Методики и правила аффинажа золота дома

Добрый день, дорогой читатель! Давайте сегодня поговорим о том, что такое аффинаж золота, почему существует столько технологий аффинажа и какую пользу он приносит.

Золотой резерв России на начало осени 2021 года составил 1968 т. Всё это — золото очень высокой пробы, практически чистое, — в природе такое не встречается. Основной продукт добычи — не крупные самородки, а кварцевые жилы, сплавы и вымываемый водами песок (вторичные месторождения). Чтобы крупицы драгоценного металла превратились в слиток, они должны пройти целый цикл обработки.

Что такое аффинаж и зачем он нужен

Аффинаж — это процесс глубокой очистки металла от примесей, то есть повышение пробы. Его методики основаны на различиях в химических и физических свойствах металлов, присутствующих в сплаве. Золото — инертный металл (почти не реагирует с кислотами и не образует оксидов), и это упрощает процесс его выделения из полуфабриката.

Аффинируют сплавы, полученные из разных источников и обладающие разной степенью чистоты:

• золотосодержащие смеси веществ, добытые в природе;
• золотой лом (технический, ювелирный, бытовой);
• шлам, оставшийся после очистки меди, серебра, цинка (в нашем случае — после электролиза);
• отходы свинцового производства — «серебристая» (цинковая) пена с примесями благородных металлов;
• золотосодержащий электронный мусор (микросхемы, карты памяти, транзисторы).

Наибольшая доля сырья, поступающая в аффинажную обработку, — это так называемое «черновое золото» — продукция предприятий, занимающихся золотодобычей и первичной переработкой руды. Черновой металл представлен главным образом шлиховым золотом (россыпью) и шламом, реже природными слитками.

Юридические аспекты

Государство контролирует сделки с драгоценными металлами, камнями и жемчугом, а их нелегальный оборот расценивается как угроза экономической безопасности. Статья 191 УК РФ предусматривает для граждан ответственность за незаконные действия:

• покупку или продажу;
• хранение;
• транспортировку (перевозку, пересылку).

Мнение эксперта

Всеволод Козловский

6 лет в ювелирном деле. Знает все о пробах и может определить подделку за 12 секунд

Исключение — предметы быта, лом и ювелирные изделия. Уголовная ответственность наступает только если размер сделки или объём хранимого драгметалла или полуфабриката — крупный (сумма сделки или стоимость драгметалла — 1,5 млн рублей или выше). В противном случае нарушителя ждёт только административное наказание.

Где можно провести процедуру

1. Аффинированием золота занимаются специализированные предприятия. В России это АО «Уралэлектромедь», Колымский аффинажный и ещё несколько организаций. Основной способ очистки металла от примесей в промышленных масштабах — электролитический (разделение расплава на составные части посредством пропускания через него электрического тока).
2. Существуют лаборатории, располагающие нужным оборудованием и вытяжкой.
3. Некоторые техники аффинажа можно воспроизвести в домашних условиях, если позаботиться о материалах и инструментах.

Перспективы развития отрасли

Не только ювелирные мастерские и домашние умельцы испытывают потребности в высокочистых драгоценных металлах. Последним, кстати, важно не забывать, что при аффинаже золота и продаже результатов химических превращений могут возникнуть разногласия с действующим законодательством, поэтому так важно не переступать грани дозволенного…

Петербургский Монетный двор, открытый в 1724 году по инициативе и при деятельном участии Петра I, был в России того времени первым аффинажным предприятием, а сегодня эта цифра вплотную приблизилась к десяти. Большинство заводов работают с золотом, добытым на рудниках, и в число их клиентов входят крупнейшие отечественные золотодобытчики. Существенными критериями для выбора аффинажного завода являются:

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

Для этого предприятиям необходимы грамотные долгосрочные стратегии, предполагающие уменьшение себестоимости аффинажа. Сюда же относится и расширение рамок сырьевой базы, внедрение инновационных энергосберегающих технологий, модернизация отсталых участков. Это не только позволит отвечать запросам самых требовательных заказчиков, но и наращивать золотовалютный запас страны.

Способы аффинажа золота

Методы очистки благородных металлов делятся на:

• химические (построенные на взаимодействии веществ, бывают сухими и мокрыми);
• электрохимические (электролиз).

