При какой температуре плавится и кипит золото: таблица в зависимости от пробы + способы расплавить металл в домашних условиях
Здравствуйте, мои читатели! В детстве я думал, что если прокипятить мамино кольцо в кастрюльке, оно расплавится. Мне очень хотелось увидеть, как плавится металл, и я успел провести с десяток экспериментов, пока мама не узнала, что у нее растет металлург. Ни один опыт не увенчался успехом, потому что температура плавления золота 1064,4 °C (градуса по Цельсию), а вода кипит всего при 100 °C.
Теперь я вырос и знаю, что все не так просто. Но плавление золота дома все же возможно, правда, для этого требуется нечто большее, чем просто кастрюлька и газ.
Характеристики и свойства металла
Золото — среднеплавкий металл: такими считаются те, что плавятся (переходят из твердого состояния в жидкое) при температуре от 600 °C до 1600 °C. Под определение среднеплавких подходят многие металлы (никель, железо, кобальт, серебро) и сплавы (сталь, латунь, чугун). Золото можно плавить при помощи приспособлений, пригодных для большинства металлов. Температура кипения золота — 2700 °C. Кроме того, оно обладает:
- высокой пластичностью и ковкостью;
- очень высокой плотностью;
- низкой твердостью.
Из слитка чистого золота можно выковать тонкую проволоку, не прибегая к использованию высокотехнологичного оборудования. Обладая несложным инструментарием и навыками, теоретически это возможно даже дома, потому что золото очень податливо и легко поддается обработке.
Как происходит переработка золотого сырья
Перед тем как превратиться в слиток, монету или украшение, драгметалл проходит многоэтапную обработку. Шихта — материал, подлежащий отправке в плавильную печь — может состоять как из крупиц золота, добытого в природе, так и из лома (часового, ювелирного, технического, стоматологического). Предварительные манипуляции направлены на то, чтобы сделать эту смесь максимально однородной перед плавлением. Для этого заводы по переработке подвергают сырье таким процедурам:
- Механическая очистка: дробление крупных кусков, измельчение и просеивание под струей воды или раствора с добавлением абразива, который дополнительно отмывает шихту от грязи.
- Химическая очистка от примесей — аффинаж. Вариатны: амальгамирование, растворение в царской водке или выщелачивание — цианированием или при помощи теокарбамидных растворов.
- Осаждение металла из полученных растворов.
В результате очистки в распоряжении рабочего завода (или частного ювелира) оказывается золото — в количестве намного меньшем, чем исходная шихта, зато практически чистое.
Можно приступать к плавке.
При какой температуре плавится
Говоря о температуре 1064,4 °C, я имел в виду чистое золото 999 пробы. Мы с вами можем встретить его только в виде банковских слитков (или если сами займемся аффинажем). В ювелирном деле, промышленности и медицине используется разбавленный — легированный металл.
В украшения лигатура вводится для прочности, в припои — для повышения текучести и достижения нужных параметров сплава для пайки изделий каждой пробы (цвета, плавкости). Вот сравнительная таблица температур, при которых плавятся пробы с разным процентным и качественным содержанием лигатуры:
Цвет | Проба | Au (золото) | Ag (серебро) | Pd (палладий) | Cu (медь) | t (°C) |
желтый | 375 | ~37.5 % | ~10 % | ~3.8 % | остальное | 926–949 |
желтый | 585 | ~58.5 % | ~8 % | нет | остальное | 878–905 |
зеленый | 585 | ~58.5 % | ~30 % | нет | остальное | 835–880 |
красный | 585 | ~58.5 % | нет | нет | остальное | 907–922 |
желтый | 750 | ~75 % | ~17 % | нет | остальное | 920–930 |
розовый | 750 | ~75 % | ~12.5 % | нет | остальное | 900–920 |
белый | 750 | ~75 % | ~5 % | ~20 % | нет | 1270–1280 |
Какие металлы используются в золотых сплавах, как они меняют температуру плавления
Необходимость изменить температуру плавления сплава особенно часто возникает при изготовлении припоев. Понижают температуру плавления золота более легкоплавкие добавки:
- цинк;
- олово;
- магний;
- алюминий;
- серебро (незначительно).
Повышают температуру плавления более тугоплавкие металлы и их сплавы — в ювелирном деле и промышленности это в основном платиновая группа:
- платина;
- палладий;
- осмий.
