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[* 1] Fig. 1. Schüssel zum Verwaschen des Goldsandes.
[* 1] Fig. 2. Wiege zum Verwaschen des Goldsandes.
[* 1] Fig. 3. Hydraulische [* 2] Abbaumethode in Kalifornien.
[* 1] Fig. 4. Goldwäsche bei Alexandrowsk.
[* 1] Fig. 5. Goldmühle.
[* 1] Fig. 6. Glockenapparat zum Glühen des Amalgams.
[* 1] Fig. 7. Retortenofen zum Glühen des Amalgams.
[* 1] Fig. 10. Brückners Rotierofen.
[* 1] Fig. 11. Apparat zu Plattners Chlorationsprozeß.
[* 1] Fig. 12. Goldscheidung zu Oker.
[* 1] Fig. 13. Silberpresse zu Oker.
[* 1] Fig. 14. Apparat zur Reinigung des Goldes durch Chlor.
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einen Tisch fällt, wo die Goldkörner daraus ausgeklaubt werden. Das Feinere gelangt zunächst auf einen geneigten, mit Querleisten versehenen Herd e, hinter welchem sich die Goldteilchen ansammeln und, wie oben angeführt, weiter gereinigt werden, nachdem die Leisten abgenommen worden. Von dort ergießt sich die Trübe in eine muldenförmige Rinne f f', in welcher an Stangen g befestigte Rahmen h mit Stacheln unterwärts in der Weise pendelartig schwingen, daß die Stangen g an Querhölzern befestigt sind, welche mit eisernen Achsen in Zapfenlager des Gerüstes eingreifen.
Die schwingende Bewegung wird den Stangen g durch eine vom Wasserrad [* 5] bewegte Stange erteilt. Die nach der Krümmung der Rinne angeordneten Stacheln des Rahmens rühren die Trübe auf und veranlassen, daß leichtere Teile fortgespült werden, während das in der Rinne liegen bleibt und nach Wegnahme der Rahmen in oben erwähnter Weise gereinigt werden kann. Neuerdings ist außerdem ein sehr kompendiöser, auf vier Rädern beweglicher Goldwaschherd von Allain und Rivière-Dejean in Gestalt einer um 10-14° geneigten Holztafel konstruiert worden.
Ein am höhern Kopfende derselben befindliches zweiteiliges Reservoir nimmt den Goldsand in der einen Abteilung auf, während in die andre Wasser fließt, um von hier aus in den Sand zu treten und diesen auf den sich anschließenden Waschherd fortzuführen. Letzterer besteht aus einer Menge kleiner, nicht sehr tiefer, trapezoidisch geformter Kästchen, welche lose eingesetzt sind, und von denen der Rand des einen immer über den des andern greift. Nach vollendeter Wascharbeit nimmt man die mit goldreichem Sand versehenen Kasten einzeln voneinander u. entleert dieselben.
Das auf die eine oder andre Art erhaltene Waschgold wird zweckmäßig vor der weitern Reinigung (Affination) vermittelst eines Magnetstabes vom beigemengten Magneteisenerz befreit.
2) Die Gewinnung des Berggoldes ist je nach der Beschaffenheit desselben, ob gediegen in Quarz, in kiesigen Erzen oder vererzt vorkommend, verschieden. Goldquarze werden einer Zerkleinerung und Amalgamation [* 6] unterworfen, und zwar geschehen beide Operationen entweder gesondert oder in einem und demselben Apparat.
Bei der kombinierten Zerkleinerung und Amalgamation wird nach einem rohen Verfahren für Handbetrieb der Goldquarz (z. B. in Südamerika) [* 7] in steinernen Schalen oder Trögen mittels Pistills mit Quecksilber und Wasser zusammengerieben, die Trübe durch mehrere terrassenförmig untereinander aufgehängte lederne, mit etwas Quecksilber versehene Säcke fließen gelassen, das Amalgam schließlich in einen Leinensack gethan und ausgepreßt. In Mexiko, [* 8] Chile, [* 9] Colorado etc. und Kollermühlen (Arrastras) im Gebrauch, cylindrische Gefäße mit Steinboden, auf welchem dicke, runde Steine mittels Ketten an Horizontalarmen, die an einer stehenden, rotierenden Welle befestigt sind, aufgehängt, im Kreis [* 10] herumgeschleift werden. Eine solche Mühle verarbeitet in 24 Stunden ca. 1100 kg Material, aber mit bedeutendem Quecklilberverlust.
