نقره یکی از اولین فلزات شناخته شده برای بشر بوده و از زمان های قدیم به عنوان یک فلز گرانبها در نظر گرفته شده است. نقره توسط افراد بیشتری در طول تاریخ بیش از هر فلز دیگری، حتی طلا، به عنوان پول مورد استفاده قرار گرفته است.
اگرچه نقره معمولاً در سنگ های معدنی با فلزات کمتر کمیاب مانند مس، سرب و روی یافت می شود، اما ظاهراً نقره در حدود 4000 سال قبل از میلاد به شکل قطعه‌ای طبیعی کشف شد. ظروف و زیورآلات نقره ای در مقبره های باستانی کلده، بین النهرین، مصر، چین، ایران و یونان یافت شده است. در زمان‌های اخیر، عمده ترین کاربردهای نقره، ضرب سکه و ظروف نقره بود. برای کسب آگاهی بیشتر در حوزه طراحی و ساخت نقره لازم است ادامه مطلب را بررسی کنید.
فرایند تولید و طراحی نقره
نقره برای اولین بار در قرن شانزدهم مکزیک با روشی به نام فرآیند پاسیو به دست آمد. این شامل مخلوط کردن سنگ معدن نقره، نمک، سولفید مس و آب بود. سپس کلرید نقره حاصل با افزودن جیوه برداشت شد. این روش ناکارآمد با فرآیند فون پاترا جایگزین شد. در این فرآیند، سنگ معدن با سنگ نمک حرارت داده شد و کلرید نقره تولید شد که با هیپوسولفیت سدیم شسته شد.
امروزه چندین فرآیند برای طراحی و ساخت نقره و هم چنین استخراج نقره از سنگ معدن استفاده می شود. روشی به نام فرآیند سیانید یا شسته شدن در صنعت معدن مورد قبول واقع شده است، زیرا روشی کم هزینه برای پردازش سنگ معدن نقره با عیار پایین است. با این حال، سنگ معدن مورد استفاده در این روش باید دارای ویژگی های خاصی باشد.
نکات مهم در طراحی و ساخت نقره
در سال 1993، طراحی و ساخت نقره از معادن به 548.2 میلیون اونس (15.5 میلیارد گرم) رسید. در طول آن سال، مکزیک با تولید کل 75.7 میلیون اونس (2.1 میلیارد گرم) بزرگترین تولید کننده نقره در جهان بود. ایالات متحده دومین تولید کننده پیشرو بود و پس از آن کانادا، استرالیا، اسپانیا، پرو و روسیه قرار گرفتند. اکثر نقره جهان در کاربردهای صنعتی استفاده می شود و ایالات متحده مصرف کننده اصلی آن است. دیگر مصرف کنندگان برتر عبارتند از ژاپن، هند و کشورهای اروپای شرقی.
استخراج نقره در آمریکای شمالی به قرن هجدهم باز می گردد. در حدود سال 1800، تولید در ایالات متحده در سواحل شرقی آغاز شد و سپس به غرب منتقل شد. استخراج نقره در ایالت نوادا نقش اساسی داشت. در سال 1994، نوادا بزرگترین تولید کننده نقره در ایالات متحده بود. معادن نوادا 22.8 میلیون اونس تروی (709 میلیون گرم) نقره تولید کردند. آریزونا، کالیفرنیا و نوادا به‌خاطر ذخایر نقره با تناژ بالا و عیار پایین شهرت دارند.
چگونه نقره طراحی و ساخته می شود؟
مرحله1. استخراج از معادن
برای شروع تولید و طراحی نقره، در وهله اول، سنگ معدن نقره از زمین استخراج می کنند. آنها را می توان به دو روش مختلف استخراج کرد. گودال روباز یا زیرزمینی. روش گودال باز از ماشین آلات سنگین برای استخراج ذخایر نزدیک سطح زمین استفاده می کند، در حالی که از تونل های استخراج زیرزمینی در اعماق زیرزمین برای استخراج سنگ معدن استفاده می شود.
