ITPD970144A1

ITPD970144A1 - PROCEDURE FOR THE ELIMINATION OF IRON CORE IN THE PRODUCTION OF HOLLOW OBJECTS IN PRECIOUS METALS SUCH AS GOLD AND ITS ALLOYS AS WELL AS

Info

Publication number: ITPD970144A1
Application number: IT97PD000144A
Authority: IT
Inventors: Aldo Zazzi
Original assignee: Aldo Zazzi
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 1999-01-02
Also published as: ITPD970144A0; IT1293724B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per l'eliminazione di anime in ferro, nella produzione di oggetti cavi in metalli preziosi quali oro e sue leghe. The present invention refers to a process for the elimination of iron cores, in the production of hollow objects in precious metals such as gold and its alloys.

L'invenzione riguarda altresì una macchina particolarmente studiata per operare secondo il procedimento di questa invenzione. The invention also relates to a machine particularly designed to operate according to the process of this invention.

Nel settore specifico dell'oreficeria è noto produrre oggetti cavi in oro o sue leghe attraverso la formatura e modellatura dei medesimi su anime in ferro che sono successivamente eliminate mediante un processo cosiddetto di "vuotatura". In the specific sector of goldsmithing it is known to produce hollow objects in gold or its alloys by forming and shaping them on iron cores which are subsequently eliminated by means of a so-called "emptying" process.

Secondo uno dei procedimenti noti di eliminazione delle anime in ferro è previsto l'impiego di soluzioni acide, in particolare a base di acido cloridrico nelle quali il ferro è solubile. Uno degli inconvenienti di tale procedimento risiede nel fatto che le soluzioni acide utilizzate sono particolarmente inquinanti con il conseguente problema dello smaltimento delle scorie e dei prodotti residui del procedimento. L'utilizzo in particolare di acido cloridrico comporta inoltre lo sviluppo di idrogeno gassoso che risulta particolarmente pericoloso e richiede costose attrezzature per il suo smaltimento. According to one of the known procedures for eliminating iron cores, the use of acid solutions is envisaged, in particular based on hydrochloric acid in which the iron is soluble. One of the drawbacks of this process lies in the fact that the acid solutions used are particularly polluting with the consequent problem of disposal of the waste and residual products of the process. The use of hydrochloric acid in particular also involves the development of gaseous hydrogen which is particularly dangerous and requires expensive equipment for its disposal.

Un altro procedimento per l'eliminazione delle anime in ferro è noto dalla domanda di brevetto italiana n. B096A000043. Questo procedimento prevede l'impiego di soluzioni contenenti solfato ferrico in grado di solubilizzare il ferro. L'uso di solfato ferrico è preferibile per il minor potere inquinante in termini di impatto ambientale e nocività per l'uomo, ma richiede tempi per l'eliminazione delle anime in ferro più lunghi di quelli previsti con l'impiego delle soluzioni acide anzidette, a causa della minore aggressività del solfato ferrico rispetto a queste ultime. Another procedure for the elimination of the iron cores is known from the Italian patent application n. B096A000043. This procedure involves the use of solutions containing ferric sulphate capable of solubilizing iron. The use of ferric sulphate is preferable due to the lower polluting power in terms of environmental impact and harmfulness for humans, but it requires longer times for the elimination of the iron cores than those foreseen with the use of the aforementioned acid solutions. due to the lower aggressiveness of ferric sulphate compared to the latter.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota mediante un procedimento per l'eliminazione delle anime in ferro che riduca sensibilmente i problemi di inquinamento ambientale e di nocività per l'uomo ed al tempo stesso consenta di eliminare, la necessità di predisporre attrezzature ed impianti ausiliari per la depurazione ed il trattamento di sostanze inquinanti e pericolose. The purpose of the present invention is to obviate the drawbacks of the known art by means of a process for the elimination of the iron cores which significantly reduces the problems of environmental pollution and harmfulness for man and at the same time allows to eliminate the need for arrange equipment and auxiliary systems for the purification and treatment of polluting and dangerous substances.

