Аффинаж драгоценных металлов: что это значит, и как работает

Что значит понятие аффинаж?

Аффинаж (Affinage, что означает «очищать») — это процесс очистки драгоценных металлов от примесей в промышленных масштабах.

Соответственно, аффинированные драгоценные металлы – это элементы, полученные одним из этих способов. Некоторые способы аффинажа драгоценных металлов возможны в домашних условиях.

В качестве сырья для частного сектора используется электрическое и радиооборудование, утратившее практическое применение, позолоченные предметы: часы, ювелирные украшения и так далее

Серебро можно обогатить даже из разбитых елочных игрушек. Однако основным предметом охоты являются различные транзисторы, реле, резисторы, микросхемы и т.п.

Тем более, что в приоритете продукт эпохи развитого социализма, так как Союз не жалел драгметаллов на благие цели. Особенно для техники предназначенной для «оборонки».

Несмотря на то, что условия современной экономики диктуют производителям высокоточного оборудования минимальный расход драгоценных металлов, из 1 тонны переработанных мобильных устройств можно аффинировать 1 кг серебра и около 150 г золота.

Из килограмма утративших практический интерес компьютерных процессоров можно «извлечь» 4 — 12 г «желтого» металла 999,9 пробы. Для сравнения, компания, занимающаяся аффинажем в промышленных масштабах, извлекает из 1 тонны руды всего 5 г золота.

Описание процесса аффинажа

Чтобы очистить золото от примесей, его нужно предварительно смешать с цинком. Поэтому нужен чистый тигель, его нужно промаркировать, чтобы в дальнейшем он использовался только для этой процедуры. Ничего другого в нем сделать нельзя.

Вам также понадобится большой и прочный пинцет, он пригодится для переноса кусков цинка в расплавленное золото и для извлечения уже замороженного, но еще очень горячего слитка. Для перемешивания расплава в тигле нужна черная стальная игла или титановая палочка толщиной 2-3 мм. Его можно купить в специализированных магазинах для ювелиров.

Мерная колба

Лабораторная колба из огнеупорного стекла, 500 мл, чтобы ее можно было кипятить. Обычно на таких флягах сбоку есть значок — матовый кружок. Еще нужна электрическая плита с закрытым змеевиком. В процессе аффинажа необходимо нагревать раствор. Вам также понадобится крышка с небольшим отверстием в нижней части. Они должны покрывать тигель при прокаливании золотосодержащего остатка непосредственно перед его плавлением.

Его можно изготовить самостоятельно, отлив из смеси пропитанных листов асбеста и гипса, в пропорции 1:1. Размер колпака должен быть таким, чтобы он полностью закрывал тигель.

Также вам понадобится аппарат для плавки металла. Оптимальный вариант – использовать газовую сварочную горелку, ацетиленовую или пропановую. Самая практичная пропановая горелка, ведь не надо возиться с карбидом, и постоянно запускать ацетиленовый генератор.

Какие драгметаллы можно аффинировать?

Благодаря основным принципам аффинажа, соответствующему оборудованию и реагентам возможно получение вторичных драгоценных металлов (ВДМ) высокой пробы.

Реестр драгоценных металлов, которые можно получить очисткой от примесей – других сплавов, полимеров и так далее, выглядит следующим образом:

• золото;
• серебро;
• платина;
• палладий;
• тантал;
• осмий;
• иридий.

Благодаря относительно простой технологии очистки и доступности сырья первые два драгоценных металла пользуются наибольшей популярностью у населения.

Платина и палладий реже аффинируются из-за сложности процесса очистки и последующей продажи.

Все перечисленные металлы, за исключением технического серебра, являются дорогими элементами. Если у вас есть информация о том, как можно провести аффинаж в домашних условиях, в каких радиодеталях или другом сырье содержится наибольшее количество редкоземельных металлов, переработка может принести хороший доход.

О содержании драгоценных металлов в радиодеталях мы говорили здесь. Также нужна статья о том, как доработать радиодетали в домашних условиях. Этот материал понадобится тем, кто хочет заняться удалением серебра с контактов.

