Получение серебра: методы получения серебра и его соединений

Суть процедуры аффинажа

Чтобы добыть чистое серебро, применяются для очистки его от различных примесей специальные технологии, совокупность которых называется аффинажем. Проводится очистка серебра различными способами, которые состоят из нескольких этапов, стадий по удалению лишних примесей. На каждой из них применяются свои физико-химические методы аффинажа по растворению, отделению этого элемента от других веществ.

Способы очистки серебра самостоятельно дома:

• химический;
• купелирование;
• электролиз.

• ювелирный лом;
• шлам от электротехнической очистки серебра;
• «серебряная пена» – отходы при очистке свинца;
• техническое серебро – радиодетали и др.

Суть метода очистки серебра

Аффинажем серебра принято считать совокупность различных технологий, используемых для очистки металла от посторонних примесей. Еще недавно проводить подобные мероприятия было возможным только на промышленных предприятиях, занимающихся производством серебра высокой пробы. Сейчас же многие практикуют аффинаж серебра в домашних условиях. Если известны тонкости проведения обработки черных или цветных металлов, то и с аффинажем серебра не возникнет трудностей, т.к. эти процедуры схожи между собой.

Наиболее часто применяемые изделия для очистки, это:

• украшения;
• техническое серебро из радиодеталей;
• ненужные ювелирные изделия, которые остались без пары или просто непригодны для ношения
• отходы, которые образовались при очистке свинца.

Выбор способа проведения очистки своими руками зависит от следующих факторов:

• количества исходного материала;
• состояния обрабатываемого металла;
• необходимость в непрерывности процесса.

При обработке качественных изделий лучше использовать метод электролита. Он подходит для беспрерывного выпуска больших объемов серебра высшей пробы. Чистота сырья достигается за счет отсутствия окислительно-восстановительных реакций при аффинаже.

Если серебро имеет вид раствора, то рекомендуется применить химический метод. Иногда можно провести аффинаж электрохимическим способом.

Для очистки низкопробных сплавов подходит купелирование. С его помощью можно добить чистое серебро намного быстрее и эффективней.

Процедура очистки любым из методов осуществляется в несколько этапов. В процессе каждого происходит отделение необходимого сырья от основного состава.

Необходимые инструменты и материалы для проведения аффинажа

Для аффинажа серебра химическим способом понадобятся:

• специальная стеклянная посуда;
• кварцевая палочка;
• азотная и серная кислота;
• хлорид аммония;
• сульфид натрия;
• поваренная соль;
• бумажный фильтр;
• воронка;
• деионизированная вода;
• весы;
• медный лом или цинковый порошок;
• специальные защитные средства – перчатки, очки, халат, респиратор.

• печь;
• тигель;
• свинец.

Для электролиза:

• блок питания;
• трубка для изоляции;
• латунная палочка;
• вилка из нержавейки;
• изолента;
• чайный фильтр (мешочек);
• пластиковая ёмкость (можно из бутылки).

Способы аффинажа в домашних условиях

Выбор способа зависит от количества, состояния сырья и непрерывности производства. Химический способ аффинажа серебра проще выполнить, но на выходе образуется серебро не всегда достаточно высокой пробы. Низкопробное, с примесью других элементов выходит при купелировании. Самое чистое, высокой пробы добывается при электролизе.

Химический способ №1

Азотная кислота, деионизированная вода, весы, стеклянная ёмкость и кварцевая палочка для аффинажа серебра

Содержащие серебро предметы помещаются в азотную кислоту. Для этого подготавливается смесь воды с кислотой (пропорция 1:1), размешивается кварцевой палочкой. Растворение металла происходит на протяжении нескольких часов. Раствор окрашивается в голубой цвет, образуется нитрат серебра.

Следующий этап – образование серебряного налета из его нитрата. Для этого используется лом из меди (обрезки труб или другие предметы), который предварительно тщательно очищается от налётов и загрязнений. Медь выполняет функцию катализатора.

