Raffinazione dell'oro: i processi Wohlwill e Aqua Regia
Guida alla raffinazione del processo Wohlwill (elettrolitico)
La raffinazione dell'oro rimuove gli altri metalli presenti nell'oro per aumentarne la purezza. Questa guida illustra due metodi: il processo Wohlwill, un metodo elettrolitico che può raggiungere una purezza del 99,99%, e il processo ad acqua regia.
L'elettrolisi è un metodo comune per la raffinazione dell'oro, noto come processo di Wohlwill.Questo processo utilizza un elettrolita di acido cloroaurico (HAuCl₄) e può raggiungere livelli di purezza dell'oro fino al 99,99%. Di seguito è riportata una guida passo passo su come raffinare l'oro utilizzando il metodo dell'elettrolisi.
Materiali necessari
1. Lingotto o lega d’oro impuro – spesso contiene oro mescolato con altri metalli come argento o rame.
2. soluzione elettrolitica – in genere una soluzione al 5–10% di acido cloroaurico (HAuCl₄) in acqua distillata.
3. alimentatore – una fonte di alimentazione CC, come un raddrizzatore, in grado di generare bassa tensione e corrente controllata (ad esempio, 2-5 volt).
4. supporti per anodo e catodo – in genere realizzati in materiali inerti che resistono alla corrosione.
5. catodo di grafite o platino – funge da sito per la deposizione di oro puro.
6. anodo d'oro – il campione d'oro impuro, che si scioglierà nella soluzione.
7. contenitore di vetro – un becher o cella di elettrolisi per contenere la soluzione elettrolitica.
8. Equipaggiamento di sicurezza – guanti, protezione per gli occhi e indumenti protettivi.
Guida passo passo
Fase 1: Preparazione e sicurezza
1. allestire un'area ben ventilata perché l'acido cloroaurico e alcuni dei gas prodotti (come il cloro) sono tossici.
2. indossare dispositivi di protezione (guanti, occhiali, maschera e camice da laboratorio) per evitare il contatto con qualsiasi sostanza chimica, in quanto possono essere pericolosi.
3. Ispezionare l'apparecchiatura per assicurarsi che tutte le connessioni siano sicure e verificare che l'alimentazione elettrica funzioni correttamente.
Fase 2: Preparare la soluzione elettrolitica
1. Prepara la soluzione di acido cloroaurico sciogliendo l'oro in una miscela di acido cloridrico (HCl) e gas di cloro o acido nitrico, qualora l'acido cloroaurico non sia facilmente reperibile. Nota: questo passaggio è generalmente complesso e potrebbe richiedere competenze in chimica per evitare rischi.
2. Diluire la soluzione al 5-10% di concentrazione di acido cloroaurico in acqua distillata. Assicurarsi che la soluzione sia ben miscelata.
3. Trasferire la soluzione elettrolitica nel contenitore di vetro o nella cella di elettrolisi.
Passaggio 3: impostare la cella elettrolitica
1. Attaccare il supporto dell'anodo al campione d'oro impuro (anodo d'oro) e metterlo nella soluzione elettrolitica.
Posizionare il catodo (di solito grafite o platino) nella soluzione di fronte all'anodo. Il catodo attirerà l'oro puro.
3. Collegare l'anodo al terminale positivo e il catodo al terminale negativo dell'alimentatore.
Passaggio 4: iniziare l'elettrolisi
1. Imposta la tensione sull'alimentatore su un livello basso (circa 2-5 volt), regolandola se necessario. La corrente deve essere sufficientemente forte da sciogliere l'oro dall'anodo, ma non troppo elevata da impedire il deposito delle impurità.
2. Accendere l'alimentazione per avviare il processo. L'anodo d'oro impuro si dissolverà nell'elettrolita, rilasciando ioni d'oro (Au³⁺) nella soluzione.
Gli ioni oro nella soluzione saranno attratti dal catodo, dove acquisiranno elettroni e si depositeranno come oro puro (Au) sulla superficie del catodo. 3. monitorare continuamente il processo.
Fase 5: Monitoraggio e regolazioni
1. controllare la presenza di impurità nella soluzione, poiché altri metalli come l'argento, il rame o il platino possono rimanere non disciolti e cadere come fango sul fondo.
2. controllare la corrente e la tensione, se necessario, come alta corrente può portare ad una deposizione più veloce, ma può diminuire la purezza.
3. lasciare il processo in esecuzione fino a quando la maggior parte dell'oro dall'anodo è sciolto nella soluzione e depositato sul catodo.
