تیزاب سلطانی به انگلیسی Aqua Regia ترکیبی از دو اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک می‌باشد تیزاب سلطانی قادر است بسیاری از فلزات گرانبها نظیر طلا، پلاتین و پالادیوم را در خود حل کند. تعدادی از فلزات نیز در برابر تیزاب سلطانی مقاوم هستند این فلزات شامل تیتانیوم، ایریدیوم، روتینیوم، تانتالوم، نیوبیوم، هافنیوم، اسمیوم، رودیوم و تنگستن می باشند.
همچنین برخی از آلیاژهای نقره نیز در برابر این ترکیب مقاوم هستند این عمل با تشکیل کلرید نقره روی سطح فلز صورت گرفته و مانع از حل شدن آن می‌شود. برخی از آلیاژهای طلا که حاوی مقادیر بالای ۵ درصد نقره در ترکیبات خود می‌باشند نیز مقاوم در برابر حل شدن هستند. برای این کار نیاز به عیار سازی می‌باشد. برای اینکار آلیاژی از نقره و طلا با ترکیب حداکثر ۲۵ درصد طلا تهیه و در داخل اسید نیتریک قرار می‌دهند تا نقره حل شده و طلا خالص باقی بماند.
تیزاب سلطانی چیست؟
تیزاب سلطانی به انگلیسی Aqua Regia (به لاتین Royal Water) ترکیب اسیدی بسیار خوردنده است. تیزاب سلطانی از ترکیب اسید هیدروکلریک (جوهر نمک) و اسید نیتریک ساخته می شود.
این ترکیب شامل 3 بخش اسید هیدروکلریک و یک بخش اسید نیتریک است.
تیزاب سلطانی از معدود ترکیبات اسیدی است که می تواند طلا و برخی از فلزات گرانبها را در خود حل کند.
این ترکیب اصولا برای خالص سازی طلا و سایر فلزات گرانبها از جمله پالادیوم و پلاتین مورد استفاده قرار می گیرد.
این محلول از قدیمی ترین ترکیبات انحلال و استخراج طلا به شمار می آید که بیشتر توسط سازندگان طلا و جواهرات مورد استفاده قرار می گرفت. اما همچنان در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
نحوه ساخت تیزاب سلطانی
همانطور که در بخش قبل گفتیم تیزاب سلطانی از ترکیب اسید نیتریک و هیدروکلریک ساخته می شود. ترکیب استاندارد تیزاب سلطانی 3 اسید هیدروکلریک و 1 بخش اسید نیتریک است همچنین به صورت ترکیب 4 به 1 نیز ساخته می شود.
نقش اسید نیتریک در این ترکیب به عنوان اکسید کننده است که با اکسید کردنه فلز انحلال آن را تسهیل می کند. همچنین اسیدهیدروکلریک برای تامین کلر برای انحلال و ترکیب با فلز است.
طرز تهیه تیزاب سلطانی
برای تهیه تیزاب سلطانی جهت انحلال طلا و فلزات گرانبها بهتر است ابتدا اسید هیدروکلریک روی قطعه بریزید تا اسید هیدروکلریک قطعه را پوشش دهد و روی حرارت قرار دهید تا گرم شود سپس شروع به اضافه کردن اسید نیتریک کنید توجه کنید که اسید نیتریک را به صورت قطره قطره یا میلی تر میلی تر اضافه کنید و زمانی که سرعت واکنش کم شد مجدد اضافه کنید به این ترتیب در آخر کار نیاز به خنثی سازی اسید نیتریک اضافه نخواهید داشت.
حرارت دادن تیزاب سلطانی بسیار با اهمیت است چراکه سرعت واکنش و انحلال فلزات را افزایش می دهد با هر 10 درجه ای که حرارت افزایش می یابد سرعت واکنش دو برابر می شود.
فرمول تیزاب سلطانی
HNO 3 + 3 HCl → NOCl + Cl 2 + 2 H 2O
واکنش تیزاب سلطانی با طلا
طلا در مقابل بسیاری از اسیدها مثل اسید نیتریک، اسید هیدروکلریک و سولفوریک غیر قابل انحلال است. اما در تیزاب سلطانی حل می شود.