После помещения медных кусочков в раствор, они быстро покрываются белым налётом – серебряным цементом. Его нужно периодически снимать и стряхивать на дно банки. Медь постепенно растворяется в нитрате серебра и поэтому при необходимости её нужно добавлять до полного прекращения реакции.

Затем раствор фильтруется, цемент промывается несколько раз чистой водой, хорошо высушивается, собирается единый кусок при нагревании в тигле. Металл получается низкой (до 980) пробы, поэтому его необходимо потом ещё очистить электролизом.

Химический способ №2

«Мокрый» метод аффинажа серебра

Содержащие серебро технические элементы погружаются в азотную кислоту. Жидкость постепенно становится голубого оттенка. Затем серебряный раствор сливается в другую ёмкость, в него постепенно добавляется поваренная соль при помешивании. Происходит химическая реакция, на дно выпадает белый осадок – хлорное серебро.

Когда реакция заканчивается, воду нужно слить. К полученному осадку заливается серная кислота для разделения на чистый металл и его соль. Затем засыпается цинковый порошок. После его полного растворения делается выпаривание из серной кислоты серебряного цемента, который при этом выпадает в осадок. Он промывается, сушится, плавится в слиток. Результатом является белый драгметалл 99%, высшей пробы.

Купелирование

Плавка серебра в тигле

Аффинаж серебра таким методом основан на уникальной способности свинца окисляться. Потом он с остальными примесями отделяется от серебра. Но золото и металлы платиновой группы остаются, затем их нужно отделять другими методами.

Проводится купелирование в предварительно разогретой печи, которая внутри покрыта мергелью – пористой, обогащённой известняком глиной, которая поглощает оксиды свинца. Внутрь помещается чашеподобный тигель со свинцово-серебряной смесью. Когда она полностью расплавляется, запускаются потоки воздуха для окисления свинца. На выходе получается сплав с радужным переливом, который разливается в формы.

Электролиз

Чтобы получить серебро высшей пробы, проводится аффинаж белого металла электролизом. Для этого сооружается электролитическая ванна из пластиковой ёмкости, которая наполняется раствором нитрата этого белого драгметалла, разбавленного водой в пропорции 1:1.

Аффинаж серебра электролизом

Полученный из серебряного цемента брусок предыдущим способом помещается в фильтрующий мешочек. Предварительно к нему нужно приварить петельку из серебряной проволоки, за которую серебряный слиток будет цепляться на латунную палочку. Она продевается по краям фильтрующего мешочка, располагается над ванной. Место спайки серебряной петельки и бруска должно быть выше уровня жидкости, чтобы металл не растворился.

Вилка из нержавейки сгибается так, чтобы её можно было подвесить на бортик ванночки, рукоятка обматывается изолентой. К помещённой в ванночку вилке подключается кабель «минус», а к палочке из латуни «плюс». Напряжение должно быть не более 8 В, мощность до 5 А.

После включения блока питания сразу же начинается реакция. Брусок уменьшается в размере, а стенки ванночки покрываются кристаллами очищенного белого металла. Их нужно периодически обламывать, чтобы они не доходили до фильтрующего мешочка, для предотвращения короткого замыкания. После завершения процесса в фильтре остаётся мусор, а чистые кристаллы нужно собрать со стенок ёмкости, высушить и сплавить в слиток. Такой аффинаж серебра даёт на выходе металл 999 пробы для изготовления ювелирных украшений.

Купелирование

Купелирование используется при аффинаже низкопробных сплавов. Такой способ не позволяет отделить платины и золота, добывают серебро из сплавов со свинцом. Для этого метода используется специальная, покрытая мергелю печь с тиглем в форме чашки.

В основе метода лежит способность свинца в сплаве с серебром окисляться на воздухе и отделяться от металла вместе с примесями. Мергель — пористая известняковая глина, поглощающая окись свинца. В процессе купелирования окись свинца испаряется под действием потока воздуха. Аффинаж считается законченным, когда поверхность сплава имеет радужную окраску. При растрескивании такой окраски можно увидеть яркий блеск серебряного металла.