Сухие

Говоря о сухом методе очистки золота, имеют в виду метод Миллера. Он применяется только в промышленных условиях из-за токсичности и коррозионной активности хлора и его соединений, которые в избытке выделяются при проведении реакции.

Суть способа: через измельчённую массу обрабатываемого вещества пропускается газообразный хлор. Соединения неблагородных металлов с хлором летучи и удаляются из сплава, повышая пробу золота.

Метод Миллера эффективен за счёт того, что благородные металлы реагируют с хлором в последнюю очередь (первыми выводятся цинк и железо, последними — золото и платина). Его преимущества:

• он недорог;
• не требует больших площадей для размещения оборудования;
• недолог — занимает несколько часов;
• удаляет почти всю лигатуру, повышая содержание золота в сплаве до 99,5–99,9 %.

Процесс аффинажа происходит в тигле (огнеупорной плавильной ёмкости), куда через трубу поступает хлор. Лишние компоненты удаляются из смеси, а хлорид серебра поднимается на поверхность сплава — это позволяет дополнительно отделить друг от друга благородные металлы. Метод Миллера помогает получить золото и из многокомпонентного сплава, и из сплава с серебром.

Мокрые

Отделять благородный металл от лигатуры удобно растворением либо самого металла, либо примесей.

Самый популярный метод аффинажа заключается во взаимодействии лома с царской водкой (смесью азотной и соляной кислот — одним из немногих составов, растворяющих золото). Раствор подвергается выпариванию, а золото осаждается с помощью железного купороса (он также подходит для восстановления из хлорида), щавелевой кислоты, пиросульфита натрия или гидразина.

Если реакция восстановления проведена правильно, потери чистого вещества на выходе будут минимальными, а проба достигнет 999.

Существует способ растворения золота раствором Люголя — соединением калия с йодом.

Применяется также квартование (от лат. quarta — четвёртая) — сплавление золота в пропорции 1:3 с другим металлом (латунью, цинком, медью), который впоследствии растворяется в азотной кислоте. Примеси не растворятся качественно, если их содержание менее ¾ объёма, поэтому полуфабрикат квартуется. Теоретически вы можете попробовать сделать это дома, но учитывайте, что при растворении выделяется очень ядовитый оксид азота.

Если у вас есть золото в виде раствора, его легко аффинировать порошком хлорида олова. Через сутки после начала процесса золото осядет на дно посуды, в которой вы оставили его. Способ с хлорным оловом хорош тем, что при его использовании организм оператора не подвергается опасности, как при работе с летучими хлоридами или кислотой.

Электролитический

Электролиз предполагает выделение составных компонентов сплава на электродах в результате прохождения электрического тока через электролит. При аффинаже анодом (электродом с положительным потенциалом) выступает золотосодержащий сплав, а катодом (электродом с отрицательным потенциалом) — тонкая прокатная золотая (999) жесть. Электролит — раствор хлорного золота и кислоты, которая растворяет анод.

Исходная проба анода — минимум 900. Процесс происходит в небольших фарфоровых ваннах (~ 25 л), установленных на водяные бани для сохранения температуры 50–60 °С. Частицы золота оседают слоями на катоде. После окончания процесса анодный шлам отправляют на дальнейшую обработку: отделяют серебро и переплавляют в аноды для серебряного электролиза.

Какие способы аффинирования можно провести в домашних условиях

Конечно, провести опыт с хлором дома вы не сможете. Но можно попробовать добыть золото из лома или компьютерных отходов с помощью хлорного олова и кислот. Умелые алхимики могут воспользоваться электролитическим методом. Но не забывайте о технике безопасности!

Электролитическое рафинирование золота

Аффинаж золота электролизом позволяет получать метал высокой чистоты.

Аноды отливают из рафинируемого сплава, содержащего в качестве примесей серебро, платиновые металлы и некоторые неблагородные металлы. Электролитом служит водный раствор золотохлористоводородной кислоты с добавкой соляной кислоты:

Au (катод) | HAuCl4, HCl, Н2O, примеси |Au с примесями (анод).

Золотохлористоводородная кислота является сильной и полностью диссоциирует на ионы:

HAuCl4 ⇄ Н⁺ + АuСl⁻4.

В свою очередь анионы AuCl⁻4 — частично диссоциируют с образованием катионов Аu³⁺:

АuСl⁻4 ⇄ Au3+ + 4Сl⁻.

