Меню

Электролиз сплава меди с серебром

Способ выделения серебра из серебросодержащего сплава

Владельцы патента RU 2540242:

Изобретение относится к металлургической отрасли, в частности к способу выделения серебра из медного серебросодержащего сплава в процессе электролитического получения меди. Способ включает проведение электролиза с анодным растворением медной основы сплава и с переводом серебра в шлам. Перед электролизом электролит предварительно дегазируют. Исходный сплав помещают в кассету. В процессе электролиза кассету с исходным серебросодержащим медным сплавом периодически подвергают действию ультразвука с плотностью энергии, превышающей порог кавитации в электролите, приводящего к очистке поверхности гранул серебросодержащего сплава. Техническим результатом является снижение удельного расхода электроэнергии и повышение концентрации серебра в шламе. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к металлургической отрасли и предназначено, в частности, для ускорения процесса электрохимического растворения серебросодержащего медного сплава с концентрированием серебра в шламе.

Известен способ выделения серебра из анодного шлама, оставшегося после электролиза меди, воздействием на суспензию шлама гипохлоритом в присутствии соляной кислоты, в результате чего образуется AgCl, выпадающий в осадок [US 4666514, опубл 19.05.1987]. Недостатком метода является его относительная сложность и использование недешевых и небезвредных для организма человека и животных химических соединений.

Известен способ [RU 2194801, опубл. 20.12.2012] электрохимического растворения золота и серебра для их извлечении из отходов электронной, электрохимической и ювелирной промышленности в водном растворе при температуре 10-70°C в присутствии этилендиаминтетраацетата (ЭДТА) натрия в качестве комплексообразователя. Использование изобретения позволяет увеличить скорость растворения серебра и золота и уменьшить содержание меди в шламовом осадке. Способ, однако, не рассчитан на присутствие свинца в исходном сырье, а его реализация требует использования недешевого комплексообразователя.

Известен способ электрохимического извлечения серебра из серебросодержащих токопроводящих отходов [RU 2467082, опубл. 20.11.2012]. Способ включает анодное растворение серебра в водном растворе комплексообразователя в потенциостатическом режиме с анодом из исходного сырья и нерастворимым катодом в потенциостатическом режиме. В качестве комплексообразователя используют сульфит натрия с концентрацией 12-370 г/л. При этом процесс ведут в закрытом объеме в неагрессивной слабощелочной среде. Существенным недостатком способа является режим постоянного напряжения, при котором возможно падение силы тока и, как следствие, снижение производительности. К тому же щелочные электролиты имеют большее сопротивление, на преодоление последнего расходуется часть падения напряжения. Кроме того, недостатком является использование дорогостоящих реагентов (щелочь, комплексообразователь).

Известен способ селективного электрохимического способа извлечения серебра из лома радиоэлектронной и вычислительной техники, отходов электронной, электрохимической и ювелирной промышленности, концентратов технологических переделов с использованием в качестве электролита раствора, содержащего 5-50% бромида натрия [US 4904358, опубл. 27.02.1990]. Недостатками этого способа являются высокая токсичность растворов и паров брома, высокая стоимость реагентов, низкая скорость процесса, высокая коррозионная агрессивность используемых растворов, низкая селективность процесса.

Известен способ растворения меди из серебросодержащего медного анодного сплава, основанный на электролитическом рафинировании анодных пластин [Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третьяков А.В. и др. Технология металлов и материаловедение. М.: Металлургия, 1978. С.903] в электролите, содержащем серную кислоту и сернокислую медь (CuSO4).

Существенными недостатками указанного способа являются:

— большая продолжительность растворения анодов (20-30 суток);

— высокие требования к химическому составу анода (суммарное количество примесей не должно превышать 0,5%).

Известен также способ очистки шламов [Лобанов Е.Н., Лобанов В.Г., Елисеев Е.И. и др. Способ извлечения меди из гидроксидных шламов. АС 1613502, 1990], при реализации которого проводят электрохимическое растворение серебросодержащего порошка в растворе серной кислоты в течение 2÷3 часов при плотности тока 900 А/м 2 . В процессе очистки в раствор переходит медь и сурьма, в газовую фазу — мышьяк.

