16779

Добыча драгоценных металлов из промышленных отходов

Научная статья

География, геология и геодезия

Добыча драгоценных металлов из промышленных отходов Сразу же хочу напомнить читателям об уголовной ответственности существующей на момент написания этих строк за самодеятельную добычу драгоценных металлов из промышленных отходов. Такое положение вещей не может дол

Русский

2013-06-25

66.5 KB

2 чел.

Добыча драгоценных металлов из промышленных отходов

Сразу же хочу напомнить читателям об уголовной ответственности, существующей на момент написания этих строк, за самодеятельную добычу драгоценных металлов из промышленных отходов. Такое положение вещей не может долго продолжаться, принцип: "Пусть лучше никому, чем кому-то" — порочен. Тем не менее, с Уголовным кодексом не поспоришь. Даже драгоценные металлы, утерянные десятки лет назад, не могут рассматриваться в статусе находки кладов, если они извлечены из отходов. Придется запастись терпением или выступить под эгидой государственного предприятия.

При современной технологии плавления золота учтены многие возможные варианты его потерь. Тем не менее, вот сообщение агентства ЮПИ, октябрь 1991 года: "Житель Филадельфии пожелал купить металлическую кровлю старенькой церквушки. Власти взяли с чудака всего четыре тысячи долларов. Но хитрец не прогадал: он добыл из жести восемь килограммов чистого золота. Дело в том, что по соседству находился монетный двор, из труб которого вместе с дымом вылетали частицы золота и осаждались на этой крыше".

Нынешнее местоположение монетных дворов и предприятий по сплавливанию золота в слитки разглашать не рекомендуется, поэтому я коснусь старинных аналогичных предприятий.

До 1990 года право переплавлять золото в очищенные слитки имели в Сибири и на Урале только золотосплавочные лаборатории. Впоследствии высочайшим дозволением было разрешено создавать мелкие приисковые золотоплавильни при обязательной их регистрации у горного исправника, так что документы о местоположении этих плавилен в архивах должны сохраниться.

Объемы переплавляемого в слитки металла в крупнейших золотосплавочных лабораториях (Томская, Иркутская и Екатеринбургская) в те времена не являлись государственной тайной, а публиковались в газетах. Вот, например, цифры, показывающие, сколько и где переплавлялось золота, добытого за 1899 год:

1. Томская золотосплавочная лаборатория — 339 пудов.
2. Иркутская золотосплавочная лаборатория — 1386 пудов.
3. Екатеринбургская золотосплавочная лаборатория — 641 пуд.

Из тех же сообщений видна разница между весом поступившего песка и полученного очищенного золота — эта цифра колеблется в пределах 1-2 %. Конечно, большая часть этих процентов относится к удаленным примесям, но при таких объемах работ можно себе представить, сколько же вылетело в трубу, в прямом смысле слова, золота вместе с дымом и раскаленным паром! Тогда же не шла речь об очистительных фильтрах — все летело по ветру, золото оседало где-то поблизости.

Конечно, это было очень давно, но почему не попробовать сопоставить природные факторы, исторические данные и реальные изменения местности вблизи бывшей золотосплавочной лаборатории? Затем, когда появится надежда на удачу, можно в предполагаемом месте оседания золотой пыли сделать несколько несложных количественных анализов на предмет концентрации золота в поверхностном слое, составить технологическую схему, исходя из материалов, с которыми придется иметь дело, и подключить какое-нибудь государственное учреждение или официальное лицо на основе выгодного для вас юридического договора

