Как сделать хлорное золото

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 07.09.2024

Дилетант - Тот, кто занимается чем либо без специальной профессиональной подготовки, достаточных знаний.

пятница, 29 января 2016 г.

Из истории химических методов добычи золота и будущее этих методов.

Читатель блога прислал стать посвященную извлечению пылевидного золота из руды и черного шлиха. Все вопросы к автору статьи можно оставлять в комментариях или писать мне на почту. И сама статья о хлоридовозгонке золота.

Как известно, в литосфере на золото фракции 0,09-0,01 мм приходится около 75% , и основные резервы поисков, разведки и добычи ближайшего будущего, несомненно, связаны с мелким и тонким золотом.
К тому же мелкое золото очень плохо поддаётся добыче гравитационными методами, отсюда следует, что надо обратить внимание на химические способы добычи золота. У тех людей, кто хоть слегка интересуется методами добычи золота, на слуху только 2 метода – это амальгамирование и цианирование.

Золочение в домашних условиях осуществляют двумя способами: электролитическим (гальваническим) и химическим. Для покрытия изделий позолотой требуются реактивы, которых не найти в свободной продаже: цианид калия, азотная и соляная кислоты. Также необходимо специальное оборудование: электролитические ванны и источник постоянного тока. Процесс золочения достаточно трудоемкий, требует сноровки, аккуратности и некоторого опыта.

Химический способ

А) Химическое золочение — процесс нанесения хлорида золота на металл, из которого сделано изделие. Хлорное золото готовится так: металл нужно расковать в фольгу и измельчить на мелкие кусочки, погрузить их в смесь азотной и соляной кислот (в так называемую царскую водку). Необходимо взять 30 г концентрированной соляной и 10 г концентрированной азотной кислот. На 1 г золота должно приходиться 10 мл раствора.

Нанесение позолоты в домашних условиях

Растворение должно происходить в фарфоровой посуде, процесс может длиться от нескольких часов до 2-3 суток. Когда металл полностью растворится, необходимо выпарить смесь в водяной бане при 70-80 градусах до появления вязкой золотистой жидкости. При выпаривании раствор помешивают стеклянной палочкой.

Чтобы приготовить смесь для золочения, потребуются:

Перед нанесением позолоты поверхность предмета необходимо обезжирить 10-20% едким натрием или кипячением в растворе соды. Далее промывают изделие в 25% растворе соляной кислоты, т. е. протравливают. После обезжиривания необходимо промыть предмет в воде.

Далее погружают изделие для позолочения в приготовленную смесь из горячей воды, поташа, хлорида натрия и хлорного золота. Предмета касаются цинковой палочкой, через некоторое время он становится позолоченным. После этого его извлекают и промывают, вытирают насухо и полируют при помощи шерстяной ткани.

Б) Помимо метода химического золочения используют метод натирания при помощи пасты. При таком способе нанесения позолоты слой покрытия тоньше. В состав пасты для натирания входит желтая кровяная соль (гексацианоферрат [II] калия), винный камень, порошок из мела, хлорное золото. Для изготовления 100 г пасты берут 55 г мела, 5 г кремортартара, 30 г желтого гексацианоферрата калия и 10 г хлорида золота, ингредиенты перемешивают. Полученную пасту разбавляют водой до образования кашицы. Этой смесью натирают обезжиренное изделие при помощи шерстяной ткани.

В) Существует третий метод покрытия. Для этого 10 г золота растворяют в смеси азотной и соляной кислоты, воды — всех компонентов взять по 25 г. Добавляют в этот состав 300 г поташа (карбоната калия). Готовят котел, в котором кипятится вода (2 л), вливают в нее эту смесь. Кипячение продолжается 2 часа.

Украшения, нуждающиеся в позолочении, прокаливают и протравливают сначала серной кислотой, потом азотной. Затем изделие обматывают проволокой из латуни (сплав цинка и меди), и погружают на мгновение в смесь азотной, серной и соляной кислот. Потом предметы ополаскивают, далее поочередно загружают их в ртуть, а потом в воду. Через полминуты их окунают в приготовленную жидкость, моют, высушивают в горячих опилках.

Изделие с позолотой

1) Железо и сталь.

Чтобы покрыть позолотой изделия из стали и железа, необходимо растворить сироп хлорида золота в эфире. Полученным составом, нанесенным на тряпочку, покрывают и натирают поверхность предмета из стали или железа. Затем эфир испаряется, а золото остается.