Читайте также: Вторая жизнь золота: что делают из старых украшений и электроники

Способы и реагенты

Существует несколько способов извлечения ВДМ из исходного сырья: электролиз, «сухой» и «мокрый» способы. Кратко рассмотрим эти варианты.

Электролиз

Этот способ удаления ГДМ с использованием электролитов из вторичного сырья обычно применяют для аффинажа золота и серебра путем осаждения драгоценных металлов на катоде с образованием примесей (шламов).

С экономической точки зрения наиболее экономичным способом «извлечения» ВДМ является электролиз.

Кроме того, к достоинствам можно отнести высокую степень очистки драгоценных металлов (золото не ниже 999,9 пробы), экологичность и безопасность, возможность получения ГДМ платиновой группы в качестве побочного продукта.

В качестве реагентов для последующей плавки слитков ВДМ используют соляную или серную кислоту, чистую аптечную буру.

Мокрый способ

Этот процесс очистки с одинаковым успехом применяется для «извлечения» золота, платины и металлов платиновой группы (палладия, иридия и т д.) путем растворения элементов в «царской водке» с последующим осаждением различными реагентами.

Этот метод включает травление золота из обедненной цианидами руды, т е., по сути, жидкостную экстракцию.

Состав «царской водки»: концентрированная соляная и азотная кислоты в соотношении 3:1. Для осаждения ВДМ используют: аммиачную селитру, аммиак, йод, сахар, соду пищевую и другие реагенты. Цинк или медь используются в качестве разрыхлителя.

Сухой метод

Этот вариант рафинирования, который также называют «методом Миллера», заключается в воздействии на расплавленное сырье хлора. В процессе все неблагородные элементы переводятся в соли (хлориды) с последующим выпариванием.

В то же время соли серебра всплывают на поверхность золота, находящегося в расплавленном виде.

Это значительно облегчает последующую обработку, так как примеси серебра препятствуют рафинированию мокрым способом из-за нерастворимости этого элемента в царской водке».

На выходе золото 996,5 пробы, серебро (после восстановления из хлорида) 999,0.

Любой из вышеперечисленных вариантов извлечения ВДМ предполагает работу с летучими ядохимикатами. В том числе и наименее опасный метод – электроэпиляция. Поэтому безопасность является краеугольным камнем нефтепереработки.

Все работы необходимо проводить в хорошо проветриваемом помещении, желательно в вытяжном шкафу или на открытом воздухе.

Также необходимы средства индивидуальной защиты – прорезиненные перчатки, фартук, респиратор, защитные очки.

Оборудование

Для разных способов очистки ВДМ потребуется соответствующее оборудование.

Предлагаем примерный список того, что точно найдет применение:

• прочный большой пинцет, который понадобится для опускания кусков сырья в расплавленное вещество и извлечения элементов ВДМ;
• для размешивания нужна длинная металлическая игла толщиной 2-, 3 мм;
• лабораторная колба объемом не менее 500 мл, обладающая термостойкими свойствами;
• электрическая плита с закрытым змеевиком;
• тигли — керамические емкости для плавки ВДМ;
• колпак с отверстием в нижней части, который необходим для закрытия сырья, содержащего ГДМ, при прокаливании в тигле непосредственно перед процедурой плавки;
• фарфоровое оборудование, химическая воронка и так далее

Все вышеперечисленное оборудование можно приобрести в специализированных ювелирных магазинах.

На тему доработки различных элементов вы можете прочитать следующие статьи:

1. Аффинаж золота.
2. Аффинаж серебра.
3. Аффинаж платины.
4. Аффинаж палладия.

Некоторые понятия и определения

Термины «аффинаж» и «аффинаж» произошли от французского глагола affiner (очищать) и описывают в металлургии последовательность технологических процессов для получения драгоценных металлов высокой чистоты. Известно, что в популярном 14-каратном золоте всего 58,5% благородного происхождения, а остальное – добавки, придающие ювелирным образцам необходимые качества (прочность, вес, цвет).