По-моему, здесь уместно будет упомянуть о биогеохимическом методе поиска золота как о наиболее приемлемом для обнаружения скопления мельчайшего золота, оседающего из выброса трубы золотоплавильни. Еще в прошлом веке заметили закономерность появления золота в золе деревьев при наличии его в грунте их произрастания. Я встречал сообщение на эту тему в "Вестнике золотопромышленности" за 1901 год. В современной монографии А. Л Ковалевской "Биогеохимические методы поисков золоторудных месторождений" даются практические советы и рекомендации по применению этого метода. Приведу лишь некоторые выдержки из этой работы. Основное преимущество данного метода — в том, что искателю-одиночке не понадобятся глубокие шурфы и канавы, чтобы взять пробу грунта, а можно просто на поверхности земли определить нахождение в почве драг-металла. Глубина определения — это глубина проникновения корневой системы; для мерзлотных грунтов она составляет 1-2 м, в лесной зоне рыхлых грунтов — от 2 до 10 м, а в степных и лесостепных зонах достигает 60 м. Золото накапливается не во всех растениях и не во всех его частях. Вот что пишет автор работы по этому поводу: "Значительное содержание золота по отношению к фоновому обнаружено в коре сосны, березы и лиственницы, в наземных частях бобовых и осоковых, а также в живой массе мохово-лишайниковых покровов. У деревьев на апробирование лучше всего брать верхнюю часть коркового слоя". Данный способ поиска золота особенно хорош тем, что золото в золе растений встречается лишь непосредственно над месторождением. Для поиска россыпного крупного золота биогеохимический метод непригоден: он применим лишь для тех случаев, когда золото находится в измельченном состоянии. Собранная зола растений подвергается традиционному спектрохимическому или нейтронно-активационному анализам. Масса пробы для первого случая берется 10-20 г, а для второго достаточно 0,1-0,3 г золы.

Если вам удастся получить в переработку кирпичную кладку трубы золотосплавочной лаборатории, или же вы отыщете место, куда были выброшены футеровочные кирпичи плавильной печи, считайте, что вы нашли полновесный клад. В этом случае, конечно не обойтись без заводского оборудования. Примером могут служить пловдивские медеплавильщики. Они переработали тысячу тонн старого огнеупорного кирпича, применяя метод флотации, и получили около 50 тонн меди, 90 кг серебра и 4 кг золота. Теперь подсчитайте приблизительно, сколько можно получить золота из футеровки золотоплавильных печей? Помоему, цифра получится ошеломляющая! Вполне возможно, что эта счастливая мысль уже приходила в чью-то светлую голову, и "кладовые" уже вычищены, но я думаю, что не везде это было сделано тщательно.

Давайте на время отвлечемся от поисков золота в промышленных отходах и поговорим о серебре — тем более, что оно встречается в этих самых отходах в сотни раз чаще золота.

Напомню, в общих чертах, физические и химические особенности серебра В чистом виде серебро — мягкий (по шкале Мооса — 2,5, по твердости оно занимает промежуточное положение между золотом и медью), ковкий металл характерно белого цвета с удельным весом 10,5, обладающий отличной теплопроводностью и исключительной электропроводностью, из-за чего его так любят в электронике. Температура плавления чистого серебра — 960,5°С. В виде расплава чистое серебро жадно поглощает кислород из воздуха, который при остывании начинает бурно выделяться, что приводит к вскипанию и разбрызгиванию металла. Серебряные сплавы значительно отличаются от чистого металла по своим физическим свойствам: так, например, у сплавов ниже температура плавления и больше твердость. Серебро химически активнее, чем золото, растворяется не только в "царской водке", но и в концентрированной серной и азотной кислотах. Серебро легко реагирует с сероводородом, особенно во влажной среде, покрываясь поверхностным "червленым серебром". Непосредственно с серой реагирует лишь при нагреве. Серебро реагирует с озоном, особенно в присутствии окислов железа. Так как в воздухе постоянно присутствует сероводород, то, как вы хорошо знаете, на воздухе серебро со временем темнеет. Хорошо это или плохо — решать вам. Безусловно, благородная патина изделия подчеркивает его старинное происхождение, но стандартную серебряную ложку вряд ли примут в ломбарде, если она — черного цвета, да и неудобно как-то. Привожу несколько способов очистки серебра, взятых из книги "Химия в быту" (М, 1958).

Сильно почерневшее серебро кипятят в следующем растворе:
винно-каменной кислоты — 1 весовая часть,
алюминиевых квасцов — 1 весовая часть,
соли поваренной — 10 весовых частей,
воды — до 100 весовых частей.

Потускневшее серебро промывают 1%-м мыльным раствором, затем, не давая изделию высохнуть, протирают его 20%-м раствором гипосульфита натрия. Полировать серебро лучше всего смесью растворенного мыла и мела, замешанной тщательно до консистенции густой сметаны, в пропорции исходных материалов 1:1.

