Технологии аффинажа палладия: варианты исходных материалов, подбор реагентов

Аффинаж палладия позволяет извлечь чистый материал, который в естественных условиях встречается крайне редко, основным его источником служат никелевые руды. В процессе могут быть задействованы кислород и соляная кислота, в промышленных условиях для этого применяют опасные химические смеси.

Общие сведения и область применения материала

Востребованность палладия объясняется его особыми химическими и физическими характеристиками:

  • вещество устойчиво перед влиянием щелочей и влаги;
  • материал не боится воздействия аммиака;
  • металл обладает высокой температурой плавления;
  • вещество проявляет оптимальную электропроводность.

Так как субстанция реагирует на воздействие концентрированной азотной кислоты, с ее помощью чаще всего и проводят аффинаж палладия. Металл нашел широкое применение в следующих отраслях:

  • для выведения примесей из водорода методом глубокой очистки;
  • для производства электрических контактов, которые в составе микросхем и приборов активно применяются в аэрокосмической и военной отраслях. Здесь ценится высокая износостойкость материала;
  • в медицине – для производства зубных протезов и всевозможных узкопрофильных приборов;
  • в гальванотехнике востребован палладиевый хлорид, он необходим для металлизации диэлектриков – это одна из стадий изготовления электрических плат;
  • с помощью катализаторов на основе палладия выявляют даже минимальное присутствие в воздухе угарного газа, осуществляют крекинг нефти;
  • введение этого металла в золото способствует изменению цвета сплава, методика активно используется в ювелирной нише.
Аффинаж палладия
Палладий используется в медицине

Палладий востребован при производстве измерительного оборудования, так как он исключает вероятность возникновения поверхностной коррозии, данное свойство актуально при проектировании химической аппаратуры. Палладиевое напыление на электрических контактах предотвращает эффект искрения.

Методы аффинажа палладия

Практикуются следующие методы извлечения драгметалла:

  • мокрый,
  • электролитический,
  • сухой.

Восстановление палладия обычно осуществляют посредством электролиза: на катоде происходит осаждение искомого металла, вспомогательные примеси отсеиваются в форме шлама. Подобная операция осуществляется с помощью высококонцентрированной серной кислоты, здесь она выполняет функцию электролита. В качества катода можно взять свинец, анодом послужит непосредственно электродеталь, из которой планируется получить чистый элемент. В рассматриваемом случае латунно-медный сплав не подвергается воздействию, для очищения образующегося палладия с примесями используют соляно-азотную кислоту.

Главным достоинством электролитического способа аффинажа признается низкая себестоимость, в результате образуется материал с высокой степенью очистки. Метод позволяет создать благоприятные условия труда и способствует извлечению палладия в виде продуктов распада.

Сущность мокрого способа заключается в использовании царской водки – смеси соляной и азотной кислот. В ней растворяют металлы платиновой группы, в том числе и палладий, из образовавшейся субстанции ценные материалы извлекают с применением реактивов, таких как сахар, аммиак, хлористый аммоний. Если искомый материал содержится в сплаве серебра, в качестве реагента будет задействована азотная кислота.

При мокром методе царскую водку разбавляют дистиллированной водой, раствор должен «дойти» в течение суток. Это время необходимо для образования осадка на дне – хлорида серебра, его впоследствии фильтруют. Восстановление палладия происходит с помощью аммиака – его вводят в емкость с раствором и оставляют на несколько дней. Золотую смесь также нужно отфильтровать, в качестве восстановителя здесь используют цинк.

Небольшое количество добавляют в палладиевый раствор, в результате образуется осадок характерного желто-оранжевого цвета. Выждав некоторое время, осадок фильтруют, высушивают и нагревают до 500°, чтобы обеспечить прокаливание субстанции. В итоге выделяется чистый материал порошкообразной консистенции.

Чистый драгметалл нельзя получить, используя сухой способ аффинажа, потому что в ходе очищения от серебряных и золотых примесей искомый элемент не отсеивается. Отделяется лишь свинец, так как он отслаивается от серебра и на открытом воздухе окисляется. В данном аспекте будут бесполезны все доступные в быту виды катализов.

Детали, содержащие металл

Извлечение материала в домашних условиях может преследовать 2 цели: использование чистого палладия в качестве катализатора или дальнейшая перепродажа. Металл имеет тенденцию к постоянному увеличению стоимости, если есть доступ к достаточному объему исходных компонентов, можно получить немалую прибыль с его продажи.

Аффинаж палладия
Извлечение материала в домашних условиях проводится для использование чистого палладия в качестве катализатора

Чаще всего элемент добывают из радиодеталей и разнообразных компонентов, входящих в «начинку» современной электроники. Такие изделия содержат искомый металл в составе сплавов – серебряных, платиновых, золотых и прочих. Крайне редко можно встретить палладий в технике в чистом виде.

В быту в качестве исходных материалов умельцы применяют радиодетали, так как разработчики подобной техники активно используют палладий в составе сплавов: они закладываются в основу микросхем с расчетом на существенное увеличение их эксплуатационного срока. Для извлечения металла можно использовать конденсаторы КМ, в которых элемент встречается как один из «участников» платинового сплава.

