En Zarif Metal “Altın”

26 Haziran 2019

 

Hazırlayan: B. Serhat Cengiz

Altının Tarihçesi ve Antik Çağlarda Kullanımı
Altın, tarih boyunca, madenciliğine ilk başlanan metaller arasında başta gelmektedir. Genellikle doğal olarak diğer elementlerle birleşmemiş olduğu için herhangi bir işlem yapılmadan elde edilebilir. İşlenmesi kolay olan bu güzel ve zarif metalden çok şık nesneler yapılagelmiştir. Eski uygarlıkların zanaatkârları, mezarları ve tapınakları süslemek için altını cömertçe kullanıyorlardı. Milattan önce 5.000 yılından bile daha eski tarihlerde yapılmış altın nesneler Mısır’da bulunmuştur. En eski olmasa da, en kayda değer olanı ise, 1922’de Howard Carter ve Lord Carnarvon tarafından Tutankamon’un mezarında bulunan altın eşyalardır. Bu genç firavun, M.Ö. 14. yüzyılda Mısır’ı yönetmişti. “Tutankhamun Hazineleri” olarak adlandırılan bu eşyalardan oluşan gezici sergi, 1977-79 yıllarında ABD’de altı şehirde, altı milyondan fazla ziyaretçi çekmiştir.

Heinrich Schliemann tarafından 1876’da keşfedilen Nauplion, Yunanistan yakınındaki antik Mycenae Kalesi’ndeki soyluların mezarları çok çeşitli altın figürinler, maskeler, bardaklar, diademler ve takılar ile yüzlerce süslü boncuk ve düğme bulunmuştur. Bu zarif sanat eserleri, 3.500 yıldan daha önce, yetenekli zanaatkarlar tarafından yaratılmıştı.


Antik Altın Kaynakları
Eski uygarlıklar altını, çoğunlukla Orta Doğu’daki kaynaklardan alıyorlardı. Kızıldeniz yakınlarındaki Yukarı Nil ve Nubian Çölü bölgesinde bulunan madenler, Mısır firavunları tarafından kullanılan altının çoğunu sağlamıştı. Bu madenler artık tükendiğinde ise, muhtemelen Yemen ve Güney Afrika’daki başka yerlerde bulunan altın madenlerinden yararlanıldı.

Mezopotamya ve Filistin’deki tüccarlar ise altını Mısır ve Arabistan’dan tedarik ediyorlardı. Şu anki Suudi Arabistan Krallığı’ndaki Mahd adh Dhahab (“Altının Beşiği”) madeninde yapılan son araştırmalar, Kral Süleyman döneminde (961-922 M.Ö.) bu bölgeden altın, gümüş ve bakırın çıkarıldığını ortaya koymaktadır.

Özellikle Güney Amerika’nın Aztek ve İnka hazinelerindeki altın ise 15. ve 19. yüzyıllar arasında Konkistadorler tarafından yağmalanmıştır. Konkistador, Amerika’nın büyük bölümlerini istila edip İspanyol sömürgesinin egemenliği altına alan İspanyol askerlere, kâşiflere ve maceracılara verilen isimdir ve fatih anlamına gelir. Bu süreçte, yani yeni coğrafyaların keşifleri sırasında, buralarda bulunan uygarlıkların hazineleri Konkistadorler tarafından ele geçirildi ve bu kültürlerin paha biçilmez eserleri, eritilerek madeni paralara ve külçelere döküldü.


Döviz Ortamı Olarak Altın

Bugün dünya ulusları para işlemlerinde altını bir değişim aracı olarak kullanmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri’nin altın stoklarının büyük bir kısmı Fort Knox Külçe Altın Deposunun kasasında bulunmaktadır. Depo askeri bir tesise bitişik olarak, Kentucky, Louisville’in yaklaşık 30 mil güneybatısında bulunur. Depodaki külçeler, normal bir tuğlaya benzer şekilde boyutlandırılmış olup, yaklaşık olarak yedi inç uzunluğunda, üç buçuk inç genişliğinde ve bir buçuk çeyrek inç kalınlığındadır. Bu altın çubuklarının her biri yaklaşık 400 ons saf altın içerir. Depodaki altın, kasa bölmelerinde ambalajlanmadan depolanırlar.

