Зергерлік бұйымдарға арналған платина металын жасау процесі
Платина зергерлік өнеркәсібінде кеңінен қолданылатын ең эксклюзивті бағалы металдардың бірі. Оның табиғи күмістей ақ түсі күңгірттенуге төзімді және жоғары коррозияға төзімділігімен танымал. Сонымен қатар, платинаның жоғары тығыздығы оған «ауыр» және сәнді сезім береді. Дегенмен, оның әсем көрінісі платинаны өндірілген материалдан жоғары сапалы сақинаға, алқаға немесе сырғаға айналдыру алдында ұзақ және күрделі процесс жатыр. Бұл мақалада зергерлік бұйымдарға арналған платина өндірісінің негізгі кезеңдері, өндіруден бастап әрлеуге дейін талқыланады.
1. Платинаның шығу тегі және оның сипаттамалары
Платина (Pt) - Жер қыртысында өте сирек кездесетін өтпелі металл. Ол әдетте палладий, родий, иридий, рутений және осмий сияқты басқа платина тобындағы металдармен (PGM) қатар кездеседі. Оңтүстік Африкада, Ресейде және Канадада ірі кен орындары бар. Сирек кездесетіндіктен, таза платина өндіру үшін қажетті кен мөлшері өте көп. Бұл оның жоғары құндылығына ықпал етеді.
Платинаның балқу температурасы табиғаты бойынша шамамен 1.768°C құрайды, бұл алтынға қарағанда әлдеқайда жоғары. Ол сондай-ақ икемді (икемді), бірақ берік, бұл оны гауһар тастар сияқты асыл тастарды бекітуге өте ыңғайлы етеді. Платина оңай тотығады және тот баспайды, бұл оны күнделікті зергерлік бұйымдарға өте қолайлы етеді.
2. Тау-кен өндіру кезеңі: Жерден кен өндіру
Платина өндіру процесі кен өндіруден басталады. Өндіру әдістері кен орнының геологиялық жағдайларына байланысты және ашық немесе жер асты болуы мүмкін. Көптеген ірі платина кеніштері жер асты өндіруді пайдаланады, себебі кен орындары белгілі бір тау жыныстарының қабаттарында орналасқан.
Содан кейін PGM бар тау жынысы өңдеу қондырғысына тасымалданады. Кендегі платина мөлшері әдетте өте төмен, сондықтан тиісті өнімділікке қол жеткізу үшін кең көлемді өндіру қажет. Бұл кезеңде тиімділік пен қоршаған ортаға әсерді басқару өте маңызды, себебі өндіру жұмыстары тау жыныстарының қалдықтарын тудырады және айтарлықтай энергия шығынын қажет етеді.
3. Ұсақтау және ұнтақтау: материалдардың өлшемін азайту
Кен диірменге келгеннен кейін, тау жынысы ұсақ бөліктерге ұсақталады (ұсақталады). Содан кейін ол ұсақ бөлшектер алу үшін ұнтақталады. Бұл кезеңнің мақсаты - бұрын тау жынысы матрицасында байланысқан бағалы минералды түйіршіктерді босату.
Ұнтақтау шарлы диірмендер немесе шыбық диірмендер сияқты үлкен машиналарды пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Бөлшектердің өлшемі неғұрлым ұсақ болса, платина минералдарының кейінгі концентрация кезеңінде бөліну мүмкіндігі соғұрлым жоғары болады. Дегенмен, тым ұсақ ұнтақтау көп энергияны қажет етеді және бөлу тиімділігіне әсер етуі мүмкін, сондықтан диірмендер әдетте мақсатты өлшемді оңтайландырады.
4. Флотацияны қолдану арқылы концентрациялау
Келесі кезең - платина құрамдас минералдарды қоспалардан бөлетін концентрация. Ең көп таралған әдістердің бірі - флотация (көбік флотациясы). Бұл процесс минерал бетінің қасиеттеріндегі айырмашылықтарды пайдаланады: кейбір минералдар ауа көпіршіктеріне «жабысып», бетіне көтерілуі мүмкін, ал басқалары су астында қалады.
Флотация кезінде кен шламы (ұсақ кен мен су қоспасы) арнайы химиялық реагенттермен араластырылады, содан кейін ауа үрленеді. Қажетті минералдар көбікпен бірге көтеріліп, PGM концентратын құрайды. Флотация нәтижесінде бастапқы кенге қарағанда PGM мөлшері жоғары концентрат алынады, бірақ ол әлі де таза емес.
5. Балқыту және бастапқы тазарту
Содан кейін PGM концентраты пеште жоғары температуралы балқыту процесіне жіберіледі. Бұл процесс қож түзу арқылы металды көптеген қоспалардан бөлуге бағытталған. Өнеркәсіптік тәжірибеде балқыту бірнеше кезеңнен тұруы мүмкін, соның ішінде PGM-ге бай штейн (металл сульфидтерінің қоспасы) алу үшін өңдеу.
Балқытудан кейін темір, күкірт немесе басқа да негізгі металдар сияқты элементтердің құрамын азайту үшін бастапқы конверсия және тазарту жүргізіледі. Бұл кезең өте техникалық және температура мен химиялық құрамды қатаң бақылауды талап етеді. Бұл кезеңде алынған платина әлі таза, пайдалануға дайын металл емес, керісінше химиялық бөлуді қажет ететін қоспа.