Аффинаж драгоценных металлов означает очистку от всего лишнего. Различные методы направленного физико-химического воздействия позволяют не только разделять вещества, но и удалять из состава загрязнения. Сырьем для аффинажа служат разнообразные материалы:

• ювелирный или технологический лом;
• золотосодержащие концентраты рудников;
• крупинки самородного шликерного золота;
• шламы цехов с электролитическими покрытиями из цинка и серебра, никеля и меди;
• пеносеребрянка металлургических предприятий для производства свинца.

Подготовка любого сырья состоит из измельчения, обжаривания и плавления. Например, временно демонтируются радиоэлектронные части и отделяются корпус и соединительная часть, не имеющие включений драгоценных металлов. Это позволяет снизить количество экологических проблем при обработке и получить пробу золота до 996,5 (99,65%), а серебра — до 999 (99,90%).

Все технологии можно условно разделить на три условные группы:

1. Влажный. Они основаны на химических превращениях.
2. Сухой, при котором используется обработка парами хлора.
3. Электролиз в специальных ваннах.

Одни способы требуют дорогостоящего оборудования и технологий и применяются только в условиях специализированных металлургических предприятий, другие просто выполняются мастерами. Химическая очистка подходит как для ювелирной мастерской, так и для домашней лаборатории, но в последнем случае к работе нельзя приступать без вытяжного шкафа и использования средств индивидуальной защиты. Из числа приборов и химической посуды обязательно нужно купить:

• тигель для разогрева, обжига, обжига или плавки материалов на открытом огне;
• прочный пинцет;
• стальная игла для перемешивания;
• колба из термостойкого стекла;
• электрическая плита для обогрева растворов;
• горелка для плавки металлов;
• фильтрующие приспособления: тара, марля, бумага.

В промышленности применяют «сухой» способ аффинажа золота и серебра: загрязненные расплавы обрабатывают хлором, а летучие продукты реакции (хлориды-примеси) улавливают на специальном оборудовании.

Широко применяют электролиз, когда очищаемое вещество собирается на катоде, и купеляционную очистку, основанную на свойствах свинца вступать в реакцию с кислородом воздуха, а затем испаряться и оседать на стенках печи.

Как провести аффинаж микросхем в домашних условиях

Несмотря на сложность процедуры рафинации, выполнить ее можно в домашних условиях самостоятельно. Перерабатывать можно как ювелирный и бытовой лом, так и технический лом, те самые микросхемы, которые люди обычно выбрасывают. Самое главное – создать подходящие условия, подготовить сырье и необходимое оборудование.

Необходимые инструменты, материалы и сырье

Какие золотосодержащие детали можно использовать?

• транзисторы серий КТ 101, 103, 117, 603, 613;
• микросхемы от старых телевизоров, магнитол, магнитол;
• разъемы советского производства;
• радиолампы, содержащие не только золото, но и серебро, и платину: из лампы можно извлечь до 16 грамм чистейшего драгоценного металла;
• полупроводники, диоды, светодиоды, стабилитроны, тиристоры, конденсаторы;
• компьютерные детали: разъемы, микросхемы в процессорах, в старых моделях много специальных драгоценных металлов;
• покрытие металлических наручных часов советского производства;
• сим-карта.

Все это барахло может годами лежать где-то на чердаке или на даче, а хозяин даже не подозревает, насколько он богат на золото.

Что еще нужно, кроме чипсов?

• белизна в норме;
• бисульфат натрия.

Или:

• белый;
• аккумуляторный электролит;
• столовая соль.

Смешав эти ингредиенты, можно получить хлорноватистую кислоту, которая отделяет драгоценный металл от его компонентов.

Процедуру также можно проводить с использованием железного купороса. Для этого вам нужно:

• железный купорос: его получают растворением купороса в воде, туда же добавляют ржавые гвозди;
• хлорид натрия;
• соляная кислота.

Вам также понадобятся фарфоровые емкости для плавления, емкости для слива и деревянные палочки для перемешивания.