Bei der getrennten Zerkleinerung und Amalgamation wird das vorher gepochte oder gestampfte Material in Goldmühlen [* 4] (Fig. 5; dieselben sind in Ungarn, [* 11] Tirol, [* 12] Salzburg, [* 13] Australien [* 14] etc. üblich) mit Quecksilber in möglichst vollständigen Kontakt gebracht, indem man den zerkleinerten Quarz, mit Wasser hinreichend angerührt, als Trübe aus dem Pochtrog in einem Gerinne a durch gußeiserne Behälter b b', auf dem Gerüst c c' aufgestellt, fließen läßt, auf deren Boden sich Quecksilber befindet. In denselben rotiert ein hölzerner Läufer d, mittels eiserner Stangen an den Armen e e' der rotierenden Wellen [* 15] f f' aufgehängt und an der untern Seite mit stumpfen eisernen Vorsprüngen versehen, welche den goldhaltigen Sand in dem Quecksilber umrühren. Die Zahnräder g g' versetzen die Wellen f f' in Umdrehung, und die Trübe fließt durch Gerinne h und i in mehrere solcher Mühlen, [* 16] auf deren Boden sich das Gold im Quecksilber immer mehr und mehr anreichert. Nach hinreichender Sättigung damit in der ersten Mühle hält man den Apparat an, bringt das Amalgam aus der zweiten in die erste, aus der dritten in die zweite etc. Mühle und schüttet in die letzte frisches Quecksilber. - Ein in Kalifornien, Colorado, Montana und Neuseeland neuerdings fast allgemein übliches, sehr wirksames Verfahren besteht darin, den Goldquarz in Pochwerken unter Quecksilberzusatz zu zerkleinern (Pochwerksamalgamation), die Trübe durch ein feines Sieb über eine geneigte amalgamierte Kupferplatte laufen zu lassen, auf welcher Gold- und Amalgamteilchen zurückgehalten werden, und dieselben endlich noch über Tücher (Plachen) auf geneigten Herden zu führen.
Häufig sind die amalgamierten Kupferbleche auch in schräger Stellung durch die ganze Länge des Pochtrogs so eingesetzt, daß die Pochmasse in möglichst innige Berührung mit den Blechen kommt. Von Zeit zu Zeit werden die Bleche von dem daran haftenden Goldamalgam und freien Gold durch Abkratzen befreit, mit frischem Quecksilber amalgamiert und wieder eingesetzt. Dabei ist das Hinzutreten von Schmutz- und Fettteilen möglichst zu vermeiden, weil dadurch die Fähigkeit des Quecksilbers, sich mit dem Gold zu amalgamieren, sehr beeinträchtigt wird. Mitunter wird die Amalgamation auch in Fässern ausgeführt.
Zur Abscheidung des Goldes aus dem Amalgam, welches in festem Zustand erfolgt, wenn das flüssige goldhaltige Quecksilber durch Leinen oder Leder gepreßt wird, glüht man dasselbe aus, wobei unter Verflüchtigung des zu kondensierenden Quecksilbers das Gold zurückbleibt. Zum Glühen des Amalgams dienen häufig Glockenapparate [* 4] (Fig. 6). In einem gußeisernen Behälter d ist eine mit horizontalen Scheiben a (Tellern) versehene Eisenstange aufgestellt, über welche eine Glocke b gedeckt ist, deren unterer Rand in Wasser taucht, welches sich in dem Gefäß [* 17] d befindet. e ist eine fortwährend mit fließendem Wasser versehene Schieblade, welche sich auf den Leisten f ausziehen läßt. Nachdem das Goldamalgam auf die Teller gebracht worden, stülpt man die Glocke über a, füllt durch die Öffnung g Holzkohlen in den Raum zwischen der Glocke b und dem durch eine Thür c an der Vorderseite verschlossenen gemauerten Schacht h und versetzt die Glocke in Glut, wobei Quecksilber dampfförmig ausgetrieben wird, sich verdichtet und in der Schieblade e ansammelt. - Einfacher und vollkommener geschieht die Destillation [* 18] des Quecksilbers in einem Retortenofen [* 4] (Fig. 7). Man schiebt das Amalgam in eisernen Pfännchen nach Lüftung des Deckels a in die Retorte b, welche bei Erhitzung von der Feuerung c aus die Quecksilberdämpfe durch das Rohr e in das mit Tuch f belegte Trichterende g desselben entläßt. Der Trichter taucht in das Gefäß h ein, und aus dem Rohr i kommt Kühlwasser, welches sowohl die Röhre k umströmt, als auch das Tuch auf dem Trichter g feucht erhält. Die Feuergase entweichen nach dem Umspielen der Retorte durch den Schornstein d. ¶
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3) Ein geringer Bruchteil des Goldes wird aus goldhaltigen geschwefelten Erzen (Eisen, [* 20] Kupfer [* 21] und Arsenkies, Antimonglanz, Zinkblende) gewonnen, welche indessen meistens nur Spuren von Gold enthalten (die Erze des Rammelsbergs 1/7300000, die von Freiberg [* 22] 0,00003-0,0015 Proz.). Die Gewinnung des Goldes aus solchen Erzen kann durch Amalgamation oder durch Schmelzprozesse geschehen.
a) Amalgamation. Da Quecksilber vorwiegend nur gediegenes Gold aufnimmt, so müssen Erze, welche an Tellur, Antimon, Arsen etc. gebunden enthalten, vor der Amalgamation geröstet, d. h. bei Luftzutritt erhitzt, werden, um Schwefel, Antimon, Arsen, Tellur etc. durch Oxydation zu entfernen, das Gold frei und zur Verbindung mit Quecksilber geneigt zu machen. Häufig röstet man aber auch solche kiesige Erze, welche nur gediegen Gold enthalten, um die von den Kiesen umhüllten, oft sehr feinen Goldteilchen für das Quecksilber besser bloßzulegen.
