Способы, оборудование и правила проведения аффинажа золота

Аффинаж золота – это процесс очищения благородного металла от примесей, проводимый как в промышленных условиях, так и в домашней лаборатории. Только в 2014 году в России добыли 12,5 т золота из электронного мусора. Как правило, золото аффинируют в промышленных масштабах электролитическим путем, заключающимся в осаждении чистого металла на катоде и отделении примесей в виде шлама. Этот метод хорош низкой стоимостью и высокой степенью рафинирования получаемого продукта. Такое золото будет иметь пробу не ниже 999,9%.

Однако существуют и альтернативные методы очистки, которые некоторые умельцы используют дома. К ним относятся сухая обработка лома хлором и мокрая очистка различными химическими веществами. При воздействии хлора на расплавленный металл все примеси возгоняются, образуя хлориды. В то время как хлорид серебра, наоборот, поднимается и покрывает золото. В результате золото получают с пробой 996,5%, а серебро – 999,0%. Мокрыми способами очищают золото, вначале растворяя его и сопутствующие металлы в царской водке, а затем последовательно воздействуя на них различными реагентами с целью осаждения.

Существующие методы очистки золота

Для очистки применяются следующие методы:

1. Сухие способы рафинирования металла предусматривают обработку золотого лома хлором или калиевой селитрой (KNO3). Очистка с помощью селитры – способ, при котором расплавленное сырье подвергается воздействию открытого пламени горелки в жаропрочном керамическом тигле. Селитру постоянно подсыпают в расплав небольшими дозами до тех пор, пока она не перестанет вызывать реакцию со стороны примесей. Для удаления примесей цинка, висмута и других используют буру. Очистка с помощью хлора по методу Миллера – способ, при котором примеси возгоняются, образуя хлориды. Применяется, как правило, на промышленных предприятиях, поскольку опасен для здоровья. Не рекомендуется использовать его дома.
2. Мокрые способы очистки золота рассчитаны на переработку лома с различными включениями других металлов. Различаются в зависимости от того, какие металлы входят в его состав. Например, если в сплаве очень много серебра, что препятствует его растворению в царской водке, то могут добавить медь. К мокрым методам относится выщелачивание золота с помощью NaCN.
3. Химические методы выделения металла из лабораторных и технических остатков. Известны способы осаждения золота из хлоридного раствора с помощью сахара, этилового спирта, щавелевой или муравьиной кислоты, сернистого газа, тиосульфата натрия и др.
4. Метод кратования, основанный на инертности золота к воздействию со стороны азотной кислоты, используют для выделения металла из технических остатков. Золотосодержащий лом кипятят в кислоте, затем промывают, высушивают и расплавляют. Этим способом можно получить из 10 г лома 585% пробы до 6,5 г золота 900% пробы.
5. Аффинаж драгоценного металла из раствора хлористого золота. Происходит путем восстановления сернокислым железом. Недостатком этого способа является внедрение в технологический процесс еще одной примеси неблагородного металла, что увеличивает расход химических реагентов и количество побочных продуктов.
6. Переработка золотосодержащих шлифовальных порошков. Исходное сырье погружают в специальные реакторы для растворения золота, куда добавляют смесь азотной и соляной кислот в пропорциях 1:5 и нагревают до +90…+100°С. Затем раствор фильтруют и осаждают золото солянокислым гидразином, добавляя медный порошок. После чего аффинируемый металл сушат, плавят и отправляют на доочистку, а медные шлаки отгружают на медеплавильный завод.
7. Выделение драгоценного металла из фотографических остатков. Производится путем добавления Na2CO3, смешивания со спиртовым раствором анилина с последующим выстаиванием на свету. При этом золото полностью выпадает в осадок.
8. Переработка изделий из покрытых золотом цветных металлов и сплавов.
9. Способ осаждения золота с помощью солянокислого гидразина.
10. Метод электролитического аффинажа.

Аффинаж золота возможен везде, где есть сырье для его проведения. А в качестве исходного сырья могут выступать карты памяти старой техники, детали радиоламп, кнопки, аккумуляторы телефонов, транзисторы и многое другое. Рассмотрим некоторые варианты выделения драгоценного металла из отработанной бытовой техники и несколько способов, позволяющих производить аффинаж золота кустарным методом в домашних лабораториях.

