آنالیز کمی و کیفی طلا - ذوب خالص

تست کیفی طلا

با این اولین آزمایش تعیین می‌گردد که آیا در آلیاژ مورد نظر اصلا طلا وجود دارد یا نه . ابتدا پوشش احتمالی طلا در محلی از شیء که جلب نظر نمی‌کند از طریق شاب زنی و یا سوهان کشی پاک می‌گردد . با این محل آزاد شده به روی سنگ محک خطی حدودا به عرض ۵mm و در طول ۲۰mm کشیده می‌شود . این خط توسط اسید نیتریک غلیظ آغشته می‌شود . بعد از حدود ۵ ثانیه اثر آن کنترل شده می‌شود . چون بر اساس این آزمایش مقدار طلا فقط در آلیاژهای بیشتر از Au ۵۰۰ با اطمینان قابل تشخیص می‌باشند برای مواقعی که خط کشیده شده تست حل و یا قهوه‌ای رنگ شده است تست را با اسید نیتریک رقیق تکرار می‌کنند . بنابراین با عیار سنجی می‌توان مقدار طلا در آلیاژ را بین Au ۱۰۰۰ وAu ۱۶۰ تشخیص داد . برای عیارهای پایینتر بایستی از تست لوله آزمایش استفاده نمود .

تست لوله آزمایشی
این آزمایش وقتی به کار می‌رود که واکنش یک آلیاژ در عیار سنجی همانند یک آلیاژ غیر نجیب است ولی با وجود این حدس زده می‌شود که در آن مقدار کمی طلا وجود دارد . اثر این آزمایش بر مبنای حلالیت فلزات افزودنی و مقاوم بودن طلا در اسید نیتریک غلیظ می‌باشد . در یک لوله آزمایش نمونه‌ای از فلز مورد نظر به جرم حدودا ۰٫۵ در اسید نیتریک گرم حل می‌شود . در حالی که فلزات غیر نجیب و نقره به صورت نیترات حل می‌شوند طلا به صورت پودر قهوه‌ای تیره ته نشین می‌گردد . این پودر با فیلتر کردن از محلول جدا گردیده با آب مقطر شسته شده و بر روی کاغذ فیلتر خشک می‌گردد . اگر غبار روی آن با شابر زدوده شود و فلز براق گردد تقریبا با اطمینان می‌توان گفت که این فلز طلا است .

تست کمی طلا
بعد از آن که با تست کیفی طلا اثبات گردید بایستی مقدار تقریبی طلا در کل آلیاژ تعیین گردد.
تشخیص طلای خالص

جهت پیش آزمایش ابتدا یک نمونه از فلز را بدون افزودن ماده سیال کننده ذوب می‌کنند . در این حال بایستی یک رنگ زیتونی روشن به دست آید و نیز بعد از سرد شدن فاقد لکه باشد . یک روکش قهوه‌ای حاکی از وجود ناخالصیها می‌باشد. در صورت موفقیت آمیز بودن آزمایش تست لوله آزمایش به کار برده می‌شود :
1- حدود ۱گرم از نمونه ماده که به صورت نازک نورد شده است در حدودا ۶ ml تیزاب سلطانی حل می‌گردد. برای تجزیه کردن اسید نیتریک اضافی آن را می جوشانیم . در اینحال نبایستی دانه‌های سفید متمایل به زرد و برفی شکل کلرید نقره پدیدار گردند.
۲- محلول را بایستی با۲۰ ml تا ۳۰ ml آب مقطر رقیق نمود .
۳- ۵ کلرهیدرات هیدرازین افزوده و محلول را هم می‌زنند . هر چه طلا است به صورت لجن قهوه‌ای رنگ در ته ظرف رسوب می‌کند تا اینکه محلول بالای آن مثل آب زلال در آید .
۴- از مایع زلال قدری برداشته و با آمونیاک ( جوهر نشادر ) مخلوط می‌کنند . رنگ آبی به معنی وجود مس است . تشکیل گلوله‌های برفی شکل می‌تواند به مفهوم وجود سرب ویسموت آهن و آلومینیم و غیره باشد .
۵- اگر محلول مورد آزمایش تا اینجا آزمایش را با موفقیت پشت سر گذراند به آن چند قطره محلول سولفید آمونیم می افزایند . اگر باز هم رسوبی تشکیل نگردید می‌توان تقریبا با اطمینان گفت که فلز مورد نظر طلای خالص است .