Существенным недостатком указанного способа является зарастание поверхности частиц порошка нерастворимыми оксидами и сульфидами с низкой электропроводностью, что приводит к увеличению расхода электроэнергии и снижению скорости растворения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ электрохимической очистки шлама [4], обеспечивающий повышение качества конечного продукта.

Технический результат достигается подбором параметров, обеспечивающих преимущественное электрохимическое растворение меди в сернокислом медном электролите из серебросодержащего медного анодного сплава. Кроме того, для достижения поставленной цели электролит предварительно дегазируется, поверхность анода, представляющего собой кассету с гранулами медного серебросодержащего сплава, периодически очищается и активируется кратковременным акустическим воздействием.

Предлагаемый способ позволяет растворять преимущественно медь из серебросодержащих медных сплавов, периодической ультразвуковой очисткой поверхности гранул медного серебросодержащего сплава предотвращать появление на поверхности гранул пленок с высоким электрическим сопротивлением и, как следствие, стабилизировать электрические параметры процесса электролиза, улучшить качество конечного продукта, обусловленное предотвращением попадания порошкообразной меди в шлам.

Читайте также:  Пункт приема меди в пензе

Поставленная в заявленном изобретении задача решается способом, включающим последовательно следующие действия:

— водный раствор серной кислоты, содержащий сернокислую медь, дегазируют, подвергая действию ультразвука кавитационных интенсивностей, и вводят в электролизер;

— образец серебросодержащего медного сплава, включающего около 90% меди, а также

1,5% железа и 1% свинца помещают в токопроводящую кассету, подключенную к анодной клемме источника напряжения, а пластинчатые катоды помещают по сторонам от кассеты;

— действуют ультразвуком с частотой 18÷44 кГц с плотностью энергии 3 Вт/см 3 в течение 5÷15 с на кассету через электролит, в результате чего поверхность гранул очищается, после чего начинают процесс электролиза, включая электрический ток и выдерживая разность потенциалов между анодом и катодом в пределах 0,5±0,2 В;

— проводят процесс электролиза, контролируя разность потенциалов между анодом и катодом, и при повышении этой разности до

0,8÷0,9 В (как правило, через 25-35 мин после начала цикла), свидетельствующей о снижении электропроводности системы за счет образования пленки с низкой электропроводностью на поверхности гранул сплава в анодной кассете, на 6±2 с включают ультразвук, в результате поверхность гранул очищается, после чего разность потенциалов вновь падает до 0,35±0,1 В и следующий цикл продолжается еще примерно 30 мин, а циклы повторяются 8 раз в течение 4 часов;

— катоды вынимаются из электролизера (при необходимости), шлам анализируется (либо следующий четырехчасовый цикл проводится без выемки шлама).

Для осуществления заявленного способа в качестве источника ультразвука кавитационных параметров в целях дегазации электролизного раствора в равной степени могут быть использованы как пьезоэлектрические или магнитострикционные преобразователи, так и (предпочтительно) гидроакустические преобразователи непрерывного широкого спектра частот, среди которых всегда существуют частоты, резонансные собственным частотам газовых кавитационных пузырьков различных размеров, а для периодической очистки поверхности гранул серебросодержащего сырья предпочтительно использовать магнитострикционный излучатель, расположенный на расстоянии, кратном половине длины волны от центра анодной кассеты, так, чтобы кассета оказалась в пучности стоячей волны, возникающей при наложении волн от излучателя и отраженной от кассеты.

Техническая реализация предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами, не носящими, однако, ограничивающего характера.