Исходным продуктом для получения всех соединений серебра является азотнокислое серебро, широко известное под названием ляпис. Ляпис отменно растворяется в воде и в спирте, не гигроскопичен, быстро расщепляется под воздействием света, восстанавливаясь до металлического серебра. Вот такие краткие сведения вам обязательно пригодятся при поисках серебра во вторсырье. Теперь посмотрим, где нам его искать.

Вот, к примеру, взять фотоматериалы. Фотографическая бумага содержит от 1 до 3,7 г/м2, фотопластинки содержат серебра от 4 до (!) 510 г/м2, фотопленка — 2,5-9,5 г/м2, рентгеновская пленка — 10-50 г/м2.

В обработанных фотоматериалах серебра, конечно же, меньше, оно частично уходит в раствор фиксажа, поэтому сразу же приведу примеры выделения серебра из отработанного раствора гипосульфита. Небольшая заметка из журнала "Юный техник" (№ 11 за 1959 г.) показалась мне занимательной с информативной точки зрения, поэтому приведу ее достаточно полный текст:

 

"Серебряные рудники" — в отходах.

Отработанный фиксажный раствор имеет следующую химическую формулу: Na2[Ag(S2О3)3]. Если смешать равные количества фиксажа и раствора сернистого натрия (5-6 г Na2S на 1 л воды), произойдет реакция, в результате которой в осадок выпадет сернистое серебро. Смешайте высушенный осадок с железными опилками и кальцинированной содой. Расплавьте смесь в тигле — получите черновое металлическое серебро".

"...техническая мысль повела борьбу с неразумными потерями. Аппараты "М-1" и более совершенные "М-2", созданные инженерами завода ВДМ, уже работают в десятках фотолабораторий, где скапливаются большие количества фиксажного раствора.

Что же представляет собой аппарат "М-1"?
В верхней его части находится ванна, сделанная из винипласта — пластмассы, не взаимодействующей с активными химическими веществами. Ванна разделена на две неравные части. В большую наливают отработанный фиксажный раствор, в меньшую — раствор сернистого натрия. Можно применять также раствор формалина либо гидросульфита натрия (Na
2S2O4 x 2H2O). Выгоднее всего пользоваться первым реагентом, так как он наиболее дешев, доступен и полностью "высаживает" из раствора металл.

Нажимается рукоятка на аппарате, и оба раствора поступают в смесительное устройство, где начинается выделение серебра. Процесс длится полтора-два часа. Реакцию ускоряют подогревом до температуры 65-70°С. Осадок, напоминающий пасту, переходит в бункер аппарата. Раствор гидросульфита, освобожденный от серебра, уходит через штуцер".

Вот еще несколько способов выделения серебра из отработанного фиксажа:

— К 1 л отработанного фиксирующего раствора добавляется 5 г гидросульфита натрия или 2 г боргидрида натрия, 10 г безводной соды или щелочи. Раствор интенсивно перемешивают и через 12 часов сливают с черного густого осадка металлического серебра, который отфильтровывают и сушат.

— Отработанный фиксаж подкисляют серной кислотой, а затем добавляют в него цинковые опилки или стружки, из расчета 2 г цинка на 1 г серебра. Смесь энергично перемешивают. После того как раствор станет прозрачным, его сливают с осадка; осадок фильтруют и сушат.

— К отработанному фиксажу добавляется отработанный гидрохиноновый, метилгидрохиноновый или фенидонгидрохиноновый проявитель в пропорции 1:1, затем все интенсивно перемешивают. Отстаивают в течение суток и сливают раствор с осадка.

 

Со стеклянных фотопластинок снимается эмульсионный слой в горячем содовом растворе, прочие фотоматериалы сжигаются в фарфоровой посуде. Правда, при сжигании часть серебра будет улетучиваться с дымом. Для уменьшения потерь фотоматериалы лучше всего сжигать тлеющим огнем или же извлечь серебро гипосульфитом натрия.

Зеркальный бой и елочные игрушки также содержат большое количество серебра: зеркала — от 3 до 7 г/м2, игрушки — от 0,2 до 0,5% от массы осколков. Для снятия серебросодержащего слоя с зеркального боя его помещают в кислотоустойчивую емкость, заливают горячим раствором соляной кислоты и подвергают механической обработке: проще говоря, ворошат до полного отделения серебросодержащего слоя от стекла. В промышленности для этой цели применяют вращающийся барабан.

