సిల్వర్ (Ag) యొక్క లోహ సంగ్రహణశాస్త్రం మరియు పారిశ్రామిక వెలికితీత

సహజ లభ్యత & ప్రధాన ధాతువులు

సిల్వర్ ఒక పరివర్తన లోహం, ఇది అద్భుతమైన విద్యుత్ మరియు ఉష్ణ వాహకతకు ప్రసిద్ధి చెందింది. ఇది సహజ రూపంలో మరియు సంయుక్త స్థితులలో లభిస్తుంది.

సహజ సిల్వర్

• చిన్న పొలుసులు, తీగలు లేదా ముద్దలుగా లభిస్తుంది. తరచుగా బంగారం (ఎలక్ట్రమ్ అని పిలుస్తారు), రాగి లేదా ఇతర లోహాలతో మిశ్రమంగా ఉంటుంది.

ప్రధాన ధాతువులు

సిల్వర్ ప్రధానంగా సల్ఫైడ్ ధాతువులలో లభిస్తుంది, తరచుగా సీసం, రాగి మరియు జింక్ ధాతువులతో కలిసి ఉంటుంది.

• ఆర్జెంటైట్ (సిల్వర్ గ్లాన్స్): Ag₂S (అత్యంత ముఖ్యమైన ధాతువు)
• హార్న్ సిల్వర్: AgCl (సెరాగిరైట్)
• పైరార్గిరైట్ (డార్క్ రెడ్ సిల్వర్ ధాతువు): Ag₃SbS₃
• ప్రౌస్ట్‌టైట్ (లైట్ రెడ్ సిల్వర్ ధాతువు): Ag₃AsS₃
• స్టెఫనైట్ (బ్రిటిల్ సిల్వర్ ధాతువు): Ag₅SbS₄
• పాలిబేసైట్: (Ag,Cu)₁₆Sb₂S₁₁

సీసం, రాగి మరియు జింక్ వెలికితీత సమయంలో సిల్వర్ ఉప-ఉత్పత్తిగా కూడా లభిస్తుంది.

ధాతువు ఏకాగ్రత

సల్ఫైడ్ ధాతువుల (ఆర్జెంటైట్ వంటివి) నుండి సిల్వర్‌ను కేంద్రీకరించడానికి మరియు ప్రారంభ వెలికితీతకు ప్రాథమిక పద్ధతి మ్యాక్‌ఆర్థర్-ఫారెస్ట్ సైనైడ్ ప్రక్రియ, ఇది ఒక రకమైన హైడ్రోమెటలర్జీ. ఈ ప్రక్రియ తక్కువ-గ్రేడ్ సిల్వర్ ధాతువులకు చాలా ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది.

మ్యాక్‌ఆర్థర్-ఫారెస్ట్ సైనైడ్ ప్రక్రియ

ఈ పద్ధతిలో గాలి (ఆక్సిజన్) సమక్షంలో సోడియం సైనైడ్ (NaCN) లేదా పొటాషియం సైనైడ్ (KCN) యొక్క విలీన ద్రావణంతో సన్నగా పొడిచేసిన ధాతువును లీచింగ్ చేస్తారు.

1. సిల్వర్ సల్ఫైడ్ ధాతువు యొక్క లీచింగ్: సిల్వర్ సల్ఫైడ్ సోడియం సైనైడ్‌తో చర్య జరిపి కరిగే డైసైనోఆర్జెంటాట్(I) కాంప్లెక్స్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. Ag₂S(s) + 4NaCN(aq) ⇌ 2Na[Ag(CN)₂](aq) + Na₂S(aq)

2. సోడియం సల్ఫైడ్ తొలగింపు: సోడియం సల్ఫైడ్ (Na₂S) ఉండటం సమతాస్థితిని మార్చడం ద్వారా ప్రతిచర్యకు ఆటంకం కలిగించవచ్చు. దీనిని సాధారణంగా గాలితో ఆక్సీకరణం చేయడం ద్వారా లేదా సీసం లవణాలు లేదా జింక్ ఆక్సైడ్‌తో అవక్షేపణం చేయడం ద్వారా తొలగిస్తారు.

   • గాలితో ఆక్సీకరణం: 2Na₂S(aq) + 2O₂(g) + 2H₂O(l) → 2Na₂SO₄(aq) + 4H⁺(aq)
   • జింక్ ఆక్సైడ్‌తో అవక్షేపణం: Na₂S(aq) + ZnO(s) + H₂O(l) → Na₂ZnO₂(aq) + H₂S(g)

ఈ లీచింగ్ దశ సిల్వర్‌ను ద్రావణంలోకి సమర్థవంతంగా కేంద్రీకరిస్తుంది, దానిని గ్యాంగ్ పదార్థాల నుండి వేరు చేస్తుంది.

ముడి లోహంగా క్షయకరణం

సైనైడ్ ద్రావణంలోని సిల్వర్ కరిగే సంక్లిష్టాన్ని మరింత ధనవిద్యుదాత్మక లోహంతో, సాధారణంగా జింక్ (జింక్ డస్ట్ అవక్షేపణం) తో స్థానభ్రంశం చేయడం ద్వారా క్షయకరిస్తారు.

జింక్ స్థానభ్రంశం పద్ధతి

సన్నగా పొడిచేసిన జింక్‌ను ప్రెగ్నెంట్ (సిల్వర్ కలిగిన) సైనైడ్ ద్రావణంలో కలుపుతారు. జింక్ సిల్వర్ కంటే ఎక్కువ చర్యాశీలత కలిగి ఉంటుంది మరియు దాని సంక్లిష్టం నుండి సిల్వర్‌ను స్థానభ్రంశం చేస్తుంది, Ag⁺ ను Ag కు క్షయకరిస్తుంది.

