Аффинаж — очистка металлов¶
Аффинаж — это процесс очистки металлов от примесей с целью получения высокочистого продукта. Термин происходит от французского affiner — «очищать, уточнять». Аффинаж применяют к благородным металлам (золоту, серебру, платине), а также к цветным металлам, когда требуется высокая чистота. Простыми словами, аффинаж — это «промывка» металла, при которой из сплава удаляются посторонние элементы, а нужный металл остаётся в чистом виде.
¶Задачи и значение
При добыче и переработке руды металл почти всегда содержит примеси: в золотой руде, например, помимо золота, встречаются серебро, медь, свинец, мышьяк, селен. Для ювелирных изделий, монет, слитков для инвестиций и особенно для электроники нужен металл высокой пробы. Аффинаж решает эту задачу: доводит содержание основного металла до 99,9—99,999 %.
¶Основные методы
¶Химический (мокрый) аффинаж
Самый распространённый способ. Металл растворяют в кислотах, а затем выделяют из раствора. Для золота применяют царскую водку (смесь соляной и азотной кислот), для серебра — азотную кислоту. Полученные соли восстанавливают химическими реактивами или электролитически. Метод точен, но требует работы с агрессивными веществами и утилизации отходов.
¶Электролитический аффинаж
Металл служит анодом в электролитической ванне. Под действием тока металл переходит в раствор и осаждается на катоде в виде чистого продукта. Примеси остаются в растворе или выпадают в шлам. Так получают особо чистое серебро (проба 999,9) и золото. В России электролитический метод широко применяется на предприятиях цветной металлургии, в частности при переработке вторичного сырья.
¶Пирометаллургический аффинаж
Основан на высокотемпературных процессах: плавке, обжиге, варке. Золото отделяют от серебра и других металлов методом купелляции — прокаливанием свинцовых сплавов, при котором примеси окисляются и уходят в шлак. Метод известен с античности и долгое время был основным.
¶Гидрометаллургический аффинаж
Разновидность химического способа, при которой металл извлекают из растворов с помощью органических растворителей (экстракция). Особенно эффективен для золота: органический растворитель избирательно захватывает золото из сложных смесей, отделяя его от меди, никеля и других металлов.
¶Краткая история
Аффинаж зародился в древности. Ещё в Египте и Месопотамии золото очищали прокаливанием и растворением в уксусе. В Средневековье в Европе получила распространение купелляция. В XVI—XVII веках в горнодобывающих районах Европы и России развивалось «варочное» серебро — отделение серебра от золота в расплаве свинца. В XIX веке появились кислотные методы, а в начале XX века — электролитический аффинаж, быстро вытеснивший многие старые способы. В СССР была создана мощная аффинажная промышленность: заводы в Казани, Днепропетровске, Ленинграде и других городах перерабатывали драгоценные металлы из руд и вторичного сырья.
¶Применение и продукция
Продукт аффинажа — аффинированные (очищенные) металлы в виде слитков, катанок, порошков. Чистое золото и серебро идут на ювелирные изделия, монеты, слитки для банков и инвесторов, а также в электронику (контакты, покрытия). Высокочистая медь, никель, платина применяются в машиностроении, химической промышленности, при производстве катализаторов. Особо чистые металлы (99,999 %) нужны для полупроводниковой промышленности.
¶Экология и безопасность
Аффинажные производства связаны с использованием кислот, цианидов (при выщелачивании золота) и образованием токсичных отходов. Современные заводы применяют замкнутые циклы водопользования, системы нейтрализации стоков и утилизации шламов. В России деятельность по переработке драгоценных металлов регулируется законодательством, а обращение с золотом и серебром контролируется государством.
Источники:
- Бернштейн М. Л. Металловедение
- Гуляев А. П. Металловедение
- Справочник по аффинажу драгоценных металлов
- Энциклопедический словарь по металлургии