Al fine di raggiungere gli scopi sopra indicati la presente invenzione ha per oggetto un procedimento per l'eliminazione di anime in ferro nella produzione di oggetti cavi in metalli preziosi quali oro e sue leghe, caratterizzato dal fatto di prevedere l'immersione di uno o più oggetti comprendenti un'anima in ferro in un bagno comprendente una soluzione di cloruro ferrico, così che il ferro dell'anima si disciolga nella soluzione e gli oggetti estratti dopo un predeterminato periodo di tempo risultino privi di tale anima in ferro. In order to achieve the purposes indicated above, the present invention relates to a process for the elimination of iron cores in the production of hollow objects in precious metals such as gold and its alloys, characterized by providing for the immersion of one or more objects comprising an iron core in a bath comprising a solution of ferric chloride, so that the iron of the core dissolves in the solution and the objects extracted after a predetermined period of time are devoid of such an iron core.

Un procedimento che prevede l'uso di cloruro ferrico è descritto nella domanda di brevetto italiana n. B095A000101 della stessa Richiedente, ma esso è diretto esclusivamente alla eliminazione di anime in rame, alluminio e loro leghe. Nel caso di anime in rame, il cloruro ferrico impiegato nel suddetto procedimento è trasformato a seguito del trattamento, in cloruro ferroso. Quest'ultimo può essere recuperato e rigenerato attraverso l'ossidazione con acqua ossigenata in ambiente contenente acido cloridrico. Questa ossidazione può tuttavia avvenire esclusivamente solo dopo aver allontanato il rame che si è sciolto a seguito del trattamento (ad esempio mediante un procedimento di cementazione) . Tale rigenerazione richiede pertanto trattamenti onerosi sia in termini di impiantistica, ove debbono essere affrontati problemi di inquinamento ambientale e di nocività per l'uomo conseguenti all'impiego di acidi e di vapori nocivi, sia in termini di successivo smaltimento delle scorie residue (quali ad esempio i cloruri rameici) del trattamento e dei conseguenti procedimenti di filtrazione. A process which provides for the use of ferric chloride is described in the Italian patent application n. B095A000101 by the same Applicant, but it is aimed exclusively at the elimination of cores in copper, aluminum and their alloys. In the case of copper cores, the ferric chloride used in the above process is transformed, following the treatment, into ferrous chloride. The latter can be recovered and regenerated through oxidation with hydrogen peroxide in an environment containing hydrochloric acid. However, this oxidation can only occur only after removing the copper that has melted as a result of the treatment (for example by means of a cementation process). This regeneration therefore requires expensive treatments both in terms of plant engineering, where problems of environmental pollution and harmfulness to humans resulting from the use of acids and harmful vapors must be addressed, and in terms of subsequent disposal of residual waste (such as for example cupric chlorides) of the treatment and of the consequent filtration procedures.

In questo contesto, il procedimento dell'invenzione si prefigge lo scopo di ottenere una rigenerazione del cloruro ferrico contenuto nella soluzione impiegata in modo efficace ed economico e senza richiedere la manipolazione ed il trattamento di sostanze pericolose e nocive per l'uomo, ovviando agli inconvenienti riscontrati nel procedimento anzidetto relativo alla eliminazione di anime in rame ed alluminio. In this context, the process of the invention has the aim of obtaining a regeneration of the ferric chloride contained in the solution used in an effective and economical way and without requiring the manipulation and treatment of substances that are dangerous and harmful to humans, obviating the drawbacks. found in the aforementioned procedure relating to the elimination of copper and aluminum cores.

L'invenzione ha altresì per oggetto una macchina particolarmente studiata per l'applicazione del procedimento dell'invenzione le cui caratteristiche sono indicate nelle rivendicazioni da 8 a 12. The invention also relates to a machine particularly studied for the application of the process of the invention, the characteristics of which are indicated in claims 8 to 12.

L'invenzione ha inoltre per oggetto l'uso di cloruro ferrico nel settore della produzione di oggetti cavi in metalli preziosi, quali oro e sue leghe, per la eliminazione di anime in ferro, le cui caratteristiche sono indicate nella rivendicazione 7. The invention also relates to the use of ferric chloride in the sector of the production of hollow objects in precious metals, such as gold and its alloys, for the elimination of iron cores, the characteristics of which are indicated in claim 7.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di un suo esempio preferito di attuazione, ma non limitativo, con riferimento all'unico disegno accluso la cui figura è una vista in alzato laterale ed in parziale sezione di una macchina operante secondo il procedimento dell'invenzione. The characteristics and advantages of the invention will become clearer from the detailed description which follows of a preferred but non-limiting example of embodiment thereof, with reference to the only enclosed drawing, the figure of which is a side elevation and partial section view of a machine. operating according to the process of the invention.