ذوب
1- پروسه ذوب کردن
برای یک زرگر کارگاه طبیعی است و جزو کارهای روزمره به شمار می‌آید که مثلا یک تکه طلا را جهت استفاده مجدد ذوب کند، یعنی اینکه یک بلوک فلزی را می‌توان از حالت جامد به حالت مایع درآورد، به شرطی که انرژی گرمایی کافی به آن داده شود . در اثر افزایش دما به میزان تقریبا 15K تحرک دو برابر می‌شود و بدین ترتیب اتصال اتمی انعطاف پذیرتر می‌گردد : ساختار میکروسکوپی نرمتر می‌شود، زیرا با افزایش فاصله اتمی نیروهای بین اتمی کاهش می‌یابند . به عنوان نتیجه عملی آن می‌توان مشاهده نمود که اگر یک قطعه موقع گداختن روی یک سطح تخت قرار نداشته باشد خم می‌شود . به علاوه افزایش فاصله اتمی باعث انبساط گرمایی فلز می‌شود . بالاخره وقتی درجه حرارت به دمای ذوب رسید، انرژی حرکتی از نیروهای جاذبه متقابل بزرگتر می‌شود، به طوری که اتمها می‌توانند از شبکه اتصال آزاد گردند . ساختار میکروسکوپی به طور ناگهانی از هم نمی پاشد، بلکه بایستی ذوب شدن بلوک فلزی را به صورت یک پروسه‌ای تصور نمود که رفته رفته گسترش می‌یابد : با توجه به اینکه دمای ذوب ابتدا در سطح خارجی بلوک حاصل می‌شود، از هم پاشیدن ساختار میکروسکوپی از همین جا آغاز می‌گردد، در حالی که در هسته آن هنوز هم درجه حرارت به دمای تبدیل نرسیده است . در محدوده میکروسکوپی بایستی فروپاشی کریستالها را به همین نحوه تصور نمود، زیرا ابتدا اتمهای خارجی در ناحیه مرز دانه‌ها که اتصال نسبتا ضعیفتری دارند آزاد می‌گردند و سپس رفته رفته فروپاشی ساختاری میکروسکوپی کریستال از خارج به داخل در راستای هسته کریستال گسترش می‌یابد .

2- لوازم و متعلقات ذوب
تجهیزات ذوب بوته با فلزی که باید گردد ما بین زغال چوب گداخته قرار کی گرفت، که اغلب توسط دم آهنگری هم به آن دمیده می‌شد، تا فلز ذوب گردد . همین روش تا چندین سال پیش نیز با کوره کک به کار می‌رفت . اما حتی با این روش ذوب طولانی، پر زحمت و حتی خطرناک ماند، زیرا یک بوته به راحتی می شکست و در این حال می بایست فلز نجیب را به زحمت از خاکستر جدا کرده و شستشو داد! یک تغییر اساسی در روش ذوب ابتدا از گسترش عمومی گاز شهری در نیمه قرن 19 حاصل شد .
بوته‌ها و ظروف مخصوص ذوب

بوته گرافیتی : این بوته‌ها از مخلوط گرافیت – خاک رس تشکیل شده‌اند . بوته‌ها را بایستی در جای خشک و نا مرطوب نگهداری نمود . با توجه به اینکه این بوته‌ها به صورت نپخته عرضه می‌شوند، بایستی آنها را به آرامی گرم نمود، با بوراکس ذوب کرد و بعد آن را به حالت گداخته در آورد. پس از آن می‌توان آن را استفاده کرد. هر چند این بوته‌ها گران هستند اما در صورتی که درست استفاده شوند عمر بسیار طولانی خواهند داشت. برای مذابهای اکسیدکننده با شوره (نمک اسید نیتریک) نامناسب می‌باشند، زیرا کربن حل می‌شود.