Zur Amalgamation verwendet man im allgemeinen die [* 3] Fig. 5 abgebildeten Goldmühlen, seltener Pfannen. Zum Rösten der Erze dienen zweckmäßig Fortschaufelungsöfen (Textfig. 8, 9). Das zerkleinerte Erz wird in Posten von etwa 200 kg durch die Öffnung f auf den obern Herd b des Röstofens gebracht und unterhalb f ausgebreitet, wo dann eine Anwärmung des Erzes durch die von dem Rost g über die Feuerbrücke c und den untern Herd a ziehende Flamme [* 23] stattfindet, welche am Ende des Herdes b durch eine seitliche Öffnung in den Schornstein gelangt.
Nach einiger Zeit wird der erste Erzposten nach dem Öffnen der Arbeitsthore e um eine gewisse Entfernung mittels Schaufeln nach vorwärts bewegt (Fortschaufeln) und gleich eine frische Post durch f wieder eingebracht. Die nun stärker erhitzte erste Post beginnt jetzt zu rösten, d. h. die Bestandteile des Erzes, außer Gold, nehmen Sauerstoff auf und geben Oxyde und flüchtige Substanzen (schweflige, antimonige und arsenige Säure) ab. Indem man nun das Röstgut allmählich immer weiter vom obern auf den untern Herd a und dann der Feuerbrücke c näher rückt, dabei aber immer hinten eine frische Post aufgibt, röstet das Erz zunehmend ab und wird dann durch eine seitliche Öffnung auf der Sohle bei d aus dem Ofen gezogen. - Für eine Massenproduktion empfiehlt sich der in Amerika [* 24] häufiger angewandte und wenig Handarbeit erfordernde Brücknersche Rotierofen (Tafel, [* 3] Fig. 10). Derselbe besteht aus einem Feuerungsraum a, vor welchem ein mit feuerfesten Steinen ausgekleideter Blechcylinder b dadurch in Rotation versetzt wird, daß in den gezahnten Kranz c des mit Rippen d auf Rollen [* 25] gleitenden Cylinders ein von einem Motor bewegtes Getrieberad eingreift. Durch das verschließbare Mannloch e wird das Erz eingebracht und beim Rotieren des Cylinders von der eisernen, mit feuerfestem Material bekleideten und mit Luftkühlrohren f versehenen Scheidewand g besser verteilt.
Das bei der Amalgamation erfolgende Amalgam gibt nach dem Pressen und Glühen sogen. Mühlgold (im Gegensatz zu Brandgold, d. h. durch Schmelzprozesse erhaltenem Gold). Die Amalgamation ist jedoch nur dann am Platz, wenn gewisse schädliche, leicht amalgamierbare Beimengungen (Blei, [* 26] Wismut, Antimon) nicht zugegen sind oder vorher durch Rösten entfernt sind.
b) Schmelzprozesse werden wegen ihrer Kostspieligkeit seltener für eigentliche Golderze als für goldhaltige Blei-, Silber- und Kupfererze sowie Schwefelkiese angewandt. Das gebräuchlichste Extraktionsmittel für Gold bildet das Blei. Dieses befindet sich entweder schon in dem Erz in genügender Menge (güldische Bleierze), oder dasselbe wird in Gestalt von Bleierzen oder oxydischen Produkten vom Abtreibprozeß (Bleiglätte, Herd etc.) hinzugefügt. Reichere Geschicke verschmelzt man direkt mit den bleihaltigen Zuschlägen, seltener in Flammöfen als in Schachtöfen, auf goldhaltiges Werkblei; goldärmere werden zuvor, wenn sie viel Erden enthalten (Dürrerze), mit passenden Zuschlägen zur Verschlackung der Erden und mit Schwefelkies zusammengeschmelzt (güldische Roharbeit), wobei sich neben Schlacke (Rohschlacke) Schwefeleisen (Rohstein) erzeugt, welches den erdigen Substanzen ihren Goldgehalt entzogen hat (Ungarn, Siebenbürgen).
Goldarme Schwefelkiese (Goldkiese) werden vor dem Schmelzen etwas abgeröstet und dadurch ihr Gehalt an Schwefeleisen teilweise in Eisenoxyd übergeführt, welches beim Verschmelzen mit kieseligen Zuschlägen sich verschlackt, während der beim Rösten unzersetzte Kies einen Rohstein gibt, welcher den Goldgehalt des beim Rösten zersetzten Kieses aufgenommen hat. Zur Entgoldung des Rohsteins wird derselbe entweder im flüssigen Zustand in einem kesselförmigen Herd mit flüssigem Blei umgerührt (Eintränkarbeit), oder in einem Schachtofen [* 27] mit bleiischen Erzen oder bleihaltigen Produkten auf güldisches Blei verschmelzt.
Letzteres Verfahren gestattet eine vollständigere Ausziehung des Goldes. Das bei diesen chemischen Operationen erfolgende goldhaltige (und stets auch silberhaltige) Blei wird einem Schmelzen im Flammofen unter Zutritt von Gebläseluft, dem Abtreiben (s. Blei und Silber), unterworfen, wobei das Blei Sauerstoff aufnimmt und aus dem Ofen abfließendes Bleioxyd (Bleiglätte) entsteht, während goldhaltiges Silber zurückbleibt, von welchem das Gold auf später anzuführende Art getrennt wird.
