تبلیغات
وبسایت تخصصی متالورژی - استخراج نقره
سه شنبه 11 اسفند 1388  09:19 ب.ظ

نقره ، یکی از عناصر شیمیایی  ، با  نشانه Ag ، دارای عدد اتمی 47 ، وزن اتمی 107.8682 و در گروه یک فرعی (IB) جدول تناوبی قرار گرفته است. نقره فلزی سفید مایل به خاکستری و براق است و از نظر شیمیایی یکی از فلزات  سنگین و از جمله فلزات  نجیب  و  از نظر  تجارتی  عنصری گرانبها تلقی می‌گردد.  نقره یکی از عناصری است که از گذشته های دور و دورانهای  باستان  بعنوان یک  فلز شناخته شده و مورد استفاده واقع میشده و از آن در  کتابهای  فراعنه  مصری  ،  که  قدمت  این کتابها به حدود 3600 سال قبل از میلاد  مسیح  بالغ  می ‌گردد ،  بعنوان  فلزی  که  از نظر ارزش دارای 5/2ارزش طلا است، یاد شده است.

از نقره ، 25   ایزوتوپ   رادیواکتیو  شناخته شده  اند  که  دارای   اجرام   اتمی  102  الی  117 می‌باشند.  نقره   معمولی  از  دو  ایزوتوپ  با جرمهای 107 و 109 تشکیل شده است.

مشخصات عمومی

نقره جامد سفید جلا دار ٬ شکل پذیر و نرم  و  چکش  خوار   است.   در   برابر  اکسیداسیون مقاوم است اما در هوا وقتی ترکیبهای  گوگردی  بر آن  اثر  بگذارد  تیره  می‌شود.  جرم  حجمی ۱۰٫۵۳ ٬نقطه ذوب ۹۶۱ ٬نقطه جوش ۲۲۱۲  رسانایی گرمایی ۱٫۰۱ کالری بر  سانتیمتر  مکعب در نقطه ذوب به شدت اکسیژن  را جذب می‌کند.

خواص شیمیایی نقره

اگرچه نقره از نظر شیمیایی در میان فلزات نجیب فلزی بسیار واکنش پذیر تلقی می‌گردد، لکن باید

توجه داشت که در مقایسه با سایر عناصر از مرتبه واکنش پذیری  قابل  ملاحظه‌ای  برخوردار نمی‌باشد. این عنصر به آسانی اکسیده شدن آهن اکسید نمی‌شود، لکن با  گوگرد و  هیدروژن  سولفید واکنش داشته و تشکیل همان تیرگی آشنا را می‌دهد که در نقره‌هایتان ملاحظه می‌کنید.

اکسیژن درحد حیرت انگیزی در نقطه ذوب نقره به میزان 20 قسمت حجمی از  اکسیژن  در یک قسمت حجمی نقره حل می‌شود. پس از سرد کردن مایع مورد نظر نیز اکسیژن به میزان 75% قسمت (از نظر حجمی) در نقره باقی می‌ماند.

 

خواص فیزیكی و مكانیكی نقره

نقره فلزی است به رنگ سفید- نقره ای با نماد Ag، عدد اتمی 47، وزن اتمی86/107، وزن مخصوص 5/10 گرم بر سانتیمترمکعب، سختی 5/2 در مقیاس موس، نرم،  بسیار  شكل پذیر، قابل انعطاف، جلای فلزی، براق، نقطه جوش 2163 درجه سانتیگراد  درجه  سانتی گراد  و  نقطه ذوب 8/960 درجه سانتی گراد.

نقره در گروه 11(IA) جدول تناوبی به عنوان فلزضعیف  Transition metals بوده و در دوره 5 قرار دارد. نقره خالص دارای بالاترین هدایت حرارتی، بالاترین  انعكاس ( بازتاب )  نوری است اما اشعه ماوراء بنفش را به صورت ضعیفی منعكس  می کند. هالیدهای  نقره  در  برابر  نور حساس هستند و به همین علت در فیلم های عكاسی استفاده  می شود. این  فلز  در حالت  خالص  در برابر هوا و آب پایدار است اما زمانی كه نقره در معرض ازون، سولفید هیدروژن H2S و  یا  هوا قرار می گیرد، كدر می شود.

فلز نقره بالاترین هدایت الكتریكی و حرارتی و درجه سایش بالا  را  در  میان  تمامی  فلزات حتی بالاتر از مس دارد اما قیمت بیشتر این فلز از استفاده آن در هر جایی به جای مس و به  منظور اهداف الكتریكی، جلوگیری می كند.

خواص فیزیكی نقره معمولاً چیزی بینابین مس و طلا است. اگر چند نقره ناهنجاری از  خود نشان می دهد كه مستقیما به آرایش الكترونی و بی نظمی در شعاع های  اتمی  آن  مربوط  می شود ولیکن این سه عنصر شباهتهای زیادی به یکدیگر دارند.

نقره مانند طلا و مس در ساختارهای مكعبی میان لایه ای متبلور می شود  كه  در آن هر اتم فلزی توسط 12 اتم احاطه می شود. خمیری و روانی نقره تنها اندكی كمتر از طلاست و  به  راحتی می توان آن را بخوبی صیقل داد.

 

Atomic Number: 47

Group: 11

Period: 5

Series: Transition Metals

Silver's Name in Other Languages

•Latin: Argentums

•Czech: St íbro

•Croatian: Srebro

•French: Argent

•German: Silber - s

•Italian: Argento

•Norwegian: Sølv

•Portuguese: Prata

•Russian:

•Spanish: Plata

•Swedish: Silver

Atomic Structure of Silver

•Atomic Radius: 1.75Å

•Atomic Volume: 10.3cm3/mol

•Covalent Radius: 1.34Å

•Cross Section: 63.8barns ±0.6

•Crystal Structure: Cubic face centered

•Conductivity

Electrical: 0.63 106/cm

Thermal: 4.29 W/cmK

•Density: 10.5g/cc @ 300K

•Description:

Very soft and malleable silver metal.

Appearance and odor vary depending upon specific compound.

•Elastic Modulus:

Bulk: 100/GPa

Rigidity: 30/GPa

Youngs: 83/GPa

•Enthalpy of Atomization: 284.5 kJ/mole @ 25°C

•Enthalpy of Fusion: 11.3 kJ/mole

•Enthalpy of Vaporization: 255.1 kJ/mole

•Flammablity Class: Non-combustible solid (except as dust)

•Freezing Point: see melting point

•Hardness Scale

Brinell: 24.5 MN m-2

Mohs: 2.5

Vickers: 251 MN m-2

•Heat of Vaporization: 250.58kJ/mol

•Melting Point: 1234K 961°C 1762°F

•Molar Volume: 10.27 cm3/mole

•Optical Reflectivity: 97%

•Specific Heat: 0.235J/gK

•Vapor Pressure = 0.342Pa@961°C

•Ionization Potential

First: 7.576

Second: 21.49

Third: 34.83

•Valance Electron Potential (-eV): 11.4

Physical Properties of Silver

•Atomic Mass Average: 107.8682

•Boiling Point: 2436K 2163°C 3925°F

•Coefficient of lineal thermal expansion:

1.862E-05cm/cm/°C (0°C)

•Ionic Radius: 1.26Å

•Filling Orbital: 4d 10

•Number of Electrons (with no charge): 47

•Number of Neutrons (most common/stable nuclide): 61

•Number of Protons: 47

•Oxidation States: 1

•Valance Electrons: 4d 10 5s 1

Chemical Properties of Silver

•Electrochemical Equivalent: 4.0246g/amp-hr

•Electron Work Function: 4.26eV

•Electronegativity (Paulding): 1.93

•Heat of Fusion: 11.3kJ/mol

•Incompatiblities:

Acetylene, ammonia, hydrogen peroxide, bromoazide,

chlorine trifluoride, ethylene mine, oxalic acid, tartaric acid

 

 

 

كانی های نقره

نقره جزء عناصر نسبتا کمیاب بوده و از نظر فراوانی در  قشر  جامد  زمین  ،  در  مرتبه شصت و سومین عنصر قرار دارد.  این عنصر  تشکیل  دهنده  حدود                از  پوسته  زمین است. برخی اوقات نقره بصورت عنصر آزاد یافت می‌شود (نقره خالص) و گاهی  نیز  به  صورت آلیاژ با سایر فلزات ملاحظه می‌شود. در هر صورت باید  توجه  داشت  که  در  اکثر  نقاط ،  نقره بصورت مواد معدنی حاوی ترکیبات نقره ملاحظه می‌شود. مهمترین کانیهای  نقره عبارتند از: آرجنتیت(Ag2S,argentite) و  سرارجیریت  AgCl ,horn silver,Ceragyrite)) از  سوی دیگر تعدادی از کانیهایی که در آنها نقره با سولفیدهای سایر فلزات ترکیب شده است نیز وجود دارد که عبارتند از: استفانیت (stephanite) ،  پلی بازیت  (polybasite) پروستیت (proustite) و پیرآرجیریت (pyrargyrite)

حدود سه چهارم نقره تولیدی ، در حقیقت فراورده جانبی حاصل از  استخراج  سایر  فلزات است. علاوه بر این ، مقدار مهمی از نقره نیز از طریق بازیافت سکه‌های از رده خارج شده که باید با مقداری نقره ممزوج شونده و یا از مقدار نقره آنها کم شود، جمع آوری می‌گردد. همچنین بازیافت نقره از قراضه های صنعتی که ضمنا شامل باقیمانده های عکاسی است، با اهمیت تلقی می‌گردد.

 

 

روش های فرآوری نقره

 

تاریخچه

دانسته های ما درباره روش های استحصال نقره در زمانهای قدیم اندك است. گمان  می رود كه مصریان با حرارت دادن در برابر نمك، نقره را از طلا جدا می كرده اند. بنابراین باید از تبدیل كلرید نقره به نقره فلزی نیز آگاهی می داشتند.

مهمترین منبع نقره در زمانهای قدیم، كانسار های سرب دارای نقره بوده است. در  قرون  وسطی ، ذخایر نقره آزاد نیز اهمیت داشته است كه نمونه آن اروپای مركزی بوده است. پس از دست جوری یا جدایش دستی، كانه های غنی از نقره را ذوب می كردند ( یعنی پس  از   خرد كردن  و  جدایش سنگهای بی ارزش ). قطعات درشتی كه بیش از 100 كیلوگرم وزن داشته اند، یا بلوك های بزرگی كه چندین تن وزن داشته اند و دارای نقره آزاد بوده اند، بدین طریق جستجو می شدند و  بدین روش مورد فرآوری قرار می گرفت.

یونانیان، مصریان و معدنكاران قرون وسطی از نحوه فرآوری كانه های سرب دارای نقره به  كمك ذوب و تهیه سرب آگاهی داشته اند. در قرون وسطی، سرب را با اكسیداسیون در كوره  غال كاری جدا می كردند تا نقره با نسبت 1000 : 650 تا 1000 : 875 بدست  آورند.  برای  بدست  آوردن نسبت های بالاتر (1000 : 990)، محصول فوق را اكسید می كردند.

 

ملغمه

جیوه ، نقره و طلا را در خود حل می‌کند و مغلمه می‌دهد. از این رو ،  کانه‌های  نقره و طلای طبیعی را با جیوه مجاور می‌کنند و مغلمه حاصل را که مایع است ،  جمع آوری  و  پس  از  تقطیر جیوه ، نقره یا طلای آزاد را بازیابی می‌کنند.

 

استخراج نقره

هر گاه نقره در كانسانتره با مس همراه بود، از فرآیند liquation  كمك  می جستند.  مس  نقره دار را با سرب ذوب می كردند  و  با  هوا  در  فاز  مایع  غنی  از  نقره  حاصل  از  liquation  می دمیدند.

 

فرآیند ملغمه

آشنایی با فرآیند تهیه ملقمه در سال 1566 تحولی در شیوه و میزان تولید در معادن مكزیك  و آمریكایی جنوبی ایجاد كرد. بعدها این فرآیند فراگیر شد و در آمریكا نیز بكار  گرفته  شد.  از  سال 1800 با تغییرات مناسب و مفیدی كه در این روش ایجاد شد، موجب گردید تا بتوان این  روش  را برای انواعی از مواد خام معدنی بكار گرفت.

فرآیند غال كاری

پس از 1805، چندین روش گوناگون ابداع شد كه  جانشین روش ها و فرآیندهای قدیمی شد یا اینكه موجب بهبود در اقتصاد گردید. برای نمونه فرآیند غال كاری سرب در پی آشنایی  با فرآیند پاتینسن در سال 1833 كارآیی بسیار بیشتری پیدا  كرد،  حال  آنكه  پیش  از  این  روش  غالكاری كاربرد گسترده ای داشت. این فرآیند بر پایه جدایش سرب جامد از مذاب نقره - سرب بوسیله  سرد كردن آن استوار بود. این امر محتوای نقره را تا 5/2 درصد افزایش می داد و بدینوسیله كار فرآیند غالكاری راسیك تر می كرد.

 

فرآیند پاركز

پس از مدت كوتاهی (در سال 1850)، فرآیند پاركزجانشین فرآیند  پاتینسن   شد  كه  بعلت  اهمیت اقتصادی بسیار بالاتر آن نسبت به روش های قبلی  بود .  در  فرآیند  پاركز نقره  از  سرب  شناور  بر سطح به فاز دیگر كه فاز روی شناور بر سطح بود منتقل  می شد  و  در  نتیجه  موجب تشكیل یك لایه ای بر سطح می شد كه به راحتی آن  را  می زدودند . امروزه  فرآیند  پاركز  هنوز  تنها  فرآیند  مورد استفاده برای استحصال نقره از كانه های سرب بحساب  می آید.  این  فرآیند  را برای استحصال  نقره از كانه های روی و سرب- روی نیز بكار میبرند.

 

استخراج از كانه های مس

برشته كردن و داغ كردن كانه های مس، همراه با كلریدی كردن آنها پس از انجام فروشویی با شوراب برای حل كردن و شستن كلرید نقره تشكیل شده، در سال 1843 بوسیله  آگوستین  ابداع شد و بزودی تسویه سولفاتی در دمای پایین تر از دمای تجزیه  سولفات  نقره  كه  بالاتر  از  دمای تجزیه سولفات مس است جای روش های قبل را گرفت كه  پس  از  انجام  مراحل  فوق  فروشویی بوسیله آب انجام می شد. استحصال به روش اسید سولفوریك از  كانه  مس  خوب  سوخته  شده  در برابر جریان هوا برای تشكیل لجن نقره دار فقط برای مدت كوتاهی مورد استفاده قرار گرفت.  پس از سال 1856، فروشویی تیوسولفات كانه تشویه شده كلریدی شده در مكزیك و  كالیفرنیا  از  توجه خاصی برخوردار بود. در فرآیند پاترا، از تیوسولفات سدیم استفاده می كردند. در  فرآیند  كیس  از تیوسولفات و در فرآیند راسل از تیوسولفات مس سدیم  استفاده  میكردند .  از  حدود  سال  1900، مهمترین فرآیند فرآوری آبگون فروشویی سیانید بود كه هنوز برای كانه های نقره تحت فرآیند ذوب قرار نگرفته بكار می رود.

 

استخراج نقره از لجن پالایش الكترولیتی مس

از حدود سال 1876، تقریبا تمام نقره همراه با مس را بروش پالایش الكترولیتی مس بدست می آورند. نقره در لجن آندی مس بدست  می آید كه معمولا تحت فرآیندهای پیرومتالورژیكی قرار می گیرد.

برای جدا كردن نقره از طلای موجود در نقره های طلا  دار ( محصول  نهایی  تقریبا  تمام فرآیندهای استحصال ذوب و هیدرومتالورژیك)، فرآیند اسیدنیتریك (كه در سال 1433 ابداع شد) و فرآیند اسید سولفوریك ( كه از سال 1802 مورد استفاده قرار گرفت) بطور كامل جای خود را  به روش های پالایش الكترولیتی داد.

محلولهای حاوی یون نقره را می‌توان به با آسانی تشکیل رسوب کلرید نقره بوسیله  افزایش اسید کلریدریک ، شناسایی کرد. این رسوب را می‌توان از رسوبهای سرب و جیوه یک  ظرفیتی ، بوسیله قدرت حل شدن آن درهنگام افزودن هیدروکسید آمونیوم اضافی  و  ایجاد  رسوب  مجدد  با افزودن اسید نیتریک متمایز نمود. مضافا تجزیه وزنی بوسیله کلرید نقره یا برمید نقره که به آسانی قابل رسوب دادن ، خشک کردن و توزین می‌باشند، میسر می‌باشد. همچنین می‌توان  یون  نقره  را بوسیله عمل الکترولیز به نقره فلزی احیا و بدین روش توزین نمود.  از  محلول  تیوسیانات  پتاسیم استاندارد شده نیز می‌توان برای تجزیه حجمی نقره استفاده کرد.

 

 

 

نتایج

 

              نقره به علت كمبود آن در سنگ های معدنی داری قیمت بسیار زیادی نسبت به عناصر فلزی و آلیژهای پركربرد می باشد.

              با توجه به خواص بسیار خوب فیزیكی و شیمیایی نقره تنها به علت قیمت  بالای  آن  كاربرد نقره به مصارف صنعتی خاص محدود می شود.

              نقره یكی از فلزاتی می باشد كه از دوران بسیار قدیم شناخته شده و بشر آن  را  استخراج  و استفاده می كرده است.

              در طول زمان، پس از قرون وسطی روش های متعددی برای  استخراج  نقره  تا  به  امروز ابداع شده است.

              در حال حاضر مهم ترین روش استخراج نقره، استفاده از لجن های تصفیه ی  الكتریكی  مس می باشد كه تقریباً سه چهارم تولید را در بر می گیرد.

 


  • آخرین ویرایش:-