Аффинаж в домашних условиях

Чтобы дома аффинировать золото, понадобятся специальные реактивы и обустройство рабочего места. Чаще в домашних условиях применяется электролиз, т.е. аффинаж золота из радиодеталей и материнских плат. Сначала нужно приготовить анодный раствор и кислоты. Затем нагреть серную и соляную кислоту до +25°С, при этом проводится ток 0,1-1 А/дм² . В качестве катода выступает свинец или железо. Чтобы металл полностью растворился, осадок должен отреагировать на силу тока. Отсутствие тока говорит о том, что процесс прошел успешно.

При аффинаже золота при помощи медного купороса производятся те же действия, что описаны выше. Но при этом присутствуют цианистые растворы, спирт и железная стружка. Так как ток и железо несовместимы, вместо последнего берутся хлористые растворы. Проводится вспомогательная реакция выявления золота в металлическом составе.

В колбу с соляной кислотой помещают лом и нагревают. При этом постепенно доливается HNO, пока все полностью не растворится. После этого жидкость остывает и оседает. Проводится фильтрация: добавляется вода, отделяется осадок от жидкости. В шламе обнаруживается золотой фильтрат.

Чтобы извлечь золото в домашних условиях, необходимы следующие приспособления:

• чистый тигель;
• пинцет, который используют для переноса цинка в расплавленное золото;
• титановая или стальная палочка/спица для помешивания раствора;
• колба для растворов из огнеупорного стекла;
• электроплита с закрытой спиралью для электрохимического аффинажа;
• горелка.

Выделение золота из карт памяти

Золото можно получать из позолоченных контактов компьютерных карт памяти с помощью соляной кислоты и перекиси водорода, причем один и тот же раствор можно использовать несколько раз.

Следует помнить, что при любых действиях с химическими реактивами обязательно необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты и соблюдать технику безопасности: проводить все опыты либо на открытом воздухе, либо в вытяжном шкафу.

Вначале готовят исходный материал, срезая с карт специальными ножницами все позолоченные контакты. Затем отвешивают для травления 500 г обрезков.

Раствор готовится из соотношения 4 к 1, то есть на 4 части соляной кислоты берут 1 часть перекиси водорода. При добавлении перекиси к соляной кислоте первая разлагается с выделением атомарного кислорода. А он в свою очередь становится катализатором реакции меди с соляной кислотой и образования хлористой меди. Чтобы избежать частичного растворения золота, нужно следить за температурой в помещении: желательно, чтобы она была не выше +20…+25°С.

Заливают раствором обрезки, сложенные в стеклянную посуду. Через 15 минут после начала реакции начинает всплывать первая позолота. Через 26 часов она отделяется от шлама на 90%, и на ломе остается только медь. Вся позолота оседает на дно банки, через пару суток раствор можно сливать в другую емкость, а затем пропустить его через кофейный фильтр.

Аффинируемое золото из фильтра растворяют в царской водке: для этого добавляют 60 мл 36% соляной кислоты и 3 мл 65% азотной кислоты в стакан с позолотой. Происходит бурная реакция, в результате которой минут через 10 вся позолота растворяется. Теперь нужно осадить золото из раствора. Для этого берут пиросульфит натрия, разбавляют его дистиллированной водой и выливают в стакан с раствором металла, перемешивая. Таким способом аффинированное золото осаждается на дно емкости с раствором. Суть осаждения пиросульфитом – это выделение сернистого газа, который, в свою очередь, и восстанавливает металл. Поэтому реакция идет с небольшим запозданием.

Теперь полученный промежуточный продукт нужно расплавить, для чего укладывают сырец в тигель и прожигают его горелкой. Для плавления металла в домашних условиях применяют ацетиленовые, газосварочные или пропановые горелки. Пропановая горелка не нуждается в ацетиленовом генераторе и карбиде, поэтому является наиболее удобной. Полученный слиток драгоценного металла взвешивают на весах: из 500 г отходов карт памяти можно получить 2,91 г аффинажного золота.

Влияние добычи драгоценного металла на состояние мировой экономики

На колебание курса золота на мировом рынке влияет соотношение между спросом на драгоценный материал со стороны основных отраслей промышленного производства и предложением компаний, специализирующихся на добыче. Покупка акций компаний является распространенным методом инвестирования капитала, несмотря на непредсказуемость годовой добычи металла.

