تاریخچه و اهمیت طلا
طلا که یک فلز جذاب و بسیار با ارزش است، حداقل 5500 سال است که شناخته شده است.
گاهی اوقات می توان این فلز گران بها را در طبیعت آزاد یافت؛ اما معمولاً همراه با نقره، کوارتز (SiO2)، کلسیت (CaCO3)، سرب، تلوریم، روی یا مس یافت میشود.
طلا در طبیعت و روشهای استخراج آن
تقریباً 1 میلیگرم از این فلز گرانبها در هر تن آب دریا حل میشود، اگرچه استخراج آن در حال حاضر بیش از ارزشش هزینه دارد.
خواص فیزیکی و شیمیایی
در بین تمام فلزات شناخته شده، طلا چکشخوارترین و انعطافپذیرترین است.
یک اونس از آن را میتوان به ورقهای به ابعاد تقریباً 5 متر در یک طرف کوبید.
ورقههای نازک این فلز که به ورقهای معروف هستند، عمدتاً در هنرها و صنایع دستی برای تذهیب استفاده میشوند.
هر ورق میتواند به ضخامت 0.000127 میلیمتر یا حدود 400 برابر نازکتر از موی انسان باشد.
آلیاژها و کاربردهای آن در صنعت جواهرسازی
این فلز در حالت خالص نرم است و معمولاً برای افزایش استحکام با فلزات دیگر مانند نقره، مس، پلاتین یا پالادیوم آلیاژ میشود.
از آلیاژها برای ساخت جواهرات، وسایل تزئینی، پرکردگی دندان و سکه استفاده میشود.
مقدار این فلز در یک آلیاژ با واحدی به نام قیراط اندازهگیری میشود. یک عیار برابر است با یک قسمت در بیست و چهار، بنابراین یک انگشتر 18 عیار دارای 18 قسمت خالص و 6 قسمت مواد آلیاژی است.
رسانایی گرما و الکتریسیته
این فلز رسانای خوبی برای گرما و الکتریسیته است و وقتی در معرض هوا قرار میگیرد، کدر نمیشود.
بنابراین میتوان از آن برای ساخت کانکتورهای الکتریکی و بردهای مدار چاپی استفاده کرد.
همچنین بازتابدهنده خوبی برای تابش مادون قرمز است و میتواند برای محافظت از فضاپیماها و آسمانخراشها در برابر گرمای خورشید استفاده شود.
از آینههای روکشدار میتوان برای ساخت تلسکوپهایی که به نور مادون قرمز حساس هستند استفاده کرد.
کاربردهای پزشکی و صنعتی
ایزوتوپ رادیواکتیو این فلز، طلا-198، برای درمان سرطان استفاده میشود.
تیوسولفات سدیم (AuNa3O6S4) به عنوان درمانی برای آرتریت مورد استفاده قرار میگیرد.
اسید کلرائوریک (HAuCl4) برای حفظ عکسها با جایگزینی اتمهای نقره موجود در یک تصویر کاربرد دارد.
طلا چگونه تصفیه میشود؟
تکنیکهای مختلفی برای پالایش طلا استفاده میشود
آیا میدانستید که بیش از 190040 تن طلا در طول تاریخ بشریت استخراج شده است؟
فرآیندهای مختلفی وجود دارد که طلا پس از استخراج و قبل از رسیدن به ما طی میکند، چه جواهرات، شمش، سکه یا هر یک از این روشها که طلا در زندگی روزمره استفاده میشود.
مرحله اول پالایش است.
چرا طلا نیاز به پالایش دارد؟
طلا، محبوبترین فلز در دنیا، به طور طبیعی در خالصترین شکل خود وجود ندارد.
طلا از سنگ معدن آن استخراج میشود که از زمین استخراج میشود.
طلای به دست آمده پس از فرآیند استخراج خالص نیست. با بسیاری از ناخالصیهایی که باید حذف شوند مخلوط میشود که از طریق فرآیند تصفیه طلا صورت میگیرد.
طلا چگونه تصفیه میشود؟
تکنیکها و روشهای مختلفی برای پالایش طلا استفاده شده است. بیایید نگاهی به برخی از آنها بیندازیم:
استفاده از اسید
این رایجترین روش برای تصفیه طلا است. در این روش از اسیدهای قوی به عنوان وسیلهای برای حل ناخالصیها استفاده میشود.
اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک اسیدهای مورد استفاده در این فرآیند هستند.
هنگامی که طلا به محلول حاوی اسیدها اضافه میشود، ناخالصیها از طلا جدا میشوند.
پس از حذف سایر مواد، رسوبی که باقی میماند 99.999 درصد طلا است.