Ist das Blei goldarm, so ist es vorteilhafter, die
[* 3] ^[Abb.: Fig. 8. Röstofen, Längendurchschnitt.]
[* 3] ^[Abb.: Fig. 9. Röstofen, Horizontaldurchschnitt.] ¶
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Entgoldung ganz analog der Parkesschen Zinkentsilberung (s. Blei und Silber) durch Zink vorzunehmen. Setzt man zu geschmolzenem, Gold und Silber enthaltenden Blei wenig Zink, so wird zunächst die Gesamtmenge des Goldes und erst bei weiterm Zinkzusatz das Silber aufgenommen. (Ist Kupfer zugegen, so wird es gleichzeitig mit dem Gold von dem zuerst hinzugesetzten Zink aufgenommen; man erhält dann einen goldhaltigen Kupferzinkschaum, welcher auf goldhaltiges Silber verarbeitet wird; das Silber wird schließlich der Affination unterworfen.) Der bei ruhigem Stehen des Metallbades sich absetzende goldhaltige Zinkschaum wird durch Abseigerung konzentriert und dann mit Säuren behandelt oder unter Zusatz von Kohlen destilliert, wobei unter Verflüchtigung des Zinks Gold zurückbleibt.
Kommt in Kupfererzen (güldischen Kupfererzen) vor, so verschmelzt man dieselben in gewöhnlicher Weise auf Schwarzkupfer (s. Kupfer), in welchem sich der Goldgehalt ansammelt. Das gold- und silberhaltige Schwarzkupfer wird darauf in fein granuliertem Zustand auf den durchlöcherten Boden einer hölzernen Bütte gebracht, während sich bei Luftzutritt aus einem darüberstehenden Behälter mittels Dampf [* 29] erwärmte verdünnte Schwefelsäure [* 30] durch ein mit Brause versehenes Bleirohr in Intervallen auf die Granalien ergießt.
Die entstandene Kupfervitriollösung fließt gemeinschaftlich mit den ausgeschiedenen Goldteilchen durch lange Gerinne, in denen beim Abkühlen Kupfervitriol, die Goldpartikeln einschließend, auskristallisiert. Letzterer wird in heißem Wasser gelöst und die klare Flüssigkeit, nachdem sich der Goldschlamm zu Boden gesetzt hat, zur Kristallisation in Fässer abgelassen. Nach dem gehörigen Auswaschen mit heißem Wasser wird der Schlamm getrocknet, mit etwas Blei zusammengeschmelzt und das erfolgende gold- und silberhaltige Blei abgetrieben (Ober- und Unterharz). Man verschmelzt auch wohl die Kupfererze, statt auf Schwarzkupfer, nur auf einen Kupferstein (Schwefelkupfer mit einem Gehalt an Silber und Gold) und röstet diesen tot, d. h. erhitzt denselben bei Luftzutritt so lange, bis aller Schwefel entfernt ist und Kupfer sowie etwas Eisen als Oxyde zurückbleiben, welche dann beim Behandeln mit verdünnter Schwefelsäure Kupfervitriol und Goldsilberschlamm geben (Freiberg).
Um aus sehr goldarmen, kiesigen Erzen, welche nach den beschriebenen Methoden keine ökonomisch günstigen Resultate liefern, das Gold zu gewinnen, kann man Plattners Chlorationsprozeß anwenden. Die Erze werden durch anhaltendes Erhitzen bei Luftzutritt völlig von Schwefel und Arsen befreit (totgeröstet), die Oxyde etwas angefeuchtet in ein an Zapfen [* 31] a [* 28] (Fig. 11) aufgehängtes, durch Riegel b vor dem freiwilligen Umkippen geschütztes, mit verpichtem Holzdeckel c zu versehendes Thongefäß d mit Quarzstücken (Quarzfilter) am Boden gebracht und in das bedeckte Gefäß aus e Chlorgas geleitet.
Dieses greift die Oxyde nicht an, verwandelt aber die Goldteilchen in Chlorgold, welches beim Auslaugen der hinreichend mit Chlor imprägnierten Masse mit heißem Wasser in Auflösung geht. Diese zieht sich durch das Quarzfilter hindurch und fließt am Boden des Thongefäßes nach Öffnung eines Hahns in einen Laugenkübel f ab. Enthält das Chlor Salzsäure, so lösen sich in letzterer auch Metalloxyde; man leitet deshalb das Chlorgas zuvor in mit Wasser versehene Waschgefäße e, welche die Salzsäure zurückhalten.
Die Lauge erwärmt man, bis das freie Chlor verdunstet ist, und fällt darauf das Gold durch Eisenvitriollösung metallisch aus. Etwa vorhandenes Silber bleibt als unlösliches Chlorsilber im Rückstand. Auf diese Weise hat Plattner die sonst auf keine Weise mit Vorteil zu bearbeitenden Rückstände vom Rösten der Arsenerze (Arsenikabbrände) von Reichenstein in Schlesien [* 32] aus Gold nutzbar gemacht. Statt des gasförmigen Chlors kann man auch Chlorwasser, Bromwasser oder Gemische, welche Chlor entwickeln, anwenden. Das Ausbringen nach diesem Verfahren geht bis zu 95 Proz. Nach Allain kann man mittels Chlorwasser aus den zuvor gerösteten und durch Behandeln mit Schwefelsäure von Eisen, Zink, Kupfer, Silber befreiten Kiesen noch 1/10000 Gold ausziehen.