До недавнего времени первое место в мире по добыче драгоценного металла сохранялось за ЮАР, но сейчас лидирующее место остается за Китаем, несмотря на высокие издержки, связанные с добычей, и опасные условия работы шахтеров.

В Северной Америке добывание благородного металла шахтным способом по сравнению с предыдущими периодами сократилось почти на четверть. Низкое содержание ценного компонента в руде требует больших физических и финансовых затрат.

Добыча золота – трудоемкий и финансово затратный процесс.

Даже в менее стабильных районах по добыче золота не наблюдается тенденция к увеличению темпов роста производства. Компании, специализирующиеся на добыче золота, иногда сталкиваются с вопросом нецелесообразности освоения новых месторождений.

Как выход из сложившейся ситуации предпринимаются следующие решения:

• разрабатываются новые технологии по извлечению драгоценного компонента из отходов первичного производства;
• наращиваются темпы добычи известных месторождений.

Добыча золота в мире достигла максимума в 2015 году. Львиная доля прироста показателя пришлась на Мексику. Мировая добыча золота влияет на показатель стоимости унции на валютной бирже, а динамика роста мировых цен положительно отражается на рентабельности производства.

Страны-лидеры по добыче золота в мире географически расположены на разных континентах. Запасы драгоценного компонента в недрах государств определяют лидирующую роль на рынке добычи.

Среди стран мира первенство принадлежит Китаю, за ним следуют Австралия, Россия, США, Канада.

Извлечение золота из микросхем

Аффинаж золота из микросхем – несколько более трудоемкий процесс, поскольку количество ненужного для конечного результата материала в исходном сырье (контроллеры, процессоры) здесь намного выше, и выделить драгоценный металл поэтому сложнее.

Вначале нужно избавиться от ножек микросхем, поскольку они состоят в основном из латуни и железа: их удаляют ножом или ножницами, оставляя только те, что покрыты золотом. Это нужно для того, чтобы сэкономить кислоту, так как реагенты сегодня достаточно дороги.

Затем нужно обжечь подготовленное сырье в печи, дать ему остыть и растолочь пластиковым пестиком или прутком в подходящей посуде, можно металлической, учитывая, что все будет покрыто золой. Толченое сырье перемещают в колбу, куда заливают чистую азотную кислоту, чтобы растворить медь и другие металлы. Примерно 85% примесей удаляются таким образом. Полученный раствор синего цвета фильтруют. Фильтрат с серебром обрабатывают концентрированным раствором соли. В результате этого осаждается хлорид серебра в виде белых хлопьев, похожих на творог.

Оставшийся в колбе материал нужно обработать царской водкой, причем процесс этот лучше проводить под вытяжкой или через газоотводную трубу. Полученный раствор зеленого цвета, содержащий золото, тоже подвергают фильтрации, а затем обрабатывают либо пиросульфитом натрия, либо железным купоросом. Порошок можно насыпать прямо в посуду с раствором, перемешивая стеклянной палочкой, после чего оставить его на несколько часов для того, чтобы все золото выпало в осадок.

Далее продукт нужно отфильтровать, фильтр подсушить и перейти к обжигу. Плавление металла проводят в тигле в муфельной печи. Для обжига понадобятся отвертка, пинцет, щипцы, чтобы доставать тигель из печи, металлический прут, чтобы помешивать продукт. Хорошо также заранее подготовить немного азотной кислоты в колбе, куда будет перемещен полученный продукт обжига. Это делается для того, чтобы кислота почистила золото и сделала его желтым.

Ненужные края фильтра обрезают и помещают его в тигель, сжимая и утрамбовывая. После этого закладывают тигель в муфельную печь минут на 12 – 15. Полученный продукт еще горячим кладут в азотную кислоту, ставят на плитку и кипятят некоторое время до полного очищения золотого слитка.

Существует также аффинаж с помощью хлорного олова, травление с воздействием хлорного железа, очищение металла с использованием цинка и много других химических способов.