طلا طبق فرمول زیر در تیزاب حل می شود:
Au + 3 HNO3 + 4 HCl → AuCl4− + ۳ NO2 + H3O+ + 2 H2O
یا
Au + HNO3 + 4 HCl → AuCl4− + NO + H3O+ + {{H2O}
بازیافت طلای حل شده در تیزاب سلطانی
برای بازیابی طلای حل شده در تیزاب سلطانی نیاز است قدرت اکسیدکنندگی تیزاب را کاهش دهیم تا مجدد قادر به انحلال طلا نباشد برای این منظور باید اسید نیتریک موجود در محلول خنثی سازی شود برای این کار می توانید از اوره و یا سایر خنثی کننده ها استفاده کنید.
پس از خنثی کردن اسید نیتریک حالا می توانید با اضافه کننده کردن یکی از رسوب کننده های طلا شامل متابی سولفیت، سولفات آهن و … طلا را بازیابی و ته نشین کنید.
رنگ محلول طلا در تیزاب سلطانی
اگر طلای خالص داخل تیزاب حل شده باشد و محلول رقیق باشد رنگ محلول زرد متمایل به فسفری خواهد بود ولی اگر غلیظ شده باشد نارنجی رنگ خواهد بود.
استخراج طلا با تیزاب سلطانی
برای استخراج طلا از تیزاب سلطانی قطعه طلا یا قطعه حاوی طلا را در ترکیب 3 به 1 اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک حل می کنیم.
سپس اسید نیتریک اضافی موجود در محلول با استفاده از حرارت و بخار کردن و یا با استفاده از اوره یا سولفامیک اسید خنثی سازی می کنیم سپس با استفاده از متابی سولفیت یا سولفات آهن طلا را احیا می کنیم.
استخراج طلا از خاک با تیزاب سلطانی
برای انحلال خاک و یا سنگ طلا ابتدا سنگ یا خاک حاوی طلا را کاملا پودر کنید تا به ریزترین اندازه برسد. سپس به اندازه 2 یا 3 برابر حجمی خاک مورد نظر تیزاب سلطانی اضافه می کنیم و روی حرارت قرار می دهیم.
هر چقدر میزان دمای تیزاب بالا باشد سرعت واکنش و انحلال طلا بالا می رود به ازای هر 10 درجه دما سرعت واکنش 2 برابر می شود.
فرآیندی را تا زمانی ادامه دهید که واکنش ادامه داشته باشد و گاز خرمایی رنگ منتشر شود. با اتمام واکنش، خاک را محلول فیلتر کنید.
حال نوبت به خنثی سازی اسید نیتریک اضافی محلول می رسد برای اینکار با استفاده از اوره یا سولفامیک اسید خنثی سازی را انجام دهید.
در این مرحله نوبت به بازیابی طلا از محلول می رسد برای اینکار از یکی از رسوب دهنده های طلا استفاده کنید و طلا را بازیابی کنید.
پس از حدود 24 ساعت طلا ته نشین می شود طلای ته نشین شده را فیلتر کرده و شستشو کنید و نهایتا ذوب کنید.
روش جداسازی طلا از تیزاب سلطانی
جداسازی طلا از تیزاب سلطانی یک اصلاح عامیانه است و در واقع همان بازیابی طلا از تیزاب است. برای این کار می توانید از احیا کننده هایی مثل متابی سولفیت سدیم، سولفات آهن ۲، گاز سولفور دی اکساید و … استفاده کرد.
پس از خنثی سازی اسید نیتریک با استفاده از اوره یا روش بخار کردن نوبت به جداسازی طلا از تیزاب سلطانی می رسد. به مقدار مورد نیاز متابی سولفیت سدیم به محلول تیزاب حاوی طلا اضافه می کنیم. و بعد منتظر ته نشینی طلا می شویم.
پس از جداسازی طلا امکان دارد طلا با مقداری ناخالصی همراه باشد بنابراین بهتر است از روشهای خالص سازی طلا برای بالابردن خلوص آن استفاده کنید.