В водном растворе ионы AuCl⁻4 могут подвергаться гидролизу:

АuСl⁻4 + Н2О ⇄ [АuСl3 (ОН)]⁻ + Н⁺ + Сl⁻.

Однако в кислом растворе гидролиз практически не идет.

Таким образом, можно считать, что золото в электролите находится в форме аниона АuCl⁻4

Основной катодный процесс при электролитическом рафинировании золота представляет собой восстановление анионов АuCl⁻4 до металлического золота:

AuCl⁻4+ 3е ⇄ Au + 4Сl⁻

Стандартный потенциал этого процесса равен +0,99 В, поэтому конкурирующий с ним процесс восстановления водорода практически исключен.

На аноде происходит растворение рафинируемого сплава с переходом золота в раствор:

Au + 4Сl⁻ -3е → АuCl⁻4 .

Так как стандартные потенциалы хлора и кислорода значительно электроположительнее, чем потенциал золота:

2Сl⁻ — 2е → Сl2 (газ), φ0 = + 1,36В,

2Н2O — 4е → 4Н⁺ + O2(газ), φ0 = + 1,23В,

выделение их на аноде в нормальных условиях электролиза невозможно. Однако характерная и весьма важная особенность анодного поведения золота — его склонность к пассивированию. При переходе золота в пассивное состояние растворение анода прекращается, потенциал его смещается в положительную сторону и достигает такой величины, при которой становится возможным выделение газообразного хлора .

Явление пассивирования крайне нежелательно: на аноде вместо полезного процесса растворения золота происходит вредный процесс— окисление ионов хлора, приводящее к обеднению электролита золотом и отравлению атмосферы цеха.

Переход золота в пассивное состояние зависит от температуры электролита и особенно от концентрации в нем соляной кислоты. Так, если в 0,1 М растворе НАuСl4, не содержащем свободной соляной кислоты, золото становится пассивным при 20 °С уже при весьма низких плотностях тока , в том же растворе, но содержащем 1 г-экв/л НСl, золото остается активным, даже при плотностях тока 1500А/м2.

Следовательно во избежание пассивирования анода и выделения на нем хлора необходимо иметь достаточно высокую кислотность и температуру электролита. При этом, чем выше применяемая анодная плотность тока, тем больше должно быть в электролите соляной кислоты и тем выше должна быть его температура. Повышение концентрации соляной кислоты и температуры, помимо устранения пассивации золота, ведет к увеличению электропроводности электролита и, следовательно, к уменьшению расхода электроэнергии.

Другой весьма существенной особенностью электролиза золота является , что при растворении анода золота переходит в раствор не только в виде аниона АuCl⁻4 , но и в виде аниона AuCl⁻2 :

Au + 2Сl⁻ — e → АuСl2 -, φ0 =+ 1,11В.

Но так как электрохимический эквивалент одновалентного золота больше, чем трехвалентного, то анодный выход по току в расчете на трехвалентное золото оказывается выше 100%.

Подобно тому, как это происходит в известном процессе электролиза меди, между анионами АuCl⁻4 и AuCl⁻2 устанавливается равновесие:

3АuCl⁻2 ⇄ АuCl⁻4 + 2Au + 2Сl⁻.

Однако константа равновесия этой реакции в отличие от константы равновесия аналогичной реакции между ионами Сu²⁺ и Сu⁺ имеет значительно меньшую величину.

Поэтому концентрация анионов АuCl⁻2 в электролите довольно значительна и вполне соизмерима с концентрацией анионов АuCl4 -. Это приводит к тому, что на катоде существенное развитие получает процесс восстановления AuCl⁻2 .

AuCl⁻2 + e → Au + 2Cl⁻

вследствие чего катодный выход по току в расчете на трехвалентное золото также превышает 100 %.

В реальных условиях электролитического рафинирования концентрация образующихся на аноде анионов AuCl⁻2 превышает равновесную величину, вследствие чего равновесие приведенной выше реакции диспропорционирования смещается вправо, и часть золота в виде тонкого порошка выпадает в анодный шлам. Извлечение золота из шлама требует дополнительных операций, поэтому стремятся предотвратить образование порошкового золота. Практикой установлено, что переход золота в шлам уменьшается с повышением плотности тока.