بوته‌های رسی هسی : این بوته‌ها از خاک رس چرب و فاقد آهن و گچ تشکیل شده‌اند، که به آن ماسه کوارتز و خاک سفال اضافه می‌کنند تا ترک بر ندارد و منقبض نشود. این بوته‌ها به صورت پخته شده عرضه می‌شوند و از بوته‌های گرافیتی ارزانترند. بوته‌های رسی اگر (مثل بوته‌های گرافیتی) پیشگرم شده و با بوراکس لعاب داده شوند حساسیت کمتری دارند. ذرات باقیمانده فلزی چسبیده شده را نمی شکنند، بلکه با کمی بوراکس ذوب می‌کنند.

طرز کار با بوته‌ها : هر بوته بایستی فقط برای یک عیار معین به کار رود. از این رو دیواره خارجی آن را علامتگذاری می‌کنند. قبل از آنکه فلز را داخل آن فرار دهند، بوته را پیشگرم می‌کنند. وقتی که گداخته شد، رفته رفته فلز را داخل می‌کنند، تا تقریبا نصف آن پر شده باشد . با پیشگرم امکان اکسیداسیون فلز داخل و مدت آن خیلی محدود می‌گردد. در کوره‌های بزرگتر بهتر است به عنوان درپوش از یک قطعه زغال چوب استفاده شود، زیرا حکم یک سر پوش احیاءکننده را خواهد داشت. با یک انبر گرد، که با دهانه آن بوته از زیر محکم گرفته می‌شود، بوته را از کوره خارج می‌کنند. در صورت گرفتن بوته با یک انبر تخت، ممکن است به راحتی قطعه‌ای از دیواره بشکند. بوته‌های مستعمل را در خاکه کف قرار می‌دهند و همراه با آن دور می‌ریزند.

ذوب طلا
طلای خالص: اگر فلز به صورت گرانول باشد، می توان آن رابدون اقدامات و افزودنیهای ویژه‌ای ذوب نمود . اما مسئله برای طلای خاکه قهوه‌ای و پودری شکل، که از تفکیک و بازیافت به دست آمده طوری دیگری است . برای زدودن ناخالصیهای احتمالی، طلای خاکه را با کمی نمک نیترات و بوراکس مخلوط، خیس و با فشار وارد بوته می‌کنند . با گرم کردن آهسته، مجددا از آن آب خارج می‌شود و بالاخره فلز را ذوب می نمایند . اگر پودر طلا را به صورت خشک ذوب کنند، ممکن است فضاهای خالی به وجود آیند، که پر از گاز می‌شوند و ممکن است باعث شکننده شدن طلای خالص و یا آلیاژ به دست آمده از آن گردد . به علاوه خاکه توسط شعله گاز به اطراف پاشیده می‌شود.
چگونگی شناخت طلا