Подготовка к процедуре

Аффинаж золота осуществляется при следующих условиях:

• открыть все окна в помещении для проветривания;
• микросхемы необходимо раздавить, например пассатижами, удаление пластиковых деталей;
• нагреть использованный раствор, постепенно вливать кислоты;
• нагревать до появления серого (белого) или бурого (купоросного) осадка;
• отфильтровать раствор;
• образовавшийся осадок расплавить до получения золотистого цвета.

Охлажденное золото нужно промыть под проточной чистой водой.

Основные меры безопасности

Соблюдение правил техники безопасности является одним из важнейших в нефтепереработке. Чтобы осаждение золота происходило правильно и безопасно для жизни, необходимо использовать подходящие для использования компоненты. При работе надевайте перчатки и защитные маски. Вы не можете иметь детей вокруг себя.

Таинство аффинажа

Обычному человеку трудно вникать в сложные термины, такие как сульфит, пиросульфит или метабисульфит натрия. Все эти термины относятся к аффинажу золота кислотами. Но процесс получения настоящего драгоценного металла поистине прекрасен и уникален. Из жидкости с пузырьками, затем из массы серого или коричневого цвета рождается масса золотистого цвета – блестящая и переливчатая. Потом эта масса станет основой для каких-то не менее уникальных украшений: серег, браслетов или подвесок.

Сплав золотого осадка в слиток золота

Для проведения рафинации в домашних условиях необходимо следующее оборудование:

• собственно, сам драгоценный металл, который нужно очистить – ювелирный или бытовой лом;
• два огнеупорных тигля, в которых будет происходить плавка;
• медь 999 пробы;
• азотная кислота к подготовленному золоту 10/1;
• соляная кислота;
• тетраборат натрия – его можно купить в аптеке;
• горелка;
• для размешивания расплава понадобится березовая или осиновая палочка, также можно использовать графитную карандашную палочку;
• щипцы или пинцет для добавления сырья;
• марля;
• крышка для тигля, чтобы воздух выходил, он должен быть с крышкой;
• электрическая плита;
• колба из огнеупорного стекла;
• чистая вода.

Обязательно проверьте, чтобы все подготовленные инструменты были целыми, без трещин. Не используйте грязное оборудование. Химические вещества должны иметь обновленный срок годности.

Пошаговая инструкция, как подготовиться к рафинированию:

• используйте кусачки для измельчения обрезков;
• тигли необходимо просушить и прокалить, чтобы они не треснули;
• начинайте плавить золото, постоянно помешивая;
• пинцетом постепенно добавляйте медные гранулы в плавящуюся массу; приходится ждать, пока добавленные кусочки растают, а потом добавлять новые;
• полученную массу нужно перелить в колбу;
• затем потихоньку вливайте туда азотную кислоту: надо смотреть за реакцией, вливать, когда она угаснет;
• дождаться закипания содержимого колбы;
• затем добавить чистую воду, размешать, слить воду;
• добавить буры, немного чистой воды, завернуть золото в марлю и опустить в чистый тигель;
• когда масса станет однородной, а марля сгниет, продолжайте плавить;
• посыпать золото коричневым, пока он не станет насыщенно-желтым, блестящим;
• дайте остыть.

Процесс получения чистого драгоценного металла очень красив и увлекателен.

Способ очистки аффинированного золота

После того, как золото затвердеет в виде слитка, поместите его в раствор соляной и азотной кислот с водой (пропорции: 20/10/500 мл). Через 5 минут кипячения солянокислой массы рафинированный металл ополаскивают чистой водой, смывают излишки буры. Отполируйте мягкой тканью, чтобы придать блеск. Процесс рафинации завершен.

При аффинаже драгоценного металла важно соблюдать правила безопасности. Процедуру следует проводить только на свежем воздухе, вдали от дома. Если у вас частный дом, то на заднем участке можно и на даче. Во время самой процедуры надевайте перчатки, не наклоняйтесь близко к тиглю или колбе, чтобы выделившиеся нитриты не попали на лицо и в глаза.