Если необходимо не просто покрыть позолотой изделие, а сделать на нем узор, то в смеси эфира с хлорным золотом смачивают перо и проводят им по предмету.

Желательно до позолочения предметов из железа, стали, олова, цинка покрывать поверхность медью, так как на нее лучше ложится позолота.

2) Цинковые предметы.

Покрытие цинковых изделий осуществляется при помощи натирания их пастой. Готовится она из 60 г цианида калия, 20 г хлорного золота и 100 г воды — эти ингредиенты смешиваются. В данный раствор добавляют 5 г кремортартрата и 100 г порошка карбоната кальция (мела). Полученный состав наносят при помощи щеточки или кисти.

Для покрытия серебряных украшений есть два варианта раствора, в которые погружают предметы:

10 г хлорида золота, 30 г калия цианида, соды и хлорида натрия по 20 г, полтора литра воды.
7 г хлорида золота, по 30 г поташа, желтого гексацианоферрата калия и хлорида натрия, литр воды.

Во время погружения изделия необходимо прикоснуться к нему цинковой палочкой и оно начнет покрываться золотом. После этого предмет извлекается из раствора, промывается и вытирается, полируется шерстяной тряпкой.

Хлорид золота (2 г) и цианид калия (32 г) растворяют в 0,5 л воды. В других полутора литрах воды тем временем растворяют едкий калий (6 г) и фосфорно-натриевую соль (10 г). Смешивают оба раствора и кипятят.

Гальваника

Существует два способа:

Готовят три раствора: 60 г фосфата натрия с 700 г воды; 2,5 г хлорида золота и 150 г воды; 1 г цианида калия и 10 г сульфата натрия со 150 г воды. Первые два раствора смешивают, третий добавляют последним. Температура — 50-60 градусов. Анод — из платины. При истощении электролитного раствора добавляют хлорид золота.
Ванна по Зельми: по 1 г гексацианоферрата калия (желтого) и карбоната натрия смешать с 30 г воды, нагреть в чашке из фарфора. Добавить в смесь осажденное нашатырным спиртом золото. Кипятить в течение 10-12 минут. При испарении воды ее добавляют, пропускают через раствор ток элемента Даниеля. Время воздействия — 15-16 часов.

Способы позолоты в домашних условиях трудоемки и не всегда доступны. Предпочтителен метод химического золочения или натирания.

Аффинаж золота – это процесс очистки жёлтого драгоценного металла от различных примесей, в результате проведения которого предполагается возможным получение чистого драгметалла. Аффинаж золота можно проводить в домашних и лабораторных условиях. Специфика и особенности этого процесса зависят от способов и места его проведения. Мы предлагаем вам ознакомиться с альтернативными способами аффинажа золота в домашних и лабораторных условиях.

Способы

Аффинированное золото

Получить аффинированное (чистое) золото можно электролитическим или химическим способом. В ювелирном производстве, как правило, используют химический способ аффинажа ввиду того, что целесообразность применения электролитического способа проявляется исключительно при больших объёмах драгметалла и регулярном применении, то есть на больших производствах.

В целом, специалисты обычно называют три альтернативных способа очистки золота от примесей:

мокрый (химический);
сухой (обработка хлором);
электролитический.

Химический способ рассчитан исключительно на переработку тех благородных металлов (в том числе и золота), примеси которых могут содержать в себе не только другие металлы, но и их соединения или же природные сплавы.

Выбор способа и метода аффинажа золота главным образом зависит от состава сплава или соединения.

Важно, чтобы процентное содержание серебра в таком сплаве составляло не менее пяти процентов всей его массы.

После этого компоненты растворяют в азотной кислоте, которая помогает удалить нежелательные частицы серебра, а металлы, которые выпали в осадок, окисляют посредством использования царской водки, после чего восстанавливают их. В случае с золотом таким восстановителем будет хлорид олова.

Аффинаж золота посредством использования хлора заключается в измельчении сплава металла до порошка и пропускании газообразного хлора через этот нагретый порошок. Результатом этой реакции является следующее: образуется соль металла (в случае с золотом – хлорид золота).

Если в примеси содержатся другие металлы, то вам важно знать следующее: при высоком нагревании хлорид серебра концентрируется в верхней части, а соли других металлов находятся ниже.