Пример 1 (по прототипу, в оптимальном режиме)

Гранулированный серебросодержащий сплав в количестве 100 г, содержащий 90% меди,

1,5% железа и 1% свинца, помещают в электролизер, вливают в электролизер 3 литра 15% подогретого до 54°C водного раствора серной кислоты, содержащего 3% сернокислой меди, вставляют в электролизер катоды, включают ток от источника, устанавливая напряжение в 0,5 В, и продолжают процесс в течение 4 часов. Электролизер отключают, шлам, образующийся в течение всего процесса (4 часа), высушивают, взвешивают, оценивают состав методом атомно-адсорбционной спектроскопии. Увеличение массы шлама составляет 0,139 г/ч, содержание меди в шламе — 72,50%.

Пример 2 (по предлагаемому способу в оптимальном режиме)

Гранулированный серебросодержащий сплав в количестве 100 г, содержащий 90% меди,

1,5% железа и 1% свинца, помещают в электролизер, вливают в электролизер 3 литра подогретого до 54°C предварительного подвергнутого дегазации в ультразвуковом поле гидроакустического преобразователя 15%-ного водного раствора серной кислоты, содержащего 3% сернокислой меди, вставляют в электролизер катоды, включают ток от источника, выдерживая напряжение в 0,5 В, каждые 0,5 часа, когда разность потенциалов на электродах повышается до 0,7÷0,8 В, анодную кассету с медьсодержащим сырьем подвергают кратковременному (5 с) ультразвуковому воздействию с плотностью мощности 2÷4 Вт/см 3 и продолжают этот периодический процесс в течение 4 часов. Электролизер отключают, шлам, образующийся в течение всего процесса (4 часа), высушивают, взвешивают, оценивают состав методом атомно-адсорбционной спектроскопии. Увеличение массы шлама составляет 0,067 г/ч, содержание меди в шламе — 29,0%.

Результаты, полученные при электролизе по прототипу и предлагаемому способу, представлены в таблице 1.

Таблица 1
Режим обработки Количество шлама, осажденное за 1 час, г Количество осажденного серебра, г Количество осажденного серебра, в единице массы шлама г/г Удельный расход электроэнергии, кВт·ч/т
По прототипу 0,139 0,0382 0,275 640
По заявке 0,067 0,0476 0,71 280

Из анализа результатов, приведенных в таблице, следует, что качество осажденного по предлагаемому способу шлама, содержащего 0,71 г серебра в 1 грамме шлама, существенно выше качества шлама, полученного по прототипу, где содержание серебра в шламе составило Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к аффинажу золота. Способ переработки сплава лигатурного золота, содержащего не более 13% серебра и не менее 85% золота, включает электролиз с растворимыми анодами из исходного сплава с использованием в качестве электролита солянокислого раствора золотохлористоводородной кислоты (HAuCl4) с избыточной кислотностью по НСl 70-150 г/л.

Читайте также:  Роль в живом организме медь

Изобретение относится к металлургической отрасли, в частности к способу выделения серебра из медного серебросодержащего сплава в процессе электролитического получения меди. Способ включает проведение электролиза с анодным растворением медной основы сплава и с переводом серебра в шлам. Перед электролизом электролит предварительно дегазируют. Исходный сплав помещают в кассету. В процессе электролиза кассету с исходным серебросодержащим медным сплавом периодически подвергают действию ультразвука с плотностью энергии, превышающей порог кавитации в электролите, приводящего к очистке поверхности гранул серебросодержащего сплава. Техническим результатом является снижение удельного расхода электроэнергии и повышение концентрации серебра в шламе. 1 табл., 2 пр.

Источник

Аффинаж серебра в домашних условиях

Запись обновлена: Окт 9, 2020

Актуальность аффинажа серебра растет с каждым годом за счет легкости процесса, по сравнению с очисткой золота (из радиодеталей, микросхем, процессоров) и металлов платиновой группы (платина, палладий и др.). Благодаря доступной цене этого драгметалла и тому, что он употребляется в производстве часто, а это ведет к выработке большого количество лома – спрос на добычу чистого серебра не падает.