شناخت طلا
عوامل شناخت طلا عبارت است از: سنگ محک و تیزآب (اسید)، که هر کدام را به طور جداگانه بررسی می نماییم.
سنگ محک:
سنگی است سیاه رنگ از جنس سیلیسیوم و کوارتز و در شکلهای مختلف در بازار وجود دارد و در هنگام استفاده باید دمای آن حدوداً به اندازه دمای بدن باشد، یعنی 37 درجة.س باشد.
تیزآب:
در بعضی از کتابها تیزآب سلطانی همان اسید نیتریک خالص می باشد که توسط محمد زکریای رازی کشف شده است. این اسید را در اصطلاح عامیانه بنام جوهر شوره می شناسند و فرمول آن (HNO3) می باشد.
اگر در مقدار (30CC) این اسید مقدار (0.5CC) اسیدکلریدریک (HCL) و اسم عامیانه جوهر نمک اضافه میگردد، عیار تیزآب بالاتر خواهد رفت بطوریکه تیز آب سلطانی برای اعیار=17/(750) استفاده می شود.
تیزآب سلطانی +0.5cc (HCL) برای عیار =18(750) استفاده می شود.
نحوه عمل (شناخت طلا):
ابتدا فلز مشکوک به طلا را روی سنگ محک (20 بار) میکشیم سپس مقداری تیزآب عیار شده را روی آن میکشیم (به اندازة یک قطره).
واکنش یکی از موارد زیر است:
1- هیچ واکنشی دیده نمی شود: نتیجه آنکه فلز مربوطه طلایی با همان عیار تیزآب می باشد.
2- رنگ اثر کشیده شده روی سنگ کم رنگتر می شود: در این حالت عیار فلز مربوطه پایین تر از عیار تیزآب می باشد.
3- اثر روی سنگ محک بکلّی محو میگردد: که حاکی از این است که فلز مربوطه یا اصولاٌ طلا نیست و یا دارای مقدار کمی طلا می باشد که می بایست با آزمایشات دیگری (ری گیری) مقدار آن مشخص شود.
روش دیگر شناخت طلا:
روی قسمتی از فلز مشکوک به طلا را کمی سوهان میکشیم تا چنانچه فلز آبکاری شده است، لایه آبکاری شده از بین برود. سپس در محل سوهان زده شده یک قطره تیز آب عیار شده می زنیم:
- هیچ اثری برروی آن ندارد و این نشان می دهد که فلز طلا بوده و هم عیار و یا بالاتر از تیزآب می باشد (توجه: فلزی روی و کرم در برابر تیزآب واکنش نمی دهد که بر اساس رنگ و خصوصیت فیزیکی و شیمیایی قابل شناخت هستند.)
- محل مربوطه به روی فلز بر اثر آب سیاه می شود که هر چه سیاهی بیشتر باشد نشان دهندة آن است که فلز طلا با عیار پایینتر از عیار تیزآب می باشد.
- براثر ریختن تیز آب محل به رنگ سبز به جوش می آید و بعد از پاک کردن تیز آب با یک دستمال محل براق می شود. در این حالت فلز مربوطه طلا نبوده و مقطع براق شده رنگ اصلی فلز را نشان می دهد.
توجه: ضرورت دارد طلاهایی که از قبل عیار آنها مشخص باشد، داشته باشیم (عیارهای مختلف) و هنگامی که یک طلا مشخص شد در کنار آن طلایی را که قبلاً مشخص دارد روی سنگ محک میکشیم و سپس با مقایسة رنگ آنها می توان عیار طلا را مشخص نمود.
طریقه پاک کردن سنگ محک:
« هر زمان سنگ محک پر شد و جای خالی برروی آن برای محک زدن دوباره نبود می توانید روی سنگ را تیز آب ریخته و سپس روی آن نمک پاشیده و بعد آنرا با آب بشویید.»
تذکر: طلای سبز از طلای زرد در مقابل تیز آب سلطانی واکنش آرامتری نشان می دهد زیرا دارای نقرة بیشتری است.

