Cupellation

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 25. maj 2021; checks kræver 3 redigeringer .

Cupellation (fra fr.  coupelle ) - pyrometallurgisk proces , en form for ristning, herunder opvarmning af mineraler, malme, koncentrater eller legeringer indeholdende ædle metaller (guld, platin, sølv), for at adskille eller rense dem.

Som et resultat af cupellation opnås små mængder ædelmetaller. Denne proces gør det muligt at opnå rene ædelmetaller fra malme, der indeholder metalliske grundstoffer som f.eks. kobber , bly , zink , arsen , antimon eller vismut . Det bruges i non-ferro metallurgi, assay analyse . Forurenet metal er legeret med bly - sidstnævnte absorberer urenheder. Det resulterende blyoxid, sammen med oxider af mindre ædle metaller, fjernes fra den porøse digel. Dette er et vigtigt skridt i sølvsmeltningsprocessen. Dog kan guld og sølv ikke adskilles fra hinanden på denne måde. Der bruges en ovn med en digel i form af en kop, kaldet en testdigel. Ovnen er dækket med mergel  - en porøs kalkstensler, der absorberer blyoxid , og fordamper fra den flydende legering under påvirkning af luftstrømmen. Efter afslutning af oxidationen og overgangen af ​​bly til oxid får legeringens overflade en karakteristisk iriserende farve.

Ansøgninger

Fremgangsmåde

Cupellation udnytter de forskellige iltaffiniteter af de involverede metaller. Ædelmetaller som sølv og guld er meget svære at oxidere. På den anden side oxideres uædle metaller i flydende tilstand meget let. På denne måde kan ædelmetaller renses op til 99,99 %.

Til cupellation smeltes det metal, der skal testes, med ca. det dobbelte af blymassen i koppen i en såkaldt testovn i en oxiderende atmosfære. Følgende kemiske reaktion finder sted:

Den formalede prøve blandes med bly(II)oxid (PbO) og et reduktionsmiddel (såsom sod, trækul eller mel) i pulverform og et flusmiddel (såsom borax ) og opvarmes derefter. Metallisk bly dannet ved oxidreduktion indeholder også opløst ædelmetal. Den smeltede metallegering flyder ned til bunden af ​​gryden. Derefter overføres legeringen til en skrifttype - en porøs digel , lavet for eksempel af benaske eller magnesit , og opvarmet, hvilket giver luftadgang. Under disse forhold reoxideres bly til PbO. Urenheder af andre metaller oxideres også, hvilket er urenheder, for eksempel kobber eller tin. Koncentrationen af ​​ædelmetallet stiger således støt under oxidation, indtil alt bly er blevet omdannet til bly(II)oxid og de medfølgende metaller også er blevet oxideret. På grund af den lavere overfladespænding af oxidsmelten optages den i skålen, mens ædelmetallet forbliver som en lille "perle" (dråbe flydende metal). Bly kan fremstilles af blyoxid ved smeltning i en reducerende atmosfære. Men noget af det bly, der slipper ud som blyoxidgas eller blydamp, går tabt.

En skål (font) er et kar, der ligner en digel, men lavet af et porøst materiale. Oxidationsprocesser accelereres på grund af den meget større overflade af smelten i modsætning til en konventionel digel. Skålene er lavet af vegetabilsk aske, benaske og magnesia for at forhindre kemisk reaktion med blyoxid. Agricola rapporterer også, at det er nødvendigt at udgløde skrifttypen før brug for at forhindre blyet i at skvulpe ud, når det smeltes.

Udvinding af sølv fra blymalm

Native sølv  er et sjældent element, selvom det eksisterer som sådan. Det forekommer normalt naturligt i kombination med andre metaller eller i mineraler, der indeholder sølvforbindelser - normalt i form af sulfider såsom galena (blysulfid) eller cerussit (blycarbonat). Produktionen af ​​primært sølv kræver således smeltning og derefter cupellation fra sølvholdige blymalme.

Malme såsom galena (PbS) ristes først for at omdanne dem fra en svovlforbindelse til blyoxid . Hvis blyoxidet reduceres, dannes der sort bly ( Werckbley ). Rå bly indeholder ofte 0,01 til 1 % sølv.