И, наконец, третьей характерной особенностью электролитического рафинирования золота является то, что его обычно проводят при переменном асимметрическом токе (процесс Вольвилля). Для этого последовательно с генератором постоянного тока включают генератор переменного тока с э. д. с, немного превышающей э. д. с. постоянного тока .

Необходимость применения асимметрического тока вызвана специфическим поведением серебра при растворении анодного сплава. Будучи значительно электроотрицательнее золота, серебро легко окисляется на аноде, образуя нерастворимый хлорид серебра:

Ag + Сl⁻ — е → AgCl, φ0 = + 0,22В.

Если процесс электролиза вести с применением постоянного тока, хлористое серебро покроет анод толстой коркой, вследствие чего прекратится растворение золота, и на аноде начнет выделяться газообразный хлор. Применение асимметрического тока позволяет избежать эти трудности.

При использовании асимметрического тока на аноде чередуются полу периоды положительного знака с более короткими полупериодами отрицательного знака . При анодной поляризации происходит растворение сплава и образование пленки хлористого серебра. Во время катодной поляризации пленка AgCl теряет сцепление с анодом и опадает на дно ванны, переходя в анодный шлам. Причина этого явления заключается, по-видимому, как в частичном восстановлении хлористого серебра до металла (в листах соприкосновения с анодом), так и в быстром и значительном изменении межфазного поверхностного натяжения на поверхности анода, происходящем при изменении поляризации.

Применяя асимметрический ток, можно вести электролиз сплавов, содержащих до 20 % Ag. При этом Uпер: Uпост. должно быть тем больше, чем больше содержание серебра в анодах. Если содержание серебра в анодах невелико (менее 5—6 %), то электролиз золота можно вести, применяя обычный постоянный ток. В этом случае хлористое серебро легко опадает в анодный шлам, не образуя прочной пленки.

Помимо серебра, в золотых анодах обычно присутствуют медь, свинец, висмут, теллур, железо, олово, мышьяк, сурьма, платина, палладий. Механизм растворения такого многокомпонентного сплава очень сложен и далеко не изучен. Медь, значительно более электроотрицательная, чем золото, переходит в раствор, и ее накапливание в электролите после известного предела создает опасность совместного разряда меди и золота. Поэтому при большом содержании меди в анодах (свыше 2%) приходится часто менять электролит. Допустимое содержание меди в электролите составляет 90 г/л.

Еще более электроотрицателен свинец. Растворяясь на аноде в первую очередь, он остается в электролите в концентрациях, определяемых растворимостью РbСl2. При насыщении электролита хлоридом свинца на аноде может образоваться пленка твердой соли РbСl2, которая будет отлагаться совместно с хлоридом серебра, вызывая пассивность анода. Если содержание серебра и свинца в сумме не превышает 13 %, аноды не пассивируются.

Висмут, как и свинец, легко растворяется на аноде и содержание его в сплаве до 0,3 % не вызывает затруднений. При совместном присутствии в золотом сплаве 0,6 % Bi, 0,9 % Pb и 12 % Ag анод пассивируется плотной пленкой, которая образуется из солей этих металлов. В присутствии серы небольшие количества свинца и висмута вызывают частичную или даже полную пассивность анода. Так, установлено, что сплавы, в которых присутствует 3,6— 10,1 % Рb и 2,16—6,87 % S, при электролитическом растворении покрываются плотной пленкой сернистых соединений, сильно затрудняющей растворение. Сплавы с ~ 13% Рb, ~3 % Bi и ~ 12 % S совсем нерастворимы под током.

При содержании в сплавах сульфидов свинца и висмута рекомендуется предварительно окислить сплав, добавляя марганцевокислый калий в расплавленный металл в количестве, в 3—5 раз превышающем теоретически необходимое для реакции окисления серы. При плавке в качестве покрышки добавляют соду.

Теллур растворяется на аноде и накапливается в электролите. При значительном содержании теллура в электролите ухудшается качество катодных осадков.

Вредной примесью при электролизе является железо. Переходя в раствор в виде ионов Fe²⁺, оно восстанавливает из электролита золото и повышает его содержание в шламе.

Олово, мышьяк и сурьма, находясь в сплаве в небольших количествах (до 0,05%), хорошо растворяются и затруднений не вызывают. Платина и палладий растворяются на аноде, образуя платинохлористоводородную кислоту и хлористый палладий.