Fase 6: Completamento e recupero di oro puro
1. Spegnere l'alimentazione una volta che l'anodo è esaurito o quando l'oro sufficiente si è depositato sul catodo.
2. rimuovere con cura il catodo dalla soluzione elettrolitica, evitando di disturbare il deposito d'oro.
3. sciacquare il catodo con acqua distillata per lavare via eventuali residui di soluzione elettrolitica.
4. Raschiare l'oro dal catodo e raccoglierlo. L'oro depositato deve essere di elevata purezza (fino al 99,99%).
Fase 7: smaltire i rifiuti
1. Neutralizza e smaltisci l'elettrolita rimanente in conformità alle normative locali, poiché contiene sostanze chimiche pericolose.
2. smaltire o riciclare il fango dell'anodo (impurità che sono cadute sul fondo), in quanto può contenere piccole quantità di metalli preziosi.
Fase 8: Purificazione finale (opzionale)
1. Fondi l'oro del catodo in un crogiolo per garantire un livello di purezza costante.
2. Formare l'oro in lingotti o granuli, a seconda delle esigenze. 3.
Consigli e precauzioni di sicurezza
• Lavorare in una cappa aspirante o in un'area ventilata a causa dei gas tossici rilasciati durante l'elettrolisi.
• Evitare il contatto con l'acido cloroaurico e indossare guanti resistenti agli agenti chimici.
• Monitorare regolarmente i livelli di corrente per evitare velocità di reazione eccessive, che possono ridurre la purezza dell'oro.
• Smaltire i prodotti chimici in modo responsabile, seguendo le normative ambientali e di sicurezza.
Utilizzando questo metodo, è possibile ottenere oro di elevata purezza adatto per l'uso in elettronica, gioielli o investimenti.
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Guida al perfezionamento del processo di Aqua Regia
Guida passo-passo alla raffinazione dell'oro e all'estrazione di metalli preziosi utilizzando l'acqua regia
La raffinazione dell'oro e di altri metalli preziosi tramite il processo con acqua regia è un metodo potente ma complesso che può produrre metalli di elevata purezza. L'acqua regia è una miscela di acido nitrico e acido cloridrico, in grado di sciogliere l'oro e i metalli del gruppo del platino. Tuttavia, questo metodo richiede la massima attenzione alla sicurezza a causa delle sostanze chimiche pericolose coinvolte. Di seguito è riportata una guida dettagliata su come eseguire questo processo su piccola scala, inclusi i materiali necessari e dove reperirli localmente.
Avvertenza di sicurezza
Prima di iniziare, assicuratevi di seguire tutti i protocolli di sicurezza:
• Lavorare sempre in un'area ben ventilata, preferibilmente all'aperto o in una cappa aspirante.
• Indossare guanti protettivi, occhiali e grembiule da laboratorio.
• Avere a disposizione agenti neutralizzanti come il bicarbonato di sodio e grandi quantità di acqua in caso di fuoriuscite.
Materiali necessari per la raffinazione dell'acqua regia
1. Acido nitrico (HNO3) – Disponibile nei negozi di prodotti chimici o online.
2. acido cloridrico (HCl) (noto anche come acido muriato) – Può essere trovato nei negozi di ferramenta (tipicamente utilizzato per la pulizia di calcestruzzo e muratura).
3. Acqua distillata – Disponibile nei negozi di alimentari o in farmacia. Acqua distillata può essere acquistata in farmacia.
4. urea – Un composto a base di azoto, può essere trovato nei negozi di forniture agricole o centri di giardinaggio.
5. Precipitante (Metabisolfito di sodio) – Disponibile nei negozi di prodotti per la vinificazione o per l'industria chimica.
6. Carta da filtro – Trovateli nei negozi di forniture da laboratorio o usate i filtri da caffè come alternativa.
7. becher di vetro e contenitori – Questi possono essere acquistati presso i negozi di forniture di laboratorio o ordinati online.
8. Fonte di calore: una piastra elettrica è l'ideale, oppure si può usare un piano cottura.
9. Minerale contenente oro – Dovresti già averlo, oppure può essere ottenuto attraverso operazioni minerarie o acquistando materie prime. 10.
10. Agente neutralizzante (carbonato di sodio o bicarbonato di sodio) – Disponibile nei negozi di alimentari.
Strumenti necessari
• Cappa aspirante o area di lavoro esterna
• Agitatore in vetro – Disponibile nei negozi di forniture da laboratorio.
• Contenitori di plastica per il risciacquo – Possono essere trovati in qualsiasi negozio di ferramenta o di articoli da cucina.
• Guanti di gomma e occhiali protettivi – Disponibili nei negozi di ferramenta.