در واقع، نقره فقط در 5 قسمت از یک میلیون وجود دارد. تفاوت نقره با سایر فلزات گرانبها در این است که اغلب به عنوان محصول جانبی استخراج فلزات دیگر مانند مس، سرب، روی و حتی طلا استخراج می شود. در واقع معادن بسیار کمی وجود دارند که صرفاً نقره استخراج می کنند.
مرحله 2. در حال پردازش
هنگامی که نقره به سطح می رسد، در معرض خرد شدن و آسیاب کردن قرار می گیرد، فرآیند شناورسازی، روشی است که نقره را از ذرات سنگ ضایعات، کنسانتره های معدنی و گالن حاوی نقره جدا می کند. محبوب ترین روش فرآیند جیمسون است که در استرالیا توسعه یافته است.
این شامل مخلوط کردن سنگ معدنی، آب و سایر مواد شیمیایی خاص و هم زدن مداوم آنها در بانک های سلول های فلوتاسیون است. سپس هوا از میان مخلوط دمیده می‌شود و ذرات گالن نقره‌ای ریز به حباب هایی می چسبند که با قوام کف به بالای ظرف می آیند. ضایعات به پایین فرو می روند و کف از آن خارج می شود و کنسانتره سولفید نقره‌ای باقی می ماند که حاوی 800 گرم تا 1 کیلوگرم نقره در هر تن کنسانتره است.
سپس کنسانتره نقره تا حدی ذوب می شود تا ذرات ریز به صورت توده ترکیب شود و مقداری از گوگرد خارج شود. سپس در کوره های بلند ذوب می شود و ذوب می شود تا فلز سرب خام تولید شود. زمانی که سرب خام تا خلوص بالا تصفیه شود، نقره بازیافت می شود. از این رو، سرب مذاب در یک ظرف عمودی به نام «کتری» ریخته می‌شود که تحت یک سری فرآیندها قرار می گیرد، تا زمانی که یک آلیاژ نقره-طلا-مس باقی بماند.
خصوصیات فیزیکی و کاربردهای مهم طراحی نقره
نقره سفیدترین عنصر فلزی است. کمیاب، قوی، مقاوم در برابر خوردگی و تحت تأثیر رطوبت، اسیدهای گیاهی یا قلیایی نیست. نقره همچنین چکش خوار است و دارای بالاترین رسانایی حرارتی و الکتریکی در بین هر ماده ای است. نماد شیمیایی نقره Ag است که به معنای سفید و درخشان است. اگرچه نقره به بسیاری از مواد شیمیایی واکنش نشان نمی دهد، اما با گوگرد که همیشه در هوا وجود دارد، حتی به مقدار کم، واکنش نشان می دهد. این واکنش باعث کدر شدن نقره می شود، بنابراین باید به صورت دوره ای صیقل داده شود تا درخشندگی خود را حفظ کند. در زیر به بررسی کاربردهای مهم نقره می پردازیم:
1- طراحی و ساخت نقره بسیار حائز اهمیت است، به عنوان مثال، نقره دارای ویژگی‌های فیزیکی بسیاری است که آن را در صنایع مختلف مفید می‌سازد. صنعت عکاسی بزرگترین استفاده کننده از ترکیبات نقره است. نقره حساس ترین نمک ها یا هالیدها به نور را تشکیل می دهد که برای ایجاد عکاسی با کیفیت بالا ضروری هستند. نقره بالاترین رسانایی الکتریکی را در واحد حجم نسبت به هر فلزی از جمله مس دارد، بنابراین به طور گسترده در الکترونیک استفاده می شود.