Большинство интерметаллических сплавов хрупкие, поэтому для создания украшений они почти не применяются, а к промышленному использованию годны ограниченно.
Способы плавления и температура процесса
На заводах для плавления золота есть специальные плавильные печи, где без труда создается температура 1200 °C и выше. Дома невозможно установить такую. Ювелиры пользуются портативными плавильными печками, например индукционными. Некоторые любители плавят металлы в микроволновых печах, но в такой микроволновке больше будет нельзя готовить еду — учтите это перед тем, как выбрать свой метод.
«Классический» способ частных золотодобытчиков и ювелиров, не работающих с большими объемами сырья, — газовая или бензиновая горелка с инжектором и тигель — огнеупорная емкость, подходящая по размеру.
Можно ли расплавить золото в домашних условиях
Можно! Но нужно подготовиться.
Необходимое оборудование и материалы
Для самостоятельного изготовления отливок потребуются:
- тигель для плавления — керамический или графитовый, устойчивый к высоким температурам;
- горелка и топливо для нее;
- металлические щипцы;
- форма, в которую вы будете переливать расплавленное золото (изложница);
- бура (тетраборат натрия, его можно купить в аптеке) в качестве флюса для очистки расплава;
- деревянная или графитовая палочка для помешивания;
- доступ к чистой воде;
- вспомогательные емкости, салфетки, защитные аксессуары (перчатки, маска).
Подготовка шихты
Скорее всего, имеющееся в наличии сырье можно уместить в ладони, поэтому не будем имитировать заводской технологический процесс, а просто проверим лом на наличие ненужного мусора. Если у вас в руках аффинированный металл, то, вероятно, он уже измельчен и пригоден к плавлению — его достаточно промыть.
Если наша шихта — ювелирный лом, переплавить мы его сможем, но на выходе получится не чистый слиток, а сплав неизвестной пробы (как правило, мы не знаем, что и в каких пропорциях входит в состав украшений). Лом нужно тщательно измельчить перед плавлением.
Процесс плавки
Не забудьте надеть перчатки, темные очки и морально подготовиться к плавлению. Плавить золото нужно в чистом просушенном тигле, посыпав бурой и тигель, и шихту. Когда смесь буры и золота станет однородной, нужно посыпать расплав порошком вторично.
Подносите пламя горелки к золоту аккуратно, особенно если оно находится в тигле в виде мелких крупиц, чтобы не сдуть частицы металла. Не направляйте пламя на само золото: для начала аккуратно поводите огнем над ним. Нагревайте тигель постепенно и осторожно.
Работа занимает от 10 минут и более в зависимости от качества сырья. Через некоторое время дайте золоту слегка застыть и посмотрите на него. Если по мере затвердевания расплав мутнеет, значит, процесс не окончен и нужно использовать буру снова.
Когда характерный желтый блеск перестанет исчезать при остывании, плавление можно считать завершенным.
Получение отливок
Расплавленное золото заливается в подготовленную форму. Лучше, если она будет изготовлена из того же материала, что и тигель. Через несколько минут, когда слиток немного остынет, вы сможете взять его щипцами и опустить в воду.
Как очистить отливки
После того как бура сослужит свою службу и очистит расплавленное золото от лишних соединений, придется избавить слиток от остатков самой буры. Для окончательной очистки потребуются:
- соляная кислота — 20 мл;
- азотная кислота — 10 мл;
- дистиллированная вода — 0,5 л;
- огнеупорная колба;
- электроплитка.
Отливку нужно прокипятить в растворе кислот в течение 5 минут и промыть чистой водой. Эту часть эксперимента лучше проводить на открытом воздухе, например на дачном участке: испарения кислот токсичны.
Заключение
Мама больше не запрещает мне кипятить золотые вещи, а я, возможно, однажды соберусь подарить ей кольцо, которое отолью сам. Оставайтесь со мной — нас ждет еще много интересного!
Интересно, как я на свежем воздухе буду кипятить кислоту, на костре?
Лёша, тут часто советуют иметь собственный дачный участок и длинный шнур для электроплитки. У кого нет дачного участка — покупайте.
Проводили опыты с кислотами в школе в кабинете и никто не умер, это перестраховка и защита от дурака. Достаточно иметь голову на плечах и руки из плеч, и все будет нормально.