வெள்ளியின் (Ag) உலோகவியல் மற்றும் தொழில்துறை பிரித்தெடுத்தல்

இயற்கையான இருப்பு மற்றும் முக்கிய தாதுக்கள்

வெள்ளி ஒரு இடைநிலை உலோகம், சிறந்த மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறனுக்காக அறியப்படுகிறது. இது இயற்கையாகவும் மற்றும் கூட்டு நிலைகளிலும் காணப்படுகிறது.

இயற்கையான வெள்ளி

• சிறு செதில்கள், கம்பிகள் அல்லது துகள்களாகக் காணப்படுகிறது. பெரும்பாலும் தங்கம் (எலக்ட்ரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது), தாமிரம் அல்லது பிற உலோகங்களுடன் கலந்த கலவையாக உள்ளது.

முக்கிய தாதுக்கள்

வெள்ளி பெரும்பாலும் சல்பைட் தாதுக்களில் காணப்படுகிறது, இவை பெரும்பாலும் காரீயம், தாமிரம் மற்றும் துத்தநாகம் தாதுக்களுடன் இணைந்துள்ளன.

• அர்ஜென்டைட் (சில்வர் கிளான்ஸ்): Ag₂S (மிக முக்கியமான தாது)
• ஹார்ன் சில்வர்: AgCl (செரார்ஜிரைட்)
• பைரார்ஜிரைட் (அடர் சிவப்பு வெள்ளி தாது): Ag₃SbS₃
• ப்ரௌஸ்டைட் (லேசான சிவப்பு வெள்ளி தாது): Ag₃AsS₃
• ஸ்டெஃபானைட் (உடையும் வெள்ளி தாது): Ag₅SbS₄
• பாலிபேசைட்: (Ag,Cu)₁₆Sb₂S₁₁

காரீயம், தாமிரம் மற்றும் துத்தநாகம் பிரித்தெடுக்கும் போது வெள்ளி ஒரு துணைப் பொருளாகவும் கிடைக்கிறது.

தாதுவைச் செறிவூட்டுதல்

சல்பைட் தாதுக்களிலிருந்து (அர்ஜென்டைட் போன்றவை) வெள்ளியைச் செறிவூட்டுவதற்கும், ஆரம்பத்தில் பிரித்தெடுப்பதற்கும் முதன்மையான முறை மாக்ஆர்தர்-ஃபாரஸ்ட் சயனைடு செயல்முறை ஆகும், இது ஒரு வகை நீர்-உலோகவியல் ஆகும். இந்த செயல்முறை குறைந்த தர வெள்ளி தாதுக்களுக்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

மாக்ஆர்தர்-ஃபாரஸ்ட் சயனைடு செயல்முறை

இந்த முறையில், நுண்ணிய தூளாக்கப்பட்ட தாதுவை காற்று (ஆக்ஸிஜன்) முன்னிலையில் சோடியம் சயனைடு (NaCN) அல்லது பொட்டாசியம் சயனைடு (KCN) ஒரு நீர்த்த கரைசலுடன் கசிதல் (leaching) செய்யப்படுகிறது.

1. வெள்ளி சல்பைட் தாதுவைக் கசிதல்: வெள்ளி சல்பைட், சோடியம் சயனைடுடன் வினைபுரிந்து கரையக்கூடிய டைசயனோஅர்ஜென்டேட்(I) அணைவுச் சேர்மத்தை உருவாக்குகிறது. Ag₂S(s) + 4NaCN(aq) ⇌ 2Na[Ag(CN)₂](aq) + Na₂S(aq)

2. சோடியம் சல்பைடை நீக்குதல்: சோடியம் சல்பைடு (Na₂S) இருப்பு சமநிலையை மாற்றுவதன் மூலம் வினைக்கு இடையூறாக இருக்கலாம். இது பொதுவாக காற்றுடன் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலமோ அல்லது காரீய உப்புகள் அல்லது துத்தநாக ஆக்ஸைடுடன் வீழ்படிவாக்குவதன் மூலமோ நீக்கப்படுகிறது.

   • காற்றுடன் ஆக்சிஜனேற்றம்: 2Na₂S(aq) + 2O₂(g) + 2H₂O(l) → 2Na₂SO₄(aq) + 4H⁺(aq)
   • துத்தநாக ஆக்ஸைடுடன் வீழ்படிவாக்குதல்: Na₂S(aq) + ZnO(s) + H₂O(l) → Na₂ZnO₂(aq) + H₂S(g)

இந்த கசிதல் படி, வெள்ளியை ஒரு கரைசலில் திறம்பட செறிவூட்டி, அதைப் பயனற்ற பொருட்களிலிருந்து பிரிக்கிறது.

கச்சா உலோகமாக ஒடுக்குதல்

சயனைடு கரைசலில் உள்ள வெள்ளியின் கரையக்கூடிய அணைவிலிருந்து, அதிக நேர்மின் தகுதி கொண்ட உலோகம், பொதுவாக துத்தநாகத்தால் (துத்தநாகத் தூள் வீழ்படிவாக்குதல்) இடப்பெயர்ச்சி செய்யப்பட்டு வெள்ளி ஒடுக்கப்படுகிறது.

துத்தநாக இடப்பெயர்ச்சி முறை

நுண்ணிய தூளாக்கப்பட்ட துத்தநாகம், வெள்ளி கொண்ட சயனைடு கரைசலில் சேர்க்கப்படுகிறது. துத்தநாகம் வெள்ளியை விட அதிக வினைத்திறன் கொண்டது மற்றும் அதன் அணைவிலிருந்து வெள்ளியை இடப்பெயர்ச்சி செய்து, Ag⁺ ஐ Ag ஆக ஒடுக்குகிறது.

