ITPD970144A1 - Procedimento per l'eliminazione di anime in ferro nella produzione di oggetti cavi in metalli preziosi quali oro e sue leghe nonche' - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

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.

L'invenzione riguarda altresì una macchina particolarmente studiata per operare secondo il procedimento di questa invenzione.

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".

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

con riduzione del ferro favorita dalla temperatura.

Il tempo di eliminazione delle anime varia a seconda della forma, consistenza e tecnica di formatura ed applicazione del metallo prezioso.

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.

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.

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.

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.

L'invenzione raggiunge così gli scopi proposti conseguendo numerosi vantaggi rispetto alle soluzioni note.

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.

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.

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.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. 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 dalla soluzione dopo un predeterminato periodo di tempo risultino privi di tale anima in ferro.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta soluzione è preparata a partire da sale anidro di cloruro ferrico solubilizzato in acqua in percentuale inferiore al 30%.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2 m cui l'acqua di solubilizzazione del sale anidro di cloruro ferrico è acqua demineralizzata riscaldata ad una temperatura all'incirca di 30°C.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui il bagno comprendente la soluzione di cloruro ferrico nella quale sono immersi gli oggetti con l'anima in ferro da eliminare è preventivamente riscaldato ad una temperatura all'incirca pari alla temperatura di ebollizione della soluzione e a tale temperatura è mantenuto durante tutto il procedimento.
5. 5. Procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il liquido esaurito a seguito dell'eliminazione delle anime in ferro e contenente cloruro ferroso in soluzione viene successivamente sottoposto ad un processo di ossidazione, mediante esposizione del cloruro ferroso in una atmosfera di cloro gas così da rigenerare cloruro ferrico che risulta nuovamente impiegabile nel processo di eliminazione delle anime in ferro.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui il cloro gas per la rigenerazione del cloruro ferrico è ottenuto a partire da una soluzione di clorito di sodio o ipoclorito di sodio esposta in ambiente acido.
7. 7. Uso di una soluzione di cloruro ferrico per l'eliminazione di anime in ferro, nella produzione di oggetti cavi in metalli preziosi, quali oro e sue leghe.
8. 8. Macchina per l'eliminazione di anime in ferro in oggetti cavi realizzati in metallo prezioso, quali oro e sue leghe, operante secondo il procedimento di una o più delle rivendicazioni da 1 a 6, comprendente una vasca predisposta per contenere una soluzione di cloruro ferrico, così che il ferro di dette anime si disciolga nella soluzione e gli oggetti estratti dalla soluzione dopo un predeterminato periodo di tempo risultino privi delle rispettive anime in ferro.
9. 9. Macchina secondo la rivendicazione 8, comprendente mezzi di agganciamento predisposti all'interno di detta vasca per sostenere detti oggetti in metallo prezioso in posizione immersa nella soluzione di cloruro ferrico, detti mezzi di agganciamento essendo condotti da mezzi attuatori motorizzati in un movimento alternativo ascendente e discendente in detta vasca.
10. 10. Macchina secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detta vasca comprende pareti coibentate, mezzi riscaldanti essendo provvisti all'interno di detta vasca per riscaldare detta soluzione di cloruro ferrico.
11. 11. Macchina secondo una delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui almeno le parti di detta vasca destinate al contatto diretto con la soluzione di cloruro ferrico sono realizzate in titanio.
12. 12. Macchina secondo una delle rivendicazioni da 8 a 11, comprendente mezzi raffreddanti provvisti al di sopra di detta vasca per condensare il vapore acqueo sviluppato durante il riscaldamento di detta soluzione di cloruro ferrico .
13. 13. Preparato per l'eliminazione di anime in ferro nella produzione di oggetti cavi in metalli preziosi, quali oro e sue leghe, caratterizzato dal fatto di comprendere quale componente principale cloruro ferrico.