كانت الفضة من أقدم المعادن التي عرفها الإنسان واعتبرت من المعادن الثمينة منذ العصور القديمة، تمّ استخدام الفضة كشكل من أشكال العملات من قبل عدد أكبر من الناس عبر التاريخ أكثر من أي معدن آخر حتى الذهب، على الرغم من أنها توجد عادة في الخامات التي تحتوي على معادن أقل ندرة، مثل النحاس والرصاص والزنك، إلا أنه تم اكتشاف الفضة في شكل كتلة صلبة، تسمى الفضة الأصلية.
تاريخ تصنيع الفضة واستخداماته:
في عام 1993 بلغ إجمالي الإنتاج العالمي من الفضة من المناجم 548.2 مليون أوقية خلال ذلك العام، كانت المكسيك أكبر منتج للفضة في العالم بإجمالي إنتاج 75.7 مليون أوقية، كانت الولايات المتحدة ثاني أكبر منتج تليها كندا وأسترالياوإسبانيا وبيرو وروسيا، يتم استخدام الغالبية العظمى من الفضة في العالم في التطبيقات الصناعية.
يعود تعدين الفضة في أمريكا الشمالية إلى القرن الثامن عشر. حوالي عام 1800، بدأ الإنتاج في الولايات المتحدة على الساحل الشرقي ثم انتقل غربا، كان تعدين الفضة مفيد في تسوية ولاية نيفادا، في عام 1994 كانت نيفادا أكبر منتج للفضة في الولايات المتحدة.
أنتجت مناجم نيفادا 22.8 مليون أونصة تروي من الفضة، تشتهر أريزونا وكاليفورنيا ونيفادا برواسب الفضة ذات الحمولة الكبيرة ومنخفضة الجودة، الفضة هي العنصر المعدني الأكثر بياض وهو نادر وقوي ومقاوم للتآكل ولا يتأثر بالرطوبة أو الأحماض النباتية أو القلويات.
الفضة كذلك رنانة وقابلة للتشكيل وقابلة للطرق وتمتلك أعلى موصلية حرارية وكهربائية لأي مادة، الرمز الكيميائي للفضة هو (Ag) من اللاتينية (argentum)، مما يعني الأبيض واللمعان، على الرغم من أن الفضة لا تتفاعل مع العديد من المواد الكيميائية، إلا أنها تتفاعل مع الكبريت الموجود دائماً في الهواء، حتى بكميات ضئيلة، يتسبب التفاعل في تشويه الفضة لذلك يجب صقلها بشكل دوري للاحتفاظ بريقها.
تمتلك الفضة العديد من الخصائص والصفات الفيزيائية الخاصة التي تجعلها مفيدة في مجموعة متنوعة من الصناعات، مثل صناعة التصوير الفوتوغرافي هي أكبر مستخدم لمركبات الفضة، تشكل الفضة الأملاح أو الهاليدات الأكثر حساسية للضوء والتي تعتبر ضرورية لتطوير التصوير الفوتوغرافي، الفضة لديها أعلى موصلية كهربائية لكل وحدة حجم من أي معدن، بما في ذلك النحاس.
تعتبر الفضة من أقوى المواد المؤكسدة، مما يجعلها حافز أساسي لصناعة العمليات الكيميائية، يتم استخدامه في إنتاج المواد اللاصقة وأواني الطعام وشريط تسجيل مايلر والعديد من المنتجات الأخرى، الفضة هي الأكثر انعكاس لجميع المعادن وتستخدم لتغليف الزجاج في المرايا، كما أنها تستخدم في الأنابيب المفرغة للأشعة السينية.
مع أعلى مستوى من التوصيل الحراري بين المعادن ومقاومة الاحتراق والشرر، تعد الفضة مادة قيّمة لمجموعة من العمليات الصناعية الأخرى، أكثر تطبيقات المستهلك شيوعاً للفضة هو استخدامها في المجوهرات، الفضة النقية التي ستكون ناعمة جداً بحيث لا تكون متينة، يتم خلطها مع 5-20٪ من النحاس في سبيكة تُعرف باسم الفضة الإسترليني.
عملية تصنيع الفضة:
تم الحصول على الفضة لأول مرة في المكسيك في القرن السادس عشر بطريقة تسمى عملية الباحة، اشتملت على خلط خام الفضة والملح وكبريتيد النحاس والماء، ثم يتم التقاط كلوريد الفضة الناتج عن طريق إضافة الزئبق. هذه الطريقة غير الفعالة حلت محلها عملية فون باتيرا.
في هذه العملية تم تسخين الخام باستخدام ملح صخري، مما ينتج عنه كلوريد الفضة، والذي تم ترشيحه باستخدام هيبوسلفيت الصوديوم، اليوم هناك العديد من العمليات المستخدمة لاستخراج الفضة من الخامات، لقد اكتسبت طريقة تسمى السيانيد أو عملية ترشيح الكومة، قبولاً داخل صناعة التعدين لأنها طريقة منخفضة التكلفة لمعالجة خامات الفضة منخفضة الجودة.