1. வெள்ளியை வீழ்படிவாக்குதல்: 2Na[Ag(CN)₂](aq) + Zn(s) → Na₂[Zn(CN)₄](aq) + 2Ag(s) வெள்ளி ஒரு கருப்பு கசடாக வீழ்படிவாகிறது, பின்னர் அது வடிகட்டப்பட்டு, கழுவப்பட்டு உலர்த்தப்படுகிறது. இந்த வீழ்படிவு கச்சா வெள்ளி ஆகும், இது பெரும்பாலும் மீதமுள்ள துத்தநாகம் மற்றும் பிற அசுத்தங்களைக் கொண்டிருக்கும்.

தூய்மைப்படுத்துதல் மற்றும் சுத்திகரிப்பு

சயனைடு செயல்முறையிலிருந்து அல்லது பிற உலோகவியல் செயல்பாடுகளிலிருந்து (எ.கா., காரீயத்திலிருந்து வெள்ளியை நீக்கும் பார்க்க்ஸ் செயல்முறை) பெறப்படும் கச்சா வெள்ளி, அதிக தூய்மையை அடைய மேலும் சுத்திகரிப்பு செய்யப்பட வேண்டும்.

1. கியூபெல்லேஷன் (Cupellation)

இது ஒரு பழங்கால வெப்ப-உலோகவியல் செயல்முறையாகும், இது அரிய உலோகங்களை (வெள்ளி மற்றும் தங்கம் போன்றவை) அவற்றின் கலப்புலோகங்களில் உள்ள அடிமட்ட உலோகங்களிலிருந்து (காரீயம், தாமிரம், துத்தநாகம் போன்றவை) பிரிக்கப் பயன்படுகிறது.

• செயல்முறை: கச்சா வெள்ளி (அடிக்கடி காரீயம் கொண்டது) எலும்புச் சாம்பல் அல்லது சிமெண்டால் செய்யப்பட்ட, கியூபெல் எனப்படும் ஒரு ஆழமற்ற நுண்ணிய சிலுவையில், ஆக்சிஜனேற்றச் சூழல் கொண்ட உலையில் சூடுபடுத்தப்படுகிறது.
• வினைகள்: அடிமட்ட உலோகங்கள் ஆக்சிஜனேற்றமடைகின்றன, அவற்றின் ஆக்ஸைடுகள் கியூபெலால் உறிஞ்சப்படுகின்றன (எ.கா., PbO உறிஞ்சப்படுகிறது) அல்லது ஆவியாகின்றன (எ.கா., ZnO). 2Pb(s) + O₂(g) → 2PbO(s) 2Cu(s) + O₂(g) → 2CuO(s)
• விளைவு: அரிய வெள்ளி (மற்றும் தங்கம்) ஆக்சிஜனேற்றமடையாமல், உருகிய மணிகள் போல “தூய வெள்ளி” என்று அழைக்கப்பட்டு, கியூபெலின் மீது இருக்கும். கியூபெல்லேஷன் முடிவில் ஏற்படும் தனித்துவமான “மின்னல்” (flash) காரீய ஆக்ஸைடின் கடைசி தடயங்கள் நீக்கப்பட்டதைக் குறிக்கிறது.

2. மின்னாற்பகுப்பு சுத்திகரிப்பு

அதிக தூய்மையான வெள்ளிக்கு (99.99% வரை), மின்னாற்பகுப்பு சுத்திகரிப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த செயல்முறை தாமிர சுத்திகரிப்புக்கு பயன்படுத்தப்படும் முறையைப் போன்றது.

• அமைப்பு:
  • ஆனோடு: தூய்மையற்ற வெள்ளியின் கட்டிகள் (கியூபெல்லேஷன் அல்லது பிற செயல்முறைகளிலிருந்து கிடைக்கும் கச்சா வெள்ளி).
  • கேத்தோடு: தூய வெள்ளியின் மெல்லிய தகடுகள்.
  • மின்பகுளி: சிறிதளவு நைட்ரிக் அமிலம் (HNO₃) கொண்ட சில்வர் நைட்ரேட் (AgNO₃) இன் நீர்க்கரைசல்.
• வினைகள்:
  • ஆனோடில் (ஆக்சிஜனேற்றம்): தூய்மையற்ற வெள்ளி, அசுத்தங்களாக இருக்கும் குறைந்த அரிய உலோகங்களுடன் (எ.கா., Cu, Pb, Zn) கரைகிறது. அதிக அரிய உலோகங்கள் (எ.கா., Au, Pt) கரையாமல் “ஆனோடு கசடாக” கீழே விழுகின்றன. Ag(s) → Ag⁺(aq) + e⁻ Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻ (தாமிரம் அசுத்தமாக இருந்தால்)
  • கேத்தோடில் (ஒடுக்கம்): மின்பகுளியிலிருந்து வெள்ளி அயனிகள் (Ag⁺) மட்டுமே ஒடுக்கப்பட்டு தூய வெள்ளி கேத்தோடில் படிய வைக்கப்படுகின்றன. Ag⁺(aq) + e⁻ → Ag(s) சரியான மின்முனை மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் காரணமாக, Cu²⁺ மற்றும் பிற அடிமட்ட உலோக அயனிகள் கரைசலிலேயே இருக்கும், அதே நேரத்தில் Ag⁺ தேர்ந்தெடுத்து படிகிறது.
• விளைவு: கேத்தோடில் அதிக தூய்மையான வெள்ளி பெறப்படுகிறது. ஆனோடு கசடை மேலும் செயலாக்கி தங்கம் மற்றும் பிளாட்டினத்தை மீட்டெடுக்கலாம்.