كيف يتم صهر الذهب

معدن الذهب

تأتي تسمية معدن الذهب من الكلمة السنسكريتية (Jval)، أمّا رمزه (Au) فهو من الكلمة اللاتينية (Aurum) التي تعني الذهب، والذّهب (بالإنجليزية: Gold) هو معدِن ناعمٌ ذو لونٍ أصفرٍ مميزٍ رمزه الكيميائي (Au)، وهو عنصر من عناصرِ المجموعة الحادية عشر في الجدول الدوريّ، ويعتبر هذا العنصر خاملاً كيميائياً؛ أي أنّه لا يتفاعلُ مع أيّ عنصر آخر مثل بقية المعادن، على الرّغم من أنّه يذوب في الماء الملكيّ (بالإنجليزية: Aqua Regia)، وهو (خليط من أحماض النيتريك والهيدروكلوريك)، وقد تمّ استخدامه كثيراً في صك العُملات.

صهر الذهب

تعريف الصهر

الصّهر (بالإنجليزية: Smelting) هو طريقةٌ لاستخراج المعادن من خاماتها، وتعود هذه الطريقة إلى عصور ما قبل التاريخ، وعادةً تتضمّن هذه الطريقة التخفيض من الأكاسيد الموجودة في خام المعدن باستخدام تفاعلات الاختزال وينتج عن هذه التفاعلات شوائب لأكاسيد غير معدنية تعرف باسم الخبث (بالإنجليزية: Slag)، وعمليّة الصهر تعدّ عملية كيميائية وتمثل أكثر بكثير من مجرد ذوبان الذهب.

كيفيّة صهر الذهب

عادةً لا يكون الذّهب موجوداً بشكلٍ حرٍّ في الطبيعة لكنّه يكون مرتبطاً مع معادن أخرى مثل الفضة، الكوارتز (SiO2)، الكالسيت (CaCO3)، الرصاص، التيلوريوم، الزنك أو النحاس، وإزالة هذه المعادن والشوائب تجعل الأنسان يستخدم الذهب في أنقى وأفضل صوره.

إقرأ أيضا:كيف تستغل الطاقة الشمسية

ويمكن تلخيص خطوات صهر الذهب بما يأتي:

• قبل البدء بعملية صهر الذهب يجب تحديد العيار؛ حيث إنّ العيار 24 هو ذهب خالص لا يحتوي على أيّة معادن أخرى كما ذُكر سابقاً، ولكنّه ليّن ولا يصلح في الغالب للحلي أو للاستخدام اليومي، بينما الذهب من عيار 21 أو 18 أو 9 هو خليط من الذّهب والفضّة والنحاس لأنها تُشارك الذهب في الليونة والطواعيّة في التشكيل.
• يُدخل الذهب إلى فرن الصهر، الذي تصل إليه النار من خلال أنبوبٍ متصل مع قنينة غاز، ثم ينتقل إلى بودقة الصهر التي تكون عبارة عن إناءٍ مقاومٍ للحرارة، وغالباً تُضاف للذهب بعض المواد التي تُساعده على الذوبان مثل التنكار، ويتمّ تحريك الذهب داخل البودقة باستخدام قطعة من الكربون.
• بعد أن ينصهر الذهب يوضع في القوالب المُعدّة خصيصاً له باستخدام الماسكة، ويُترك حتى يبرد.
• بعد أن يبرد الذهب المصهور يتمّ القيام بعملية الدرفلة؛ وهي عمليّة تشكيل القطع بالشكل المناسب من حيث الحجم والسمك، ثم تتمّ عمليّة الصياغة التي تعتمد على النوع المُراد تحضيره من الذهب المصهور.

عيار الذهب والقيراط

يتم قياس كمية الذهب في السبيكة باستخدام وحدة تسمى القيراط، واحد قيراط يساوي جزء واحد من 24 جزءاً، لذلك الذهب ذو عيار 18 قيراط يحتوي على 18 جُزءاً من الذهب الخالص و6 أجزاء من معادن أخرى، والذهب ذو عيار 24 قيراط يكون كلّه من الذهب الخالص، لكنه ليّنٌ جدا لذا عادةً تُستخدم سبائك الذهب عيار 18 و9 قيراط لأنها أكثر صلابة.