Для восстановления серебра из золы фотоматериалов вам понадобится муфельная печь и термостойкие тигли, способные выдержать тысячеградусную температуру. Зола тщательно перемешивается с содой и битым стеклом в следующих соотношениях: 30% золы, 65% двууглекислого натрия и 5% битого стекла. Составленная таким образом шихта спекается при температуре 1200°С. Расплав выливают в чугунную изложницу, смазанную порошком окиси железа. Можно остудить расплав и в тигле, но потом его придется разбивать, а на дне у вас окажется слиток чистого серебра.

А вот методика выделения серебра из серебряно-медного сплава, описанная в 20-м томе "Технической энциклопедии", изданной в 1935 году: изделие растворяют в азотной кислоте, добавляют соляную кислоту, осажденное хлористое серебро промывают водой и восстанавливают из него металлическое серебро через взаимодействие с цинком и разбавленной серной или соляной кислотой.

Другой метод очень подробно был описан в журнале "Сделай сам" (№ 4 за 1990 г.). Он состоит в следующем:

Серебросодержащее изделие тщательно очищается от окислов и отмывается сначала теплым щелочным раствором, а затем — обычной водой. После этого изделие заливают 10%-й азотной кислотой до полного его растворения. В растворе, таким образом, находится смесь солей серебра и меди. Раствор выпаривают, а полученный порошок прокаливают в фарфоровой чашке, в результате чего нитрат меди переходит в нерастворимую окись меди. Завершение этого процесса определяется по прекращению выделения с поверхности расплава пузырьков весьма едкого газа. Теперь расплав остужают и растворяют в 2-х частях дистиллированной воды; прозрачный раствор, содержащий чистый нитрат серебра, снимают с осадка,— ну, а как восстановить из солей металлическое серебро, мы с вами уже обсуждали. В описанном процессе встречаются некоторые сложности, как-то: манипуляции с азотной кислотой, ядовитыми летучими соединениями и выпаривание больших объемов растворов. Впрочем, такие проблемы легко разрешаются в лабораторных условиях.

Серебряные покрытия (в том числе и наносимые химическим путем) и сплавы серебра на основах из меди, нейзильбера, латуни, томпака, мельхиора и стали снимают в смеси концентрированных серной и азотной кислот с соотношением объемов 19:1 при температуре 40-60°С. Раствор предохраняют от разбавления и регулярно корректируют его азотной кислотой, которая используется в процессе растворения покрытия.

Серебро с поверхности меди и ее сплавов удаляют и анодной обработкой в растворе состава, %:

Серная кислота H2SO4 (плотность 1,84 г/см3) - 91
Натрий азотнокислый (нитрат натрия) NaNO
2 - 3

при температуре 20-50°С и напряжении источника постоянного тока 2-3 В. В качестве катодов применяют свинец. Снятие серебра с деталей малой толщины покрытия обычно проводят при температуре 40-50°С в растворе состава, г/л:

Йодистый калий KI - 250
Йод металлический I
2 - 7

Сплав серебра и сурьмы с таких же деталей удаляют в растворе состава, г/л:

Йодистый калий KI - 250
Йод металлический I
2 - 7,5
Кислота азотная HNO
2 (плотность 1,41 г/см3) - 150 мл/л

Теперь поговорим об извлечении драгметаллов из выброшенных радиодеталей. В еженедельнике "АиФ" была статья об одной фабрике в Италии, перерабатывающей вторичное сырье из элементов счетной техники, отходов военной промышленности и прочей электроники. В год эта фабрика добывает до 80 тонн золота, что, в свою очередь, соответствует годовой добыче золота Колумбии, Чили и Венесуэлы, вместе взятых. Можно представить, как обстояло дело в бывшем Союзе, где не жалели ничего для родного военно-промышленного комплекса.