Этап фильтрации

Необходимые предметы для фильтрации серебра

Чтобы отделить серебро от раствора после проведения процедуры химического аффинажа, понадобятся фильтровальная бумага, воронка. Раствор с серебряным цементом сливается в ёмкость через подготовленный фильтр – соль меди стекает, а на пергаменте остаётся белый металл в виде цементного порошка. Этот фильтрат требуется дополнительно промыть несколько раз дистиллированной водой.

Слитый раствор содержит небольшой процент серебра, которое можно извлечь, добавив туда поваренную соль. Через некоторое время появится творожистый осадок – серебряный цемент.

Весь полученный серебряный порошок высушивается и затем сплавляется. Чтобы при этом избежать потерь серебряной пыли, сверху тигля можно добавить одинаковые пропорции буры и пищевой соды, которые создадут защитную стекловидную плёнку.

Таким способом получается низкопробный сплав серебра. Дальше необходимо провести электролитический аффинаж для очистки белого драгметалла до высокой пробы.

«Давным-давно, в одной далекой галактике
«… в мастерской случился пожар. Никого рядом не было, и когда пожар заметили, тушить было уже поздно. Знакомый понес из-за этого значительные убытки (бесследно исчезли изделия из серебра, латуни, бронзы… будто и не было их). Только «чермет» и пережил пожар.

Но при разборке пепелища удалось обнаружить пару стальных коробочек, в которых хранилась ювелирка и «археология» (древние украшения, в основном из серебра, но была парочка из чего-то, оловянисто-свинцового что ли, я не запомнил…). Все это сплавилось в один несуразный слиток.

В общем, задача: выделить из сплава серебро в чистом виде. Порошком, или же сплавить. Было там еще золотое кольцо. Но оно сохранилось почти исключительно в виде одной желтой лужицы (на предпоследнем фото видно).

Взвесив сплав, прикинул, что, если принять его за чистое серебро, которого, безусловно, в сплаве большинство, то: исходя из веса в 350 грамм металла, нам потребуется порядка 300 грамм азотной кислоты (которую необходимо будет разбавить). В наличии была азотная кислота концентрации 70%, значит, 350 мл после разбавления должно хватить.

Все расчеты провел в уме, на вскидку. Точности никакой не требовалось, ведь в сплаве определенно есть не только серебро и золото, но и медь, и свинец, и бог знает, что еще…

Всего же взял 0.5 литра. Опять же, на вскидку. Растворится — хорошо. Не растворится — добавлю.

Само понятие «разбавленная кислота» очень растяжимое.

Как-то имел дело с 5% азотной кислотой. Так вот чтобы в ней начало растворяться серебро, потребовался подогрев (конечно, реакция шла и без оного, но на грани заметности).

Решил разбавить вдвое, то есть, до 35%. В кислоту влил 0.5 л кипяченой воды.

Забросил сплав. Вот тут стоило поступить наоборот: сначала положить металл, а потом залить его кислотой. Серебро — металл тяжелый, падение его кусков в жидкость давало всплески с брызгами. А я, по привычке, работал не только без перчаток, но и без очков.

Растворение началось сразу же. В процессе реакции выделяются окислы азота, поэтому, я либо надевал противогаз (при длительном нахождении рядом), либо задерживал дыхание (когда был вне помещения и временами подходил посмотреть). Конечно, лучше все это делать под тягой [K1].

Реакция ускорялась, в результате становилось все более заметно выделение «бурого газа» (NO2). Что свидетельствует о перерасходе кислоты. Во избежание оного добавил воды. (Бурый газ не исчез совсем, поэтому после добавил еще воды, на камеру это уже не попало).

Реакция завершилась лишь спустя сутки.

От сплава остались какие-то куски. Немного, но грамм 50, наверное, наберется. Залил их 70% кислотой. Вначале растворилась какая-то дисперсия. Это меня обмануло — показалось, что реакция идет. Но дальше дело не пошло.

