Гальванотехника для ювелиров

Халилов И.Х.

Саратов, 2003 г.

Глава 5. Извлечение золота из покрытия отработанных растворов и отходов

В отработанных электролитах золочения, электрохимической полировки, в промывных ваннах содержатся в зависимости от состава от 1 до 30 г/л золота в пересчете па металл. В ювелирных мастерских эти отработанные электролиты и промывочные воды собирают для дальнейшего извлечения золота. Золото можно извлекать также из золотых покрытий, из лома и отходов. Для извлечения золота из покрытий его сначала удаляют анодной обработкой поверхности в серной кислоте, затем извлекают из этого раствора. Существуют различные методы извлечения золота из отработанных растворов и отходов. Рассмотрим основные из них.

5.1. Извлечение золота из лома методом рафинирования

Для рафинирования золота из лома используются концентрированные азотная (HNO3 и соляная (НС1) кислоты. Смешав 1 часть азотной кислоты с 3 частями соляной кислоты, получаем смесь, известную как «царская водка». Во время работы следует надевать резиновые перчатки.

Золотосодержащие примеси плавят в графитовых тиглях, а затем медленно выливают в бак из нержавеющей стали с холодной водой, чтобы получить маленькие дробинки. Или же этот расплав заливают в кокиль и получают слиток. Затем слиток прокатывают на вальцах до получения фольги толщиной 0.2-0.5 мм, которую разрезают па маленькие квадратные кусочки. Поместив полученные дробинки (или кусочки фольги) в колбу, добавляют равное по весу количество «царской водки».

Термостойкую колбу с раствором нагревают, не доводя до кипения, в течение 3-4 часов, пока не прекратится химическая реакция (при этом обязательно надо использовать вытяжку!). "Золото и другие металлы находятся в растворенном виде в «царской водке». Золото - в виде треххлористого золота, а серебро выпадает в осадок в виде хлорида серебра.

Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры и фильтруют с помощью стеклянной воронки и фильтровальной бумаги. Азотную кислоту, еще оставшуюся в растворе, нейтрализуют с помощью мочевины одна чайная ложка на 1 литр раствора. Мочевину надо доливать осторожно и медленно, пока химическая реакция не прекратится.

Золото из раствора «царской водки» извлекается с использованием сульфата железа или гидразина который необходимо добавить в раствор и перемешивать, пока последний не станет темно-зеленым. После того как раствор постоит некоторое время, золото выпадет в осадок на дно колбы. Эту жидкость сливают, а оставшееся на дне золото промывают горячей водой, воду затем выпаривают, а полученную кашу из золота коричневого цвета прессуют, а затем плавят, добавляя некоторое количество борной кислоты. Полученное таким образом золото заливают в открытую изложницу.

В промышленной практике рафинирования сернистый газ SO3 пропускают через раствор золота в течении нескольких часов. Золото выпадает в осадок на дно емкости.

5.2. Регенерация золота из отработанных растворов электрохимической полировки

Регенерация золота из отработанных растворов производится следующим образом. Сначала вынимают из электролита катод (если он с чехлом, то вынимают вместе с чехлом), промывают ею в промывочной ванне и сушат. После просушки с катода соскабливают осадок, состоящий из растворенного в процессе анодной обработки золота. Снимают также катодный осадок с чехлов и присоединяют к осадку, снятому с катодов. Чехлы также тщательно моют в промывочной ванне и высушивают. Для последующей регенерации золота из промывочных вод их выпаривают и вводят в электролит анодной обработки. Полученные остатки присоединяют к катодным осадкам и осадкам, извлеченным из электролита электрохимическим способом (см. ниже).

Золото из электролита можно также извлекать электрохимическим или химическим способом.

5.2.1. Электрохимический способ извлечения золота из электролита

При электрохимическом способе золото извлекают из электролита осаждением его на катод с помощью электрического тока.

При регенерации золота из электролита катодом служит титановая пластина, а анодом - графитовая или платиновая пластина. Катодная плотность тока при концентрации золота в электролите более 1 г/л около 0,5 А/дм", при концентрации золота в электролите менее 1 г/л плотность тока должна быть 0,1 А/дм". После осаждения золота на катод, его вынимают из электролита промывают в промывочных ваннах и высушивают; затем с катода соскабливают осадок. Если катод с чехлом, то вынимают его вместе с чехлом, выгружают осадок из чехлов. Чехлы промывают в промывочной ванне и сушат. Полученные остатки присоединяют к катодным осадкам и осадкам, извлеченным из основании ванны электрохимической полировки, прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700С в течение 1-1.5 ч. Полученную после прокаливания массу прессуют и сплавляют.

