در صنعت ذوب طلا از پودر طلا چه استفاده‌ای می‌شود؟

طلا، به عنوان یک فلز گرانبها و پرکاربرد، فرآیند ذوب آن بسیار مهم است. در ذوب طلا، شار طلا نقش اساسی ایفا می‌کند. این ماده می‌تواند به طور قابل توجهی بر عوامل مختلفی مانند راندمان ذوب ، کیفیت و خلوص طلای نهایی تأثیر بگذارد. درک عمیق از نقش شار طلا در فرآیند ذوب طلا برای بهینه‌سازی فرآیند تولید طلا و بهبود کیفیت طلا از اهمیت بالایی برخوردار است.

۱. مفهوم اساسی شار طلا

تعریف (1)

شار طلا نوعی ماده شیمیایی است که در طول فرآیند ذوب طلا اضافه می‌شود و وظیفه اصلی آن پایین آوردن نقطه ذوب طلا و ناخالصی‌های آن و تسهیل پیشرفت فرآیند ذوب است. شار معمولاً از مخلوطی از ترکیبات مختلف با خواص شیمیایی خاص تشکیل شده است که می‌توانند با ناخالصی‌های موجود در طلا واکنش شیمیایی نشان دهند یا خواص فیزیکی طلای مذاب را تغییر دهند.

(2) انواع رایج

گدازآورهای رایج طلا شامل بوراکس، کربنات سدیم، ماسه کوارتز و غیره است. بوراکس یک عامل گدازآور رایج است که عمدتاً از تترابورات سدیم تشکیل شده است. در دماهای بالا، بوراکس می‌تواند با ناخالصی‌های اکسید فلزی موجود در طلا واکنش داده و ترکیبات بورات با نقطه ذوب پایین تشکیل دهد. کربنات سدیم می‌تواند در طول فرآیند ذوب با ناخالصی‌های اکسید اسیدی واکنش داده و در حذف ناخالصی‌ها نقش داشته باشد. ماسه کوارتز عمدتاً برای تنظیم خواص سرباره و کمک به جداسازی ناخالصی‌ها از طلا استفاده می‌شود.

۲. کاهش دمای ذوب

اصل (1)

نقطه ذوب طلای خالص حدود 1064 درجه سانتیگراد است، اما در فرآیند ذوب واقعی، افزودن عوامل گدازآور می‌تواند نقطه ذوب طلا را کاهش دهد. این به این دلیل است که اجزای خاصی در گدازآور می‌توانند با طلا مخلوطی با یوتکتیک پایین تشکیل دهند. مخلوط با نقطه ذوب پایین به مخلوطی اطلاق می‌شود که با مخلوط کردن دو یا چند ماده تشکیل می‌شود و نقطه ذوب آن کمتر از نقطه ذوب هر یک از مواد تشکیل دهنده است. به عنوان مثال، هنگامی که بوراکس با طلا مخلوط می‌شود، می‌توان با نسبت مشخصی مخلوطی با یوتکتیک پایین تشکیل داد و در نتیجه نقطه ذوب کلی را کاهش داد و به طلا اجازه داد در دماهای نسبتاً پایین ذوب شود.

مزایا (2)

کاهش دمای ذوب مزایای متعددی دارد. اولاً، می‌تواند مصرف انرژی را کاهش دهد. دمای ذوب پایین‌تر به معنای کاهش انرژی مورد نیاز برای گرمایش است که می‌تواند هزینه‌های تولید را برای شرکت‌های ذوب طلا در مقیاس بزرگ به طور قابل توجهی کاهش دهد. ثانیاً، دمای پایین‌تر می‌تواند تلفات ناشی از تبخیر طلا را در دماهای بالا کاهش دهد. طلا در دماهای بالا تا حدی دچار تبخیر می‌شود. اگر بتوان دمای ذوب را کاهش داد، این تلفات ناشی از تبخیر می‌تواند به طور مؤثر کاهش یابد و میزان بازیابی طلا بهبود یابد.

۳. حذف ناخالصی‌ها

(1) واکنش با ناخالصی‌ها

سنگ معدن طلا یا مواد اولیه بازیافتی طلا معمولاً حاوی ناخالصی‌های مختلفی مانند ناخالصی‌های فلزی مانند مس، سرب، روی و همچنین برخی ناخالصی‌های غیرفلزی هستند. مواد گدازآور می‌توانند با این ناخالصی‌ها واکنش شیمیایی نشان دهند. به عنوان مثال، بوراکس در دماهای بالا می‌تواند با ناخالصی‌های اکسید فلزی واکنش داده و بورات‌ها را تشکیل دهد. به عنوان مثال، بوراکس با اکسید مس واکنش داده و بورات مس تولید می‌کند که نقطه ذوب پایین‌تری دارد و چگالی آن با طلا متفاوت است. در طول فرآیند ذوب، می‌توان آن را از طلا جدا کرد تا به هدف حذف ناخالصی‌ها دست یافت.