Каталоги радиодеталей и паспорта на технику как источники информации о содержании ценного метала

Узнать, есть ли золото в радиодеталях можно, изучив технический паспорт. Справочник, кроме прочих сведений, содержит состав и дату выпуска изделия. Сейчас такие каталоги доступны для свободного скачивания, чаще всего они представлены в виде таблиц.

Чаще всего драгметалл можно обнаружить внутри советских радиодеталей. Им покрывали выводы микросхем, разъемы, сетки радиоламп, подложки под проводники внутри транзисторов.

Среди современной техники солнечный металл встречается реже, обычно его заменяют вольфрамом.

Что касается техники СССР, то содержание драгметалла внутри микросхем может достигать 5%. Больше всего золотого металла приходится на старую армейскую технику, Советский Союз никогда не экономил на этой отрасли.

Юридические аспекты

Таким образом, обладая определенными знаниями и набором подручных средств, можно проводить аффинаж золота из отслужившей свой век бытовой, офисной и даже военной техники не только в лабораториях, но и в домашних условиях.

Следует учитывать, что все еще действует закон о нелегальном обороте драгоценных металлов, под который попадает каждое незаконное производство золота, из какого бы хлама и отбросов оно не добывалось.

Поэтому разумнее все-таки не нарушать законодательство, которое предусматривает за нарушение параграфа 191 УК РФ наказание принудительными работами на срок до 5 лет, либо лишением свободы на тот же срок со штрафом в размере до 500 000 рублей.

Перечень радиоаппаратуры и золотосодержащих элементов, установленных до 1985-1986 гг

Особого внимания заслуживает советская электроника, произведенная до 1985-1986 годов. Такие устройства содержат максимальное количество драгметалла, потому не стоит спешить расставаться со старой аппаратурой времен СССР.

Во многих устройствах, таких как телевизоры, магнитофоны, радиоприемники, содержится золотая “начинка”.

РБ-3 Радиодетали
Список золотосодержащих частей радиоаппаратуры будет следующим:

• Транзисторы. Большое содержание драгметалла приходится на серии КТ101, КТ103, КТ117, КТ603, КТ613, основное его сосредоточение — под кристаллом или на ножках.
• Разъемы. Они покрыты тончайшими слоями солнечного металла.
• Радиолампы. Особенно отличаются модели ГМИ-11, 12П17Л, 6В1П. Радиолампы, дополнительно к золоту, могут содержать платину, серебро, тантал, палладий.
• Полупроводники. Немного драгметалла содержится в диодах, светодиодах, стабилитронах.
• Конденсаторы. Именно они содержат самый большой объем солнечного металла.
• Наручные часы. Золотом иногда покрывали корпус изделия.
• Компьютерные детали. Золотосодержащие детальки могут быть в составе процессоров, разъемов и пр.

Чем старше советское изделие, тем больше внутри может оказаться ценных материалов. Металл, применяемый в радиодеталях — 999 пробы. Толщина золотой наплавки на радиодетали крайне мала и измеряется микронами.

Какие опасности влекут за собой химические реакции и процессы?

Естественно нужно понимать, что любая работа с кислотами может понести за собой тяжелые последствия.

Например, работа с «царской водкой», точнее процесс рафинирования, где растворяются металлы, занимает около шести часов.

При этом происходит сильнейшее выделение оксида азота.

Поэтому ни в коем случае нельзя заниматься подобной работой в закрытом освещении, окна должны быть открыты, чтобы свежий воздух имел постоянную возможность поступать в комнату.

Один глоток отравленного воздуха оксидами может стать причиной скоропостижной и мучительной смерти, так как врачи попросту не успевают оказать первую медицинскую помощь.

Необходимые инструменты и вещества

Чтобы извлечь драгоценные металлы, не нужна специальная аппаратура. Весь необходимый инвентарь имеется в свободной продаже, а многие принадлежности можно обнаружить в своей домашней мастерской.

Список необходимых реактивов и инструментов для аффинации химическим методом:

• лабораторные мерные стаканы из прочного стекла объемом 1000 мл (2 шт.) и 150 мл (1 шт.);
• плавильная посуда с уровнем термостойкости свыше 500°C;
• перчатки из толстой резины;
• резиновый фартук;
• защитные очки;
• респиратор;
• стеклянная или керамическая палочка для помешивания;
• необходимые для выбранного способа химические реактивы;
• воронка и фильтровальная бумага;
• горелка.