رنگ بندی طلا
در بین رنگهای طلا زرد برای غالب طلا و جواهرسازان مقبولیت بیشتری پیدا کرده است و استفاده از آن متداول تر است. مصرف طلای سفید را معمولا برای الماس در نظر می‌گیرند زیرا از لحاظ همرنگی با آن توازن بیشتری دارد. طلای قرمز اکثرا همراه با طلای زرد بمنظور ایجاد تناسب در رنگ بکار می‌رود. طلای سبز رنگ نیز معمولا برای کاربرد قطعات جواهری که آنتیک دارند مورد مصرف قرار می‌گیرد.
هرگاه در آلیاژ طلا با نقره که رایج ترین آلیاژ است 50 تا 60 درصد نقره بکار رود رنگ طلا زرد مایل به سفید که اصطلاحا طلای گبری گفته می‌شود، خواهد شد و چنانچه 25 درصد آن باشد رنگ آلیاژ حاصله سفید مایل به سبز می‌شود که این هر دو در جواهرسازی کاربرد فراوان دارد. آلیاژ طلا با چند فلز دیگر که اسامی آنها خواهد آمد به رنک سفید بوده و این آلیاژ از 80 درصد طلا، 16 درصد نیکل، 3 تا 4 درصد روی و گاهی 1 درصد مس تشکیل شده است. آلیاژ طلا و مس با 75 درصد طلا و 25 درصد مس که رنگ آن مایل به سرخ می‌باشد در صنعت سکه سازی کاربرد داشته و مس در این میان نقش سخت کننده را دارا می‌باشد.
نکته مهم در اینجا این است که طلای قرمز از طریق کاهش مقدار نقره و افزایش مس بدست می‌آید. طلای سبز با کاهش مقدار مس و افزایش مس بدست می‌آید. طلای سبز با کاهش مقدار مس و افزایش مقدار مقدار نقره تهیه می‌شود و طلایی که بمنظور مینا کاری بکار گرفته می‌شود بایستی ترجیحا دارای مقدار اندکی روی باشد. گاهی نیز در ترکیب طلای سفید 18 عیار به جای روی پالادیم بکار می‌رود. در یک طبقه بندی دیگر از نسبت درصد فلزات مختلف در آلیاژهای رنگی طلا ذکر گردیده که برای تهیه سفید با عیار 18 می‌بایست 750 قسمت آن را طلا، 50 قسمت را نقره نقره و 200 قسمت را پالادیم درنظر گرفت یا اینکه 750 قسمت را طلا، 135 قسمت را نیکل و 85 قسمت را مس و 30 قسمت را روی انتخاب کرد.
آلیاژهای طلا
طلا و نقره به هر نسبتی با یکدیگر با یکدیگر تشکیل آلیاژ می‌دهند. هرگاه درچنین آلیاژی 60 – 50 در صد نقره بکار رود آلیاژی به رنگ زرد مایل به سفید تشکیل خواهد شد. هرگاه میزان نقره 25 درصد باشد آلیاژ حاصله سفید مایل سبز خواهد شد که آلیاژ در طلا و جواهر سازی کاربرد زیادی دارد. آلیاژ طلا و مس با 75 درصد طلا و 25 درصد مس به رنگ به رنگ زرد مایل به سرخ در سکه سازی کاربرد دارد. طلای قرمز با افزایش درصد مس بدست می‌آید. طلای ارغوانی آلیاژی از 75.49 درصد طلا و بقیه آلومینیوم است و طلای آبی رنگ روشن حاوی 53.83 درصد ایندیوم و 46.17 درصد طلا می‌باشد. در هر صورت با تغییرات لازم در میزان درصد طلا و عناصر آلیاژی دیگر رنگهای متنوعی از طلا بدست می‌آید.
مقیاس عیار در حقیقت مقدار طلای خالص در 24 قسمت قسمت از کل فلز است یعنی اینکه عیار طلای 100 درصد خالص 24 در نظر گرفته می‌شود به عبارت دیگر واژه عیار بیامگر میزان خلوص آن در 24 قسمت می‌باشد. بهترین طلای تجاری که در ساخت زیور آلات به کار می‌رود 22-14 عیار است. سکه های داخلی طلا عموما 21.6 عیار هستند یعنی در آنها 90 درصد طلا وجود دارد.
نسبت طلا را گاهی اوقات در هزار قسمت در نظر می‌گیرند با یک تناسب ساده می‌توان مثلا متوجه شد که طلای 18 عیار در چند هزار است.