4) Goldscheidung (Affination, Affinierung). Da G. und Silber fast stets zusammen vorkommen, so ist das nach den beschriebenen Methoden erhaltene Gold fast immer silberhaltig und enthält außerdem auch noch oft geringe Mengen andrer Metalle. Zur Erzielung eines reinen Goldes ist daher noch die Abscheidung des Silbers (resp. der übrigen etwa vorhandenen Verunreinigungen) erforderlich. Da gegenwärtig fast ausschließlich die Scheidung durch Schwefelsäure im Gebrauch ist, so mögen die früher angewandten Methoden nur kurz erwähnt werden. Auf trocknem Weg wandte man verschiedene Verfahren an, ohne daß dabei aber vollständig reines Gold erzielt wurde. Bei der Scheidungsmethode durch Guß und Fluß schmelzte man das Gold mit dem doppelten Gewicht Schwefelantimon (Grauspießglanz) zusammen, wobei sich Antimongold und darüber Schwefelsilber (Plachmal) absonderten. Ersteres wurde vor einem Gebläse [* 33] eingeschmolzen, wodurch das Antimon fortrauchte und Gold zurückblieb. - Nach Pfannenschmieds Verfahren wurde die granulierte Legierung mit dem achten Teil Schwefel in einem Tiegel erhitzt und darauf Bleioxyd in kleinen Portionen zu der Schmelze gefügt, wodurch ein Teil des Schwefels vom entstandenen Schwefelsilber auf Kosten des Sauerstoffs im Bleioxyd verbrennt und das reduzierte Blei beim Zubodensinken das Gold nebst etwas Silber aufnimmt. Bei Wiederholung der Operation findet zwar eine weitere Anreicherung des Goldgehalts, aber nie eine völlige Abscheidung des Silbers statt. - Bei der Zementationsmethode wurde die granulierte oder zu dünnem Blech gewalzte Goldsilberlegierung 24-36 Stunden lang in einem Chlor abgebenden Zementierpulver (aus 1 Teil Kochsalz, 1 Teil kalciniertem Eisenvitriol und 4 Teilen Ziegelmehl bestehend) geglüht und dadurch das Silber in Chlorsilber übergeführt, während Gold unangegriffen blieb.
Das schmelzende Chlorsilber zog sich in das Zementierpulver. Von den trocknen Goldscheidungsprozessen finden gegenwärtig nur noch der Millersche Chlorgasprozeß, welcher auf demselben Prinzip wie die Zementation beruht, und eine von Rößler angegebene Modifikation des Pfannenschmiedschen Verfahrens Anwendung; beide Prozesse sollen weiter unten näher beschrieben werden. Vollständiger wird die Trennung der beiden Metalle auf nassem Weg erreicht. Früher geschah die Scheidung mit Salpetersäure (Scheidewasser), in welcher sich nur das Silber, nicht Gold löst; eine Trennung ist möglich, wenn ersteres in dreimal so großer Menge vorhanden ist als letzteres. Wegen dieses erforderlichen Verhältnisses von 3 Teilen Silber in 4 Teilen Legierung nennt man den Prozeß Quartation. Indessen ist nach v. Pettenkofer schon die doppelte Menge von Silber genügend, um bei richtiger Konzentration der Salpetersäure (spez. Gew. 1,32) und bei längerm Kochen alles Silber aus der Legierung entfernen zu können. ¶
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Sind auf 1 Teil Gold weniger als 2 Teile Silber vorhanden, so wird das Silber durch Salpetersäure nicht völlig vom Gold weggelöst; ein größerer Silbergehalt schadet nicht. Dieses Verfahren war wegen der Salpetersäure kostspielig, es wurde deshalb als ein großer Fortschritt begrüßt, als d'Arcet 1802 statt Salpetersäure die billigere konzentrierte Schwefelsäure als Lösungsmittel anwandte. Die Säure löst in der Siedehitze das Silber unter Entwickelung von schwefliger Säure zu schwefelsaurem Silber (Silbervitriol), während das Gold unangegriffen bleibt.
Die zu affinierende Legierung darf nicht mehr als 20-25 Proz. Gold und nicht über 10 Proz. Kupfer enthalten; ist mehr Gold zugegen, so schmelzt man die Legierung mit der erforderlichen Menge von Silber zusammen. Anfangs wandte man als Lösegefäße Platinkessel an, welche aber alsbald für große Produktionen durch gußeiserne ersetzt wurden. Für kleine Produktionen benutzt man zuweilen, wie zu Oker am Unterharz, Porzellantöpfe von nachstehender Einrichtung [* 34] (Fig. 12): a gußeiserner Kessel oberhalb der Feuerung b;
c Porzellangefäß, in einem eisernen Gerüst d mit Handhabe in den Kessel einzusetzen;
e Deckel mit Arbeitsöffnung f unter Wasserverschluß;
g Wasserverschluß zur Aufnahme des die schweflige Säure abführenden Porzellanrohrs h, welches durch ein Bleirohr i mit der äußern Luft kommuniziert.
