روش های ذوب کردن طلا

ذوب کردن طلا می تواند فرآیند ظریفی باشد که نیازمند بررسی دقیق عوامل مختلف از نوع جواهرات گرفته تا تجهیزات مورد استفاده است. در این راهنمای جامع، روش‌های ذوب جواهرات طلا، اقدامات احتیاطی ایمنی و ملاحظات مهم را برای اطمینان از رویکردی آگاهانه و مسئولانه به این فرآیند بررسی خواهیم کرد.

تاریخچه ذوب طلا

معدنچیان طلا باید طلای خود را ذوب کنند تا ناخالصی های حاصل از طلای خالص را از بین ببرند. اکثر معدنچیان طلا در مقیاس بزرگ، سنگ معدن خود را به کارخانه های ذوب با تجهیزات بزرگ برای فرآیند ذوب می فرستند. معدنچیان در مقیاس کوچک هم می توانند ذوب خود را با استفاده از کوره های تخصصی انجام دهند.

بسیاری از مردم ذوب طلا را با پالایش آن اشتباه می گیرند. در حالی که ذوب طلا به سادگی گرم کردن طلا برای تبدیل شدن به شکل مایع قبل از تشکیل شمش های طلا است. ذوب فرآیند پیچیده تری است که شامل حذف ناخالصی ها از طلا با استفاده از گرما، فشار و تعدادی مواد شیمیایی است.

ذوب طلا فرآیند جدیدی نیست. طبق ادبیات باستانی، از 6000 سال قبل از میلاد مسیح از ذوب طلا استفاده می شده است. طبق اکثر منابع، این ذوب در روزهای اولیه شهرهای باستانی در بین النهرین مورد استفاده قرار می گرفت.

فیلسوف یونانی هراکلیتوس نیز در مورد ذوب طلا در طول تمدن یونان مطالب زیادی نوشت. بسیاری از مطالعات از چندین مکان دیگر در سراسر جهان مانند مصر، چین، بخش‌ هایی از آسیا و آفریقا نیز نشان داده‌اند که ذوب طلا هزاران سال پیش انجام شده است.

در اوایل تمدن بشر، سنگ طلا از زمین خارج می شد، با ابزار ساده خرد می ‌شد، سپس سنگ معدن را در آب می ‌شستند و طلای بازیافت شده را در کوره ‌های خاکی ذوب می‌ کردند. همان فرآیندی که امروزه استفاده می شود (با اندکی بهبود) که با همین فناوری موجود همراه شده است.

درک ترکیبات مختلف در جواهرات طلا

قبل از هر گونه بررسی در رابطه با روش های ذوب کردن طلا و نکات ایمنی و ابزارهای موردنیاز، پیشنهاد می کنیم درباره ترکیب مهم در جواهرات طلا اطلاعاتی کسب کنید.

1. آلیاژهای طلا

بیشتر جواهرات طلا از آلیاژهایی ساخته می ‌شوند که طلا را با سایر فلزات ترکیب می ‌کنند تا دوام و ظاهر را افزایش دهند. قیراط های مختلف نشان دهنده سطوح مختلف خلوص طلا هستند که بر نقطه ذوب تأثیر می گذارد.

2. خواص فیزیکی طلا

طلا یک عنصر فلزی است که عدد اتمی آن 79 است. رسانای بسیار خوبی برای گرما و جریان های الکتریکی است، به همین دلیل است که اغلب به عنوان سیم در مدارهای چاپی استفاده می شود.

طلا دمای ذوب بسیار بالایی دارد، 1943 درجه فارنهایت (1062 درجه سانتیگراد). این بدان معناست که ذوب طلا تنها با شعله هایی که به این درجه حرارت می رسند امکان پذیر است.

3. ذوب طلا با مشعل

ذوب کردن طلا باید توسط پرسنل واجد شرایطی که دارای پوشش ایمنی لازم هستند انجام شود. طلا در یک بوته قرار داده می شود، ظرفی که می تواند دمای بالاتر از نقطه ذوب طلا را تحمل کند.

بوته هایی که برای ذوب طلا استفاده می شوند معمولا از گرافیت ساخته می شوند. بوته روی یک سطح نسوز قرار می گیرد و یک مشعل به سمت طلای داخل بوته هدایت می شود. طلا باید در عرض چند دقیقه ذوب شود.

4. ذوب آلیاژهای طلا

جواهرات طلا به طور کلی از طلای 24 عیار خالص ساخته نمی شوند که برای دوام آن بسیار نرم است. اقلام طلای زیر 24 عیار خالص نیستند و دارای درصد کمی نقره، مس یا روی هستند.

افزودن این عناصر نقطه ذوب را کمی تغییر می دهد، به این معنی که یک مشعل پروپان باید بتواند طلای با خلوص پایین تر را سریعتر ذوب کند. برای مثال طلای 18 عیار دارای نقطه ذوب 1700 درجه فارنهایت (926 درجه سانتیگراد) و طلای 14 عیار دارای نقطه ذوب 1615 درجه فارنهایت (879 درجه سانتیگراد) است.

