавленная кислота:

3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
1Cu соответствует 8/3HNO₃ (= 2.67HNO₃)

Разбавляем кислоту только дистиллированной водой или водой свободной от хлора и его ионов.

Реакция происходит довольно бурно, но я использую подогрев. Особенно зимой. При низкой температуре в момент, когда почти вся кислота израсходуется, реакция останавливается. Для продолжения реакции нужно или нагревать реакционную смесь или добавлять кислоту.

Немножко про кислоты. В странах ЕС кислоты можно купить в специальных магазинах или в компаниях, которые работает с химреактивами. По правде, техническая кислота стоит около 0.26 евро центов за килограмм. А это меньше чем самый паршивый лимонад в лавке.

При растворении металла в азотной кислоте выделяется окислы азота. Не вдыхайте их, работайте в вытяжном шкафу или в крайней случае - на открытом воздухе. Моё дело предупредить, ваше - думать своей головой.

Когда, всё что растворяется, растворилось, профильтруйте раствор. Раствор должен быть прозрачный, но если делаете "техническое" серебро, можно мухлевать и использовать грубый фильтр или марлю. Внимание - нитрат серебра сильно пачкает руки - он проникает в кожу и там восстанавливаться до коллоидного серебра, как на фотобумаге. Чёрные пальчики сразу выдают химика-неряху. А если ваши пальчики подкрасились в красный цвет, проверьте, может вы работаете с золотом? Тогда всё нормально. Но если у вас нет золота, тогда плохо... Работайте в резиновых перчатках. Хотя на фотках вы увидите мой пальчики без перчаток. Извините, спешил делать для вас фотки... Улыбка

Ну а если в растворе много азотной кислоты, то она будет с реагировать с фильтром.

У меня не растворились две детальки - вольфрамовый контакт и тот кружочек. Он оказался сделанный из титана (это кусочек радиолампы).

Раствор чистый и прозрачный.

Теперь следующий этап - превращение нитрата серебра в хлорид. Просто надо добавить в раствор хлориды и серебро охотно перейдет в осадок. Можно использовать поваренную соль (NaCl), но её надо растворить и профильтровать. В бытовой соли очень много всяких "камушков". Я сделал попроще - взял соляную кислоту (HCl) и добавил в раствор.

Красивая фотка - сверху соляная кислота (зеленоватый оттенок), потом смесь осадка хлорида серебра и раствора с катионами меди (и прочих металлов), а внизу ещё реакция не прошла.

После перемешивания катионы серебра выпали в виде хлорида. Капните в раствор немножко соляной кислоты или раствора соли, чтобы проверить, всё ли серебро перешло в осадок.

Декантируйте раствор, после чего промойте осадок водопроводной водой (тоже методом декантации). К сожалению, хлорид свинца тоже плохо растворим в воде - аналогично хлориду серебра. Поэтому используйте горячую воду (в ней хлорид свинца растворим гораздо лучше) и капните немножко соляной кислоты в каждую порцию воды после промывки. Когда промывные воды станут совсем прозрачными и бесцветными, промойте осадок ещё несколько раз. Просто так, для чистоты. Если немножко серебра уйдёт в канализацию, это не так и страшно, ведь металл не очень дорогой. Зато, если будете хорошо промывать, можно получить чистоту - три девятки (99.9%). А это круто!

Здесь чистый продукт. Перелил в более подходящую тару. На фотке немножко видна муть в воде. Просто фотка сделана сразу после переливания и не весь хлорид успел осесть. Очень уж спешил всё сделать за один день.

Следующая операция называется "цементация", хотя никакой связи с цементом она не имеет. В английском языке, в русском я уж не знаю. Спросите Википедию. Для цементации надо использовать более активный металл, который стоит левее серебра в ряду напряжений (активностей) металлов. Я использую цинк (Zn). Мы его купили в виде порошка (цинковая пудра), а для более масштабных работ цинк можно покупать десятикилограммовыми чушками, на фото видны отломанные кусочки.

Как-то я использовал алюминий и магний-алюминиевый сплав. Он тоже работает, но его довольно трудно отмыть, и сам сплав имеет в себе довольно много нерастворимых примесей. Можно использовать даже железо, но сами будете его потом отмывать...

