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Sind auf 1 Teil
Gold
[* 2] 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
[* 3] 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
[* 4] 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
[* 1]
(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 [* 5] (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,
[* 6]
Lautenthal,
Oker,
Ems
[* 7] etc.) oder auch
in besondern
Gold- und Silberscheideanstalten
(Hamburg,
[* 8]
Berlin,
[* 9]
Frankfurt
[* 10] a. M.,
München,
[* 11]
Karlsruhe
[* 12] 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
[* 13] 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), [* 14] welche unter starker Erwärmung das Silbersulfat zu Silber reduzieren; um aus dem Silber sämtliches Eisen [* 15] 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 [* 17] 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, [* 18] 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 [* 19] 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 [* 16] (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 [* 20] 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 [* 21] 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 [* 22] ausgeführt. Man bringt dabei das zu reinigende in Plattenform, verbindet die Platte mit dem positiven Pol einer dynamoelektrischen Maschine, [* 23] 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 [* 24] 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, [* 25] 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 [* 26] 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, [* 27] und mehr als die Hälfte des hier gewonnenen Goldes stammt aus Kalifornien, welches 1848-84 Gold ¶