Con riferimento alla suddetta figura, con 1 è complessivamente indicata una macchina particolarmente studiata per l'applicazione del procedimento secondo l'invenzione per l'eliminazione di anime in ferro in oggetti cavi realizzati in oro, sue leghe ovvero altri metalli preziosi. With reference to the aforesaid figure, the numeral 1 generally indicates a machine particularly studied for the application of the process according to the invention for the elimination of iron cores in hollow objects made of gold, its alloys or other precious metals.

La macchina 1 comprende una vasca 2 delimitata da pareti laterali 3, opportunamente coibentate, ad esempio rivestite di materiale termicamente isolante, da un fondo 4 inclinato e da un coperchio superiore 5. The machine 1 comprises a tank 2 delimited by side walls 3, suitably insulated, for example covered with thermally insulating material, by an inclined bottom 4 and by an upper cover 5.

La vasca 2 è realizzata con materiale resistente all'attacco chimico, in particolare acido ed è preferibilmente realizzata in titanio. In corrispondenza del fondo 4 è previsto un organo di intercettazione 6 che serve a scaricare dalla vasca la soluzione liquida esaurita a seguito del trattamento di eliminazione delle anime in ferro secondo il procedimento dell'invenzione. Nella vasca 2 sono alloggiati elementi riscaldanti 7 previsti per il riscaldamento della soluzione liquida in essa contenuta. Sul coperchio 5, internamente alla vasca, è montata una pluralità di ugelli 8, solo schematicamente rappresentati in figura, previsti per il getto di acqua di raffreddamento all'interno della vasca. The tank 2 is made of a material resistant to chemical attack, in particular acid, and is preferably made of titanium. In correspondence with the bottom 4 there is an interception member 6 which serves to discharge the liquid solution exhausted from the tank following the elimination treatment of the iron cores according to the process of the invention. The tank 2 houses heating elements 7 provided for heating the liquid solution contained therein. On the lid 5, inside the tank, there is mounted a plurality of nozzles 8, only schematically represented in the figure, provided for the jet of cooling water inside the tank.

Con 9 è indicata una unità di raffreddamento condensante, anch’essa rappresentata schematicamente in figura, destinata alla condensazione del vapore acqueo sviluppato durante il procedimento dell'invenzione che verrà descritto in dettaglio nel seguito. 9 indicates a condensing cooling unit, also schematically represented in the figure, intended for the condensation of the water vapor developed during the process of the invention which will be described in detail below.

Un elemento astiforme 10 è montato sul coperchio 5 ed è guidato scorrevolmente all'interno della vasca 2 da e verso il fondo 4 mediante un attuatore motorizzato, non rappresentato in figura. L'elemento astiforme 10 è provvisto di una pluralità di formazioni a gancio 11 destinate ad agganciare e sostenere in posizione immersa nella vasca gli oggetti cavi in metallo prezioso comprendenti le anime in ferro da eliminare. A rod-shaped element 10 is mounted on the lid 5 and is slidably guided inside the tank 2 from and towards the bottom 4 by means of a motorized actuator, not shown in the figure. The rod-shaped element 10 is provided with a plurality of hook formations 11 intended to hook and support the hollow objects in precious metal including the iron cores to be eliminated in a position immersed in the tank.

Il procedimento secondo l'invenzione prevede la solubilizzazione di sale anidro di cloruro ferrico FeCl3 in acqua demineralizzata contenuta nella vasca 2 e preferibilmente riscaldata alla temperatura di circa 30°C. Concentrazioni preferite del cloruro ferrico in acqua sono circa del 20-22% per il trattamento di oggetti d'oro a 18 carati e del 10-12% per oggetti d'oro di 14 carati. The process according to the invention provides for the solubilization of the anhydrous salt of ferric chloride FeCl3 in demineralized water contained in the tank 2 and preferably heated to a temperature of about 30 ° C. Preferred concentrations of ferric chloride in water are about 20-22% for the treatment of 18-karat gold items and 10-12% for 14-karat gold items.