Меры безопасности при аффинаже

Прежде чем начать процесс аффинажа серебра, на предприятиях и в домашних условиях, требуется соблюсти обязательные меры предосторожности и инструкции по безопасности:

  • хорошая вентиляция помещения;
  • применение резиновых перчаток, специальной одежды и защитных очков;
  • работа с азотной кислотой подразумевает обязательное применение респиратора. Пары азота очень ядовиты;
  • при смешивании воды и кислоты, ни в коем случае нельзя добавлять воду в концентрированную кислоту, только наоборот.

Необходимые материалы, инструменты и оборудование

Для аффинажа требуются следующие материалы:

Инструменты, применяющиеся при аффинаже:

  • Стеклянная ёмкость.
  • Стеклянная палочка.
  • Медная шина или трубка.
  • Флацанги, круглогубцы, кусачки и шило.
  • Мешочки из ткани.

Оборудование для разных методов аффинажа серебра:

  • Печь.
  • Тигель в форме чашки.
  • Трансформатор (блок питания).
  • Горелка.
  • Специальные ячейки из песчаника или пластика.
  • Специальная посуда.

Способы и методы аффинажа серебра в домашних условиях

При реализации очистки серебра применяются разные методы:

  • Химический аффинаж – с применением кислот.
  • Электролитический – методом электролиза аффинажа технического серебра.
  • Аффинаж из радиодеталей.
  • Купелированный – применение специальной печи.
  • Аффинаж серебра медью.
  • Аффинаж из фотопленки.

Метод электролиза

Выделение серебра из посеребренных изделий с помощью электролиза можно проводить в домашних условиях. Понадобится электролит – жидкость, пропускающая ток. Для его приготовления понадобятся: аммиачная селитра и вода. Электролит готов, когда нитрат аммония полностью растворился в воде. Устройством для перебойной подачи тока будет служить трансформатор (блок питания) до 5 Вольт, подключенный к сети. Для электролиза понадобятся электроды, например, графит (катод) и любая посеребренная деталь (анод). Они соединяются с минусовым и плюсовым контактами. Графит и изделие с серебром опустить в электролит под напряжением.

За счет силы тока в аммиачной среде серебро начинает отделяться и растворяться.

Легкость и доступность такого электролитического метода заключается в том, что серебро быстро выпадает в осадок, и его легко можно собрать через фильтр. С помощью соляной кислоты извлеченные крупинки чистого серебра переплавляются в небольшой слиток.

Химические (использование кислот) и карбонатные методики аффинажа

Процесс отделения серебра химическими методами при помощи серной и азотной кислоты, а также хлоридом, содой или перекисью водорода, довольно прост.

Подготовленный сплав помещают в кислоту, которая растворяет металл (при подогревании реакция происходит быстрее).

Для выделения хлорида серебра используется обычная соль. Полученный в реакции осадок примесей проходит фильтрацию и промывается водой. Потом в него добавляется серная или азотная кислота.

Процесс кристаллизации металла происходит с добавлением порошка цинка и последующем подогревании. Получившееся вещество опять промывается содой.

В этом методе в обязательно добавляется сульфат натрия. Процедура продолжается до полного выделения сульфата серебра. В результате серебро будет в осадке. С помощью фильтра легко достается из раствора.

Читайте также:  Декор из меди под старину

С применением перекиси водорода серебро извлекают следующим способом:

Соль 5 грамм (катализатор), трехпроцентная перекись водорода – 100 мл, лимонная кислота – 30 гр. Залить изделия с серебром перекисью, туда же высыпать соль. Перемешать до полного растворения солей. Дождаться полного растворения металлов. Достать изделие и дать высохнуть. Горелкой быстро нагреть, что позволит выгореть остатку меди. Серебро приобретет молочный цвет. Опустить в соляную кислоту. После того, как чистое серебро отделилось от примесей, с помощью фильтрации его легко извлечь и выплавить.

Купелирование

Сплавы низкопробного серебра аффинируются купелированием – это окисление посеребренных изделий со свинцом. Для этого метода используется печь с тиглем в виде чашки.