Вот как, например, используют это богатство предприимчивые люди из Латвии:

"По самым скромным подсчетам, объем годовой добычи золота в Латвии составляет 2400 кг. Ясное дело, его здесь никто не копает и не намывает. Нелегальные старательские артели с помощью упорного труда и сравнительно дешевых и доступных химических реактивов получают золото и платину из радиодеталей. Добыча грамма золота обходится старателям не дороже 20 центов, а продают этот грамм не менее, чем за 10 американских долларов. И возможности такого золотого "промысла " в республике пока безграничны. Изничтожать все радиодетали с обанкротившихся радиозаводов Латвии предстоит еще долго. "Если бы я мог собрать все радиодетали, которые валяются на одной только энской свалке, я бы давно купил себе остров на Багамах",— трезво оценивает один старатель "золотой запас" республики.

Сам старательский процесс несложен и недорог. С большим трудом мне удалось найти опытного электронщика, который согласился прокомментировать эту тему, да и то просил не упоминать его имени. Потом поработал ножницами и ручкой наш уважаемый юрист-консультант; к тому же, что осталось, я и хочу привлечь ваше внимание:

"Позвольте мне рассказать о "месторождениях", порожденных сколь часто ругаемыми, столь же часто с тоской вспоминаемыми временами застоя. Только сейчас наше государство решилось опубликовать данные по добыче золота и его расходованию. Не будем дискутировать на эту тему, а оттолкнемся от публикуемых цифр — на технические нужды в последнее время ежегодно расходовалось 900-1000 тонн золота. Я думаю, сейчас очень трудно выяснить структуру расходов, но, по аналогии с другими странами, значительную часть металла потребляет электроника. Теперь — несколько слов о том, как расходовалось это золото.

Я достаточно долго проработал разработчиком электронных схем, и хочу приоткрыть завесу над "секретами" плановой экономики прошедших лет. Получая заказ на разработку того или иного устройства, я обязан был, согласно жестким нормативам, подать заявку на комплектующие изделия за полтора года до начала его выпуска. Тут надо учесть, что об изделии к этому времени я имел лишь весьма общие представления. Этап макетирования был отменен из экономических соображений, да, кроме того, никто нигде не ограничивал количество средств, а наоборот — чем больше потрачено, тем лучше. Поэтому я включал в заявку все, что может пригодиться, взяв при этом поправку на технический прогресс. Затем пускалась в ход великая государственная плановая машина, и через 2-3 года в цех, вместе с моими схемами, поступали груды радиодеталей — конечно, там было не все, что нужно. Потом приходилось доставать особо дефицитные детали, при этом выдавалась так называемая дополнительная нагрузка — детали, которые вообще никому не нужны на данном производстве. Из моря нереализованных деталей многие содержали драгоценные металлы, а из тех, что были помечены цифрой 2, стоящей перед типом изделия, большинство содержало золото: микросхемы — от тысячных до сотых долей грамма, транзисторы — от сотых до десятых долей грамма, мощные радиолампы (ГМИ и т. д.) — до граммов.

Более точные данные в настоящее время приводить рискованно, так как не все существующие инструкции отменены, и не со всех справочников снят гриф "Для служебного пользования", но дотошный читатель, мало-мальски сведущий в электронике, вполне может законными путями выяснить название нужных деталей.

Так какова же дальнейшая судьба этой массы меди, кремния, германия, палладия, серебра и золота? Стоимость их, естественно, включалась в цену изделия, а неизрасходованные детали списывались и юридически прекращали свое существование. Рачительные снабженцы их аккуратно складировали, но... Дело в том, что каждые полгода на складах проводились ревизии, и проводились, не в пример нынешним, очень строго, с проверяющими из серьезных организаций, в присутствии представителя заказчика — тут, не дай Бог, найдут "мертвые души" — т. е. списанные детали. "Несуны" не могли реализовать неликвиды на "черном рынке" — компетентные органы без труда вычислили бы расхитителей народного добра по серии и году выпуска деталей. Основная масса списанных деталей шла под пресс. После пресса тоже не все так просто: выкинуть на простую свалку нельзя — тут могут пришить не только разбазаривание государственного добра, но и "раскрытие специфики предприятия".