Электролитический способ заключается в осаждении драгметаллов на электроде. Он включает в себя два этапа:

Растворение одного из электродов в царской водке или соляной кислоте, которое происходит под действием тока.
Осаждение драгметаллов на втором электроде, которое происходит в виде слоёв, первый из которых будет представлять самый благородный металл.

Для получения золота электролитическим аффинажем необходимо использовать золото пробы не ниже 950. Только из такого материала в результате можно получить Fine Gold 999,9 пробы.

О других способах аффинажа золота в домашних и лабораторных условиях мы расскажем в деталях ниже.

С использованием цинка

Золотая капля крупным планом

Для того чтобы очистить золото от примесей первоначально его необходимо смешать с цинком. Для проведения данной операции потребуются следующие инструменты:

тигель;
большой и прочный пинцет;
стальная спица;
титановая палочка толщиной два-три миллиметра;
колба из огнеупорного стекла;
электрическая плита;
колпак с отверстием на дне;
аппарат для плавки металла.

Материалы, которые необходимы для проведения аффинажа:

Чистая бура (в идеале – аптечная).
Азотная кислота (65-70%).
Соляная кислота (36-38%).
Цинк-разрыхлитель.

Это важно! На каждые десять грамм золотого лома необходимо использовать десять грамм цинка.

Изначально тигель необходимо просушить и раскалить на электроплите. После этого в углубление тигеля добавляем буру. С помощью пинцета опускаем лом в тигель и нагреваем до покраснения. Следующим этапом посыпаем лом щепоткой буры.

Температура плавки должна соответствовать следующей:

999 проба – 1068 градусов по Цельсию;
сплавы с серебром и медью 500 и ниже пробы – 900 градусов по Цельсию.

После полного расплавления золота и образования жидкого шарика добавляем маленькие кусочки цинка, оптимальный размер которых 6х6х6 миллиметров. Добавлять следующий кусочек цинка можно только тогда, когда растворится предыдущий.

Полученный таким образом сплав необходимо размельчить в ступке, предварительно накрыв её материей.

Полученный таким образом порошок необходимо поместить в стеклянную колбу и поставить её на электроплиту. В колбу залить шестьдесят-семьдесят миллилитров концентрированной азотной кислоты. Когда пройдёт реакция, следует добавить ещё сорок-пятьдесят миллилитров кислоты. Процедуру повторить два-три раза.

Это важно! Общий объём кислоты не должен превышать двести миллилитров.

После того, как пройдёт реакция, колбу с раствором необходимо установить на плиту и довести до кипения на медленном огне.

Далее – промываем осадок с помощью добавления в остывший раствор в колбе чистой холодной воды, объём которой должен составлять половину объёма колбы. Раствор взболтать и дождаться оседания хлопьев золота на дно. Жидкость аккуратно слить так, чтобы осадок остался в колбе. Осадок промывать до тех пор, пока вода с осадком не станет прозрачной.

Вместе с осадком оставляем в колбе небольшое количество воды. Берём глубокую посудину, застилаем её дно марлей, и выливаем остаток в посуду. Осадок, оставшийся на марле, обильно посыпаем бурой, завязываем в тугой узелок, промокаем фильтровальной бумагой, и помещаем в тигель.

Узел и тигель вновь посыпаем бурой и помещаем на электроплиту, тигель накрываем колпаком. Греть необходимо до тех пор, пока марля не истлеет, а бура не расплавится. Осадок склеится в небольшой ком, после чего можно снять колпак и плавить золото. В результате должен образоваться красный шарик на дне тигля.

Прекращать процесс можно только тогда, если при прекращении нагревания золото начинает затвердевать в течение нескольких секунд, а его поверхность становиться чистой и блестящей.

Затвердевший на дне тигля металл необходимо сразу достать, очисть от буры прокипятив в растворе отбела, состав которого следующий:

пол-литра воды;
десять миллилитров азотной кислоты;
двадцать миллилитров соляной кислоты.

Время кипячения – пять минут в колбе.

Слиток ополаскиваем в чистой воде.

Электролиз

Электролитический способ аффинажа золота в наше время – самый простой и эффективный.

Для его применения необходимо наполнить большую ванну смесью хлорного золота и соляной кислоты.

Аноды электролитических ванн в процессе такого аффинажа отливаются из требующего очистки золота, а катоды образуются из специальной волокнистой золотой жести.