Этот метод основан на окислении свинца, расплавленного с серебром, который отделяется от металла вместе с примесями. Не отделяется только золото, платина и другие металлы платиновой группы, которые остаются в сплаве с серебром. Печь покрыта мергелью – губчатой глиной, которая впитывает окись свинца, испаряющийся из жидкого сплава под воздействием потока воздуха. После завершения окисления и перехода свинца в окись, поверхность сплава принимает радужную окраску, через которую при растрескивании прорывается яркий блеск серебра.

Метод аффинажа без кислот

Выделить серебро без применения азотной кислоты можно следующим образом. При помощи молотка с небольшой наковальней и нагревания посеребренные контакты доводятся до состояния тончайшей проволоки. Используются: печь, песок, емкость, термическая палочка, фильтр, реагенты (хлорид аммония, концентрированный раствор аммиака), проволока из меди. Последовательность действий: соли размешиваются, песочная баня с емкостью ставится на печку, в нее помещаются контакты, засыпанные реагентами.

Далее в течение десяти минут при нагревании происходит реакция с выделением белого газа (выделение хлорида серебра). По окончании полученные вещества остужаются и тщательно промываются. Сплав фильтруется, и необходимый осадок остается на фильтре, который в свою очередь заливается концентрированным аммиаком для получения чистого хлорида серебра. В полученный раствор погружается медная проволока. При реакции вымещается серебро, которое затем выплавляется.

Технология аффинажа серебра из фотопленки

Фотопленку замочить в хлорном растворе извести. Через 10 минут использованные и обесцвеченные (весь налет растворился в хлоре) куски вынимаются. Раствор молочного цвета отстаивается около трех часов. В целях ускорения процесса удаления эмульсии с экспонированной фотопленки, в раствор можно добавить сернокислый глинозем (0,18-0,4 кг на 1000 л раствора).

По истечению трех часов осадок фильтруют, сушат и обрабатывают для извлечения серебра.

Ключевые этапы аффинажа серебра в домашних условиях

Аффинаж серебра в домашних условиях пошагово в три этапа: выделение серебра в азотной кислоте, фильтрация металла и его выплавка, очистка электролизом (электролитическим способом).

#1. Получение металла из примесей. Процесс начинается с соединения воды и кислоты. Раствор окрашивается в светло-синий цвет. Весь процесс занимает до нескольких часов времени. В результате получается нитрат серебра.

#2. Серебряный цемент. Получение драгметалла из нитрата серебра. Для этого понадобится медь. Светло-синий цвет раствора говорит о том, что в нем уже присутствует медь. Можно использовать любые содержащие медь изделия. Медь как катализатор собирает на своей поверхности частицы серебра. В процессе медь под действием серебра полностью растворяется, превращая раствор в нитрат серебра. В результате образовывается осадок из серебряного цемента. Раствор необходимо отфильтровать. Для этого нужны воронка и фильтр. Несколько раз осадок промывается водой. После добавляется немного обычной соли. Через некоторое время в емкости появится хлорид серебра.

Выплавка в тигле позволит слепить серебряные фрагменты.

#3. Далее в третьем этапе кусок серебра подвергается дальнейшей очистке электролизом.

Полученные фрагменты чистого серебра снова несколько раз промываются и сплавляются в самородок.

Ошибки при аффинаже серебра

  1. Избыточное количество азотной кислоты приведёт к скверной реакции, выделению оксида азота («рыжий хвост») в частности.
  2. Вертикальное расположение электродов друг над другом при аффинаже серебра электролизом значительно ослабевает воздействие электролита, и серебро очень медленно отделяется.
  3. При электролизе избыточный ток может привести к окиси серебра, в результате чего драгметалл почернеет.
  4. Фатальной ошибкой является несоблюдение правил безопасности при аффинаже серебра любым способом. Вдыхание ядовитых химических паров, ожоги и другое не обрадуют серебродобытчика.

Полезное видео по аффинажу серебра

Пошаговая инструкция, как в домашних условиях можно извлечь серебро из сплавов, представлена в видео.

Источник

Adblock
detector