Diese Art der Goldscheidung (Affination) erfordert nachstehende Manipulationen: Die Goldsilberlegierung wird in einem Thon-, Graphit- oder Eisentiegel eingeschmelzt und durch langsames Eingießen in einen mit kaltem Wasser gefüllten kupfernen Kessel unter Umrühren mit einem Holzstab granuliert;
darauf werden die Granalien im Lösegefäß mit konzentrierter Schwefelsäure (auf 1 Teil der Legierung 2-2,5 Teile Schwefelsäure vom spez. Gew. 1,848) längere Zeit (10-12 Stunden) bis zur Auflösung gekocht und nach der Abkühlung der Lösung diese behufs der Klärung mit verdünnter Schwefelsäure versetzt.
Die Silberlösung wird von dem am Boden befindlichen in Bleipfannen abgelassen und mit viel Wasser verdünnt; darauf scheidet man aus der Lösung das Silber durch eingelegte Kupferblechstreifen in Pulverform metallisch aus und gewinnt gleichzeitig Kupfervitriol als Nebenprodukt. Das Fällsilber wird behufs Entfernung von Wasser zu Kuchen gepreßt. Die Presse [* 35] (Fig. 13) besteht zu Oker aus einem Holzgerüst A mit eisernem Cylinder a, in welchem sich ein karierter und durchlöcherter Losboden B befindet, auf welchen man die mit Silber gefüllten Leinenlappen legt.
Mittels eines Preßbengels greift man in das Loch b der Schraube e ein; diese drückt dabei auf das Brett d, unter welchem sich der Holzkonus c befindet. Durch eine Öffnung f zwischen Haupt- und Losboden fließt das ausgepreßte Wasser aus. Die von der Leinwand befreiten Kuchen werden auf einem Herd oder in Retorten getrocknet, dann eingeschmelzt und das flüssige Silber in Formen gegossen. Das ungelöste Gold laugt man noch mehrmals mit heißer konzentrierter Schwefelsäure und darauf mit Wasser aus; dasselbe enthält aber immer noch Silber (meistens 2-3 Proz.), welches selbst durch wiederholtes Behandeln mit Schwefelsäure nicht entfernt werden kann, häufig auch Platin und Spuren andrer Metalle; man befreit das Gold von diesen Verunreinigungen, wie weiter unten beschrieben werden wird.
Die Affination durch Schwefelsäure wird entweder in den Hüttenwerken selbst (Freiberg, Lautenthal, Oker, Ems [* 36] etc.) oder auch in besondern Gold- und Silberscheideanstalten (Hamburg, [* 37] Berlin, [* 38] Frankfurt [* 39] a. M., München, [* 40] Karlsruhe [* 41] etc.) ausgeführt. Man ist durch dieses Verfahren im stande, selbst aus sehr goldarmem Silber das Gold mit ökonomischem Vorteil zu gewinnen; z. B. enthalten alle vor 1830 geprägten Silbermünzen so viel Gold, daß die Gewinnung desselben lohnend ist. Vor Einführung der Affination durch Schwefelsäure lohnte sich die Scheidung von Gold und Silber erst, wenn 1 kg Silber mehr als 3 g Gold enthielt, während sich gegenwärtig die Goldgewinnung noch aus Silber mit 0,4 g (pro 1 kg) lohnt. In den Jahren 1873-79 sind für Rechnung des Deutschen Reichs in der Frankfurter Gold- und Silberscheideanstalt geschieden worden:
11662 Kilogr. Kronthaler
12665 Kilogr. Konventionsthaler
360980 Kilogr. preußische Thaler (1750-1822)
224625 Kilogr. preußische Thaler (1822-1856)
119229 Kilogr. Vereinsthaler
56422 Kilogr. 10-Groschenstücke
563558 Kilogr. 5-Groschenstücke
45330 Kilogr. 2½-Groschenstücke
40846 Kilogr. 2-Groschenstücke
10114 Kilogr. Silbergroschen
184913 Kilogr. 6-Kreuzerstücke
11519 Kilogr. verschiedene kleinere Münzsorten
1741863 Kilogr. Landesmünzen.
Daraus wurden 1,075,962 kg Feinsilber und ca. 769 kg Gold gewonnen.
Statt aus dem Silbersulfat durch Kupfer das Silber auszuscheiden, verfährt man nach dem Vorschlag von Gutzkow mitunter (z. B. in der San Francisco assaying and refining Company) auch in der Weise, daß man das auskristallisierte Silbersulfat in eine siedende und gesättigte Lösung von Eisenvitriol einträgt, wobei unter Bildung von Ferrisulfat das Silber metallisch ausgeschieden wird. Rößler mischt das auskristallisierte Silbersulfat mit feinen Eisenblechabfällen (z. B. Knopfblechabfällen aus Iserlohn), [* 42] welche unter starker Erwärmung das Silbersulfat zu Silber reduzieren; um aus dem Silber sämtliches Eisen zu entfernen, setzt derselbe etwas Kupfervitriol hinzu, wodurch das Eisen unter Bildung von Ferrosulfat und Abscheidung von Kupfer gelöst wird. Das Kupfer bleibt dann beim Silber, da man für technische Zwecke so wie so Kupfer hinzusetzt.