Электрохимическая реакция происходит за счёт подачи напряжения в ванне на электроды, благодаря чему на жести оседает чистое золото, проба которого часто достигает 999,9.

В процессе такого аффинажа на дне ванны образуется шлам, который содержит в себе все дополнительные примеси, которые были в сплаве до начала процесса.

Железный купорос

Сульфат железа растворяют в воде, пропорции сульфата и воды следующие: один к двум. Если раствор помутнел (это связано с происходящим процессом окисления) в раствор необходимо поместить чистые железные гвозди. Пропорции следующие: пять грамм гвоздей на сто грамм раствора.

Между такой чашкой и открытым огнём необходимо поместить железную сетку с асбестовым покрытием. Раствор в процессе нагревания необходимо помешивать стеклянной палочкой и попеременно добавлять в него небольшое количество соляной кислоты.

Это важно! Необходимо добиться загустевания жидкости до сиропообразного состояния, после чего её необходимо остудить. Когда жидкость остынет, нужно добавить соляную кислоту и отфильтровать жидкость.

К фильтрату добавляют насыщенный раствор сульфата железа. Благодаря таким манипуляциям золото выпадет в осадок и приобретёт вид красно-коричневого тяжёлого порошка, образовавшегося на дне сосуда.

Такой осадок также необходимо отфильтровать, промыть водой и собрать на бумажном фильтре, который впоследствии сжечь. Полученный таким образом металл – ни что иное как чистое золото.

Правильность проведения всех описанных манипуляций гарантирует получение чистого золота наивысшей пробы.

Видео об аффинаже золота железным купоросом

Хлорное олово

Химический процесс аффинажа золота

Уникальность процесса аффинажа с использованием хлорного олова заключается в том, что он:

простой в применении;
не вреден для здоровья;
в осадок выпадает только золото.

Сам процесс заключается в следующем:

Необходимо взять порошок хлорного олова, к которому добавить одну часть воды и одну часть соляной кислоты.

В золотосодержащий раствор необходимо добавить хлорное олово. При наличии золота – произойдёт реакция.

Если реакция произошла, раствор необходимо оставить на двенадцать-двадцать четыре часа.

Осадок выпадет на дно. Его необходимо прокипятить в соляной кислоте, благодаря чему он приобретёт желтоватый окрас.

Более детально процесс описан на видео, представленном ниже.

Видео об аффинаже золота хлорным оловом

Сущность аффинажа

Процесс аффинажа золота не такой сложный по своей сущности, как может показаться на первый взгляд.

Его довольно просто проделать не только в лабораторных условиях и с наличием специальных знаний, но и дома, имея под рукой минимум реагентов.

Получить чистое золото можно следуя подробным инструкциям, которые были представлены в этой статье.

Золото - крайне малоактивный металл. Даже в природе оно встречается, в основном, в виде самородков (в отличие от щелочных и щелочноземельных металлов, находящихся исключительно в составе минералов или других соединений). При долгом нахождении на воздухе оно не окисляется кислородом ( сей благородный металл ценят в том числе и за это). Поэтому найти, в чем растворяется золото, достаточно сложно, но можно.

Промышленный метод

При добыче золота из так называемых золотоносных песков приходится работать со взвесью примерно одинаково мелких частиц золота и песчинок, которые нужно отделить друг от друга. Можно сделать это с помощью промывания, а можно использовать цианид натрия или калия - разницы нет. Дело в том, что золото образует растворимый комплекс с цианид-ионами, а песок не растворяется и остается как есть.

Ключевым моментом в этой реакции является наличие кислорода (того, что содержится в воздухе, достаточно): кислород окисляет золото в присутствии цианид-ионов и получается комплекс. При недостаточном количестве воздуха или сама по себе без цианида реакция не идет.

Сейчас это наиболее распространенный способ промышленного получения золота. Конечно, до получения конечного продукта еще много стадий, но нас интересует конкретно этот этап: растворы цианидов - то, в чем растворяется золото.

Амальгама

Процесс амальгамации также применяют в промышленности, только уже при работе с рудами и твердыми породами. Суть его заключается в способности ртути образовывать амальгаму - интерметаллическое соединение. Строго говоря, ртуть в этом процессе не растворяет золото: оно остается в амальгаме в твердом виде.

При амальгамации идет смачивание породы жидкой ртутью. Однако процесс "вытягивания" золота в амальгаму долгий, опасный (пары ртути ядовиты) и малоэффективный, поэтому этот метод уже редко где применяют.