Металл может содержаться и в конденсаторах других видов, используемых в иностранных, российских и советских радиодеталях. Здесь нужно помнить, что концентрация исходных веществ в сплавах напрямую зависит от сущности электросхемы и предполагаемых условий ее эксплуатации. Очень редко можно найти драгоценный элемент в транзисторах, даже если он и применяется, его содержание будет ничтожным. В связи с чем нецелесообразно привлекать транзисторы к аффинажу.

Визуально палладий очень похож на платину и серебро, все эти металлы обладают близким светло-серым оттенком. Даже опытные специалисты не всегда могут их отличить «на глаз». Чтобы отделить материалы, нужно использовать подогретую азотную кислоту – она не образует реакцию с платиной. Но нужно иметь в виду, что последняя активно растворяется в разогретой царской водке.

Чтобы извлечь металл из пробирного камня, выполняют следующие действия:

  1. На поверхности пробирного камня формируют царапину, с нажимом проведя по нему заостренной гранью металлического образца.
  2. Подготавливают смесь из йода и раствора калия 10%, ее соединяют с соляной и азотной кислотами.
  3. Покрывают царапину химической смесью.

Сформировавшееся на поверхности красно-коричневое пятно свидетельствует о присутствии платины.

Так как аффинаж подразумевает приобретение дорогостоящих вспомогательных веществ и устойчивых емкостей, целесообразно сначала подготовить как можно больше исходных материалов, содержащих палладий. Его совсем немного в современных электродеталях, наибольшим потенциалом в этом отношении обладают керамические конденсаторы КМ с маркировкой от 3 до 6. КМ встречаются в советской электронике по типу аналоговой техники, генераторов, осциллографов, измерительных приборов.

Технологии извлечения палладия в домашних условиях

В быту можно осуществить не только электролитические, но и последовательные химические процессы.

Аффинаж палладия
Для аффинажа палладия понадобиться серная кислота

В первом случае понадобится серная кислота максимальной концентрации, на нее возлагаются функции электролита. Непосредственно анодом будет служить радиодеталь, содержащая палладий, а катод здесь – обычный свинец. В результате электролиза образуется палладий, насыщенный примесями, для выведения последних применяется соляно-азотная кислота. Первым шагом становится подача напряжения в пределах 11-13 вольт на емкость, в которую залит электролит. Электрический ток вызывает формирование в резервуаре хлопьев либо порошка – это и есть палладий.

Использование для аффинажа химических реакций сложнее и опаснее первого метода, здесь исходные реагенты необходимо подбирать в соответствии с составом сплава. Например, чтобы отделить золото и серебро, поможет аммиак, а также смеси и в чистом виде соляная и азотная кислоты. Химическая реакция может спровоцировать выделение опасных для здоровья летучих веществ, поэтому в процессе важно использовать средства индивидуальной защиты, проводить все манипуляции в вентилируемом пространстве.

Чтобы извлечь палладий из золотого сплава, электродеталь или другую исходную заготовку погружают в царскую водку. Реагентом для палладиево-серебряного материала послужит азотная кислота. Царскую водку – смесь соляной и азотной кислот – далее нужно разбавить дистиллированной водой и подождать до 24 часов, чтобы металлы успели расщепиться. Хлорид серебра – хлопьевидный осадок – подвергается механической фильтрации.

В составе остается золото, чтобы очистить от него палладий, раствор обогащают аммиаком и выдерживают до 48 часов, по истечении которых можно отфильтровать золотой осадок. Последний в отдельной емкости соединяют с цинком, чтобы извлечь драгоценный металл. В палладиевый фильтрат добавляют соляную кислоту в небольшом количестве, чтобы образовался желтоватый осадок, его фильтруют, прокаливают до состояния порошка – это и есть чистый палладий.

В более удобных с технической точки зрения условиях и в промышленности для аффинажа используют реактив Чугаева, он особенно эффективен в отношении золотых сплавов, встречающихся в виде зубных протезов, ювелирных изделий.

Чтобы получить реактив, нужно поместить в металлический резервуар 1 л спирта. Его подогревают и обогащают раствором диметилглиоксима в количестве 50-55 г и оставляют до полного остывания. В емкости формируется осадок – реактив Чугаева. Исходные материалы, в которых присутствует палладий, заливают азотной кислотой и прогревают. Для выведения из состава серебряных примесей используют соляную кислоту: раствор, вступая в реакцию с ней, выпадает белым творожистым осадком.

Следующим этапом становится выпаривание спирта с планомерным доливанием соляной кислоты. Образуется бурый сироп, его нужно соединить с реактивом Чугаева и дистиллированной водой. Запускается химический процесс с образованием в итоге осадка сочно-желтого цвета. Его нужно отфильтровать, высушить и прокалить до порошкообразного состояния.

В электродеталях палладий предлагается в виде соединений с вольфрамом, медью, золотом, серебром, платиной. В зависимости от особенностей сплава подбирается метод извлечения элемента, успешность результата во многом зависит от наличия в арсенале высококонцентрированных кислот.

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here