6. Химиялық тазарту: Платинаны басқа PGM-дерден бөлу
Бұл ең күрделі кезеңдердің бірі: химиялық тазарту. Платина көбінесе басқа PGM-дермен бірге болатындықтан, жоғары тазалықтағы платинаны алу үшін химиялық бөлу әдістері қажет.
Жалпы алғанда, процесс материалды белгілі бір химиялық ерітіндіде ерітуді (мысалы, белгілі бір жағдайларда аква регияны пайдалануды), содан кейін элементтерді бөлу үшін селективті тұндыру мен экстракцияны қамтиды. Әрбір PGM металының өзіндік химиялық әрекеті бар, бұл көп сатылы бөлуге мүмкіндік береді. Платина бөлінгеннен кейін оны қосылыс ретінде қайта тұндыруға, содан кейін кальцилеуге немесе металлға дейін тотықсыздандыруға болады.
Нәтижесінде салалық стандарттарға сәйкес өте жоғары тазалықтағы платина (мысалы, 99,95% немесе одан да көп) алынады.
7. Зергерлік бұйымдарға арналған платина қорытпаларын жасау
Зергерлік бұйымдарға арналған платина 100% таза күйінде сирек қолданылады, себебі зергерлік бұйымдар қаттылықтың, сызаттарға төзімділіктің және өңдеуге қабілеттіліктің үйлесімін қажет етеді. Сондықтан платина әдетте қорытпадан жасалған. Жалпы стандарт - платина 950 (Pt950), яғни қажетті қасиеттерге байланысты 95% платина және 5% иридий, рутений, кобальт немесе палладий сияқты басқа металдар.
Қорытпаны таңдау бірнеше маңызды факторларға әсер етеді: қаттылық, түс, құюдың қарапайымдылығы және асыл тасты ұстап тұру мүмкіндігі. Зергерлік бұйымдар өндірушілері қорытпа формуласын дизайн қажеттіліктері мен сапа стандарттарына сәйкестендіреді.
8. Зергерлік бұйымдарды қалыптау: құю немесе дайындау
Платина зергерлік бұйымдарын пішіндеудің екі негізгі тәсілі бар:
1. Құю: Платина балқытылып, содан кейін қалыпқа құйылады, көбінесе инвестициялық құю әдісі қолданылады. Платинаның балқу температурасы өте жоғары болғандықтан, құю жабдықтары төтенше температураға төтеп беруі керек, ал кеуекті әрлеуді қамтамасыз ету үшін процесті басқару дәл болуы керек.
2. Дайындау (қолмен/машинамен қалыптау): Платина илемдеу, соғу, созу және арнайы дәнекерлеу сияқты әдістерді қолдана отырып, шыбықтардан немесе парақтардан жасалады. Бұл әдіс жоғары техникалық бөлшектері мен оңтайлы құрылымдық беріктігі бар зергерлік бұйымдар үшін танымал.
Бұл кезеңде шебер немесе фабрика сақина тәрізді таяқша (сақинаның айналасындағы бөлік), тісті тырнақтар (тас тырнақтар) немесе асыл тасқа арналған арнайы қондырғылар сияқты бөлшектерді де жасайды.
9. Соңғы өңдеу: тасты тазарту, жылтырату және орнату
Зергерлік бұйымдардың негізгі пішіні дайын болғаннан кейін, әрлеу жұмыстары жүргізіледі. Әрлеу кезеңіне ұсақ тегістеу, жылтырату және бетін ақауларға тексеру кіреді. Платина «алтын сияқты тозбайтыны» белгілі, бірақ уақыт өте келе патина (жұмсақ жылтыр) пайда болуы мүмкін. Көптеген адамдар патинаны жақсы көреді, себебі ол ерекшелік қосады, бірақ оның жылтырлығын қалпына келтіру үшін оны қайта жылтыратуға да болады.
Егер зергерлік бұйымдар асыл тастарды қолданса, оларды кәсіби маман орнатады. Платина берік және тұрақты ұстағышына байланысты гауһар тастарды орнату үшін өте қолайлы. Тастар бекітілгеннен кейін, зергерлік бұйымдар салмақ өлшеу, тістердің туралануы, симметрия және ыңғайлылық сияқты соңғы сапа бақылауынан өтеді.
10. Мазмұн мен сапа стандарттарын белгілеу
Сапалы платина зергерлік бұйымдарына әдетте «Pt950», «Plat950» немесе «950» сияқты маркалар қойылады. Бұл марка платина маркасының кепілі ретінде маңызды. Сонымен қатар, беделді өндірушілер, әдетте, маркалардың төзімділігіне, материалдың тазалығына және өндіріс процедураларына қатысты белгілі бір стандарттарды ұстанады.
Зергерлік бұйымдар нарығында платина құрамына, қорытпа түріне және шеберлікке қатысты ашықтық өнімнің соңғы құнын анықтауда маңызды факторлар болып табылады.
Жабу
Зергерлік бұйымдарға арналған платина өндіру процесі - өндіруді, минералды шоғырландыруды, балқытуды, күрделі химиялық тазартуды, қорытпаларды қосуды және дәл пішіндеу мен өңдеуді қамтитын ұзақ процесс. Сирек кездесетіндіктің, өңдеу қиындықтарының және жоғары физикалық қасиеттердің үйлесімі платинаны зергерлік әлемде ең жақсы таңдау етеді. Платина зергерлік бұйымдарын таққан кезде сіз металлургиялық технологияның, қолөнер шеберлігінің және материалдың жер қыртысынан талғампаздық символына дейінгі ұзақ сапарының өнімін тағасыз.