Царская водка

Есть много кислот, способных разъедать живые ткани и оставлять страшные химические ожоги (вплоть до летального исхода). Однако нет такой одиночной кислоты, в какой растворяется золото. Из всех кислот подействовать на него может только знаменитая смесь - царская водка. Это азотная и соляная (хлороводородная) кислоты, взятые в соотношении 3 к 1 по объему. Замечательные свойства этого адского коктейля обусловлены тем, что кислоты берутся в очень больших концентрациях, что сильно повышает их окислительную способность.

Царская водка начинает действовать с того, что азотная кислота начинает окислять сперва соляную, и в ходе этой реакции образуется атомарный хлор - очень реакционноспособная частица. Именно она идет на атаку золота и образует с ним комплекс - золотохлористоводородную кислоту.

Это очень полезный реактив. Очень часто золото хранят в лаборатории именно в виде кристаллогидрата такой кислоты. Нам же оно служит лишь подтверждением того, что золото растворяется в царской водке.

Стоит еще раз обратить внимание на то, что окисляет металл в этой реакции не одна из двух кислот, а продукт их взаимной реакции. Так что если взять, например, одну лишь "азотку" - известную кислоту-окислитель - ничего не выйдет. Ни концентрация, ни температура не смогут сделать так, чтобы золото растворилось в азотной кислоте.

Хлорка

В отличие от кислот, в частности хлороводородной кислоты, отдельные вещества могут стать тем, в чем растворяется золото. Широко известная бытовая хлорка - раствор газообразного хлора в воде. Конечно, обычным магазинным раствором ничего не сделаешь, нужны концентрации повыше.

Хлорная вода действует следующим образом: хлор диссоциирует на соляную и на хлорноватистую кислоты. Хлорноватистая кислота под светом разлагается на кислород и соляную кислоту. В таком разложении выделяется атомарный кислород: как и атомарный хлор в реакции с царской водкой, он очень активен и окисляет золото за милую душу. В итоге опять получается комплекс золота с хлором, как и в предыдущем способе.

Другие галогены

Кроме хлора, золото также неплохо окисляют и другие элементы седьмой группы таблицы Менделеева. В полной мере сказать о них: "то, в чем растворяется золото" - трудно.

С фтором золото может реагировать по-разному: при прямом синтезе (с температурой 300-400°С) образуется фторид золота III, который в воде немедленно гидролизуется. Он настолько неустойчив, что разлагается даже при воздействии плавиковой (фтороводородной) кислоты, хотя среди фторид-ионов ему должно быть комфортно.

Также действием сильнейших окислителей: фторидов благородных газов (криптона, ксенона) можно получить и фторид золота V. Такой фторид вообще взрывается при контакте с водой.

С бромом дела обстоят несколько проще. Бром в обычных условиях - жидкость, и золото неплохо рассеивается в его растворах, образуя растворимый бромид золота III.

С йодом золото также реагирует при нагревании (до 400°С), образуя йодид золота I (такая степень окисления объясняется меньшей активностью йода по сравнению с другими галогенами).

Таким образом, золото, несомненно, реагирует с галогенами, однако растворяется ли золото в них - спорное утверждение.

Раствор Люголя

На самом деле, йод (обычный йод I₂) в воде нерастворим. А растворим его комплекс с йодидом калия. Это соединение называется раствором Люголя - и он умеет растворять золото. Между прочим, им же часто смазывают горло болеющим ангиной, так что не все так однозначно.

Эта реакция также идет через образование комплексов. Золото образует с йодом комплексные анионы. Используется, как правило, для травления золота - процесс, при котором взаимодействие идет только с поверхностью металла. Раствор Люголя удобен в этом случае, потому что в отличие от царской водки и цианидов, реакция идет заметно медленнее (и реактивы доступнее).

Бонус

Говоря о том, что одиночные кислоты - это то, в чем золото не растворяется, мы немного соврали - на самом деле такие кислоты есть.

Хлорная кислота - одна из самых сильных кислот. Ее окислительные свойства чрезвычайно высоки. В разбавленном растворе они проявляются плохо, однако в больших концентрациях творят чудеса. При реакции образуется ее соль перхлорат золота - желтый и неустойчивый.

Из кислот, в каких растворяется золото, есть еще горячая концентрированная селеновая кислота. В результате также образуется соль - селенат золота красно-желтого цвета.

Читайте также: