Хомяки приветствуют вас друзья!
Сегодняшний пост будет посвящен алхимии - древнему ремеслу, способного превращать камень в золото. В ходе поста будем работать с различными кислотами, приготовим самый настоящий золотой бульон и узнаем как приручить драгоценный металл история которого, началась около 6 тыс. лет назад ориентировочно в Египте. Процесс этот увлекательный и местами непредсказуемый, что требует базовых знаний техники безопасности.
Эта история начинается еще со школьных времен, когда все блестящие предметы собирались в отдельную коробку, на случай, а вдруг когда-нибудь пригодится. Многие знакомые, узнав, что предстоит съемка фильма про аффинаж золота разбавили имеющуюся коллекцию различными артефактами, часами, радиодеталями, процессорами от компьютеров и многим другим. Каждая из вышеперечисленных категорий требует своего индивидуального подхода в процессе извлечения драгоценного металла. Но, обо всем по порядку.
Реактивы. Для работы с золотом нам понадобится: азотная кислота плотностью 1.4, соляная кислота с концентрацией до 14% и серная кислота, она же электролит продается с плотностью 1.27 гр. на см.кв. Концентрированную соляную и серную кислоту в свободной продаже не найти, считаются прекурсорами. Всё из-за этих наркоманов... Карбамид она же мочевина является обыкновенным азотным удобрением, в данном ремесле используется для гашения азотной кислоты. Последний представитель списка реактивов - гидразин гидрат, необходим для восстановления золота.
Сразу оговоримся. Многие для этого дела применяют железный купорос, продается на рынке как фунгицид для защиты растений от различных грибков. Работать с ним не понравилось, осадок всегда получался грязный в отличии от гидразин гидрата. Часто для гашения азотной кислоты используют сульфаминовую кислоту, подружится с ней так же не получилось, реакция у нее протекает значительно медленней нежели с карбамидом. Возможно попалась какая-то просрочка с перебитыми датами на упаковке.
Фильтрация растворов. Для этих целей применяется вакуумная колба Бунзена совместно с воронкой Бюхнера. В воронку с внутренним диаметров 90 мм вкладываются беззольные бумажные фильтры, которые перед началом работы обязательно нужно смочить водой чтобы обеспечить плотное прилегание к чаше. В зависимости от типа фильтрации бумага может иметь разную плотность. Фильтры "красная лента" применяются для быстрой фильтрации растворов, "зеленая лента" - для средней фильтрации. Существует целая палитра такой бумаги на любой вкус и цвет.
Для самой грубой работы с растворами лучше использовать ватные диски, золотая фольга после первичного травления через неё всё равно не пройдет. Бумагу лучше использовать для фильтрации относительно чистых растворов, так как поры у нее имеют свойство быстро забиваться, а сами фильтры коллекционироваться для дальнейшей переработки.
Так же необходимы: лабораторные стаканы разного объема, стеклянные воронки, мерная колба, шприц и пластиковая бутылка омыватель объемом в пол литра, способная смывать позолоту со стенок стаканов. Завершает этот список стеклянные палочки разной длинны.
Вакуум в колбе создается ножным портативным медицинским аспиратором. Где такой достать - даже не спрашивайте!
В процессе химической реакции в значительных количествах будет выделятся бурый газ диоксида азота. Он вредный! Чтоб не превратить хату в газенваген, была собрана примитивная вытяжка из вентилятора и алюминиевой гофры.
Для ускорения химической реакции растворы необходимо подогревать. Для этих целей была собрана примитивная конфорка с применением советского 1 кВт утюга. Корпус вырезан из куска жести, который валялся в кладовке. Изначально это устройство собиралось как стол нижнего подогрева для пайки печатных плат. Контроллер тут плавно набирает заданную температуру, держит ее до момента плавления припоя, а затем нагрев автоматически отключается. Проект был взят с ресурса GitHub у пользователя maker.moekoe.
В общей сложности сборка занимает 30 минут. Конструкция здесь мягко говоря непродуманная. Даже разъем для программирования пришлось подпилить, чтоб хоть как-то засунуть его в ардуино. Диапазон регулировки температур тут от 150 до 240 градусов. В процессе эксплуатации часто вылазил программный баг, при котором отваливалось обновление температуры на экране. Обновления происходило только после того как покрутить ручку резистора. Вероятно тут что то с библиотеками напутано. Программирование для меня - это темный лес.
Конструкция стола нижнего подогрева выглядит так. Паять платы начнем как-нибудь в другой раз, сегодня плите предстоит совсем другая задача. Будем готовить золотой бульйон из продуктов, которые представлены на ваших экранах.
Самое вкусное из этого всего - это часы. Корпус и браслет изделия у них полностью позолочены, но, так как стрелки механизма до сих пор тикают, показываю данную красоту исключительно для примера. Толщина позолоты бывает разная, от 1 до 20 микрон. Зачастую это указано на корпусе. По возможности избавляемся от всего лишнего металла. Браслет резинка имеет позолоченные декоративные вставки, которые легко отделяются плоскогубцами. Мухи отдельно, котлеты отдельно!
Электронные платы. Советская индустрия умела удивить разнообразием электронных компонентов с содержанием драгоценных металлов. Палладий, платина, серебро, золото, всё можно найти. Выпаиваем блестящие микросхемы, маркировка 530ЛА3, представляет собой четыре логических элемента 2И-НЕ. Предназначались для работы в узлах и блоках электронной аппаратуры специального назначения. Имеет жирную позолоту.
Крестик, который принесли аферисты в ломбард и обманули приёмщицу. С первого взгляда ничего особенного за исключением того, что скелет изделия сделан из вольфрама.
Пакетик с золотой пылью в виде накусанных ножек каких-то радиодеталей. Материал магнитный, его нужно перерабатывать отдельно от немагнитного. На вопрос - почему? Станет понятно чуть позже.
Палки держалки для гальванического золочения школьных медалей, которые мне никогда не светили из за учебной успеваемости. Хоть золотую проволоку в руках подержу! Основа тут медь, на которую наносился слой никеля, затем золота, никеля, золота и так далее. Это бесконечный бутерброд чередования металлов хорошо видно под микроскопом. Обязательно напишите в комментариях кому досталась золотая медаль с этих палок.
Тему мобильных телефонов мы затронем как-нибудь в другом посте, переработаем сразу несколько килограмм такого материала. В процессорах от компьютеров интересны только ножки, отделил их за кадром. В общем, насобиралась куча разношерстного сырья. Весь материал был отсортирован, магнит, не магнит, корпуса часов и так далее.
Это СВЧ усилитель, дорожки у него выполнены на керамике. Любопытно на каких частотах работал этот модуль, уверен что характеристики транзисторов дадут ответы эти на вопросы.
А потом ко мне пришел Серёжка. В прошлом он что-то аффинировал и решил помочь. Принес двухсот двадцатилетние часы своего деда на растворение. Заведя пружину шестеренки зашевелились и механизм начал отчитывать время. Пришлось объяснить человеку ценность этого предмета!
Начал Серёга загружать металл в бетономешалку. Смотрю корпуса часов закинул, взял с отдельной кучи проволоку. Всё что видит, тянет в кастрюлю. Сверху словно специями посыпает материал магнитными контактами. Наверняка знает что делает, подумал Штирлиц.
Время заливать всё азотной кислотой, да побольше, чтобы в два пальца сверху покрыло металл. Схватил он коробку с микросхемами, транзисторами и ножками от процессоров которые покрыты припоем. Ух, наваристый получится суп, подумал я. Для аромата еще не хватает процессоров на бериллиевой керамике...
Спрашиваю у него:
Я - Ты точно уверен в этом рецепте?
Серёжа - Конечно, я уже сто раз так делал, вообще без б...
Раствор нагрелся и пошла реакция. Задача азотной кислоты - растворить весь лишний металл кроме золота, которое останется плавать в виде фольги. В процессе, густое облако диоксида азота напомнило Аида из мультфильма "Геркулес". Он хотел свергнуть своего брата Зевса и стать повелителем Олимпа. Сейчас прическа этого персонажа рассеивается по ветру.
В среднем для растворения 100 грамм меди необходимо около 400 мл. азотной кислоты. По мере химической реакции её сила расходуется и приходится подливать новые порции чтобы процесс не останавливался. В общем занимательная химия. Кислота понемногу растворяет корпус часов, а сверху неспешно собирается слой золотой плёнки.
Начали делать вакуумную фильтрацию через бумажные фильтры. Подкачали немного и налили целую воронку раствора. Жидкость покапала чуть-чуть и всё. Чем больше качаешь, тем хуже идёт фильтрация. Подключили к системе 100 литровый вакуумный насос. Кислота в колбе уже кипит полным ходом, а с воронки практически ничего не льется. Очень странные дела. С трудом отфильтровав первую порцию бульона выяснилось, что фильтр забивает какой-то серый порошок.
Говорю Серёге: мы это с тобой сто лет будем фильтровать, он такой погодь, жена что-то пишет, в общем мне пора собираться, мы же с тобой справились!? Да, справились...
Фильтровать литр раствора пришлось 30 дней и 30 ночей. Одна капля в день просачивалась через бумагу. В результате накопился целый стакан макулатуры с болотом. Вся эта муть, результат присутствия олова в растворе. Для подтверждения этого феномена растворил в азотной кислоте свинцово-оловянный припой для пайки. В результате химической реакции свинец растворится в кислоте, а олово превратится в оксид и осядет на дне стакана в виде белого порошка. Этот осадок появлялся везде, даже в профильтрованных ранее растворах.
История с вакуумным насосом закончилась тем, что колба однажды переполнилась и кислота пошла по шлангам. Первое что нужно сделать, это слить весь горюче-смазочный материал. Его больше нельзя использовать. Разбирать насос было лень, потому ограничился простой сменой масла.
Через месяц естественно он перестал держать вакуум, так как весь внутри поржавел. Пришлось отмывать все детали в ультразвуковой ванне, проводить механическую чистку узлов и механизмов. Не знаю из какого материала сделаны внутренности, но ржавеют они от малейшего дуновения ветра. В конечном результате операция прошла успешно и насос работает как часы.
И так мы выяснили, что присутствие в растворе кислоты припоя напрямую влияет на фильтрацию. Потому его желательно удалять перед началом аффинажа, особенно это актуально когда речь идет о телефонах и других подобных вещах. Сделаем растворитель припоя по методу Франсуа Пелье.
Для этого нам понадобится 100 мл дистиллированной воды, 25 мл азотки, 6 грамм лимонной кислоты и 0.5 грамма мочевины. Мочевину нужно растворить в небольшом количестве воды и подливать азотную кислоту до тех пор, пока не начнут образовываться кристаллы нитрата мочевины. Выливаем оставшиеся воду в стакан и растворяем кристаллы. Добавляем лимонную кислоту. Перемешиваем до полного растворения и вливаем в раствор остаток азотной кислоты.
Заливаем платы получившемся раствором. Не могу сказать с уверенностью как именно этот раствор избирательно растворяет припой, но точно знаю - он работает. Реакция идёт не спеша, весь процесс занимает пару тройку часов. На примере процессоров видно, что растворение идёт неравномерно из-за разной марки припоя на платах. Предположительно там где идёт растворение хуже, содержится серебро.
В первый раз мне показалось что процесс идет как-то медленно и я решил нагреть раствор. Это было напрасно! Милый растворитель припоя превратится в голубую суспензию, которая начала разъедать не только медь, а и паяльную маску на платах. Часть позолоты плавала в жидкости, а попытка ее профильтровать превратились в ад.
Теперь, когда припоя на платах нет их можно заливать азотной кислотой. Она растворит медные дорожки, а позолота, которая на них присутствовала останется плавать в растворе в виде фольги. Останется только процедить эту жижу и получить драгоценный фильтр. В процессе их было огромное количество, главное не перепутать где какой исходный материал содержится.
С мобильными телефонами и процессорами всё предельно просто, возвращаемся к банке в которой находится ассорти. Визуально видно что растворилось не всё, транзисторы валяются целые. Ножки и корпус от них выполнены из сплава никеля, который требует иного способа растворения. Подобный материал зачастую магнитный, и его легко отсортировать. Всё что пристало к магниту переработаем в растворе электролита и азотной кислоты в пропорции 4:1. По отдельности кислоты не реагируют, а вместе жрут никель как не в себя.
И так, на дне стакана всё растворилось. Обязательно промываем эту красоту водой. На некоторых микросхемах позолота не хотела отлипать, пришлось ей немного помочь. Из справочника драгоценных металлов можно узнать сколько всего интересного находится в одной микросхеме 530ЛА3. Видим золото в количестве 0,0148942 грамм. Выходит всего из 68 микросхем можно получить 1 грамм золота.
Насобирались у нас такие бумажки. В белой тарелке - позолота из мобильных телефонов. В синей - ножки от процессоров. Вольфрам из крестика не растворился, он такой, крепкий товарищ. В розовой тарелке находятся фильтры с припоем. Стоп, а зачем собирать пыль от припоя спросите вы? Дело в том, что при пайке происходит диффузия металла, позолоченные площадки и припой частично приникают друг в друга. Представляете сколько золотой пыли можно слить в унитаз, если не знать школьной программы химии 7 класса!?
Помещаем фильтр в кружку, смачиваем содержимое небольшим количеством воды и заливаем царскую водку. Классический рецепт этого напитка, соляная и азотная кислоты в пропорции 3 к 1. Нам она не подходит. Дело в том, чтобы запустить процесс растворения золота достаточно всего одной капли азотной кислоты на 20 мл соляной. Это пропорция 400 к 1 примерно.
В процессе этой реакции в растворе образуется хлоридный комплекс золота, моноксид азота и вода. Процесс длится до тех пор, пока в стакане не растворится весь металл. В данном случае выпарилась азотная кислота, добавляем еще каплю и возобновляем реакцию. Это просто пример, на самом деле пропорция царской водки 10 к 1 самое оно.
Зачем это нужно спросите вы? Всё очень просто. Дело в том, что перед осаждением золота излишки азотной кислоты нужно будет гасить карбамидом и чем меньше её будет, тем лучше.
Чтоб сделать реактив на золото, достаточно растворить пару грамм олова в 10 мл соляной кислоты. В результате реакции выделяется водород и образуется раствор хлорида олова 2, самое чувствительное вещество для проверки, выделения и распознания в растворе золота, палладия или платины. Чистое олово можно достать у деда на чердаке, оно обязательно должно хрустеть когда его гнешь руками. Припой для пайки без содержания канифоля внутри тоже сойдет, единственное, потом раствор нужно будет слить с осадка.
Возвращаемся к царской водке. Многие писали в инстаграмме, мол почему раствор то зеленый, то желтый!? При первом растворении это обычное явление. Фольга от мобильных телефонов окрашивает раствор в зеленый цвет, так как золото там не чистое а легированное примесями. Так же раствор может окрасится если к примеру в ножках от транзисторов остался никель. Получится темное болото, но из него без проблем можно осадить золото.
В определенный момент стало интересно в какой цвет окрашивают азотную кислоту различные металлы. В первый контейнер добавим медь, в следующие латунь, бронзу, чистое серебро, железный гвоздь и в последний стакан поместим муху. Как можно заметить первые три раствора вышли зеленого цвета. Это вызвано тем, что сразу после растворения металла в азотной кислоте в жидкой фазе присутствует диоксид азота, окрашивающий жидкость в желтый цвет. Это хорошо видно на примере серебра. Через пару часов он разложился и первые три стакана стали голубыми. Серебро стало прозрачным. В последней пробирке образовался желтый раствор с хлоридом мухи. Попробуем её восстановить гидразин гидратом. Капаем пару капель и вуаля, муха на глазах коагулируется в первоначальное состояния. Магия вне Хогвартса запрещена!
Отфильтрованный раствор царской водки содержит в себе остаточное количество азотной кислоты, которую необходимо погасить карбамидом. Процесс сопровождается активным шипением. Зачем нужна эта процедура? Бесполезно и бессмысленно восстанавливать металлическое золото из царской водки, если весь металл тут же растворится обратно в хлорид. Подсыпаем карбамид до тех пор, пока не прекратится шипение. Набираем в шприц гидразин гидрат. На отрытом воздухе он дымит как сатана. Добавляем его по одной капле и наблюдаем как происходит восстановление.
В результате, если раствор с золотом был без посторонних примесей, осадок скоогулируется в такие красивые шарики. Обязательно промываем их водой. Сразу скажу, что это идеальный пример осаждения перерастворенного несколько раз в царской водке чистого золота для получения 999 пробы. Если же в растворе присутствуют примеси, то осаждение может сопровождаться в виде самых разных аномалий.
Предсказать каким будет осадок из грязного раствора невозможно. К примеру если появилась так называемая золотая пенка - это хороший знак. Это явный признак того, что восстановленное металлическое золото точно скоогулируется в мелкие гранулы похожие на песок. В самых неприятных случаях восстановление проходит без слипания частиц и осадок выпадает мелкой пылью. Такой раствор несколько суток нужно отстаивать чтобы вся муть выпала на дно.
Если же после восстановления вы увидели, что раствор превратился в газировку, это явный признак того, что в нем осталась азотная кислота и царская водка начала обратно растворять металл. Через пару часов он ушел в раствор. Куда-то торопился и забыл присыпать сюда карбамид.
Когда осадки осядут, полученные растворы обязательно нужно проверить на наличие растворенного в кислоте золото хлоридом олова. Первые три образца дали негативную пробу, а последней стакан позитивную. Бумажка почернела. Чувствительность реактива на аурум по некоторым данным 0,1 г/л.
Один из растворов не помню чего, хоть с виду и золотой, но по факту в нем ничего интересного нет. Промытый в воде осадок необходимо высушить. Он как шкварки, в начале с виду большие, а потом ужимаються раз в 10. Так выглядит металлическое золото. В процессе не покидало чувство, что ты какой-то шеф повар. Только блюдо под конец выходи несъедобное.
В тарелках имеем металл, который можно спокойно плавить. Как видно некоторые осадки получились грязные, особенно напротив плат от мобильных телефонов. Предлагаю перед дальнейшей работой взвесить весь рыжий материал. Начнем с той банки в которую кинули всё подряд в самом начале фильма. Очень таки не плохо, 4.39 гр. Все остальное по весу как говорится мелочь, а приятно. Из припоя вышло 0.11 гр.
Как очистить грязный осадок? Можно его снова растворить в царской водке для дальнейшего переосаждения или же прокипятить в соляной кислоте. Она растворит большую часть примесей. Для особых гурманов, можно хорошо промыть осадок, раз 10 минимум, а потом прокипятить его еще в азотной кислоте и по окончанию так же промыть водой.
Высыпаем порошок в какую-нибудь бумажку и скручиваем в форме шишки. Дальше все по накатанной! Если имеем дело с большим количеством порошка, то шаг с бумажкой лучше пропустить и сделать из этого попкорна брикет с помощью шприца. Материал уплотнится и его легко будет плавить. Помещаем таблетку в тигель и отдаем тело огню.
Золотые слитки после плавки кипятим в лимонной кислоте, чтобы избавится от излишков буры. Самая большая из них блестит как у кота яйка. Вес металла как был 4.39 гр до плавки, так и остался. Примесей после первого осаждения там особо нет. Самая маленькая капля получилась с припоя. Она и весь остальной материал прошел двойное перерастворение, а изначальный вес после процедур немного уменьшился.