Bly(II)oxid kan opnås ved at lede en luftstrøm over smeltet bly:

Denne reaktion er grundlaget for cupellation, hvis biprodukt er bly(II)oxid. Det dannes også, når malme, der indeholder bly, ristes, såsom galena :

Bly smelter ved 327 ° C, blyoxid ved 888 ° C, og sølv smelter ved 960 ° C. For at adskille sølvet smeltes legeringen igen ved en høj temperatur på 960 ° C til 1000 ° C i et oxiderende miljø. Bly oxideres til blymonoxid, kendt som litharge, som fanger ilt fra andre tilstedeværende metaller. Flydende blyoxid fjernes eller absorberes ved kapillærvirkning i foringen.

Om nødvendigt forfines bly-sølv-legeringen efter yderligere berigelsestrin. Under løbende operationer smeltes legeringen i en kørende ovn. Smelten renses med luft. Bly oxideres til bly(II)oxid. På den anden side oxiderer sølv som ædelmetal ikke. Det flydende blyoxid danner et mat lag på smelten. Dette lag fjernes eller absorberes kontinuerligt af specielt forberedte digelvægge. Endelig dannes der kun en meget tynd flimrende oxidmembran. Ved at bryde oxidfilmen kan du se det resterende flydende sølv.

Genbrug af cupellationsprodukter

Sølv opnået ved cuppelling kunne også indeholde en betydelig blanding af guld. Den første guldraffineringsteknologi er saltraffinering (saltcementering).

Salt cementering er ret simpelt. Ud over en legering af guld og sølv tilsættes en smule brændt ler eller gammelt murstensstøv, salt og lige nok urin til karret til at fugte det hele. Den lukkede beholder holdes opvarmet, men ikke så varm, at den smelter guldet, dvs. ved mindre end 1000 °C.

Ved opvarmning i nærværelse af silica og aluminiumoxid (som findes i ler-/murstensstøv), nedbrydes saltet og danner saltsyre og klor. Urinens surhedsgrad fremmer denne nedbrydning. Saltsyre i denne reaktion interagerer med sølv og danner sølvchlorid, som er adskilt fra guld. Når dette sker, er reaktionsprodukterne flygtige, så det er vigtigt at holde beholderen lukket. Efter omkring 24 timer vil guld næsten ikke indeholde sølv med en renhed på omkring 90 % eller højere. Ved at fjerne guldet er det muligt at forvandle sølvkloridet tilbage til sølv, hvilket producerer to separate rensede ædelmetalprøver.

Historie

Den første kendte brug af sølv var i det nære østen, i Anatolien og Mesopotamien, i det 4. årtusinde f.Kr. Arkæologiske fund af sølv- og blygenstande samt kiks og slagger er blevet undersøgt i mange områder, og metallurgiske analyser viser, at en person på det tidspunkt allerede med selvtillid udvandte sølv fra blymalm, så denne metode kunne have været kendt tidligere. I det gamle Egypten var en metode kendt til at adskille guld og sølv fra blylegering ved hjælp af cupellation. Cupellation blev udført i lerdigler, hvor bly [1] og salpeter [2] blev tilsat . Under den næste jernalder foretoges cupellation ved at smelte nedbrudte metaller med tilsætning af bly; barren fra denne smeltning blev derefter opvarmet i en fontovn for at adskille ædelmetallerne. Nogle miner - ved Rio Tinto , nær Huelva i Spanien, og Lavrian-minerne i Grækenland - er blevet politisk og økonomisk vigtige steder i hele Middelhavet. Omkring 500 f.Kr e. V. kontrol over de lavriske miner gav Athen en politisk fordel og dominans i Middelhavet, takket være hvilken de var i stand til at besejre perserne.

I den antikke romerske tid havde imperiet brug for store mængder bly for at støtte den romerske civilisation over et stort område. Romerne var ivrige efter at åbne bly-sølvminer i ethvert område, de erobrede. Sølvmønter blev et almindeligt byttemiddel, så kontrol over produktionen og udvindingen af ​​sølv gav Rom økonomisk og politisk magt. Blymalme under Romerriget var værd at udvinde, hvis deres sølvindhold var 0,01% eller mere.

Se også

Litteratur

Noter

  1. ↑ Ph.D. T.I. Mayakova. Assayanalyse: fra den antikke verden til i dag. Oversigt  // Guldminedrift: Journal. - 2007. - December ( nr. 97 ). Arkiveret fra originalen den 21. april 2021.
  2. ↑ Kemiens historie  // Wikipedia. — 2020-11-04.