Добавляем цинк. Порошок (пудра) цинка имеет холодно-серый цвет, а серебро - более тёплый серый. Если бросить кусочки цинка, то на поверхности кусочков начнёт расти серебро. Для ускорения реакции надо капнуть несколько капель серной кислоты. Во время реакции раствор нагревается. Осторожно, если используйте пластиковую тару и килограммы сырья. Цинк добавлять маленькими порциями.

В этой фотке очень хорошо видна разница в цвете. Белый - хлорид серебра, холодно-серый - цинк, тепло-серый - серебро.

После завершения реакции замещения остатки кислоты растворяют остатки цинка. Промойте и декантируйте смесь. Нам не нужны остатки серной кислоты. А вот добавить соляную кислоту надо - она растворит оставшийся цинк и другие металлы, которые мы нечаянно восстановили. Зато чистое серебро растворяться в соляной кислоте не будет. (В разбавленной. В концентрированной соляной кислоте серебро немножко растворяться, но только на уровне PPM).
[PPM - частей на миллион, n·10^-6 - в Европе и Америке такая единица встречается часто - прим. ред.].

Как только перестал выделяться водород, промойте осадок. Готовый порошок серебра держите под слабым раствором соляной кислоты или сразу сплавляйте в слиток. Порошок-пудра очень быстро "ловит" сероводород из воздуха (и другие загрязнители тоже). После некоторого времени вы обнаружите, что ваш красивый порошок потемнел...

А под водой с кислотой осадок серебра довольно стабильный.

Собираем серебро на фильтровальную бумагу. А если много серебра - на кусок бумажного полотенца. Оборачиваем всё бумажным полотенцем и сжимаем. Вода улетает, бумага сгорит. Конечно, на производстве нужно использовать муфель. Имейте в виду, что в "лепешке" много воды - сначала её желательно подсушить в сушильном шкафу. Если сразу поместить мокрый осадок в горячий муфель - есть риск ошпариться водяным паром. Превращение лаборатории в парную баню вряд ли вам понравится Улыбка

. Когда серебра мало, такой опасности нет - можно брать на плавку и мокрый осадок, но при плавке большого количества серебра порошок необходимо предварительно высушить.

Сжатую "лепешку" вместе со слоем бумаги берем на переплавку.

Я использовал чашечку, предназначенную для проведения пробирного анализа со свинцом, так как у меня их очень много. На нагретую чашечку сперва кладём буру (borax, тетраборат натрия, Na₂B₄O₇), чтобы она расплавилась и получился защитный слой - расплавленное серебро хорошо растворяет кислород и потом отдает его при застывании - в результате получаются некрасивые "пуговки".

Как только серебро расплавилось и превратилось в капельку, вынимаем чашечку из печи и немножко остужаем, чтобы серебро затвердело, а бура осталась текучей. Тогда пинцетом вынимаем слиточек, охлаждаем под струей воды с крана, молоточком очищаем от остатков буры. Буру можно отмывать соляной кислотой (для отмывки от буры достаточно горячей воды - прим. ред.).

Результат- 6.6 г чистого серебра. Капелька сплющена молотком - серебро очень пластичный металл. Но если вы вдруг превратитесь в кузнеца (ох, это кайф - колотить молотом чистое золото или серебро), то знайте - от ковки серебро (и золото) становиться твёрдым и хрупким. Надо нагревать метал почти докрасна, чтобы возвратить мягкость и ковкость.

"Вот моя прелесть!":

Комментарии

^К1 Небольшие дополнения. Для снятия серебряного покрытия гальванические справочники рекомендуют смесь концентрированных серной и азотной кислот в объёмном соотношении 20 : 1. Температура может быть комнатной. Под концентрированными подразумеваются обычные товарные кислоты серная около 95% и азотная около 70%.

Можно даже взять традиционную нитрующую смесь 3 : 1, но в ней медная основа подтравится немого больше.

Не следует забывать, что все нерастворимые примеси в цинке перейдут в серебро.

При переплавке в керамических тиглях в качестве флюса удобнее брать борный ангидрид. Он практически не действует на тигли и легче отмывается, чем бура.

А предварительное обезвоживание буры или борной кислоты - технологически однотипные операции, если объём тигля для переплавки взят с запасом, то и необязательные.