Полученный таким образом слиток золота не является химически чистым. Для того чтобы получить химически чистое золото надо сначала определить пробу полученного слитка, а затем его аффинировать.

5.2.2. Химический способ извлечения золота из электролита

При химическом способе регенерации золота из электролита определяют кислотность с помощью индикаторной бумаги. После достижения рН 9-10 в этот электролит добавляют порциями раствор боргидрида натрия {соль борной кислоты) в соотношении 1:1 с находящимся в растворе золотом. Раствор нагревают до температуры 70-80°С в течение 2-3 часов. После разложения боргидрида натрия, что видно но прекращении газовыделения и коагуляции осадка (объединение мелких частиц осадка в крупные), раствор охлаждают, и осадок отфильтровывают через фильтровальную бумагу. Осадок на фильтре промывают в 5%-ном растворе серной кислоты, затем 2-3 раза в горячей воде до нейтральной реакции, затем высушивают и прокаливают в муфельной печи при температуре 600-700ЧГ в течение 1-1,5 часов и сплавляют.

Золото частично оседает в промывочных ваннах и в депассивирующем растворе; оттуда его также необходимо извлечь. Для извлечения золота из депассивируюшего раствора ее переливают в термостойкую посуду и медленно нагревают при температуре 60-70' С до полного прекращения выделения пузырьков газа. Затем раствор кипятят в течение 15-20 мин; осадок фильтруют и промываю! в горячей воде, сушат и прокалывают в муфельной печи при температуре 600-700 С в течение 1-1,5 часов. Прокаленный осадок сплавляют или присоединяют к катодным остаткам и сплавляют вместе. Полученный слиток проверяют на пробу.

5.3. Извлечение золота из промывочных вод

Вода, используемая для промывки изделий после электрохимической полировки и после золочения, а также воды после полировки и мытья рук содержит золото в виде мелкой суспензии. Эти воды в ювелирной промышленности собирают для извлечения золота, находящегося в них. Содержание золота в промывочных ваннах после золочения обычно колеблется от 250-1 мгл.

Промывочную воду сливают в стеклянные емкости и дают некоторое время отстояться. Затем в эти емкости добавляют железный купорос или гашеную известь, которые способствует быстром) образованию ила. Воду сливают и оставшийся ил обжигают. Затем обожженный ил смешивают с древесными опилками и плавят в тигле.

В ювелирном производстве для извлечения золота платины и серебра из промывных вод проводят фильтрование через колонки, заполненные ионообменными смолами (анионитными). которые адсорбируют золото и серебро. После фильтрования смолу сжигают, а из золы извлекают золото с помощью "царской водки" с последующим осаждением его.

5.4. Извлечение золота из позолоченных предметов

Покрытия из золота и его сплавов удаляют электролитическим или химическим способом.

Электролитический способ. Покрытия из золота на меди и латуни удаляют в соляной кислоте. Позолоченные предметы подвешивают к положительном) электроду (аноду) и опускают в ванну с раствором соляной кислоты (50 г/л) при анодной плотности тока 0.1-1 А/дм2. В качестве катода применяют листовой свинец. Напряжение должно быть 4-5 В. Золото осаждается на катоде.

Для снятия золотых покрытий с позолоченных предметов в качестве электролита можно также использовать серную кислоту при плотности тока 3-7 А/дм

Химический способ. Для химического удаления золота позолоченные предметы опускают в раствор, состоящий из смеси концентрированной серной и соляной кислоты в соотношении 1000 с серной кислоты. 250 г соляной кислоты и небольшого количества азотной кислоты. Предметы держат в смеси серной и соляной кислот при температуре 60-70°С. добавляя небольшими порциями азотную кислоту, до тех пор. пока протекает реакция. Золото переходит в раствор.

Самый простой способ снятия золотого покрытия с деталей - растворить золото в "царской водке", а из образовавшего хлористого золота получить металлическое золото при помощи шавеле-кислого аммония: Для коагуляции золота раствор кипятят в течении 10 -15мину\ Полученный металл после фильтрации отмывают.

5.5. Извлечение серебра из отработанного электролита золочения

Для извлечения золота из отработанных цианидных ванн к использованному электролиту добавляют цинковую пыль в количествен) г/л. Оставляют ванну на 10 дней, периодически помешивая На десятый день осадок отстаивают и проверяют раствор на содержание золота. Для этою в стеклянный стакан наливают немного хлорида олова и соляной кислоты. Затем в этот раствор добавляют несколько капель раствора золочения. Если раствор окрашивается в красный цвет, то в нем содержится золото. 1:сли цвет не меняется, то в ванне не содержится золото и раствор можно слить. Осадок высушивают и проводят аффинаж.