Потом: растворы профильтровал, осадок и фильтр промыл водой [K2]. Для фильтрования использовал импровизированную воронку Бюхнера — пластиковую бутылку, в которой просверлил десяток дырок (в крышке) и отрезал дно. В качестве фильтра — кусочек ваты. Удобство в том, что можно залить сразу весь объем, а не подливать по «полстакана» периодически.

На осаждение в виде хлорида 350-ти грамм серебра, переведенного в нитрат, потребуется около 200 грамм хлорида натрия. 200 и взял. Перебор тут вреден (хлорид серебра дает растворимый комплекс с избытком осадителя — с анионом хлорида), так что лучше внимательно все просчитывать.

Источник хлорида — каменная соль. С очисткой сильно не заморачивался, растворил навеску в воде, дал отстояться. Некоторые крупные кристаллы не растворились, и вместе с мутью осели на дно. Так как хлорид и без того в избытке, то на такие мелочи можно «закрыть глаза».

В раствор нитрата серебра влил почти весь раствор соли. Дал слегка отстояться хлориду, перемешал. Капнул еще раствора соли, реакции не последовало (дополнительные порции осадка не выпали). Значит, все серебро уже в осадке.

Осажденный хлорид серебра многократно промыл декантацией.

Для восстановления решил использовать цинк. Вариант далеко не самый лучший, зато простой.

Хлорид серебра подкислил соляной кислотой. Кислота старая, неизвестной концентрации. Использовал кусок цинка весом в 195 грамм. Крупные куски очень удобны: вспоминаю, как приходилось на ощупь выискивать цинковые гранулы в порошке серебра…

Восстановление шло хорошо. Периодически помешивал. В течение 8-10 часов раствор оставался горячим. Утром признаки реакции уже отсутствовали.

Цинк извлек. Высушил, взвесил. 117 грамм. Не сложно прикинуть, что серебра уже точно не менее 200 грамм. К порошку серебра добавил немного соляной кислоты (на всякий случай, если остался дисперсный цинк).

Но полностью ли восстановился хлорид серебра? — Я сомневался. Дело в том, что недавно делал нитрат серебра. Для этого осажденный хлорид серебра восстанавливал цинком в подкисленном растворе соляной кислотой. Все прошло хорошо. Восстановленное серебро промыл разбавленной соляной кислотой, затем водой. Залил азотной кислотой. И стала видна неприятность: серебро моментально растворилось, а хлорид серебра остался. Было его много, думаю, процентов 10 от первоначального.

Пришлось фильтровать раствор нитрата и затем снова восстанавливать серебро. На этот раз использовал сомнительный, но, как оказалось, действенный метод. К хлориду серебра приливается раствор гидроксида натрия и сахара (гидролизованного). Восстановленное таким образом серебро было промыто, и уже без остатка растворилось в азотке.

Так поступил и в этот раз. К промытому осадку присыпал щелочи. Затем прилил раствор гидролизованной сахарозы. Реакции не последовало.

Тщательно промыл восстановленное серебро водой.

Решено было провести анализ на полноту восстановления. Пробу серебра залил 10% раствором аммиака, опустил очищенную медную проволоку. Осаждение серебра на меди выявлено не было. Значит, серебро восстановилось полностью.

Порошок серебра сушил в алюминиевом ковшике на огне. Выход составил 205 грамм.

Теперь предстоит выделение золота — из не растворившегося шлама.

Меры безопасности при аффинаже

При проведении химических способов очищения серебра необходимо обеспечить хорошую вентиляцию помещения, а лучше вообще проводить всё на открытом воздухе. В качестве защитных средств нужно применять резиновые перчатки, специальные очки, халат, при работе с азотной кислотой – респиратор, потому что пары азота при попадании в лёгкие могут вызывать паралич верхних дыхательных путей. Нельзя лить воду в кислоту, чтобы избежать разбрызгивания этой едкой жидкости. Можно только добавлять сам концентрат в воду.

Видео по теме: Как снять серебро электролизом

Полезные статьи