Существует масса различных свалок, куда прятались "отходы". Вот о свалке немного и поговорим. Как и в природных россыпях, свалки постоянно обогащаются. Более активные металлы разрушаются и способствуют разрушению окружающей органики, легкий грунт смывается дождями, а спрессованные детали как бы растут из земли. Конечно, больше всего в этих захоронениях меди, и по ярким зеленым окислам на свалке можно без труда отыскать этот ценный металл. Не буду приводить навязшие у всех на зубах, истории с кражами цветных металлов (в частности, меди) и о перепродаже их за границу; здесь же тонны бесхозной меди валяются буквально под ногами.

Только убедительно прошу соблюдать строгие меры предосторожности: на такие свалки свозились не только драгоценные металлы. Нелишне иметь при себе резиновые перчатки и дозиметр, и уж, конечно, обязательно потом чисто вымыть руки, обувь и постирать одежду".

Могу лишь добавить короткую справку по материалам справочника "Пробирование и анализ благородных металлов" под редакцией Н. Ф. Барышникова (М.: Металлургия, 1978). Всего сплавов, содержащих драгоценные металлы и применяемых в промышленности — более пятисот. К ним относятся металлокерамические сплавы,, баббиты, припойные сплавы (Ag-Al), из сплавов на моно-, би- и триметаллической основе изготавливают электроконтакты, детали слаботочной аппаратуры, постоянные магниты (Pt-Fe, Pt-Co), батареи элементов и мембраны (Ag-Zn, Cd-Ag), катализаторы (P-Pb, Pt-Ph, Pt-Re), аноды (Pt-Ti, Ag-Pb-Sn), филерные электронагреватели и иглы к ним для изготовления стекловолокна (Pt-Ph), фильтры для изготовления вискозного шелка (Pt-Au, Pt-Rh, Pt-Pb), микроэлементы для полупроводниковых приборов (Au-Sb, Au-As, Au-Jn-Ge, Au-Si). Это перечисление не претендует на звание перечня: подробный перечень состоял бы из десятков страниц, это просто пример широчайшего применения драгоценных металлов в науке и технике.

При таком разнообразии применения драгметаллов в различных сочетаниях с другими материалами наивно было бы полагать, что существует один-единственный способ извлечения драгметаллов. Самое радикальное — привлечь к работам нужных специалистов, обладающих опытом и нужными сведениями. Если же такового специалиста под рукой не оказалось, нужно обратиться к специальной литературе.

Рекомендую почитать книгу Н. Ф. Мелашенко "Гальванические покрытия благородными металлами".


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

63179. Юридична відповідальність. Особливості юридичної відповідальності неповнолітніх 23.96 KB
  Розкрити зміст понять юридичної відповідальності крайньої необхідності необхідної оборони; ознайомити з видами юридичної відповідальності та конституційними принципами юридичної відповідальності...
63180. Правомірна поведінка і правопорушення 27.83 KB
  Мета: розкрити поняття правомірна поведінка правопорушення юридична відповідальність; навчити учнів користуватися правовою термінологією застосовувати отримані знання в подальшому житті...
63182. Перші землероби та скотарі на території України 21.74 KB
  План зразок 1 Коли на території України існувала найдавніша цивілізація 2 Чому відкрита вченими культура була названа трипільською і 3 Які заняття були головними в трипільців и 4 Якими знаряддями праці вони користувалися...
63183. ТЕМАТИЧНЕ ОЦІНЮВАННЯ ЗА ТЕМОЮ «ВИНИКНЕННЯ ТА РОЗВИТОК КИЇВСЬКОЇ РУСІ» 19.09 KB
  У 907 році київський князь Олег згідно з легендою літопису повісив на воротах Константинополя свій щит. а показати жителям міста свою приязнь до них; б підкреслити: Візантія віднині під владою Олега; в символічно засвідчити перемогу Київського князя над містом.
63185. Культура та вірування людей за первісних часів 23.4 KB
  Мета: ознайомити учнів із розвитком знань мистецтва та релігійних вірувань перших людей; показати прикладний характер знань давньої людини звязок релігійних уявлень із господарською діяльністю наших предків.
63187. Узагальнення матеріалу з теми «Життя людей за первісних часів» 21.58 KB
  Після цього уроку учні зможуть: називати основні поняття із якими ознайомилися впродовж вивчення теми; називати хронологічні межі палеоліту неоліту енеоліту та бронзового віку основні заняття людей за різних періодів первісного суспільства...