Как реализовать аффинированное золото

Учитывая, что цена чистого драгоценного металла по курсу ЦБ составляет 3780 рублей за грамм, аффинаж золота — дело прибыльное. Цены можно отслеживать на банковских графиках, которые обновляются ежедневно. Самое главное — уметь продать полученный металл.

Читайте также: Золотодобывающие компании России: золотодобыча как финансовый ресурс, место России в 10 крупнейших золотодобывающих странах мира, рейтинг и список российских золотодобывающих компаний

Официальный способ: аффинажные предприятия; золотой счет в банке

Официальная продажа осуществляется золотодобывающими компаниями. Например, человек, занимающийся добычей золота, открывает АО, получает лицензию на данный вид деятельности и может продавать готовые слитки любому банку, например, Сбербанку.

Не совсем официальный: ювелиры-перекупщики

Мастерам ювелирного дела всегда нужно чистое золото. Изготавливая различные изделия, ювелиры получают необходимые лигатуры, поэтому драгоценный металл покупают в банках. Они с удовольствием купят аффинированное золото в любой валюте: хоть в рублях, хоть в долларах. Поэтому человек может смело идти к ювелиру в любом городе: Санкт-Петербурге, Москве или другом.

Сейчас легко найти покупателя на золото в Интернете. А вот частные сайты объявлений следует избегать, так как незаконный оборот драгоценных металлов регулируется законодательством Российской Федерации. Лучше заходить на официальные сайты, например аукцион Виолити: здесь можно купить и продать антиквариат и украшения. Так что верховенство закона будет соблюдаться.

Химическая очистка золота

Золото на протяжении многих веков служило символом успеха и универсальным платежным средством. Традиционные источники (разработка рудников и промывка песка) не всегда обеспечивают требуемый класс чистоты, а иногда золото находится буквально под ногами, и достать его можно, не выходя из квартиры. Существует два основных метода отделения золота от примесей. Первый — химический, используется в ювелирных мастерских и умельцами, извлекающими драгоценный металл из деталей электрических контактов, полупроводниковых микросхем и деталей телерадиоаппаратуры.

Во-первых, с помощью магнита из общей массы выделяют включения, содержащие железо, так как обработка такого сырья происходит по другим стандартам. Если это невозможно, металлическое железо удаляют путем обработки лома концентрированной серной или соляной кислотой. Оставшуюся после удаления железа смесь соединений золота с медью, цинком, оловом и серебром растворяют при нагревании в азотной кислоте с концентрацией 30-40%.

Показателем окончания реакции является прекращение выделения диоксида азота при добавлении новой порции кислоты. Затем к смеси добавляют насыщенный раствор хлорида натрия (обычная поваренная соль), вызывая осаждение хлорида серебра. Выделившийся при декантации золотосодержащий осадок заливают концентрированной соляной кислотой из расчета 1:20. Смесь нагревают и кипятят, прибавляют по каплям азотную кислоту до прекращения выделения оксидов азота.

Выпаривание с добавлением соляной кислоты проводят 3 раза, затем фильтруют, сухой остаток выливают в насыщенный раствор сульфата железа(II) и нагревают смесь. Золото отделяют в виде красновато-бурых чешуйчатых частиц, которые отфильтровывают, промывают и кипятят в другой порции азотной кислоты для удаления следов примесей. Остаток фильтруют, промывают большим количеством воды и сушат. Полученную золотую пыль сплавляют с азотнокислым натрием (нитратом натрия) и бурой (тетраборатом натрия), такие слитки называются «королек» и содержат 99,95% чистого золота.

Электролиз и метод Миллера

Второй способ аффинажа золота — электролитический; он используется крупными производствами с большими объемами обработки. Анод для электролиза — очищенное золото массой до 2 кг, а катод — золотая пластинка толщиной от 0,1 до 0,25 мм, изготовленная из чистого металла прокаткой и гофрированная для жесткости на специальном прессе.

Реакция протекает в смеси растворов соляной кислоты и хлорида золота, где используются небольшие фарфоровые или винипластовые ванночки вместимостью от 20 до 65 литров. Они установлены в водяной бане, что позволяет поддерживать температуру электролита от 50 до 60 °С. Раствор смешивают барботированием со сжатым воздухом, выделяющийся в ходе реакции хлор удаляют экстракцией. Золото осаждается на катоде в виде блестящей пленки, скорость процесса зависит от используемой плотности тока.

