Рафінування металів, очищення первинних (чорнових) металів від домішок. Чорнові метали, що отримуються з сировини, містять 96—99% основного металу, останнє доводиться на домішці. Такі метали не можуть використовуватися промисловістю із-за низьких физико-хімічних і механічних властивостей. Домішки, що містяться в чорнових металах, можуть представляти самостійну цінність. Так, вартість золота і срібла, витягуваних з міді, повністю окупає всі витрати на Р. Разлічают 3 основних методу Р.: пірометалургічний, електролітичний і хімічний. У основі всіх методів лежить відмінність властивостей елементів, що розділяються: температур плавлення, щільності, електронегативності і т.д. Для здобуття чистих металів незрідка використовують послідовно декілька методів Р.
Пірометалургічне рафінування, здійснюване при високій температурі в розплавах, має ряд різновидів. Окислювальне Р. засноване на здатності деяких домішок утворювати з Про, S, Cl, F міцніші з'єднання, ніж з'єднання основного металу з тими ж елементами. Спосіб застосовується, наприклад, для очищення Cu, Pb, Zn, Sn. Так, при продуванні рідкої міді повітрям домішки Fe, Ni, Zn, Pb, Sb, As, Sn, що мають більшу спорідненість до кисню, чим Cu, утворюють оксиди, які спливають на поверхню ванни і віддаляються. Ліквационноє розділення засновано на відмінності температур плавлення і щільності компонентів, складових сплав, і на малій їх взаємній розчинності. Наприклад, при охолоджуванні рідкого чорнового свинцю з нього при певних температурах виділяються кристали Cu (т.з. шлікери), які унаслідок меншої щільності спливають на поверхню і віддаляються. Спосіб застосовується для очищення чорнового свинцю від Cu, Ag, Au, Bi, очищення чорнового цинку від Fe, Cu, Pb, при Р. Sn і ін. металів. При фракційній перекристалізації використовується відмінність в розчинності домішок металу в твердій і рідкій фазах з врахуванням повільної дифузії домішок в твердій фазі. Спосіб застосовується у виробництві напівпровідникових матеріалів і для здобуття металів високої чистоти (наприклад, зонна плавка,плазмова металургія, витягування монокристалів з розплаву, направлена кристалізація). У основі ректифікації, або дистиляції, лежить відмінність в температурах кипіння основного металу і домішки. Р. здійснюється у формі безперервного протиточного процесу, в якому операції сублімації і конденсації фракцій, що видаляються, багато разів повторюються. Використання вакууму дозволяє помітно прискорити Р. Способ застосовується при очищенні Zn від Cd, Pb від Zn, при розділенні Al і Mg, в металургії Ti і ін. процесах. Вакуумна фільтрація рідкого металу через керамічні фільтри (наприклад, в металургії Sn) дозволяє видалити зважені в нім тверді домішки. При Р. стали в ковші рідкими синтетичними шлаками поверхня контакту між металом і шлаком в результаті їх перемішування значно більше, чим при проведенні рафінувальних процесів в плавильному агрегаті; завдяки цьому різко підвищується інтенсивність протікання десульфурації,дефосфорації,розкислювання металів, очищення його від неметалічних включення. Р. стали продуванням розплаву інертними газами використовується для видалення з металу зважених часток шлаку або твердих оксидів, що прилипають до бульбашок газу і флотують на поверхню розплаву.
Електролітичне рафінування, що є електроліз водних розчинів або сольових розплавів, дозволяє отримувати метали високої чистоти. Застосовується для глибокого очищення більшості кольорових металів.
Електролітичне Р. з розчинними полягає в анодному розчиненні металів, що очищаються, і осадженні на катоді чистих металів в результаті придбання іонами основного металу електронів зовнішнього ланцюга. Розділення металів під дією електролізу можливо унаслідок відмінності електрохімічних потенціалів домішок і основного металу. Наприклад, нормальний електродний потенціал Cu відносно водневого електроду порівняння, прийнятого за нуль + 0,346, в Au і Ag ця величина має більше позитивне значення, а в Ni, Fe, Zn, Mn, Pb, Sn, Co нормальний електродний потенціал негативний. При електролізі мідь осідає на катоді, благородні метали, не розчиняючись, осідають на дно електролітної ванни у вигляді шламу, а метали, що володіють негативним електродним потенціалом, накопичуються в електроліті, який періодично очищають. Інколи (наприклад, в гідрометалургії Zn) використовують електролітичне Р. з нерозчинними анодами. Основний метал знаходиться в розчині заздалегідь ретельно очищеному від домішок, і в результаті електролізу осідає в компактному вигляді на катоді.
Хімічне рафінування засноване на різній розчинності металу і домішок в розчинах кислот або лугів. Домішки, що поступово накопичуються в розчині, виділяються з нього хімічним. дорогою (гідроліз,цементація, утворення труднорастворімих з'єднань, очищення за допомогою екстракції або іонного обміну ). Прикладом хімічного Р. може служити аффінаж благородних металів. Р. Au виробляють в киплячою сарною або азотній кислоті. Домішки Cu, Ag і ін. металів розчиняються, а очищене золото залишається в нерозчинному осаді.
Літ.: Пазухин Ст А., Фішер А. Я., Розділення і рафінування металів у вакуумі, М., 1969; Сучків А. Б., Електролітичне рафінування в розплавлених середовищах, М., 1970; Рафінування стали синтетичними шлаками, 2 видавництва, М., 1970.