Как невооруженным взглядом распознать относительно чистое золото? Тут всё очень просто. Во первых поверхность металла должна иметь зеркально чистый блеск. Во вторых, это характерная кристаллизация металла в месте его усадки. Её будет видно как на крупных, так и на мелких каплях в 0.2 грамма.
Рентгенофлуоресцентный анализ показал вот такие результаты сегодняшней проделанной работы. Нужно ли очищать золото еще лучше это вопрос. Получить пробу 999 в домашних условиях не представляет особого труда.
После всех проделанных экспериментов на кухне скопилась целая куча разноцветных растворов. Выливать их в унитаз нельзя! В них может содержатся серебро! Для проверки нужно снять жидкость с осадка и залить в неё концентрированный раствор пищевой соли. Голубой раствор, который удалял припой с телефонов и процессоров побелел, а на дно выпали хлопья хлорида серебра. Дальше его нужно собрать, растворить в аммиаке и осадить гидразин гидратом. На эти скоогулированные куски драгоценного металла можно смотреть вечно. Дальше их промываем водой, сушим и сплавляем в каплю. Способов роботы с серебром существует целое множество, если под этим постом наберется больше одного лайка, сделаю отдельный пост.
Вес добытого из растворов серебра составил 0.2...0.27 грамм. Не плохо. Во всех остальных растворах ничего интересного не было. Первоначальный осадок из всех банок содержал в себе исключительно растворенный лак и всякий мусор.
Наверняка вы уже побежали искать старые дедовские часы на чердаке чтобы их растворить. Не спешите, сейчас самое время поговорить о технике безопасности!
В материал перед растворением обязательно нужно налить воду, а уж затем небольшими порциями добавлять кислоту. Если не придерживается этого простого правила, реакция может слегка выйти из под контроля и весь кисель пойдет через вверх. Для таких форс мажорных ситуаций рекомендую использовать стеклянную крышку от кастрюли для запекания, она не даст кислоте прожечь пол к соседям. Как-то раз выпаривая раствор царской водки, он на середине процедур вспенился и разбежался по всей плите. Если эта гадость попадёт на пальцы, то оставит синие следы, как будто шелковицу с дерева срывал. Если азотная кислота попадает на пальцы, верхний слой кожи желтеет и отмирает. Для нейтрализации действия кислот, место поражения своевременно необходимо вымочить в растворе пищевой соды.
Как конкретно действую кислоты на открытые участках кожи сейчас продемонстрирую на курице, капаю пару капель азотной кислоты и смотрим. Нанесение азотной кислоты практически сразу сморщивает кожу. Соляная кислота ведёт себя приблизительно так же. От электролита мгновенных видимых изменений не наблюдается, спустя несколько минут он слегка отбелил поверхность так же как гидразин гидрат. Раствор царской водки оставил после себя желтый потек.
Лидером этого наглядного эксперимента выступил электролит, которым миллионы автолюбителей заправляют свинцовые аккумуляторы. Он оставил самый большой химический ожог на мышечной ткани. В общем что хотел донести, при работе с кислотами обязательно пользуемся перчатками и защитными очками.
Для справки. Съемка этого выпуска планировалась завершится за один день, но как всегда процесс затянулся на два месяца. В создания ролика участвовало около 20 человек. Каждый помогал чем мог, кто информацией, кто материалом. Всем огромная благодарность! Хата за это время стала похожа на подпольную лабораторию производства амфетамина. Вытяжка под конец экспериментов разломалась на две части. Просто обвисла под собственным весом. Детальное рассмотрение поверхности алюминия показало, что пары кислоты разъели её в решето!
Весь инструмент, который лежал на подоконнике поржавел от кислотных паров. Всех припаркованных возле дома автомобилей ждала такая же участь. Пол под газетой, на которой лежали беззольные фильтры стал красного цвета. Паркетный лак аннигилировал. Стол нижнего подогрева превратился в старую рухлядь. Нужно будет отнести его на покраску.
Всё с чем соприкасалась кислота, пыталось превратится в золото, но не всему это удавалось. Пойду отмываться от реактивов и готовится к съемкам следующего захватывающего приключения. Вот так вот