Es ist gegenwärtig leicht, Gold und Silber durch Affination mit Schwefelsäure zu trennen, ebenso bietet die Trennung von Silber und Kupfer in den verschiedensten Verhältnissen keine Schwierigkeiten. Nach Rößler ist es aber eine sehr schwierige Aufgabe, eine an Kupfer reiche Goldlegierung durch Schwefelsäure ohne allzu große Kosten zu scheiden (bis 10 Proz. Kupfer sind indessen ohne Nachteil). Aus diesem Grund ist in der Frankfurter Scheideanstalt seit einiger Zeit eine Vorbereitung solcher kupferreicher Legierungen für die Schwefelsäurescheidung im Gebrauch, welche darin beruht, daß man die Legierung mit einem Überschuß von Schwefel schmelzt, so daß Silber und Kupfer vollständig in Schwefelverbindungen übergehen, und daß man darauf einen Teil des Schwefels durch Aufblasen von Luft auf die geschmolzenen Schwefelmetalle verbrennen läßt. Es scheidet sich dabei zunächst alles Gold (welches bei überschüssigem Schwefel ebenfalls in größerer Menge von den Schwefelmetallen aufgenommen wird) und darauf das meiste Silber aus. Man erhält dann eine kupferfreie Goldsilberlegierung, bei welcher man die Affination ohne Schwierigkeiten ausführen kann. Das Rößlersche Verfahren ist somit eine zweckmäßige Modifikation des ältern Pfannenschmiedschen Verfahrens. ¶
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Zur weitern Reinigung des bei der Affination mit Schwefelsäure erhaltenen Goldes wendet man folgende Verfahren an:
a) Man schmelzt das Gold mit Natriumbisulfat, behandelt die Schmelze mit verdünnter Schwefelsäure, schmelzt das rückständige Gold mit Borax [* 44] und etwas Salpeter in Thon- oder Graphittiegeln und gießt es in angewärmte eiserne Formen aus; das Gold besitzt dann einen Feingehalt von 994-998 Tausendsteln.
b) Da nach dem vorigen Verfahren Spuren von Antimon, Arsen, Blei, Tellur und Wismut aus dem Gold nicht entfernt werden können und schon 1/1900 dieser Verunreinigungen das Gold sehr spröde und deshalb zum Prägen von Münzen [* 45] etc. ganz ungeeignet macht, so ist es von großer Wichtigkeit, diese Verunreinigungen, wenn sie vorhanden, zu entfernen. Dazu dient mit Vorteil der Millersche Chlorprozeß. Das Gold wird in einem Graphit- oder Thontiegel b [* 43] (Fig. 14) unter einer Boraxdecke eingeschmelzt und durch die Thonröhre a aus dem Entwickelungsgefäß d trocknes Chlorgas eingeleitet, wobei sich die Chloride von Antimon, Arsen, Blei, Wismut etc. verflüchtigen und gemeinschaftlich mit dem überschüssigen Chlor durch den Kanal [* 46] c in den Schornstein f ziehen. e ist ein mit dem Salzsäurebehälter in Verbindung stehendes Glasrohr zur Erzeugung des erforderlichen Gasdruckes und zur Einführung von Salzsäure zu dem Braunstein im Gefäß d behufs der Chlorentwickelung.
Das Silber geht zum größten Teil als Chlorsilber in die Schlacke, und man erhält ein nur wenig Silber enthaltendes Gold vom Feingehalt 991-997 Tausendstel. Der Millersche Chlorprozeß kann für alle Goldlegierungen angewandt werden, welche 2-30 Proz. Silber und 1-2 Proz. fremde Bestandteile enthalten. Statt Chlorgas läßt man mitunter auch Kupferchlorid, welches in der Hitze Chlor abgibt, auf geschmolzenes Gold einwirken und erzielt dadurch ebenfalls eine Reinigung des Goldes.
c) Einige Goldsorten (kalifornisches, sibirisches etc.) enthalten häufig Iridium und Osmiumiridium als Verunreinigungen. Zur Reinigung schmelzt man solches Gold und läßt das geschmolzene Metall ruhig stehen, wobei sich das spezifisch schwere Osmiumiridium zu Boden senkt, während die obere Schicht aus reinem Gold besteht und vorsichtig abgeschöpft wird. Man erhält schließlich nach mehrmaligem Umschmelzen einen an Osmiumiridium reichen Rückstand, welcher in Königswasser gelöst wird, wobei diese Verunreinigung ungelöst zurückbleibt.
d) Um möglichst chemisch reines Gold zu erhalten, löst man den Rückstand von der Affination in Königswasser, verdünnt, hebert die Goldchloridlösung vom ausgeschiedenen Chlorsilber ab, fällt mit überschüssiger Eisenvitriollösung das Gold aus und schmelzt es darauf mit Borax im Graphit- oder Thontiegel. Man erhält dadurch Gold, welches frei von Osmiumiridium ist und einen Feingehalt von 999,4-999,9 Tausendsteln besitzt.
