www.srebrnykruk.pl

strzalka

Rafinacyjne topienie metali szlachetnych


Topienie złomu wyrobów i odpadów metali szlachetnych nierzadko daje w rezultacie materiał kruchy, twardy bądź pozbawiony próby i barwy, czyli nie przydatny do obróbki. Już nieznaczne ilości metali nieszlachetnych takich jak ołów, cynk czy żelazo pochodzące np. z lutów są przyczyną kruchości. Szkodliwe domieszki można usunąć ze stopu bez wykorzystania metod rafinacyjnych a korzystając z wiele prostszego tzw. topienia rafinacyjnego. Sednem zabiegu tego jest stapianie złota albo srebra w glinianych tyglach z dodatkiem różnorakich związków chemicznych powodujących działanie takie jak;

Gdy chcemy usunąć nadmiar miedzi ze stopu złota albo srebrnego, czyli chcemy zmienić barwę stopu i zwiększyć jego próbę, wówczas także korzysta się z topienia rafinacyjnego.

Usuwanie domieszek metali nieszlachetnych ze stopów metali szlachetnych najczęściej wykonuje się stapiając je z azotanami w tyglach glinianych o składzie 40 części gliny, 50 części szamoty, 5 części węgla drzewnego i 5 części grafitu. Skład tygli może być różnoraki, ale te zawierające grafit cechują się największą wytrzymałością. Tygle te są używane jednorazowo gdyż zazwyczaj pękają pod wpływem nawet niedużych zmian temperatury, dlatego trzeba się posługiwać nimi ostrożnie i zalecane jest umieszczanie ich w większych tyglach grafitowych zabezpieczając się w ten sposób przed wylaniem stopionego metalu do pieca.

Topienia rafinacyjnego z azotanami rozpoczyna się od topienia w tyglu glinianym złomu lub opiłków metalu szlachetnego przez czas tak długi aż powierzchnia stopionego metalu będzie gładka. Wówczas żelazną łyżką dodaje się do tygla mieszankę dobrze wysuszonych i wymieszanych azotanów o składzie 27 g saletry potasowej, 23 g saletry sodowej, czyli sumarycznie 50 g na każde 200 g topionego metalu. Następnie niezwłocznie rozgrzanym do czerwoności żelaznym prętem starannie miesza się cały stop i nakrywa go glinianą przykrywką pozostawiając w piecu na około 15 minut.

Skuteczniejszą metodą wprowadzania azotanów do stopu zwłaszcza w przypadku topienia większej ilości materiału jest użycie tzw. dzwonu. Czyli cylindra żelaznego z okrągłymi otworami w owalu, otwartego od spodu a u góry wyposażonego w żelazny pręt. Do dobrze ogrzanego dzwonu wprowadza się mieszaninę azotanów a otwory zaślepia papierem. Gdy stop topiony w tyglu ogrzany zostanie do odpowiedniej temperatury na jego dno szybko wkłada się dzwon. Stopiony metal przez otwory dostaje się do środka dzwonu i jest starannie mieszany przez obracanie dzwonu.

Azotany mają silne działanie utleniające w wysokiej temperaturze rozkładają się na tlen – utleniający metale nieszlachetne oraz tlenki alkaidów – stopione rozpuszczające w sobie wytworzone wcześniej tlenki metali nieszlachetnych, tworzące szlakę na powierzchni stopionego materiału. Gdy szalka jest przejrzysta, nie burzy się i nie pieni to topienie rafinacyjne jest zakończone. Wówczas tygiel wyjmuje się z pieca i po ostudzeniu rozbija i jeżeli szalka oddziela się bez problemów od stopionego metalu to proces topienia wykonany był prawidłowo.

Po oddzieleniu szalki stop metalu szlachetnego przetapia się ponownie w tyglu grafitowym, pobiera próbkę do badania próby i odlewa w wlewak żelazny.

W trakcie topienia z azotanami trzeba zwrócić uwagę by tygla nie zanieczyścił koks albo węgiel drzewny powodujący silne wypryski metalu szlachetnego będące jego stratą. Dobrze wykonane topienie rafinacyjne oczyszcza zupełnie stop metalu szlachetnego z wszelkich szkodliwych domieszek a także może stop oczyścić prawie zupełnie z miedzi. Uzyskany tą drogą stop złoto-srebrowy ma zazwyczaj próbę od 0,900 do 0,920 i nadaje się od razu do obróbki mechanicznej lub dalszej rafinacji na czyste metale drogą mokrą.

Niewielkie ilości złota daje się stapiać rafinacyjnie na węglu drzewnym, w którym wykonuje się zagłębienie wykładane masą glinowo-szamotową i następnie dobrze wysuszyć i wyżarzyć rozprowadzając po glinie stopiony boraks. Stapianie na węglu drzewnym wykonuje się palnikiem gazowym. Dogodniej stapianie takie można wykonywać na łatwo osiągalnych w handlu miseczkach szamotowych.

W trakcie topienia rafinacyjnego z azotanami niewielkie ilości metalu szlachetnego pozostają w szlace. Dlatego też trzeba ją ponownie przetapiać i przechowywać z odpadkami przeznaczonymi do późniejszej przeróbki.

Inną metodą oczyszczania stopów metali szlachetnych w tym szczególnie stopów złota jest tzw. chlorowanie polegające na stapianiu rafinacyjnym metali szlachetnych z chlorkiem miedzi bądź sublimatem tj. chlorkiem rtęciowym lub na przepuszczaniu przez stopiony metal chloru gazowego. Metale nieszlachetne w wyniku oddziaływania chloru zmieniają się w chlorki, które w dużej temperaturze w piecu ulatują ze stopu. Metodą tą ze stopu złota pozbyć się można miedź, cynk i cynę. Jest ona stosowana bardzo rzadko z uwagi na toksyczność używanych związków chemicznych oraz duże straty złota.