Еще одним промышленным методом очистки является метод Миллера, в котором используется токсичный газообразный хлор. Применяется при необходимости удаления серебра из золотых сплавов и получения золота из материалов природного или искусственного происхождения, имеющих низкий процент содержания драгоценных металлов. Измельченное сырье, имеющее большое количество посторонних примесей, при обработке парами хлора в первую очередь отделяется от металлов, обладающих меньшей окислительной способностью.

Первыми в реакцию хлорирования вступают цинк и железо, затем сурьма и олово, затем медь и свинец. Последними в этом списке идут серебро и золото. Преимуществом метода является отсутствие других химических реагентов, кроме хлора, и малые габариты реактора (от 1,0 до 1,5 м).

Существенным недостатком является высокий риск отравления образующимися летучими соединениями. Например, сулема (хлорид ртути) – опаснейший нейротоксин, который накапливается в организме человека, не выводится из организма и медленно его убивает.

Методы рафинирования серебра

Технология очистки серебра выбирается в зависимости от исходного количества сырья, состояния обрабатываемого материала и возможности непрерывного производства. Как и в случае с золотом, это может быть и химический метод, и электролиз, и купелирование.

Электролитическое рафинирование необходимо при ежедневной потребности в металлическом серебре высокой чистоты. Формы из песчаника заполняются раствором нитрата серебра и азотной кислоты, анодами служат фрагменты загрязненного серебром сырья, катодами — полоски нержавеющей стали. Специальные брезентовые покрытия на анодах собирают нерастворимые примеси, а на поверхности катода образуется кристаллический слой серебра, который регулярно счищается.

Низкую пробу серебряных сплавов наращивают купированием — окислительной плавкой в ​​пламенных печах при температуре до 1000°С. Под действием вводимого кислорода свинец и другие неблагородные металлы окисляются. Смесь жидких оксидов поглощается футеровкой печи, изготовленной из пористой глины с добавками мергеля, а на поверхности остается чистое серебро. Радужный цвет стен с серебристыми отблесками указывает на окончание процесса купирования.

В домашней лаборатории наиболее доступен химический метод, когда серебро извлекают из растворов сульфатов и хлоридов последовательными манипуляциями. Если безводный хлорид серебра смешать с карбонатом натрия в соотношении 1:1 и медленно нагревать до расплавления в специальном тигле, жидкое серебро будет собираться на дне сосуда. А если к хлориду серебра добавить алюминий или железо, залить 20% серной или соляной кислотой и дождаться прекращения выделения водорода, то получится серый серебряный порошок. Его необходимо промыть, высушить и расплавить.

Перспективы развития отрасли

Потребность в драгоценных металлах высокой чистоты есть не только у ювелирных мастерских и домашних мастеров. Для последних, кстати, важно не забывать, что при аффинаже золота и реализации результатов химических превращений могут возникнуть разногласия с действующим законодательством, поэтому так важно не выходить за рамки дозволенного…

Санкт-Петербургский монетный двор, открытый в 1724 г по инициативе и при активном участии Петра I, был в то время первым аффинажным заводом в России, и сегодня это число приближается к десяти. Большинство аффинажных заводов работают с золотом из приисков, а их заказчиками являются крупнейшие отечественные золотодобытчики. Важнейшими критериями выбора НПЗ являются:

• уровень производственной дисциплины;
• грамотный документооборот;
• короткие сроки выполнения работ;
• высокий процент извлечения золота;
• ценовая доступность.

Для этого компаниям нужны грамотные долгосрочные стратегии, предполагающие снижение затрат на переработку. Сюда же входит расширение ресурсной базы, внедрение инновационных энергосберегающих технологий и модернизация отсталых территорий. Это позволит не только удовлетворить потребности самых взыскательных клиентов, но и увеличить золотовалютные резервы страны.