2- کاربردهای تخصصی آن عبارتند از کنتاکت سوئیچ و رله برای کنترل ها و لوازم جانبی خودرو، گرمایش پنجره خودرو و در الکترودهای الکتروکاردیوگرام. نقره یکی از قوی ترین اکسیدان ها است که آن را به یک کاتالیزور ضروری برای صنعت فرآیندهای شیمیایی تبدیل می کند. در تولید چسب، ظروف غذاخوری و بسیاری از محصولات دیگر استفاده می شود. نقره از همه فلزات منعکس کننده ترین است،
3- یکی دیگر از کاربردهای مهم طراحی و ساخت نقره در لوله های خلاء اشعه ایکس بوده که به عنوان ماده ای برای یاتاقان ها استفاده می شود. نقره بالاترین سطح هدایت حرارتی در میان فلزات را دارد. رایج ترین کاربرد مصرفی نقره، استفاده از آن در جواهرات است. نقره خالص که بسیار نرم است، با 5 تا 20 درصد مس در آلیاژی به نام نقره استرلینگ مخلوط می شود.
4 مرحله اساسی در تولید و طراحی نقره
اساساً فقط پنج مرحله در تولید و طراحی نقره وجود دارد. بسیاری از پروژه های ساخت جواهرات نقره حتی به هر پنج مرحله نیاز ندارند. با تقسیم کردن این فرایند به مراحل قابل مدیریت و یادگیری آنها، متوجه می شوید که ایجاد جواهرات نقره‌ای سفارشی یک فرآیند دست یافتنی و بسیار سرگرم‌کننده است.
اره کردن
با اولین قدم در تولید و طراحی نقره به نام اره کاری آشنا شوید. یک معلم نقره‌سازی خوب به شما می‌گوید که کلیدهای موفقیت آمیز اره‌کاری فلز، داشتن یک اره خوب با بهترین تیغه هایی است که می توانید بخرید و تسلط کافی بر تکنیک اره‌زنی مؤثری که دارید. برای بهترین استفاده همه جانبه با تیغه اره 2/0 شروع کنید و پس از دستیابی به آن به سمت 4/0 بروید. بعداً، تیغه اره 6/0 برای کارهای پیچیده نقره کاری بهترین است.
فلزکاری
مرحله دوم در نقره سازی، فلزکاری است که شامل آهنگری، چکش کاری، بافت، خراش دادن و گنبد سازی بوده که لازم است با هر یک آشنا شوید. چکش های نقره سازی تقریباً با هر بافتی که بتوانید تصور کنید، برای ایجاد هر اثری که می‌خواهید در دسترس هستند. چکش کاری، بافت و سایر جنبه های شکل دهی فلز نقره را تمرین کنید و زمانی که با تأثیری که هر چکش ایجاد می کند آشنا شدید، به سمت طراحی و ساخت نقره بروید.
لحیم کاری
با مرحله چهارم طراحی به نام لحیم کاری آشنا شوید. هرچه بیشتر با مشعل کار کنید، با لحیم کاری راحت تر خواهید بود. شما یاد خواهید گرفت که تفاوت بین شعله اکسید کننده، کاهنده و خنثی را تشخیص دهید. چگونه شعله را با سرعت و ارتفاع مناسب حرکت دهید، همانطور که از روی قطعه جواهر نقره خود عبور می کنید تا آن را گرم کنید. از چه مقدار شار استفاده کنید تا به اندازه کافی از قطعه خود محافظت کنید.
فینیشینگ (بافت، براق کردن، صاف کردن، پولیش کردن، پتینه کاری)
مرحله آخر در تولید و طراحی نقره، شامل بافت، براق کردن، صاف کردن، پرداخت و پتینه کاری می باشد. پس از لحیم کاری، احتمالاً باید مقداری دیگر سوهان بکشید، کمی سمباده بزنید و رسوبات باقیمانده را تمیز کنید. بسته به چیزی که می سازید، ممکن است در این مرحله بافت بیشتری به طرح های جواهرات نقره خود اضافه کنید. گام بعدی در تکمیل جواهرات نقره ای استفاده از چرخ صاف کننده برای صیقل دادن نقره به یک درخشش صاف و بی نقص است. همچنین می توانید عیوب کوچک را برطرف کنید.