Altın, finans alanı dışında kuyumculuk ve benzeri ürünler, elektrik-elektronik uygulamaları, dişçilik, uçak-havacılık endüstrisi, sanat, tıp ve kimya sektörlerinde kullanılmaktadır.

Altının Özellikleri
Altın, “asil” bir metal (simyasal bir terim) olarak adlandırılır, çünkü normal koşullar altında oksitlenmez. Kimyasal sembolü Au, Latince “aurum” kelimesinden türetilmiştir. Saf formda altın metalik bir parlaklığa sahiptir ve güneş sarısıdır, ancak gümüş, bakır, nikel, platin, paladyum, tellür ve demir gibi diğer metallerin karışımları ile altın, gümü şbeyazdan yeşile ve turuncu-kırmızıya kadar değişen çeşitli renk tonları oluşturur.

Saf altın nispeten yumuşaktır, rahatlıkla dövülebilir. Saf altının özgül ağırlığı 19.3 iken, cıva için 14.0 ve kurşun için 11.4’tür. Saf altın, çökeltilerde yaygın şekilde meydana geldiği gibi, 16 ila 18’lik bir yoğunluğa sahipken, ilişkili atık kayaç (gang) yaklaşık 2.5 yoğunluğa sahiptir. Yoğunluktaki fark, altının tava, salyangoz ve çubuk kutusu gibi çeşitli çalkalayıcı ve toplayıcı cihazlarla kil, silt, kum ve çakıldan kolayca ayrılmasını sağlar.

Altın Amalgam
Cıva (hızlı gümüş) altın için kimyasal bir afiniteye sahiptir. Altın taşıyan malzemeye cıva eklendiğinde, iki metal bir amalgam oluşturur. Cıva daha sonra amalgamdan ayrılır. Cıva ile işlem görerek altın ve diğer kıymetli metallerin cevherlerinden çıkarılmasına cıvalı alaşımlama denir. Altın, Kral Suyu olarak da bilinen aqua regia’da yani bir hidroklorik ve nitrik asitlerin karışımı ve sodyum veya potasyum siyanür içinde çözünür. Bu son çözücü, Altın Kaplamaya kadar ulaşılan prosese kadar kullanılan siyanür işleminin temelidir. Altın kaplama, başka bir metalin yüzeyine ince bir altın tabakasının biriktirildiği elektrokimyasal bir işlemdir. Bir elektrik akımı, negatif bir şekilde yüklenmiş metal parçasına yapışmalarına izin veren bir altın banyosu çözeltisi vasıtasıyla pozitif bir şekilde yüklenmiş olan altın iyonlarını çeker. Altın kaplama genellikle eski parçalara yapılır.

Altın kaplama aşamaları:
Hazırlık: Kaplama yapılacak yüzeyde kir veya yağ olmamalıdır. Sıyırma, parlatma, yuvarlama, kumlama ve diğer işlemler yüzeyi hazırlayabilir.
Temizleme ve durulama: Yüzey, elektrikle temizleme, buğulama veya ultrasonik temizliğe maruz bırakılmalıdır. Bu, yüzeyin bir sonraki adım için hazır olmasını sağlayan daha derin temizlik aşamasıdır. Ardından, arındırıcı maddelerden kalıntıları çıkarmak için parça, su ile durulanacaktır.
Darbe (strike) katmanı: Daha sonra kaplanacak metale, genellikle nikelden oluşan bir tampon katmanı uygulanır. Bu, kaplama malzemesi ile substrat arasındaki bağı geliştirir.
Ek durulama: Darbe katmanı eklendikten sonra, parça tekrar durulanır.
Baz kaplama: Baz malzemeye ilave kaplama katmanları eklenecektir. Belirli bir parça üzerinde genellikle birkaç kaplama tabakası (tipik olarak bakır, nikel ve altın) bulunur.
Son kaplama: Dikkatlice kontrol edilen sıcaklık ve voltaj altında, parça, iyonları yüzeye çekmek için kaplama solüsyonuna batırılır. Farklı metal türleri için farklı sıcaklıklar ve gerilimler gerekir.
Son durulama: Parça su ile durulanır ve son kaplamadan sonra kurumaya bırakılır. Altın kaplama işleminin sonucundan memnun kalınmazsa, işlemi tekrarlamak gerekebilir.