استفاده از آتش
فرآیند دیگری که برای پالایش این فلز مورد استفاده قرار میگیرد، اعمال حرارت است.
این قدیمیترین روش به دست آوردن فلز خالص است. ضایعات در یک بوته (ظرفی که میتواند دمای بسیار بالا را تحمل کند) قرار میگیرد.
سپس این بوته در کورهای قرار میگیرد که تا دمای 2000 درجه فارنهایت گرم میشود. فلز در چنین دمای بالایی ذوب میشود.
سپس به ظرف دیگری منتقل میشود و ناخالصیها و سایر مواد روی سطح شناور میماند.
استفاده از برق
تصفیه این فلز با استفاده از برق معمولاً به عنوان فرآیند Wohlwill شناخته میشود.
نام این روش از Emil Wohlwill گرفته شده است که آن را در سال 1874 اختراع کرد.
این روش به سه جزء اصلی نیاز دارد: آند (ساخته شده با فلزی که نیاز به تصفیه دارد)، کاتد (ساخته شده با 24 عیار)، و محلول الکترولیت.
هنگامی که آند و کاتد در محلول الکترولیت معلق میشوند، جریان الکتریکی از آن عبور میکند. این باعث میشود تمام فلز از آند به کاتد حرکت کند.
تمام ناخالصیها در محلول حل میشوند. در پایان این فرآیند، چیزی که باقی میماند یک کاتد بسیار خالص است.
سپس فلز جدا میشود، ذوب میشود و در آخر به شکل مناسب چیده میشود.
فرآیند میلر
این فرآیند برای خالصسازی تا 99.95 درصد شناخته شده است.
در فرآیند میلر، فلز تصفیه نشده ابتدا ذوب میشود. سپس گاز کلر از آن عبور میکند.
این گاز فلزات و ناخالصیهای دیگر را به شکل جامد تبدیل میکند و جداسازی آنها از فلز را آسان میکند.
حتی پس از این فرآیند، فلزی که به دست میآید 98 درصد خالص است.
سپس این ماده بیشتر به صورت الکترولیتی خالص میشود، بنابراین پلاتین و پالادیوم از بین میرود.
کاپولاسیون
کاپلاسیون فرآیندی است که با جداسازی فلزات پایه و سایر ناخالصیها، سنگ معدن را تصفیه میکند.
این فرآیند از یک کاسه مسطح مقاوم در برابر دمای بالا استفاده میکند.
سپس هوای گرم از آن عبور میکند تا ناخالصیها از بین بروند.
ناخالصیها و سایر فلزات تبخیر یا اکسیده میشوند یا توسط کاپ جذب میشوند.
سایر روشها
میله دور در اصل آلیاژی از این فلز و برخی فلزات دیگر است. این دوباره در یک کوره مایع میشود.
هنگامی که بوراکس و خاکستر سودا به مخلوط اضافه میشود، فلز از ناخالصیها و سایر فلزات جدا میشود، و از این طریق ماده خالص به دست میآید.
همچنین میتوان این فلز را بدون تجهیزات در مقیاس بزرگ تصفیه کرد. در این فرآیند ابتدا اسید نیتریک به فلزی که نیاز به تصفیه دارد اضافه میشود.
سپس اسید هیدروکلریک یا اسید موریاتیک به مخلوط اضافه میشود. پس از ته نشین شدن مخلوط، ناخالصیها با فیلتر کردن محلول حذف میشوند.
وقتی همه این کارها انجام شد، رسوب گل آلود حاصل، فلز میشود. این ماده گلآلود سپس به طور کامل در آب شسته میشود و با آمونیاک آبی تصفیه میشود.
بخارات سفید به دلیل درمان تشکیل میشوند. پس از یک بار آبکشی و اجازه دادن به خشک شدن، ماده تصفیهشده به دست میآید.
ایزوتوپی و پیوند
در حالی که Au79 محبوبترین و پایدارترین شکل طلا است، چندین نوع دیگر نیز وجود دارد.
به عنوان مثال، طلا میتواند Au197، Au198، Au199 و Au195 در میان دیگر ایزوتوپها باشد.
در مجموع طلا دارای 18 ایزوتوپ است. برخی از این نسخهها لزوما زرد و براق نیستند.
اکثر رادیو ایزوتوپهای ناپایدار نیمه عمر کوتاهی دارند. Au195 پایدارترین ایزوتوپ طلا است و نیمه عمری در حدود 186 روز دارد.
هر یک از این ایزوتوپهای طلا ویژگیهای متمایز خود را نسبت به برنده طلا دارند.
به عنوان مثال، Au198 نیمه عمر 2.7 روز دارد و سرطان و سایر بیماریها را درمان میکند.