روش های موثر در ذوب کردن طلا 

طلا، فلز گرانبهایی است که به دلیل زیبایی و ارزش خود شناخته شده است، در طول تاریخ به اشکال مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. از جواهرات گرفته تا الکترونیک، طلا نقش بسزایی در شکل گیری تمدن بشری داشته است.

وقتی صحبت از ذوب طلا می شود، تکنیک های مختلفی وجود دارد که می توان برای رسیدن به این هدف استفاده کرد. در اینجا به سه روش رایج برای ذوب طلا می پردازیم: استفاده از مشعل، کوره القایی و کوره مقاومتی.

• استفاده از مشعل

یکی از رایج ترین و در دسترس ترین راه های ذوب طلا استفاده از مشعل است. این روش برای عملیات در مقیاس کوچک، مانند ذوب چند گرم طلا برای ایجاد جواهرات یا تعمیر قطعات موجود، ایده آل است. در اینجا راهنمای گام به گام استفاده از مشعل برای ذوب طلا آورده شده است:

1.  ایمنی: مطمئن شوید که در یک منطقه با تهویه مناسب کار می کنید و از وسایل ایمنی مناسب مانند عینک و دستکش های مقاوم در برابر حرارت استفاده می کنید.

2- طلا را آماده کنید. قطعات طلا را کاملا با آب و صابون تمیز کنید تا هرگونه ناخالصی که ممکن است در فرآیند ذوب اختلال ایجاد کند پاک کنید. قبل از ادامه، قطعات را کاملا خشک کنید.

3- از یک بوته استفاده کنید. طلا را در یک بوته سرامیکی یا گرافیتی که برای کاربردهای حرارت بالا طراحی شده است قرار دهید.

4- اعمال حرارت. از مشعل اکسی استیلن یا پروپان برای گرم کردن بوته تا رسیدن به نقطه ذوب طلا (تقریباً 1064 درجه سانتیگراد یا 1948 درجه فارنهایت) استفاده کنید. حرارت دادن را ادامه دهید تا تمام طلا ذوب شود.

5- ریختن و خنک شدن. طلای مذاب را با احتیاط در قالب دلخواه بریزید و سپس اجازه دهید خنک شود و سفت شود.

• کوره القایی

کوره القایی روشی پیشرفته و کارآمد برای ذوب سریع و ایمن مقادیر زیادی طلا است. در اینجا نحوه عملکرد آن آمده است:

1- ایمنی. مانند هر فرآیند با گرمای زیاد، اطمینان حاصل کنید که اقدامات احتیاطی ایمنی مانند پوشیدن تجهیزات محافظ شخصی و کار در یک منطقه با تهویه مناسب را رعایت می کنید.

2- آماده سازی طلا. مانند روش مشعل، قطعات طلای خود را قبل از ادامه تمیز و خشک کنید.

3- استفاده از بوته. قطعات طلای خود را در یک بوته گرافیتی قرار دهید که به طور خاص برای استفاده در کوره القایی طراحی شده است.

4- ذوب طلا. کوره القایی را روشن کرده و بوته را با دقت داخل آن قرار دهید. میدان های الکترومغناطیسی تولید شده توسط کوره گرما تولید می کند که به سرعت و به طور موثر طلای شما را ذوب می کند.

5- ریختن و سرد شدن. زمانی که تمام طلا ذوب شد، بوته را با دقت با استفاده از انبر یا مکانیزم بالابر از کوره خارج کنید. طلای مذاب را داخل قالب بریزید و صبر کنید تا خنک و سفت شود.

• کوره مقاومتی

کوره مقاومتی با تولید گرما از طریق مقاومت الکتریکی کار می کند و آن را به روشی کارآمد برای ذوب طلا در مقادیر متوسط تا زیاد تبدیل می کند. در اینجا نحوه استفاده از این روش آمده است:

1- ایمنی. مثل همیشه، اطمینان حاصل کنید که پروتکل های ایمنی مناسب را هنگام کار با تجهیزات با حرارت بالا مانند کوره های مقاومتی رعایت می کنید.

2- آماده سازی طلا. هر گونه ناخالصی را از تکه های طلای خود با شستن آنها با آب و صابون پاک کنید، سپس آنها را کاملا خشک کنید.

3- استفاده از بوته. قطعات طلای خود را در یک بوته گرافیتی یا سرامیکی مناسب برای استفاده با کوره مقاومتی قرار دهید.

4- فرآیند ذوب. کوره مقاومتی را روشن کرده و روی دمای مورد نظر (1064 درجه سانتیگراد یا 1948 درجه فارنهایت) قرار دهید. بوته را با دقت با استفاده از انبر یا مکانیزم بالابر داخل کوره قرار دهید. صبر کنید تا تمام طلاها کاملا ذوب شوند.

5- ریختن و خنک کردن. بوته را از کوره خارج کرده و طلای مذاب خود را با دقت در قالب های دلخواه بریزید. اجازه دهید تا خنک شود تا جامد شود.