La soluzione di cloruro ferrico così ottenuta viene riscaldata, attraverso gli elementi riscaldanti 7, fino ad ebollizione. A questa temperatura si ha sviluppo di vapore acqueo che può convenientemente essere condensato, con il conseguente recupero dell'acqua, così da mantenere costante la concentrazione del sale, tramite l'unità raffreddante 9 la cui struttura è di tipo convenzionale. Oggetti costituiti da anime in ferro ricoperte d'oro, sue leghe o altri metalli preziosi, vengono allora immersi nella vasca e sostenuti attraverso le formazioni a gancio 11, in modo tale che le anime risultino completamente immerse nella soluzione di cloruro ferrico contenuta nella vasca 2. Dette anime vengono pertanto attaccate dal cloruro ferrico e disciolte secondo la reazione: The ferric chloride solution thus obtained is heated, through the heating elements 7, until boiling. At this temperature there is the development of water vapor which can conveniently be condensed, with the consequent recovery of the water, so as to keep the concentration of the salt constant, by means of the cooling unit 9 whose structure is of the conventional type. Objects consisting of iron cores covered with gold, its alloys or other precious metals, are then immersed in the tank and supported through the hook formations 11, so that the cores are completely immersed in the ferric chloride solution contained in the tank 2 Said cores are therefore attacked by the ferric chloride and dissolved according to the reaction:

con riduzione del ferro favorita dalla temperatura. with iron reduction favored by the temperature.

Il tempo di eliminazione delle anime varia a seconda della forma, consistenza e tecnica di formatura ed applicazione del metallo prezioso. The removal time of the cores varies according to the shape, consistency and technique of forming and application of the precious metal.

E' altresì previsto che al termine del trattamento nella soluzione di cloruro ferrico gli oggetti in metallo prezioso vengano controllati mediante attrazione magnetica con calamita per verificare che effettivamente sia stato eliminato totalmente il ferro delle anime. It is also envisaged that at the end of the treatment in the ferric chloride solution the precious metal objects are checked by magnetic attraction with a magnet to verify that the iron from the cores has actually been completely eliminated.

Mano a mano che il procedimento prosegue con l'eliminazione delle anime in ferro i tempi di solubilizzazione del ferro tendono ad aumentare a dimostrazione del fatto che il potere aggressivo del cloruro ferrico diminuisce sempre più sino all'esaurimento della soluzione. As the process continues with the elimination of the iron cores, the iron solubilization times tend to increase, demonstrating that the aggressive power of ferric chloride decreases more and more until the solution is exhausted.

La soluzione esaurita contiene solo cloruro ferroso FeCl2 quale prodotto residuo del trattamento. Convenientemente, secondo il procedimento dell'invenzione, è possibile trasformare il cloruro ferroso in cloruro ferrico rigenerando quest'ultimo per renderlo disponibile per una sua riutilizzazione nel procedimento di eliminazione delle anime in ferro. La fase di rigenerazione suddetta prevede l'impiego di ossidanti quali il clorito di sodio o l'ipoclorito di sodio (anche commercialmente noto come varechina) che agiscono nello stesso ambiente acido della soluzione. Il cloruro ferroso, esposto in atmosfera di cloro gas così ottenuta, è sottoposto ad una ossidazione così da formare nuovamente cloruro ferrico riutilizzabile nel procedimento di questa invenzione. Si apprezzerà che in questo processo di rigenerazione del cloruro ferrico, non vi è necessità di utilizzare soluzioni particolarmente acide, ad esempio soluzioni di acido cloridrico ad alta concentrazione relativamente pericolose e nocive per l'uomo. The spent solution contains only ferrous chloride FeCl2 as residual product of the treatment. Conveniently, according to the process of the invention, it is possible to transform the ferrous chloride into ferric chloride by regenerating the latter to make it available for its reuse in the process of eliminating the iron cores. The aforementioned regeneration step involves the use of oxidants such as sodium chlorite or sodium hypochlorite (also commercially known as bleach) which act in the same acidic environment as the solution. The ferrous chloride, exposed in the chlorine gas atmosphere thus obtained, is subjected to an oxidation so as to form again ferric chloride reusable in the process of this invention. It will be appreciated that in this regeneration process of ferric chloride, there is no need to use particularly acidic solutions, for example, highly concentrated hydrochloric acid solutions that are relatively dangerous and harmful to humans.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno variare rispetto a quanto descritto, senza per questo uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione. Naturally, the principle of the invention remaining the same, the embodiments and details of construction may vary with respect to what has been described, without thereby departing from the scope of protection of the present invention.

