Czym jest rafinacja metali szlachetnych?

Alokacja kapitału w metale szlachetne od dawna cieszy się zaufaniem inwestorów na całym świecie. Metale lokacyjne takie jak złoto, srebro, platyna i pallad są najczęściej wybieranymi surowcami. Można je zakupić w formie gotowych sztabek lub monet bulionowych, warto jednak pamiętać, że istnieje też alternatywna metoda pozyskiwania czystego kruszcu – przez rafinację metali, w których posiadaniu już jesteśmy. Opcja ta jest atrakcyjna również z punktu widzenia harmonijnego wykorzystywania i gospodarowania zasobami złóż naturalnych metali szlachetnych, co ma dobroczynny wpływ na całą planetę.

Rafinacja – o co w tym chodzi?

Metale są często mieszane i stapiane razem, w wyniku czego powstaje tzw. stop metali. Stopy są wytwarzane, ponieważ połączone właściwości różnych metali oferują lepszą jakość dla danego wyrobu. Najlepszy będzie tu przykład biżuterii – złoto, które w czystej formie jest surowcem bardzo miękkim i plastycznym jest mieszane np. z niklem lub cyną, aby uzyskać stop o pożądanej twardości, wytrzymałości i kolorze. Dzięki temu biżuteria jest w stanie przetrwać setki lat. Typowe stopy jubilerskie obejmują złoto-srebro, złoto-miedź i złoto-srebro-miedź.

Rafinacja metali szlachetnych jest odwróceniem tego procesu i polega na oddzieleniu stopu metali szlachetnych (złota, srebra etc.) od stopu innych materiałów metalicznych. Wyodrębnione w ten sposób metale mogą zostać wprowadzone do ponownego obiegu przemysłowego i produkcyjnego, stąd najłatwiej jest myśleć o rafinacji metali szlachetnych jako o metodzie recyklingu.

Na czym polega proces chemiczny rafinacji?

Pierwszym etapem w rafinacji jest analiza metali, które są poddawane procesowi. Urządzenie, które dokonuje analizy nazywane jest spektrometrem. Wyniki analizy ukazują ilość wszystkich obecnych metali w danym przedmiocie.

Sam proces rafinacji metali szlachetnych jest dość skomplikowany i w większości przypadków wymaga nadzoru profesjonalnego rafinatora metali. Najbardziej powszechną procedurą wyodrębniania metali szlachetnych jest proces chemiczny zwany hydrolizą.

W hydrolizie produkty zawierające metale szlachetne są rozpuszczane w roztworze wodnym (składającym się z kwasu chlorowodorowego i kwasu azotowego) lub w roztworze kwasu chlorowodorowego i chloru. Następnie niektóre metale mogą być wytrącane lub redukowane bezpośrednio za pomocą soli, gazu, związków organicznych lub hydratów nitrowych.  Przechodzą one przez kolejne etapy oczyszczania lub są rekrystalizowane. Metale szlachetne są oddzielane od soli metali przez kalcynację. Inne materiały metalicznie szlachetne są najpierw hydrolizowane, a następnie procesowane termicznie.

Wynikiem końcowym rafinacji jest wyodrębniony metal szlachetny w postaci granulatu, czyli okrągłych, nieregularnych bryłek, przypominających samorodki złota i srebra, występujące naturalnie w przyrodzie.

Rafinacja złota

Kopalnie złota przetwarzają rudę przy użyciu różnych technik w celu wytworzenia stopu składającego się głównie ze złota i srebra. Pozyskany w ten sposób stop podlega dwóm głównym metodom rafinacji, które mają na celu wyodrębnienie czystego złota: są to procesy Millera i Wohlwilla.

Proces Millera wykorzystuje gazowy chlor do ekstrakcji zanieczyszczeń, gdy złoto znajduje się w temperaturze topnienia (1064,4°C); zanieczyszczenia oddzielają się na powierzchni stopionego, oczyszczonego złota w postaci warstw. Proces Millera jest szybki i prosty, ale daje złoto o czystości tylko 99,5%.

Proces Wohlwilla zwiększa czystość do około 99,99% poprzez elektrolizę. W tym procesie, odlew nieczystego złota jest opuszczany do roztworu elektrolitu składającego się z kwasu solnego i chlorku złota. Pod wpływem pola elektrycznego, odlew działa jak dodatnio naładowana elektroda lub anoda. Anoda rozpuszcza się, a zanieczyszczenia albo przechodzą do roztworu, albo opadają na dno zbiornika elektrorafinacji w postaci nierozpuszczalnego szlamu. Złoto wędruje do ujemnie naładowanej elektrody zwanej katodą, gdzie jest przywracane do stanu metalicznego o wysokiej czystości.

Rafinacja srebra

Proces rafinacji srebra rozpoczyna się od rozpuszczenia stopu w stężonym kwasie azotowym. Proces ten zachodzi stosunkowo szybko, ponieważ jest reakcją egzotermiczną, można go jednak przyspieszyć poprzez podgrzewanie stopu w odpowiednio do tego przystosowanym naczyniu. Gdy stop się zupełnie rozpuści, na dnie naczynia pozostanie osad, który należy zbadać pod kątem zawartości srebra, a płynny stop przelewa się do następnego naczynia, gdzie rozcieńcza się go ciepłą wodą, uzyskując w ten sposób osad siarczanu srebra. Z powstałej w ten sposób „papki” wydziela się czysty metal. Otrzymany materiał oczyszcza się wodą z kwasem solnym oraz topi w specjalnym grafitowym tyglu.

Odzyskiwanie metali szlachetnych z elektroniki

Metale szlachetne są szeroko stosowane w wielu dziedzinach przemysłu ze względu na ich doskonałą odporność na korozję, dobre przewodnictwo elektryczne i wysoką aktywność katalityczną. Złoto, srebro, platyna i pallad są głównie używane do produkcji różnych komponentów i części elektronicznych. Ponieważ rezerwy metali szlachetnych są niewystarczające w stosunku do ich globalnej produkcji, przetwarzanie gotowych produktów wycofanych z eksploatacji stało się znaczącym źródłem wtórnego pozyskiwania metali szlachetnych. Metodę tę nazwano górnictwem miejskim (urban mining). Wśród przetwarzanych produktów są przede wszystkim odpady elektroniczne (e-odpady, takie jak np. telefony komórkowe) i zużyte katalizatory – stanowią one bowiem ponad 90% użycia metali szlachetnych w przemyśle. Górnictwo miejskie jest proekologiczne i w wielu krajach na świecie zyskuje na coraz większej popularności.

Ciekawostka: recykling złota i srebra z telefonów komórkowych w okresie 2017-2021 posłużył do wybicia medali na Igrzyska Olimpijskie 2020, które odbyły się w Tokio.

Sztabki i monety z domowego zaplecza

Jak zostało wspomniane wyżej, odzyskane w procesie rafinacji złoto i srebro nadają się do ponownego użytku i mogą zostać wykorzystane do wyprodukowania sztabki lub monety bulionowej o najwyższej czystości zawartego kruszcu. Firma 79Element, która od ponad dekady prowadzi na rodzimym rynku skup tzw. złomu metali szlachetnych, poza usługą rafinacji oferuje również usługę przetopienia odzyskanego kruszcu w wybraną przez Ciebie formę srebra lub złota inwestycyjnego. Jest to nowoczesna i ekonomicznie atrakcyjna oferta wzbogacenia swoich zasobów w wyroby, które są uważane za niezawodny magazyn przechowywania wartości, szczególnie w obliczu rosnącej obecnie inflacji.