e) Die Trennung des Goldes von den Platinmetallen wird neuerdings auch durch Elektrolyse [* 47] ausgeführt. Man bringt dabei das zu reinigende in Plattenform, verbindet die Platte mit dem positiven Pol einer dynamoelektrischen Maschine, [* 48] taucht dieselbe in eine Lösung von neutralem Goldchlorid und macht ferner ganz dünne Platten von Feingold zum negativen Pol. Setzt man die Maschine in Thätigkeit, so löst sich am positiven Pol Gold auf und schlägt sich an den Feingoldblechen nieder. Iridium, Osmium etc. fallen dabei als grauschwarzes Pulver zu Boden. Man erhält auf diese Weise sehr reines Gold vom Feingehalt 999,8-1000 Tausendstel.
Vgl. Percy, Metallurgie des Silbers und Goldes (deutsch von Rammelsberg, Braunschw. 1881 ff.);
Stölzel, Metallgewinnung: Silber und Gold (das. 1886).
Versetzt man Goldchloridlösung mit wenig Oxalsäure, fällt dann mit kohlensaurem Kali sämtliches Gold als Goldoxydkali, fügt einen großen Überschuß von Oxalsäure hinzu und erhitzt rasch zum Sieden, so scheidet sich das Gold metallisch glänzend, schwammförmig ab. Fällt man Goldchlorid genau mit Kalihydrat und digeriert den Niederschlug noch feucht mit alkoholischer Kalilösung, so erhält man das in feinen, glänzenden Schuppen, welche, mit Gummilösung eingetrocknet, als Malerfarbe benutzt werden können; das durch Eisen- und Quecksilbersalz gefällte, fein verteilte Gold dient in der Glas- und Porzellanmalerei.
4) Eigenschaften des Goldes.
Reines Gold ist sattgelb, in feiner Verteilung braun, glanzlos, läßt in sehr dünnen Blättchen das Licht [* 49] mit blaugrüner Farbe durchfallen, kann kristallisiert erhalten werden, läßt sich schweißen, besitzt wenig Elastizität und daher wenig Klang; an Härte steht es dem Silber nach, übertrifft aber das Zinn; an Dehnbarkeit übertrifft es alle Metalle, man fertigt Blattgold von nur 0,0001 mm Dicke und Draht, [* 50] von welchem 2000 m 1 g wiegen. Sehr kleine Mengen von Blei, Antimon, Wismut vermindern die Dehnbarkeit des Goldes; Arsen, Zink, Nickel, Zinn, Platin, Kupfer, Silber thun dies in abnehmendem Maß nach der angegebenen Reihenfolge, so daß Kupfer und Silber allein geeignet scheinen, dem Gold mehr Härte zu geben, ohne seine Dehnbarkeit wesentlich zu beeinträchtigen.
Unter allen Metallen hat Gold die größte Fähigkeit, sich mit Quecksilber zu verbinden. Höchst geringe Mengen der fremden Metalle modifizieren auch die Farbe des Goldes. Die Festigkeit [* 51] desselben kommt jener des Silbers fast gleich und beträgt für 1 qmm bei gegossenem Metall 7,5, bei hart gezogenen Drähten 20,3-33,2, bei ausgeglühten Drähten 17,1-18,8 kg. Das Atomgewicht ist 196,2, das spezifische Gewicht des gegossenen Metalls 19,26, nach der Bearbeitung 19,65. Gold schmilzt etwas schwerer als Silber und leichter als Kupfer (bei 1200°), leuchtet im geschmolzenen Zustand mit meergrüner Farbe, zieht sich beim Erstarren stark zusammen und eignet sich deshalb nicht zu Gußwaren. Es verflüchtigt sich nur im Knallgasgebläse und durch den elektrischen Funken. Gold hält sich an der Luft durchaus unverändert, widersteht Säuren und schmelzenden Alkalien, läuft auch in Schwefelwasserstoff nicht an, wie das Silber, löst sich dagegen in Königswasser und allen Chlor entwickelnden Flüssigkeiten; fast ebenso leicht wird es von Brom gelöst. Gold löst sich ferner in ätherischen Lösungen von Mangansuperchlorid, in Bleisuperchlorid, in den Sesquichloriden und -Bromiden des Mangans, Nickels und Kobalts, in Jodwasserstoff bei Gegenwart von Äther. Heiße konzentrierte Schwefelsäure mit etwas Salpetersäure löst Gold und gibt eine gelbe Lösung, aus welcher durch Wasser metallisches Gold gefällt wird. Durch Schmelzen mit Borax wird Gold blaßgelb, durch Salpeter mehr hochrot. Gold ist dreiwertig, und man kennt drei Verbindungen mit Sauerstoff: das Goldoxydul Au2O , Goldoxyd Au2O3 und AuO2 .
5) Statistik der Goldproduktion.
Die ergiebigsten Quellen für die Goldgewinnung in der Gegenwart sind die Vereinigten Staaten, [* 52] und mehr als die Hälfte des hier gewonnenen Goldes stammt aus Kalifornien, welches 1848-84 Gold ¶