بررسی انواع نقره
امروزه انواع مختلفی از نقره در بازار موجود است. مهم است که با فلزات رقیب این فلز در بازار آشنا باشید تا به مشتریان خود در مورد استانداردهای کیفیت نقره و جایگزین های موجود در صنعت آموزش دهید.
آلیاژهای نقره
ابتدا، مشتریان باید بدانند که نقره مورد استفاده در جواهرات معمولاً یک آلیاژ است که به معنای مخلوط فلزی از دو یا چند عنصر از جدول تناوبی است. نقره یک عنصر است. سایر عناصر فلزی با نقره آلیاژ می شوند. بسیاری از جواهرات نقره ای، دارای مهر کیفیت خواهند بود. این سریعترین راه برای تشخیص کیفیت است.
نقره 0.925 عیار
این آلیاژ دارای 92.5 درصد نقره است. 7.5 درصد باقیمانده معمولاً مس است، اگرچه گاهی اوقات فلزات دیگری مانند نیکل در آن وجود دارند. سایر فلزات موجود در این آلیاژ سختی آن را افزایش می دهند. افزودن آلیاژ نیز رنگ و درخشندگی آن ها را ایجاد می کند که مورد توجه مصرف کنندگان است. نقره ای استرلینگ رایج ترین نوع نقره در جواهرفروشی ها است که بسیار روشن و براق بوده و بعد از مدتی کدر می شود. نقره استرلینگ سخت تر از نقره خوب است، اما در مقایسه با فلزات دیگر هنوز نرم است.
2. نقره خوب 0.999
نقره ریز نزدیکترین فلز به عنصر خالص نقره است. علامت آن 0.999 است که نشان دهنده خلوص 99.9٪ است. 0.1 درصد باقیمانده شامل عناصر کمیاب با مقدار ناچیز است. نقره ریز درخشش بالاتری نسبت به استرلینگ دارد. خاکستری و کمی کدر به نظر می رسد. این نوع نقره کاملاً نرم است و به راحتی خراشیده می شود و شکل آن تغییر می کند. به همین دلیل، در جواهرات کمتر رایج است.
ساخت نقره به عنوان آلیاژ
نقره ریز که 99 درصد آن نقره است، بسیار نرم و چکش خوار است، بنابراین معمولاً برای افزایش استحکام، آن را با مس آلیاژ می کنند. نقره استرلینگ از ذوب نقره خالص که دارای نقطه ذوب 960.5 درجه سانتیگراد است و ترکیب مس ذوب شده که دارای نقطه ذوب 1093 درجه سانتیگراد است به دست می آید. پس از همه اینها، نقره استرلینگ به دست آمده در دمای معمولی به موادی مانند اکسیژن یا آب واکنش نشان نمی دهد.
در تولید و طراحی نقره، مهر "925" را روی قطعات نقره خود حتما دیده اید. این مهر حاوی 92.5 درصد نقره است و 7.5 درصد باقیمانده از مس است. بیشتر جواهرات نقره دارای این مهر هستند. فرآیند نقره چیزی جز یک فرآیند ساده نیست، با این حال، فناوری در سال های اخیر راه درازی را پیموده است که این فرآیند را ساده تر کند. دفعه بعد که حلقه های نقره مورد علاقه تان را برمی دارید یا گوشواره های نقره‌ای را انتخاب می کنید، می توانید به فرآیند های شگفت‌انگیزی که برای ساخت آن کالا انجام شده است نگاه کنید.
سخن پایانی
در تولید و طراحی نقره، مراحل متعددی صورت گرفته که لازم است آن ها را مطالعه کنید. این مراحل باید به دقت صورت گیرد، چرا که در شکل گیری و ساخت یک نقره باکیفیت، بسیار حائز اهمیت است.