فرآیند ذوب کردن طلا

ذوب کردن طلا یک فرآیند طولانی است و شامل چندین مرحله است. در اینجا مراحل اصلی ذوب طلا را باید رعایت کنید:

1. فرآوری طلا

اولین مرحله در ذوب طلا شامل فرآوری سنگ معدن طلا است. سنگ معدن حاوی طلا زمانی که از زمین استخراج می شود با جداسازی مواد معدنی، فرآوری می شود. سپس سنگ معدن طلا با استفاده از فشار برای ایجاد ذرات بسیار ریز پودر می شود.

2. ذوب سنگ معدن طلا

این ذرات ریز سپس در یک کوره تا دمای بالاتر از 1064 درجه سانتیگراد نقطه ذوب طلا گرم می شوند. فرآیند گرمایش بیشتر ناخالصی ها را می سوزاند، اما برخی مانند سایر عناصر فلزی باقی می مانند.

3. حذف شیمیایی قبل از ذوب

برخی از مواد شیمیایی موجود در سنگ معدن طلا می تواند هم برای سلامت کارخانه و هم برای طول عمر تجهیزات ذوب بسیار خطرناک باشند. بنابراین، مهم است که چنین عناصری از مواد طلا حذف شوند. این مواد شیمیایی عبارتند از:

• جیوه

جیوه در حالت گازی برای سلامتی ما خطرناک است. طلای به دست آمده از سنگ معدن با فرآیند مریل- کرو یا با روش الکروینینگ احتمالاً حاوی ردپایی از جیوه است. برای از بین بردن این آثار جیوه از طلا، باید آن را در یک فضای بسته گرم کنید. 

• آهن زدایی

آهن موجود در سنگ معدن طلا می تواند با نیتر اکسید شود و این می تواند دیگ ذوب شما را خورده و هزینه ذوب را افزایش دهد و در موارد دیگر ممکن است باعث نشت شود که می تواند فاجعه بار باشد و خسارات زیادی را به دنبال داشته باشد.

آهن موجود در سنگ معدن طلا را می توان با اکسیداسیون آهن با استفاده از کوره هوای اجباری یا اسید نیتریک حذف کرد. سپس اکسید آهن ممکن است از مواد طلایی که قرار است ذوب شوند حذف شود و در نتیجه مشکلاتی که ممکن است در اثر اکسید شدن آنها در داخل ذوب ایجاد شود کاهش یابد.

4. حذف ناخالصی ها

هنگامی که سنگ معدن خام فرآوری شد، مرحله بعدی فرآیند ذوب کردن طلا شامل استفاده از مواد شیمیایی برای حذف ناخالصی ها از طلا است. در این مرحله، بیشتر ناخالصی‌های موجود در ماده طلا، ردپای عناصر فلزی دیگر است.

در این مرحله می توان طلا را به راحتی با استفاده از مواد شیمیایی مانند سیانید پتاسیم یا جیوه خالص کرد. این دو ماده شیمیایی اغلب در تصفیه طلا استفاده می شوند، زیرا عناصر طلا را با هم منعقد می کنند و قطعات و توده های طلا را تشکیل می دهند. به این ترتیب به راحتی از سایر مواد جدا می شوند.

5. ذوب شدن

هنگامی که طلا خالص شد، برای آخرین بار در کوره قرار داده می شود تا برای قالب گیری به شمش، ذوب شود. طلا قبل از فروش معمولاً به شکل شمش های طلا در اندازه ها و اشکال مختلف ساخته می شود. به اینها شمش گفته می شود. 

نکات مهم در فرایند ذوب کردن طلا

ذوب همیشه آخرین مرحله در استخراج طلا نیست. بسته به استفاده مورد نظر از طلا، ممکن است قبل از استفاده از آن تصفیه شود. پالایش طلا به سادگی فرآیند حذف ناخالصی های ریزتری است که فرآیند ذوب قادر به حذف آنها نیست. روش های مختلفی برای پالایش طلا وجود دارد. رایج ترین روش های تصفیه طلا عبارتند از:

1. فرآیند میلر

این یک فرآیند کلرزنی است که طلا را تا خلوص 99.5 درصد تصفیه می کند. این فرآیند شامل دمیدن حباب های کلر در طلای مذاب است که با ناخالصی های فلزی واکنش نشان می دهد. طلای تولید شده در اینجا سپس به شمش های آماده برای عرضه در بازار ریخته می شود.

2. فرآیند Wohlwill

برای خلوص بالاتر طلا از روش Wohlwill استفاده می شود. این روش خلوص طلا را تا 99.999٪ تولید می کند. این یک فرآیند الکترولیتی است که از طلای خالص به عنوان کاتد و اسید کلرواوریک به عنوان الکترولیت استفاده می کند. هنگامی که جریان الکتریکی از محل نصب عبور می کند، طلا در آند حل می شود و در حالی که طلای خالص روی کاتد رسوب می کند.

سخن پایانی

ذوب طلا یک فرآیند مهم در تولید طلا است. استخراج کنندگان طلا موجب می شوند تا مواد ناخالص را از طلای خالصی که در بازار مطلوب است جدا کنند. فرایند ذوب، طلا را با خلوص بیش از 90 درصد تولید می کند. برای بهبود کیفیت طلای استخراج شده، معدنچیان باید طلا را تصفیه کنند.