إقرأ أيضا:بحث حول أهمية الماء

الوفرة الطبيعيّة

الذهب هو أحد العناصر القليلة التي توجد في حالتها الطبيعية، وما يتم استخراجه من الذهب كل عام يقدّر بحوالي 1500 طن، غالبية هذا الذهب أو ما يعادل ثلثيه يأتي من جنوب أفريقيا والباقي من روسيا، وأعمق حوض للذهب في العالم هو حوض ويتواترسراند في جنوب أفريقيا، واذا كنت تملك ذهباُ فهناك احتمالية تصل إلى 50% بأنّ هذا الذهب مصدره هذا الحوض.

يحتوي ماء البحر على الذهب بتركيز يقدّر بحوالي 4 غرام في مليون طن من الماء. وبشكل عامّ هذا يعدّ مقداراً هائلاً من الذهب المخزن في البحار والمحيطات، ولكن لأن تركيزه منخفض جداً فلم تنجح المحاولات لاستخراج هذا الذهب.

استخدامات الذهب

أبرز استخدامات الذهب يمكن تلخيصها كما يلي:

• يستخدم في سكّ العملات النقدية.
• يتم استخدام أسلاك رقيقة مصنوعة من الذهب داخل رقائق الكمبيوتر لإنتاج الدوائر الكهربائيّة.
• يمكن فَرْد الذهب على شكل طبقة رقيقة جدا تسمى ورقة الذهب (بالإنجليزية: Gold Leaf) لاستخدامها في الفن أو للزينة أو كزخرفة معمارية.
• تستخدم عملية الطلاء الكهربائي (بالإنجليزية: Electroplating) لتغطية المعادن بطبقة رقيقة جدًا من الذهب فعلى سبيل المثال يستخدم في تغطية مسننات الساعات والأطراف الاصطناعية والمجوهرات الرخيصة والوصلات الكهربائية.
• يستخدم لحماية المكونات النحاسية في الدارات الكهربائية لأنه يوصل الكهرباء جيّداً ولا يتآكل بالتالي لا ينقطع توصيل الكهرباء.
• يستخدم أطباء الأسنان أحياناُ سبائك ذهبيّة في حشوات الأسنان.
• تستخدم جسيمات الذهب النانوية بشكل متزايد كمحفزات صناعية مثلاُ أسيتات الفينيل (بالإنجليزية: Vinyl acetate) التي تستخدم لصنع PVA (للصمغ والطلاء) تصنّع باستخدام محفز الذهب.
• تُستخدم النظائر المشعة من الذهب (الذهب 198) لعلاج السرطان.
• يستخدم ثيوسلفات الصوديوم-الذهب (AuNa₃O₆S₄) كعلاج لالتهاب المفاصل.
• يستخدم الذهب في طلاء الخوذات الفضائية بطبقة رقيقة من الذهب لحماية أعين رواد الفضاء من الأشعة الشمسية الضارة.

تاريخُ الذهب

عُرف الذهب منذ عصور ما قبل التاريخ، ويرجع ذلك أساساً إلى أنّه يمكن العثور عليه في الطبيعة على شكلِ حبيبات في الصخور أو في قاع الأنهار والسيول. وفي عام 2000 سنة قبل الميلاد بدأ المصريون في استخراجه، واحتوى قناع الموت لتوت عنخ آمون الذي توفي عام 1323 قبل الميلاد على 100 كيلوجرام من المعدن، كما احتوت المقابر الملكية في أور القديمة (العراق الحديث) على أشياء ذهبية. بداية سكّ العملات الذهبية كانت في مملكة ليديا الموجودة حالياً في تركيا وبدأ عام 640 قبل الميلاد فكانوا يستخدمون سبيكة تدعى الالكتروم (بالإنجليزية: Electrum)، وهي سبيكة من الذهب والفضة، وتم سكُّ النقود الذهبية الأولى في عهد الملك كرويسوس.

إقرأ أيضا:ما المقصود بمصادر الطاقة