یکی از روشهای خالص سازی طلا استفاده از روش اسید اگزالیک است که با استفاده از این روش می توانید طلا خالص بدست بیاورید.
همچنین برای خالص سازی طلا می توانید پودر بدست آمده از تیزاب را به مدت ۱۵ دقیقه در اسید هیدروکلریک بجوشانید تا ناخالص های همراه پودر طلا زودوده شود.
برای جداسازی طلا از تیزاب سلطانی می توانید از فلزاتی مانند مس و پودر روی نیز استفاده کنید.
این مطلب را از دست ندهید : ۸ ماده پر کاربرد در رسوب طلا از تیزاب سلطانی
کاربرد تیزاب سلطانی
تیزاب سلطانی به جهت قدرت اکسیدکنندگی و خورندگی بالایی که دارد که دارد می تواند عمده فلزات پایه و فلزات گرانبها را در خود حل کند. به دلیل همین خاصیت در استخراج طلا از قطعات الکترونیکی، استخراج طلا از خاک و خالص سازی طلا، استخراج پلاتین و پالادیوم استفاده می شود. و از جمله ترکیبات مهم در صنعت استخراج و بازیابی فلزات گرانبهاست.
تیزاب سلطانی چه فلزاتی را حل می کند؟
تیزاب سلطانی ترکیب اسیدی بسیار اکسید کننده و قوی است و تقریبا با اکثر فلزات واکنش می دهد. این ترکیب قادر است طلا، پالادیوم، پلاتین و فلزات پایه مس، آهن، روی، نیکل و… را حل کند.
اما برخی از فلزات در برابر تیزاب سلطانی مقاوم هستند مانند روتینیوم، تانتالوم، اوسمیوم (تحت شرایطی قابل انحلال است).
نقره در تیزاب سلطانی حل نمی شود و به صورت کلرید نقره ته نشین می شود کلرید نقره ته نشین شده یک لایه روی سایر فلزات مانند طلا در داخل تیزاب ایجاد می کند و از انحلال آن جلوگیری می کند.
واکنش تیزاب با پالادیوم و پلاتین
پالادیوم و پلاتین هر دو در تیزاب سلطانی حل می شوند پالادیوم زود تر از طلا حل می شود و پلاتین به دلیل چگالی بیشتر و سطح تماس کمتر، دیرتر از طلا حل می شود.
چرا باید اسید نیتریک موجود در تیزاب را خنثی کنیم؟
همانطور که گفته شد نقش اسید نیتریک در تیزاب نقش اکسیدکنندگی است. بنابراین اگر این نقش همچنان باقی بماند طلا قابل احیا از تیزاب نیست. بنابراین برای جداکردن طلا از تیزاب ابتدا باید اسید نیتریک خنثی شود و بعد با احیا کننده ها، طلا را از تیزاب جداسازی کنیم.
برای خنثی سازی اسید نیتریک موجود در تیزاب سلطانی می توانید با روش حرارت دادن و اضافه کردن اسید هیدروکلریک، خنثی سازی اسید نیتریک را انجام دهید و هم می توانید از اوره و اسید سولفامیک برای این کار استفاده کنید که هر کدام مزایای و معایب خود را دارد.
تیزاب سلطانی را از کجا بخریم؟
بهتر است تیزاب سلطانی را به صورت آماده خریداری نکنید چرا که در صورت تهیه ترکیب آماده تیزاب پس از مدتی کارایی خود را از دست می دهد و قدرت اکسیدکنندگی و انحلال لازم را نخواهد داشت.
بنابراین به جای خرید تیزاب سلطانی آماده بهتر است به صورت جداگانه اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک را تهیه و در صورت نیاز به مقدار مورد نیاز آماده و استفاده کنید.
خطرات تیزاب چیست؟
تیزاب بسیار خورنده است و در صورت تماس با پوست به آن آسیب می زند . همچنین گاز کلر منتشر
می کند که باعث آسیب به ریه ها می شود.
بدون دیدگاه