L'invenzione raggiunge così gli scopi proposti conseguendo numerosi vantaggi rispetto alle soluzioni note. The invention thus achieves the proposed aims achieving numerous advantages with respect to known solutions.

Un primo vantaggio consiste nel fatto che soluzioni a base di cloruro ferrico sono utilizzabili per l'eliminazione di anime in ferro impiegate nella produzione di oggetti preziosi in oro sia ad alto titolo (23, 22 e 18 carati) che con titolo pari a 14 carati. A first advantage consists in the fact that solutions based on ferric chloride can be used for the elimination of iron cores used in the production of precious objects in gold both with a high titer (23, 22 and 18 carats) and with a titer equal to 14 carats .

Un altro vantaggio è dovuto al fatto che il cloruro ferrico utilizzato nel procedimento secondo l'invenzione, può essere agevolmente rigenerato pressoché integralmente ed economicamente, per una successiva riutilizzazione, senza la previsione di speciali e costose attrezzature del tipo di quelle previste per la manipolazione di soluzioni acide pericolose e nocive per la salute. Another advantage is due to the fact that the ferric chloride used in the process according to the invention can easily be regenerated almost entirely and economically, for subsequent reuse, without the provision of special and expensive equipment such as those provided for the handling of acid solutions that are dangerous and harmful to health.

Un ulteriore vantaggio risiede nel fatto che quale prodotto gassoso del procedimento di eliminazione delle anime in ferro viene generato esclusivamente vapore acqueo e non sostanze particolarmente inquinanti e tali da richiedere complessi sistemi di aspirazione o di eliminazione di fumi. A further advantage lies in the fact that as a gaseous product of the process of eliminating the iron cores, only water vapor is generated and not particularly polluting substances and such as to require complex systems of aspiration or elimination of fumes.

Claims

CLAIMS 1. Process for the elimination of iron cores, in the production of hollow objects in precious metals, such as gold and its alloys, characterized in that one or more objects comprising an iron core are immersed in a bath comprising a solution of ferric chloride so that the iron of the core dissolves in the solution and the objects extracted from the solution after a predetermined period of time are devoid of this iron core.

2. Process according to claim 1, wherein said solution is prepared starting from anhydrous salt of ferric chloride solubilized in water in a percentage lower than 30%.

3. Process according to claim 2 wherein the solubilization water of the anhydrous ferric chloride salt is demineralized water heated to a temperature of approximately 30 ° C.

4. Process according to claim 1, in which the bath comprising the solution of ferric chloride in which the objects with the iron core to be eliminated are immersed is previously heated to a temperature approximately equal to the boiling temperature of the solution and to this temperature is maintained throughout the process.

5. Process according to one or more of the preceding claims, in which the liquid exhausted following the elimination of the iron cores and containing ferrous chloride in solution is subsequently subjected to an oxidation process, by exposing the ferrous chloride in a chlorine atmosphere gas so as to regenerate ferric chloride which is again usable in the process of eliminating the iron cores.

6. Process according to claim 5, wherein the chlorine gas for the regeneration of the ferric chloride is obtained starting from a solution of sodium chlorite or sodium hypochlorite exposed in an acid environment.

7. Use of a solution of ferric chloride for the elimination of iron cores, in the production of hollow objects in precious metals, such as gold and its alloys.

8. Machine for the elimination of iron cores in hollow objects made of precious metal, such as gold and its alloys, operating according to the process of one or more of claims 1 to 6, comprising a tank designed to contain a chloride solution ferric, so that the iron of said cores dissolves in the solution and the objects extracted from the solution after a predetermined period of time are devoid of their respective iron cores.

9. Machine according to claim 8, comprising coupling means arranged inside said tank to support said precious metal objects in a position immersed in the ferric chloride solution, said coupling means being driven by motorized actuator means in an upward reciprocating movement and descending into said tank.

10. Machine according to claim 8 or 9, wherein said tank comprises insulated walls, heating means being provided inside said tank to heat said ferric chloride solution.

11. Machine according to one of claims 8 to 10, in which at least the parts of said tank intended for direct contact with the ferric chloride solution are made of titanium.

12. Machine according to one of claims 8 to 11, comprising cooling means provided above said tank to condense the water vapor developed during the heating of said ferric chloride solution.

13. Preparation for the elimination of iron cores in the production of hollow objects in precious metals, such as gold and its alloys, characterized in that it comprises ferric chloride as the main component.