Processo passo passo
1. Schiacciare e macinare il minerale
Più fine è il materiale, più efficiente sarà il processo di raffinazione. Utilizzare un mortaio e un pestello o un mulino a sfere.
2. Creare la soluzione di acqua regia
• L'acqua regia si prepara mescolando tre parti di acido cloridrico con una parte di acido nitrico. La quantità dipende dalla quantità di oro o minerale che si sta lavorando. Iniziate con piccole quantità, in genere 100 ml di acido cloridrico e 33 ml di acido nitrico.
• Aggiungere lentamente l'acido nitrico all'acido cloridrico in un becher di vetro, mescolando delicatamente. La miscela inizierà a rilasciare fumi, motivo per cui la ventilazione è fondamentale.
3. sciogliere l'oro e altri metalli preziosi
• Mettere il minerale in polvere nella soluzione di acqua regia. Mescolare delicatamente per assicurarsi che l'intero minerale sia immerso. L'acqua regia inizierà a sciogliere i metalli del gruppo dell'oro e del platino (PGM) presenti nel minerale.
• Questo processo può richiedere diverse ore, a seconda della concentrazione di metalli preziosi. La soluzione assumerà un colore giallo-arancione.
4. Filtrare la soluzione
• Una volta che il minerale è completamente sciolto e non viene rilasciato più gas, filtrare la soluzione attraverso la carta da filtro per rimuovere eventuali impurità solide o materiale roccioso residuo.
• Utilizzare un imbuto di plastica e versare con attenzione il liquido in un contenitore separato.
5. Neutralizzare l'acido nitrico con urea
• Dopo il filtraggio, la soluzione conterrà ancora acido nitrico in eccesso, che deve essere neutralizzato. Aggiungere lentamente l'urea alla soluzione, mescolando delicatamente fino a quando non si verificano più bolle. L'urea reagisce con l'acido nitrico per rimuoverlo dalla soluzione, rendendo sicuro precipitare l'oro.
6. Precipitare l'oro
• Aggiungere lentamente il metabisulfito di sodio alla soluzione. Ciò farà sì che l'oro disciolto esca dalla soluzione sotto forma di polvere marrone.
• Continuare a mescolare fino a quando tutto l'oro è precipitato e la soluzione diventa chiara, ovvero l'oro puro nella sua forma solida.
7. Filtrare e sciacquare l'oro
• Filtrare nuovamente con cura la soluzione per raccogliere la polvere d'oro e risciacquare la polvere più volte con acqua distillata per rimuovere eventuali residui di acido o contaminanti.
8. Asciugare e fondere l'oro
• Dopo aver risciacquato la polvere d'oro, asciugarla accuratamente. Dopo l'essiccazione, può essere fusa utilizzando un crogiolo e una torcia o un forno per formare lingotti o pepite d'oro.
9. separare gli altri metalli preziosi
• Dopo aver precipitato l'oro, la soluzione rimanente può contenere platino, palladio o altri metalli del gruppo del platino. Per estrarli, aggiungere cloruro di ammonio per precipitare il platino, o altri precipitanti specifici per diversi metalli.
• Seguire passaggi simili di filtraggio, risciacquo e fusione per recuperare questi metalli.
Dove trovare i materiali a livello locale
• Acido nitrico e acido cloridrico: aziende fornitrici di prodotti chimici, fornitori online o distributori locali di prodotti chimici industriali.
• Urea e metabisolfito di sodio: negozi di forniture agricole (per l'urea), negozi di forniture per la vinificazione o fornitori generici di prodotti chimici.
• Carta da filtro: negozi di forniture da laboratorio o piattaforme online come Amazon. I filtri da caffè possono essere utilizzati come sostituti in operazioni su piccola scala.
• Becher di vetro e fonte di calore: i becher si possono trovare nei negozi di ferramenta o nei negozi di forniture da laboratorio (come Grainger o Fisher Scientific). Le piastre riscaldanti si possono acquistare nei negozi di articoli per la cucina o online.
• Attrezzatura di sicurezza: guanti, occhiali e grembiuli possono essere trovati in qualsiasi negozio di ferramenta locale.
Conclusione
La raffinazione dell'oro utilizzando l'acqua regia è efficace, ma richiede pazienza, precisione e l'attrezzatura appropriata. Dare sempre la priorità alla sicurezza lavorando in un'area ventilata e indossando l'equipaggiamento protettivo appropriato.
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Queste guide spiegano come funziona la raffinazione. La raffinazione utilizza sostanze chimiche tossiche e corrosive e dovrebbe essere eseguita solo da persone addestrate con le attrezzature giuste.