مع ذلك يجب أن يكون للخامات المستخدمة في هذه الطريقة خصائص معينة، يجب أن تكون جزيئات الفضة صغيرة ويجب أن تتفاعل الفضة مع محاليل السيانيد، كما يجب أن تكون خامات الفضة خالية نسبياً من الملوثات المعدنية الأخرى أو المواد الغريبة التي قد تتداخل مع عملية السيانيد، يجب أن تكون الفضة خالية من معادن الكبريتيد.
تعود فكرة السيانيد في الواقع إلى القرن الثامن عشر عندما قام عمال المناجم الإسبان بترشيح المحاليل الحمضية من خلال أكوام كبيرة من خام أكسيد النحاس، تطورت العملية إلى شكلها الحالي خلال أواخر القرن التاسع عشر.
تحضير الخام:
يتم سحق خام الفضة إلى قطع لجعل المادة مسامية، يتم إضافة ما يقرب من 3-5 رطل من الجير لكل طن من خام الفضة لإنشاء بيئة قلوية فضة، يجب أن يتأكسد الخام تماماً حتى لا ينحصر المعدن الثمين في معادن الكبريتيد، في حالة وجود الغرامات أو الطين يتكتل الخام لإنشاء كومة ترشيح موحدة.
تتكون هذه العملية من سحق الخام وإضافة الأسمنت والخلط وإضافة الماء أو محلول السيانيد والمعالجة في الهواء الجاف لمدة 24-48 ساعة، يتم تكديس الخام المكسور أو المسحوق على منصات غير منفذة للتخلص من فقدان محلول السيانيد الفضي.
قد تكون مادة الوسادة عبارة عن إسفلت أو بلاستيك أو صفائح مطاطية أو صلصال، تنحدر هذه الوسادات في اتجاهين لتسهيل الصرف وجمع المحاليل، يضاف محلول من الماء وسيانيد الصوديوم إلى الخام، ويتم تسليم المحاليل إلى الأكوام عن طريق أنظمة الرش أو طرق البرك، بما في ذلك الخنادق أو الحقن أو التسرب من الشعيرات الدموية.
استعادة الفضة:
يتم استرداد الفضة من محاليل نض الكومة بإحدى الطرق العديدة، الأكثر شيوعًا هو ترسيب (Merrill-Crowe) والذي يستخدم غبار الزنك الناعم لترسيب المعدن الثمين من المحلول، يتم بعد ذلك ترشيح راسب الفضة وصهره وتحويله إلى قضبان من السبائك، طرق أخرى للاسترداد هي امتصاص الكربون المنشط، حيث يتم ضخ المحاليل من خلال خزانات أو أبراج تحتوي على الكربون المنشط.
كذلك إضافة محلول كبريتيد الصوديوم، والذي يشكل راسب فضي في طريقة أخرى، يتم تمرير المحلول من خلال مواد راتنجية مشحونة تجذب الفضة، يتم تحديد طريقة الاسترداد بشكل عام بناءً على العوامل الاقتصادية، نادراً ما توجد الفضة بمفردها، ولكن غالباً ما توجد في الخامات التي تحتوي أيضاً على الرصاص والنحاس والذهب والمعادن الأخرى التي قد تكون ذات قيمة تجارية.
تظهر الفضة كمنتج ثانوي لمعالجة هذه المعادن؛ لاستعادة الفضة من الخامات المحتوية على الزنك، يتم استخدام عملية باركس، في هذه الطريقة يتم تسخين الخام حتى يذوب، عندما يُسمح بتبريد خليط المعادن تتشكل قشرة من الزنك والفضة على السطح، تتم إزالة القشرة وتخضع المعادن لعملية التقطير لإزالة الزنك من الفضة.
لاستخراج الفضة من الخامات المحتوية على النحاس يتم استخدام عملية التكرير الإلكتروليتي، يوضع الخام في خلية إلكتروليتية تحتوي على قطب موجب أو أنود وقطب سالب أو كاثود في محلول إلكتروليت، عندما يتم تمرير الكهرباء من خلال المحلول، تتراكم الفضة مع المعادن الأخرى كحلل في القطب الموجب بينما يترسب النحاس على القطب السالب.
يتم جمع الطين اللزج ثم تحميصه وترشحه وصهره لإزالة الشوائب، تتشكل المعادن في كتل تستخدم كأقطاب موجبة في جولة أخرى من التحليل الكهربائي، عندما يتم إرسال الكهرباء من خلال محلول نترات الفضة؛ يتم ترسيب الفضة النقية على القطب السالب.