Так как стандартные потенциалы этих металлов близки к стандартному потенциалу золота:

PtCl²6⁻ + 4е → 6Сl⁻ + Pt, φ0 = + 0,73В;

Pd²⁺ + 2е → Pd, φ0 = + 0,99В,

то при чрезмерном накоплении в растворе их осаждение может начаться на катоде совместно с золотом. Предельно допустимая концентрация платины в электролите составляет 50 и палладия 15 г/л. Рутений, родий, осмий и иридий (если они присутствуют в анодах) полностью переходят в раствор.

Электролиз золота ведут в небольших ваннах из фарфора или винипласта вместимостью 20—65 л.

В отечественной практике применяют фарфоровые ванны вместимостью 25 л. В качестве катодов используют золотую жесть толщиной 0,1—0,25 мм, изготовляемую прокаткой чистого электролитного золота. Для придания катодам жесткости их подвергают рифлению на специальном прессе. В ванны подвешивают 18 катодов (на рисунке не показаны) на шести штангах (по три катода в ряд) и 15 анодов на пяти штангах (по три анода в ряд). Масса одного анода составляет примерно 2 кг. Аноды подвешивают к штангам с помощью золотых ленточек, вплавленных в металл при отливке анодов. Для поддержания необходимой температуры электролита ванны устанавливают в водяных банях. Электролит перемешивается сжатым воздухом, подаваемым в ванны по стеклянным трубкам. Так как при электролизе выделяется хлор, ванны помещают в специальном вытяжном шкафу. Ток подводят снаружи шкафа по медным шинам, а внутри — серебряным как более стойким в атмосфере хлора. Из серебра же делают штанги для подвески электродов.

Электролит содержит 70—200 г/л Au и 40—100 г/л НСl. Температура электролита 50—60 °С. Электролиз ведут асимметрическим током плотностью 600—1500 А/м². Сила переменного тока обычно на 10 % выше, чем постоянного. Напряжение на ванне 0,5—1 В. Золото осаждается на катоде в виде плотного блестящего осадка. Катоды разгружают 3—4 раза в сутки в зависимости от плотности применяемого тока.

Катодное золото промывают горячей водой, очищают щетками, обрабатывают соляной кислотой или аммиаком (для растворения случайно приставших частиц хлорида серебра), снова промывают водой, сушат и плавят в индукционной печи в слитки. Чистота катодного золота 999,8— 999,9 пробы. Основными примесями в нем являются серебро, медь, железо.

Анодный шлам выгружают из ванн и отмывают водой от электролита. Промывные воды используют для доливки ванн. Шлам загружают в сетчатый серебряный барабан, помещенный в наполненную водой ванну. При вращении барабана хлорид серебра через отверстия смывается в ванну, а более крупные частицы золотого анодного скрапа и дендриты катодного золота остаются в барабане. Золотые остатки сушат и возвращают в плавку на аноды. Хлористое серебро восстанавливают железным скрапом или порошком в солянокислой среде, промывают водой и плавят в аноды для серебряного электролиза.

Выход анодного скрапа при электролизе золота зависит от чистоты анодов и колеблется от 10 до 20 % массы исходных анодов. Так же, как и шлам, остатки анодов отмывают в сетчатом барабане от хло- рида серебра и электролита, сушат и плавят в аноды.

В процессе электролиза электролит обогащается примесями и обедняется по золоту. При работе на грязном электролите возможно загрязнение катодных осадков вследствие соосаждения примесей. Помимо этого, при загрязнении электролита на катоде начинается рост дендритов, что приводит к замыканию электродов, а на аноде — кристаллизация солей, ведущая к пассивации анодов. Электролит негоден к дальнейшему использованию, если концентрация золота в нем ниже 100 г/л, а концентрация примесей выше следующих пределов, г/л:

90 Сu, 50 Pt, 15 Pd, 1,5 Pb, 4 Те. 2 Fe.

Для переработки отработанный электролит заливают в специальные ванны, где электролизом с нерастворимыми анодами из него извлекают большую часть золота. Катодами служат тонкие золотые пластины, аноды изготавливают из графита. Процесс ведут, применяя постоянный ток плотностью 200—500 А/м². Из полученного раствора хлористым аммонием осаждают платину и палладий , а затем с помощью раствора хлористого железа доосаждают остатки золота. Медь цементируют железом.

