پالایش یا تصفیه نقره فرآیندی است که ناخالصیها و فلزات دیگر (مانند مس، سرب، و طلا) را از نقره خام یا آلیاژهای نقره جدا میکند تا به خلوص بالایی (معمولاً ۹۹.۹٪ تا ۹۹.۹۹۹٪) دست یابد. این فرآیندها بسته به منبع نقره (سنگ معدن یا بازیافتی) و خلوص مورد نظر متفاوت هستند.
مراحل اولیه پالایش نقره (ذوب و پیشتصفیه)
جمعآوری و آمادهسازی:
منابع: نقره خام از معادن (معمولاً محصول جانبی استخراج مس، سرب، روی یا طلا) یا نقره بازیافتی (از جواهرات قدیمی، ضایعات الکترونیکی، فیلمهای عکاسی).
ذوب اولیه: نقره و ضایعات جمعآوری شده در کورههای با دمای بالا (حدود 960 درجه سانتیگراد) ذوب میشوند تا به حالت مایع درآیند.
.
حذف ناخالصیهای اولیه (اسکیمینگ و قالکاری):
حذف سرب (قالکاری / Cupellation): یکی از روشهای باستانی و مؤثر برای حذف سرب و فلزات پایه. در این روش، آلیاژ نقره-سرب در یک بستر متخلخل حرارت داده میشود و هوا دمیده میشود. سرب و سایر فلزات پایه (مانند مس) اکسید شده و جذب بستر میشوند و نقره (و طلا) به صورت مذاب خالص باقی میماند.
فرآیند پارکز (Parkes Process): برای جداسازی نقره از مقادیر زیاد سرب استفاده میشود. در این روش، با افزودن روی، آلیاژ نقره-روی تشکیل شده و از سرب مایع جدا میشود، سپس روی از طریق تقطیر یا روشهای دیگر حذف میشود.
روشهای اصلی پالایش برای خلوص نهایی
برای رسیدن به خلوص نهایی بالا، دو روش اصلی هیدرومتالورژیکی (شیمیایی) و الکترولیتی وجود دارد
۱. روش شیمیایی (با استفاده از اسید نیتریک)
این روش برای تصفیه آلیاژهایی که درصد نقره بالایی دارند (به ویژه جداسازی نقره از طلا) بسیار رایج است:
انحلال: آلیاژ نقره (معروف به شمش دورِه یا Doré Bullion) توسط اسید نیتریک رقیق HNO₃ مورد حمله قرار میگیرد.
نقره و فلزات پایه (مانند مس، روی) در اسید حل شده و به شکل نیترات AgNO ₃ در میآیند.
طلا و فلزات گروه پلاتین (PGMs) حل نمیشوند و به صورت یک پودر جامد تیره (لجن) در کف ظرف باقی میمانند.
ترسیب نقره: برای بازیابی نقره از محلول نیترات نقره، معمولاً نمک خوراکی (کلرید سدیم، NaCl) یا اسید هیدروکلریک (HCL) به محلول اضافه میشود.
این کار باعث واکنش و ترسیب نقره به صورت کلرید نقره (AgCl) میشود که به شکل یک رسوب سفید سنگین است.
کلرید نقره از محلول فیلتر میشود و فلزات پایه در محلول باقی میمانند.
تبدیل کلرید نقره به فلز: رسوب AgCl میتواند مستقیماً ذوب شود (بازدهی ۷۵٪) یا برای افزایش خلوص بیشتر، به روشهای شیمیایی (مانند استفاده از پودر روی یا آهن) یا الکتریکی به فلز نقره تبدیل شده و سپس ذوب شود.
۲. روش الکترولیتی (برقکافت / الکترولیز)
این روش پیشرفتهترین و کارآمدترین راه برای تولید نقره با خلوص فوقالعاده بالا (99.99\% یا بیشتر) است و عمدتاً از دو روش موبیوس (Moebius) و توم-بالباخ (Thum-Balbach) استفاده میشود.
سلول الکترولیز: از یک سلول الکتروشیمیایی شامل آند (قطب مثبت)، کاتد (قطب منفی) و الکترولیت استفاده میشود.
آند (نقره ناخالص): نقرهای که تا حدی تصفیه شده است (مثل نقره دورِه با خلوص 98-99\%) در آند قرار میگیرد.
کاتد (صفحات تیتانیوم یا فولاد ضدزنگ): صفحاتی برای جمعآوری نقره خالص.
الکترولیت: محلول نیترات نقره AgNo3 حاوی مقداری اسید نیتریک.
محصول نهایی: بلورهای نقره خالص جمعآوری، شسته و سپس در کورههای القایی ذوب شده و به شکل شمش، گرانول یا ساچمههای نقره با خلوص 99.99\% ریخته میشوند.