(2) تغییر خواص فیزیکی ناخالصی‌ها

شار نه تنها می‌تواند با ناخالصی‌ها واکنش شیمیایی انجام دهد، بلکه خواص فیزیکی ناخالصی‌ها را نیز تغییر می‌دهد. به عنوان مثال، برخی از شارها می‌توانند ذرات ناخالصی‌ها را ریزتر کنند و جداسازی آنها از مذاب طلا را دشوارتر سازند و در نتیجه جداسازی ناخالصی‌ها از طلا را تسهیل کنند. در عین حال، شار همچنین می‌تواند ویسکوزیته سرباره را کاهش دهد و جریان سرباره را آسان‌تر کرده و تخلیه آن از مذاب طلا را تسهیل کند و خلوص طلا را بیشتر بهبود بخشد.

۴. همجوشی فلزات را ارتقا دهید

(1) بهبود جریان‌پذیری مذاب

جریان‌پذیری خوب مذاب در فرآیند ذوب طلا بسیار مهم است، به خصوص هنگامی که لازم است طلا با خلوص‌های مختلف آلیاژ شود یا فلزات دیگری اضافه شود. فلاکس می‌تواند سیالیت مذاب طلا را بهبود بخشد. می‌تواند کشش سطحی مذاب را کاهش دهد، جریان مذاب را در کوره آسان‌تر کند و اختلاط یکنواخت بین فلزات مختلف را ارتقا دهد. به عنوان مثال، هنگام ساخت آلیاژهای طلا، افزودن مقدار مناسبی از فلاکس می‌تواند تضمین کند که فلزات مختلف می‌توانند به طور کامل ذوب شوند و آلیاژهایی با ترکیب یکنواخت تشکیل دهند.

(2) کاهش جداسازی فلزات

جدایش فلز به توزیع ناهموار فلزات با ترکیبات مختلف در ریخته‌گری‌ها در طول فرآیند انجماد آلیاژها اشاره دارد. استفاده از عوامل گدازآور به کاهش وقوع جدایش فلز کمک می‌کند. با بهبود سیالیت مذاب و افزایش همجوشی فلز، عوامل گدازآور باعث می‌شوند فلزات مختلف به طور یکنواخت‌تری در مذاب توزیع شوند و در نتیجه ترکیب یکنواخت‌تری از آلیاژ پس از انجماد حاصل شود و در نتیجه کیفیت و خواص آلیاژ بهبود یابد.

۵. محافظت از طلا در برابر اکسیداسیون

(1) تشکیل یک لایه محافظ

در طول فرآیند ذوب در دمای بالا، طلا به راحتی با اکسیژن موجود در هوا واکنش می‌دهد و اکسید تشکیل می‌دهد. فلاکس می‌تواند در دماهای بالا یک لایه محافظ روی سطح مذاب طلا تشکیل دهد و از تماس اکسیژن با طلا جلوگیری کرده و اکسیداسیون آن را کاهش دهد. به عنوان مثال، برخی از فلاکس‌ها در دماهای بالا تجزیه می‌شوند و گازهایی تولید می‌کنند که یک لایه گازی روی سطح مذاب طلا تشکیل می‌دهند و به جداسازی اکسیژن کمک می‌کنند.

(2) کاهش حلالیت اکسیژن

همچنین، شار می‌تواند حلالیت اکسیژن را در مذاب طلا کاهش دهد. وقتی حلالیت اکسیژن کاهش می‌یابد، احتمال واکنش طلا با اکسیژن نیز کاهش می‌یابد. این امر به حفظ خلوص طلا و جلوگیری از افت کیفیت ناشی از اکسیداسیون کمک می‌کند.

نتیجه‌گیری

شار طلا نقش‌های مهم متعددی در فرآیند ذوب طلا ایفا می‌کند، از جمله کاهش دمای ذوب، حذف ناخالصی‌ها، افزایش همجوشی فلزات و محافظت از طلا در برابر اکسیداسیون. با انتخاب و استفاده منطقی از شارها، می‌توان راندمان ذوب طلا را بهبود بخشید، هزینه‌های تولید را کاهش داد و خلوص و کیفیت طلا را افزایش داد. با توسعه مداوم صنعت طلا، تحقیقات و کاربرد شارهای طلا نیز در حال گسترش است. در آینده، انتظار می‌رود شارهای کارآمدتر و سازگارتر با محیط زیست توسعه یابند که این امر پیشرفت فناوری ذوب طلا را بیشتر ارتقا می‌دهد.