5.6. Извлечение золота из шлифов

Шлифами называют продукты (отходы) финишной обработки изделий и драгоценных металлов. В процессе полирования ювелирных изделий получаются отходы (шлифы), которые содержат драгоценные металлы.

Извлечение драгоценных металлов из шлифов проводят по следующей схеме:

1) собранный шлиф прожигают на медленном огне в железной или чугунной посуде, для удаления войлока, стеарина и жирных кислот;

2) прожженный шлиф помешают в огнеупорную посуду, заполняя 1/3 объема, и наливают «царскую водку» до покрытия поверхности шлифов. Полученный раствор подогревают на медленном огне до прекращения выделения газов.

Следующий этап состоит в извлечении золота из полученного раствора;

1) сосуд с раствором отстаивают 20-25минут, затем сливают верхний слой жидкости в другую посуду (сборник);

2) оставшийся шлам промывают в горячей воде, а раствор опять отстаивают и сливают в отстойник. Проделывают эту процедуру до полного изъятия золота из шлама. Чтобы узнать осталось ли золото в шламе, его проверяют на реакцию с помощью гидразингидрата. Для этого растворяют гидразингидрат в дистиллированной воде в соотношении 1:10. Узкую полоску фильтровальной бумаги смачивают этим раствором и опускают его на 1-2 с в оставшийся после промывки раствор со шламом. Если фильтровальная бумага не меняет цвета, то золота в отходе нет. Если цвет бумаги меняется от коричневого до светло-синего цвета, то в шламе содержится золото, которое необходимо изъять;

3) Собранный раствор в сборнике нагревают до 70-80°С, затем небольшими порциями приливают холодный раствор гидразингидрата (1:10). Окончание полного осаждения золота проверяется так же, как выше (п. 2). Для осаждения золота из раствора можно использовать солянокислый или сернокислый гидразин в виде порошка. Для этого порошок растворяют в воде с избытком и используют его так же. как гидразинтидрат;

4) Полученный раствор в сборнике кипятят 10- 15 минут для коагуляции;

5) Жидкость сливают, а осадок три - четыре раза промывают горячей водой;

6) После этого полученный осадок (металл) сушат, прессуют и плавят в плавильной печи.

5.7. Извлечение серебра из серебряного лома

Серебросодержащие изделия помещают в химический стакан и заливают концентрированной азотной кислотой (2 см3 кислоты на 1г лома). Подогревая стакан с раствором, растворяю] металл. Если металл не растворился, доливают немного азотной кислоты. После растворения серебра получаю! нитрат серебра и соли металлов. Разбавляют полученный раствор дистиллированной водой 1:5. Из разбавленного раствора осаждают хлорид серебра, вводя малыми порциями соляную кислоту постоянно перемешивая стеклянной палочкой. Раствор над осадком осторожно сливают.

Для восстановления серебра до металла хлорид серебра заливают разбавленной соляной кислотой 1:3(4), загружают гранулированный цинк примерно в трехкратном избытке, перемешивают и оставляют на несколько часов. В течение этого времени серебро из раствора осаждается в виде металла, представляющего собой светло-серый порошок. Его промывают водой и расплавляют в муфельной печи.

5.8. Извлечение серебра из отработанного электролита серебрения

Извлечение серебра из цианистых, щелочных электролитов проводят путем введения цинковой пыли или стружки в количестве 3-4-раза превышающем по весу предположительного содержание серебра в ванне. Через несколько дней проверяют раствор на содержание серебра. Для этого капаю! несколько капель серной печени в пробирку с раствором, если раствор темнеет, то в растворе еще содержится серебро. Если раствор остается светлым, то серебра в нем нет. Раствор сливают, а осадок промывают. Затем в ванну с осадком добавляют разбавленную серную кислоту для удаления цинка. Оставшийся осадок промывают водой, высушивают и расплавляют в муфельной печи.

5.9. Техника безопасности при работе в гальванической мастерской

Ювелиры в своей работе в гальванических мастерских подвержены воздействию весьма вредных и токсичных соединений. К таким вредным и токсичным материалам относятся кислоты, цианиды, щелочи, металлы, и другие химикаты.

5.9.1. Кислоты

Для удаления выделяющихся при реакции с применением кислот токсичных газов работы надо проводить в мощных вытяжных шкафах.

Соляная кислота действует раздражающе на слизистую оболочку дыхательных путей и глаз. Сильное действие соляной кислоты вызывает катар дыхательных путей, а также появление нарывов в носовой перегородке. В случае попадания соляной кислоты в пищевод (и далее) может наступить прободение желудка, кишечника.

Серная кислота приводит к химическому и тепловому ожогу кожи. Вдыхание паров серной кислоты вызывает сильное раздражение слизистых оболочек. Серная кислота является обезжиривающим соединением, приводящим при попадании на кожу к ее омертвлению.