Возможны и другие методы переработки отработанного электролита, в частности, с применением ионообменных смол.

Свежий электролит готовят электрохимическим растворением относительно чистых сплавов золота, получаемых чаще всего в результате обработки анодного шлама серебряного электролиза. Растворение ведут в специальных ваннах круглой формы , снабженных диафрагмам! из пористого фарфора, глины или ионообменной пленки. В диафрагму завешивают 6—8 анодов и заливают соляную кислоту плотностью 1,19, разбавленную водой в отношении 3:1. По обе стороны от диафрагмы подвешивают катоды— тонкие пластины из золота или графита. В катодное пространство заливают более разбавленную (1:3) соляную кислоту. При пропускании постоянного тока на аноде растворяется золото, на катоде — восстанавливается водород. Суммарная реакция выражается следующим уравнением:

2Au + 6Н⁺ + 8Сl⁻ = 2АuСl⁻4 + 3Н2.

Процесс ведут с помощью постоянного тока плотностью 800—2000 А/м². Напряжение на ванне для диафрагмы из ионообменной пленки составляет до 4 В, для диафрагмы из глины — до 14 В. Температура электролита 60—90 °С.

Полученный раствор содержит 200—300 г/л Au и 45— 80 г/л соляной кислоты. Его разбавляют водой и заливают в ванны основного электролиза. Свежий электролит можно также готовить растворением катодного золота в соляной кислоте при пропускании газообразного хлора.

Достоинством процесса электролитического рафинирования золота является не только возможность получения высокочистого металла, удовлетворяющего требованиям современной техники, но и попутное извлечение платиновых металлов, теряемых при аффинаже хлорированием. В ЮАР электролитическому рафинированию подвергают часть золота, прошедшего аффинаж хлорированием. При этом на электролиз направляют предпочтительно те партии золота, в которых содержатся платиновые металлы.

Вы читаете, статья на тему Электролитическое рафинирование золота

Как извлечь золотой металл из карт памяти, микросхем и радиодеталей

Технический мусор вроде транзисторов и микросхем действительно содержит золото, тонким слоем покрывающее контакты и разъёмы. Корпуса деталей покрыты коваром — сплавом железа с никелем и кобальтом, — поэтому извлечение золота заключается в растворении ковара азотной кислотой (в которой золото, как мы уже знаем, не растворяется).

Из полученного материала остатки ковара выбираются мощным магнитом (лучше использовать неодимовый).

Процесс аффинажа золота в домашних условиях

Если решено провести опыт дома, нужно подготовиться. В первую очередь — подумать о технике безопасности: понадобятся маска для защиты от испарений, перчатки и осторожность. Экспериментировать можно только в отлично проветриваемом помещении, куда не имеют доступа дети и животные.

Необходимое сырье, приспособления и реактивы

Представим, что мы смогли достать всё необходимое для работы и решили попытаться. Займёмся квартованием: доведём пробу золота до 200–250, разбавив исходный материал медью, а потом растворим лигатуру. Цинк растворился бы быстрее меди, но сплав с ним очень хрупкий, а медь проще контролировать новичку.

Для аффинажа нам понадобятся:

• золотой лом, пробу которого будем повышать;
• два тигля (можно купить или самостоятельно вылепить из шамотной глины и обжечь);
• медь 999 пробы (удобно купить гранулированную из расчёта N×3–m, где N — примерная масса золота в нашем ломе, а m — примерная масса лигатуры);
• азотная кислота (тоже продаётся, её количество должно в 10 раз превышать общее количество металла);
• соляная кислота;
• бура (антисептик тетраборат натрия, есть в аптеке);
• горелка для плавления;
• деревянная (берёзовая, осиновая) палочка для размешивания расплава (некоторые ювелиры рекомендуют брать графитовые карандашные стержни);
• длинный пинцет;
• марля;
• колпак с отверстием для накрывания тигля;
• электроплитка;
• стеклянная огнеупорная колба для кипячения.

Подготовка

Допустим, у нас есть 20 г ювелирного золота 585-ой пробы, то есть сплавленные 11,7 г чистого металла и 8,3 г примесей. Для квартования потребуется медь в количестве 26,8 г (11,7×3–8,3).