Daha fazla güzellik ve dayanıklılık için ince bir altın tabakasını başka bir metalin üzerine koyma işlemi, 1800’lerin sonlarından beri ticari olarak kullanılmıştır. Bir parçanın üzerinde altın detaylarının gösterilmesinin çekiciliğinin ya da katı altının görünmesinin yanı sıra, altın, endüstriyel amaçlar için kaplanır ve devre kartlarında kullanım için önemlidir. İki ana elektro yöntem vardır, tank (tank) ve fırça (brush). Her ikisi de elektrik akımı, elektrotlar (anot ve katot) ve bir elektrolit çözeltisi veya altın içeren bir preparasyon içerir.


Altın Kaplamada Kullanılan Kimyasallar

Temizleyiciler
Kaplama yapılacak nesnenin veya alanların, kaplamanın uygun şekilde gerçekleşmesi için kesinlikle temiz olması gerekir. Hem organik hem de inorganik maddelerin yanı sıra kum ve toprağı uzaklaştırmak için asit temizleyiciler, alkalin temizleyiciler, aşındırıcılar ve çözücüler dahil olmak üzere farklı işlemlerin bir kombinasyonu kullanılır.

Ön Muamele
Kaplama yapılacak metalin tipine bağlı olarak, bir ara kaplama metalinin biriktirilmesi veya altın birikimi için yüzey katmanının pürüzsüz hale getirilmesi için işlem gerekebilir.Örneğin, bir bakır alaşımı üzerine altın kaplamada, önce nikel, sonra altın kaplanır. Bazen krom gibi başka cilaların kimyasal bir sıyırma maddesi ile çıkarılması gerekir.

Elektrolit Çözümleri
Bir elektrolit elde etmek için, metalin ayrışabileceği ve iyon oluşturabileceği bir durumda olması gerekir. Altın kararlı bir metaldir ve bunu başarmak için sert kimyasallar gerektirir. Sülfit ve tiyosülfitlerin kullanıldığı teknikler mevcut olmasına rağmen, genellikle altın siyanür ile karıştırılır, siyanorat denir. Bu çözümler için birçok özel formül vardır. Tank elektrolizinde, siyanorat, elektrotları alan asitli bir banyoda çözülür. Fırça galvanik kaplamada, paslanmaz çelik çekirdekli bir aplikatör, siyanoratı jel olarak koyar. Elektrik akımı, çelik aplikatörden jel ilerledikçe kaplanan metal nesneye geçer.

Asitler
Tank galvanik kaplama için elektro kaplama çözeltilerinin pH’ının, sekiz üzerindeki pH değerlerinde öldürücü bir gaz olan hidrojen siyanür oluşumunu önlemek için ayarlanması gerekir. Ancak pH üçün altında olduğunda ise siyanorat, çözeltiden çökelir. Fosforik asit, sülfürik asit ve sitrik asit dahil olmak üzere işlenebilir aralıkta pH’yi ayarlamak için hem inorganik hem de organik asitler kullanılmaktadır.

Diğer Katkı Maddeleri
Parlatıcılar kobalt, nikel ve demir gibi geçiş metallerinin metal tuzlarıdır. Altına daha iyi aşınma direnci ve daha parlak renkler verir. Altın kaplamanın yoğunluğunu arttırmak için bazı organik bileşikler eklenir. Bu organik katkı maddelerinin bazıları polietilenimin, piridin sülfonik asit,kinolin sülfonik asit, pikolin sülfonik asit ve ikame edilmiş piridin bileşikleridir. pH’yi uygun aralıkta tutmak için sitrat/ oksalat tamponu gibi tamponlama ajanlar ve ıslatıcı ajanlar da eklenebilir.

Kaynaklar
• geology.com
• sciencing.com
• goldplating.com