1. సిల్వర్ అవక్షేపణం: 2Na[Ag(CN)₂](aq) + Zn(s) → Na₂[Zn(CN)₄](aq) + 2Ag(s) సిల్వర్ నల్ల బురదగా అవక్షేపిస్తుంది, దానిని వడపోసి, కడిగి, ఆరబెడతారు. ఈ అవక్షేపం ముడి సిల్వర్, ఇది తరచుగా అవశేష జింక్ మరియు ఇతర మలినాలను కలిగి ఉంటుంది.

శుద్ధి మరియు విశుద్ధీకరణ

సైనైడ్ ప్రక్రియ నుండి లేదా ఇతర లోహ సంగ్రహణ కార్యకలాపాల నుండి (ఉదాహరణకు, సీసం డెసిల్వరైజేషన్ కోసం పార్క్సేస్ ప్రక్రియ) పొందిన ముడి సిల్వర్ అధిక స్వచ్ఛతను సాధించడానికి మరింత శుద్ధి అవసరం.

1. క్యూపెలేషన్

ఇది ఒక పురాతన పైరోమెటలర్జికల్ ప్రక్రియ, ఇది విలువైన లోహాలను (సిల్వర్ మరియు బంగారం వంటివి) అవి మిశ్రమంగా ఉన్న బేస్ లోహాల (సీసం, రాగి, జింక్ వంటివి) నుండి వేరు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

• ప్రక్రియ: ముడి సిల్వర్‌ను (తరచుగా సీసం కలిగినది) ఎముక బూడిద లేదా సిమెంట్‌తో తయారు చేసిన, క్యూపెల్ అని పిలువబడే లోతులేని సచ్ఛిద్ర మూసలో, ఆక్సీకరణ వాతావరణంతో కూడిన కొలిమిలో వేడి చేస్తారు.
• ప్రతిచర్యలు: బేస్ లోహాలు ఆక్సీకరణం చెందుతాయి, మరియు వాటి ఆక్సైడ్‌లు క్యూపెల్ ద్వారా గ్రహించబడతాయి (ఉదాహరణకు, PbO గ్రహించబడుతుంది) లేదా ఆవిరి అవుతాయి (ఉదాహరణకు, ZnO). 2Pb(s) + O₂(g) → 2PbO(s) 2Cu(s) + O₂(g) → 2CuO(s)
• ఫలితం: విలువైన సిల్వర్ (మరియు బంగారం) ఆక్సీకరణం చెందదు మరియు కరిగిన పూసగా, తరచుగా “ఫైన్ సిల్వర్” అని పిలువబడుతుంది, క్యూపెల్‌పై మిగిలి ఉంటుంది. క్యూపెలేషన్ చివరిలో వచ్చే విలక్షణమైన “ఫ్లాష్” సీసం ఆక్సైడ్ యొక్క చివరి ఆనవాళ్లు తొలగించబడ్డాయని సూచిస్తుంది.

2. ఎలక్ట్రోలైటిక్ శుద్ధి

అధిక స్వచ్ఛత గల సిల్వర్ (99.99% వరకు) కోసం, ఎలక్ట్రోలైటిక్ శుద్ధిని ఉపయోగిస్తారు. ఈ ప్రక్రియ రాగి శుద్ధికి ఉపయోగించే దానితో సమానంగా ఉంటుంది.

• అమరిక:
  • యానోడ్: అశుద్ధ సిల్వర్ బ్లాకులు (క్యూపెలేషన్ లేదా ఇతర ప్రక్రియల నుండి వచ్చిన ముడి సిల్వర్).
  • కాథోడ్: స్వచ్ఛమైన సిల్వర్ యొక్క పలుచని షీట్లు.
  • ఎలక్ట్రోలైట్: తక్కువ మొత్తంలో నైట్రిక్ ఆమ్లం (HNO₃) కలిగిన సిల్వర్ నైట్రేట్ (AgNO₃) యొక్క జల ద్రావణం.
• ప్రతిచర్యలు:
  • యానోడ్ వద్ద (ఆక్సీకరణం): అశుద్ధ సిల్వర్ కరిగిపోతుంది, అలాగే మలినాలుగా ఉన్న తక్కువ ఉన్నత లోహాలు (ఉదాహరణకు, Cu, Pb, Zn) కూడా కరిగిపోతాయి. మరింత ఉన్నత లోహాలు (ఉదాహరణకు, Au, Pt) కరగవు మరియు “యానోడ్ బురద”గా అడుగున పేరుకుపోతాయి. Ag(s) → Ag⁺(aq) + e⁻ Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻ (రాగి మలినంగా ఉంటే)
  • కాథోడ్ వద్ద (క్షయకరణం): ఎలక్ట్రోలైట్ నుండి కేవలం సిల్వర్ అయాన్లు (Ag⁺) మాత్రమే క్షయకరణం చెంది స్వచ్ఛమైన సిల్వర్ కాథోడ్‌పై నిక్షిప్తమవుతాయి. Ag⁺(aq) + e⁻ → Ag(s) తగిన ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్స్ మరియు నియంత్రిత వోల్టేజ్ కారణంగా, Cu²⁺ మరియు ఇతర బేస్ మెటల్ అయాన్లు ద్రావణంలోనే ఉంటాయి, అయితే Ag⁺ ఎంపిక ప్రకారము నిక్షిప్తమవుతుంది.
• ఫలితం: కాథోడ్ వద్ద అధిక స్వచ్ఛత గల సిల్వర్ లభిస్తుంది. యానోడ్ బురదను బంగారం మరియు ప్లాటినమ్‌ను తిరిగి పొందడానికి మరింత శుద్ధి చేయవచ్చు.