1. Измельчаем лом — например, с помощью кусачек.
2. Просушиваем и прокаливаем тигли, иначе есть риск, что они лопнут.
3. В исходное золото пинцетом добавляем медные гранулы и размешиваем до равномерного расплава, не прекращая нагревать. Каждый новый кусочек берём после того, как расплавлен предыдущий.
4. Массу раскатываем или гранулируем, вылив в воду тонкой струйкой (сплав с цинком можно измельчить даже в ступке).

Процесс аффинирования

Важно: эта часть процесса проводится только на свежем воздухе, в противном случае она опасна для жизни! Идеальный вариант — дачный участок, на который дотягивается удлинитель для подключения электроплитки.

Добавляем в колбу с измельчённым металлом 60–70 мл азотной кислоты По мере утихания реакции добавляем ещё 40–50 мл, чтобы взаимодействие возобновилось (общий объём кислоты не должен превышать 200 мл). Процедуру повторяем 2–3 раза, после чего доводим колбу до кипения.

Осадок промываем чистой водой, добавляя её в колбу, пока смесь не станет прозрачной, и аккуратно сливая. После с небольшим количеством воды, обильно посыпав бурой, помещаем золото в чистый тигель (удобно для этого воспользоваться марлей — получится «узелок» из золотых хлопьев).

Тигель с завёрнутым золотом, посыпанным бурой, прикрыв колпаком, держим на огне, пока марля не истлеет. Убедившись, что смесь буры и золота стала более или менее однородной, переходим к плавлению. Расплавленный металл снова посыпаем бурой.

Процесс аффинажа можно считать завершённым, когда начинающее застывать золото не мутнеет, а остаётся блестящим. Пока этого не происходит, продолжаем плавить его и посыпать бурой.

Чистое золото плавится очень красиво. Как плавят его профессиональные ювелиры, можно увидеть на видео:

Некоторые понятия и определения

Термины «аффинаж» и «аффинирование» происходят от французского глагола affiner (очищать) и описывают в металлургии последовательность технологических процессов получения драгоценных металлов высокой степени чистоты. Известно, что популярное золото 585 пробы имеет всего 58,5% благородного исходника, а остальное — добавки, придающие ювелирным образцам необходимые качества (прочность, вес, цвет).

Аффинаж драгметаллов подразумевает очистку от всего лишнего. Различные методы направленного физического и химического воздействия дают возможность не только разделить вещества, но и изъять из состава загрязняющие примеси. Сырьём для аффинажа служит различный материал:

• ювелирный или технологический лом;
• золотосодержащие концентраты с приисков;
• зёрна самородного шлихового золота;
• шлам цехов электролизных покрытий из цинка и серебра, никеля и меди;
• серебряная пена металлургических предприятий по производству свинца.

Подготовка любого сырья состоит из дробления, обжига и сплавления. Например, радиоэлектронные детали предварительно демонтируются и отделяются корпуса и коммутационной части, не имеющей включений драгметаллов. Это позволяет уменьшить число экологических проблем при переработке и получить пробу золота до 996,5 (99,65%), а серебра — до 999 (99,90%).

Все технологии можно грубо разделить на три условные группы:

1. Мокрые. В их основе лежат химические превращения.
2. Сухие, которые используют обработку парами хлора.
3. Электролиз в специальных ваннах.

Одни методики требуют дорогостоящего оборудования и технологий и применимы только в условиях специализированных металлургических предприятий, другие достаточно легко выполняются народными умельцами. Химический аффинаж подходит и для ювелирной мастерской, и для домашней лаборатории, но в последнем случае работы нельзя начинать без вытяжного шкафа и использования средств индивидуальной защиты. Из числа приборов и химической посуды обязательно потребуется приобрести:

• тигель для нагрева, обжига, сжигания или плавления материалов на открытом огне;
• прочный пинцет;
• стальную спицу для перемешивания;
• термостойкую стеклянную колбу;
• электроплитку для подогрева растворов;
• горелку для плавки металлов;
• приспособления для фильтрации: ёмкость, марлю, бумагу.

В промышленности для аффинажа золота и серебра используют «сухой» метод: загрязнённые расплавы обрабатывают хлором, а летучие продукты реакции (хлориды примесей) улавливаются специальным оборудованием.

Широко применяется электролиз, когда очищенное вещество собирается на катоде, и очистка методом купелирования, основанная на свойствах свинца реагировать с кислородом воздуха, а затем испаряться и осаждаться на стенках печи.