Afinace

Afinace je metalurgický proces čištění a zušlechťování drahých kovů, především zlata, stříbra, platiny a palladia, s cílem dosáhnout maximální možné čistoty. Tento rafinační postup odstraňuje nežádoucí příměsi a nečistoty, čímž zvyšuje hodnotu kovu a umožňuje jeho využití pro investiční účely, šperkařství nebo průmyslové aplikace.

Historie

První doložené metody čištění drahých kovů pocházejí ze starověké Mezopotámie a Egypta, kde již kolem roku 3000 př. n. l. zlatníci používali jednoduché tavící techniky k oddělení zlata od horniny. Egypťané vyvinuli metodu kupelace, při které se zlatá ruda tavila s olovem v hliněných nádobách, přičemž olovo vázalo nečistoty a vznikající oxid olovnatý se vstřebával do porézních stěn kelímku.

Ve starověkém Řecku a Římě došlo k významnému zdokonalení afinačních technik. Římané používali proces zvaný cementace, při kterém se zlaté předměty zahřívaly s chloridem sodným a cihlovou drtí. Tato metoda umožňovala oddělení zlata od stříbra a mědi. Plinius starší ve svém díle Naturalis Historia podrobně popisuje různé způsoby čištění zlata včetně použití rtuti pro amalgamaci.

Významný průlom představoval objev kyseliny dusičné ve středověku, která umožnila rozpouštění stříbra a základních kovů při zachování zlata v pevné formě. Alchymisté 8. století objevili lučavku královskou (aqua regia) - směs kyseliny dusičné a chlorovodíkové, která jako jediná dokázala rozpustit zlato. Tento objev revolucionalizoval možnosti zpracování a čištění nejvzácnějších kovů.

V období renesance se centrum metalurgických znalostí přesunulo do střední Evropy, zejména do českých zemí a Saska. Georgius Agricola ve svém díle De Re Metallica z roku 1556 systematicky popsal tehdejší afinační techniky včetně podrobných ilustrací zařízení. V Kutné Hoře a Jáchymově fungovaly specializované afinační hutě, které zpracovávaly stříbro z místních dolů pro ražbu mincí.

Průmyslová revoluce 18. a 19. století přinesla mechanizaci procesů a objevy nových chemických metod. V roce 1840 vyvinul Friedrich Wöhler elektrolytickou rafinaci, která využívala elektrický proud k dosažení extrémně vysoké čistoty kovů. Roku 1867 představili bratři Wohlwillové elektrolytický proces pro zlato, který umožňoval dosáhnout čistoty až 99,999 %.

Dvacáté století přineslo další inovace včetně Millerova procesu (1867) používajícího plynný chlor, který se stal standardem pro hrubou rafinaci zlata. Moebius proces pro elektrolytickou rafinaci stříbra z roku 1884 umožnil efektivní zpracování velkých objemů kovu. Moderní pyrometalurgické a hydrometalurgické metody vznikaly především v souvislosti s rostoucí poptávkou po drahých kovech pro elektronický průmysl.

V současnosti patří mezi největší afinační závody Valcambi ve Švýcarsku, PAMP rovněž ve Švýcarsku, Royal Canadian Mint v Kanadě a Perth Mint v Austrálii. Tyto rafinerie zpracovávají tisíce tun drahých kovů ročně a vydávají certifikáty potvrzující původ a čistotu kovů podle mezinárodních standardů LBMA (London Bullion Market Association).

Moderní afinační proces začíná vzorkováním a analýzou vstupního materiálu pomocí spektrometrických metod. Podle složení suroviny se volí optimální postup - pyrometalurgický (tavení), hydrometalurgický (chemické rozpouštění) nebo elektrolytický. Pro zlato s čistotou nad 95 % se používá elektrolytická rafinace, při nižší čistotě nejprve Millerův chlorační proces.

Při elektrolytické afinaci zlata slouží nečisté zlato jako anoda v elektrolytické cele s roztokem tetrachlorozlatité kyseliny. Průchodem elektrického proudu se zlato rozpouští na anodě a vylučuje v čisté formě na katodě. Nečistoty jako stříbro, platina nebo palladium zůstávají v roztoku nebo anodovém kalu a zpracovávají se samostatně. Tento proces dosahuje čistoty 99,99 % (4N) až 99,999 % (5N).

Pro stříbro se využívá Moebius nebo Thum Balbach elektrolytický proces s dusičnanem stříbrným jako elektrolytem. Hrubé stříbro tvoří anodu, čisté stříbro se vylučuje na katodě z nerezové oceli. Vedlejší produkty obsahující zlato a platinové kovy se získávají z anodového kalu. Výsledná čistota stříbra dosahuje 99,9 % až 99,99 %.

Platinové kovy vyžadují složitější postupy zahrnující rozpouštění v lučavce královské, selektivní srážení, iontovou výměnu a finální žíhání. Palladium se odděluje amoniakálním srážením, platina chloridem amonným, rhodium a iridium vyžadují speciální oxidační tavení. Každý kov má specifické chemické vlastnosti vyžadující individuální přístup.

Afinované kovy musí splňovat přísné mezinárodní standardy. Pro investiční zlato standard Good Delivery vyžaduje minimálně 995 ryzost, pro stříbro 999. Rafinerie s certifikací LBMA nebo COMEX pravidelně procházejí audity kvality a původu kovů. Vystavují certifikáty obsahující číslo slitku, váhu, ryzost a logo rafinerie.

Zajímavosti

• Největší zlatá rafinerie světa Rand Refinery v Jihoafrické republice zpracovala od roku 1920 přes 50 000 tun zlata, což představuje třetinu veškerého vytěženého zlata v historii
• Moderní afinační závody dokáží z jedné tuny starých mobilních telefonů získat až 350 gramů zlata, což je výnosnější než těžba z většiny zlatých dolů
• Švýcarsko zpracovává přibližně 70 % světové produkce zlata, přestože samo žádné zlato netěží
• Nejčistší komerčně vyráběné zlato má čistotu 99,9999 % (6N) a používá se v elektronice pro výrobu procesorů
• Středověcí alchymisté věřili, že opakovaná afinace a cirkulace kovů vede k získání kamene mudrců
• V českých zemích funguje afinační závod Safina ve Vestci u Prahy, který zpracovává drahé kovy od roku 1994