DE1149912B

DE1149912B - Verfahren zur Herstellung von Gold mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99,9999%

Info

Publication number: DE1149912B
Application number: DEL37817A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Heinrich Bonsels; Dr-Ing Franz Arthur Pohl
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-12-27
Filing date: 1960-12-27
Publication date: 1963-06-06
Also published as: FR1309557A

Description

Verfahren zur Herstellung von Gold mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99,9999()/o Gold wird in der Halbleitertechnik z. B. als Trägermetall für Legierungsmaterialien verwendet. Für diese Verwendung ist eine besonders hohe Reinheit des Goldes zu fordern. Das als Trägermetall dienende Gold, das z. B. für einen Dotierungskontakt verwendet werden soll, darf zur Vermeidung unerwünschter Dotierungseffekte außer dem Dotierungsbestandteil keine Verunreinigungen enthalten, die sich in dem kontaktierten Halbleiterkörper elektrisch auswirken könnten.
Mit bekannten elektrolytischen oder chemischen Reinigungsverfahren erhält man Gold mit einer Reinheit von höchstens 99,999,1/o. In einer solchen Goldprobe sind jedoch mit empfindlichen spurenanalytischen Methoden noch Verunreinigungen von Silber, Kupfer, Blei, Eisen, Nickel, Wismut, Selen, Tellur, Zink sowie Platinmetalle feststellbar. Auch eine Wiederholung der bekannten Reinigungsmaßnahmen führt zu keiner wesentlichen Verbesserung der Reinheit.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von sehr reinem Gold, das eine so hohe Reinigung des Goldes von den als Beimischungen zu Halbleiterstoffen, z. B. Germanium oder Silizium, in dem Halbleiterkörper elektrisch wirksamen Fremdstoffen ermöglicht, daß selbst bei der Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten sehr reinen Goldes in verhältnismäßig großen Mengen, wie sie z. B. für Legierungsmaterialien benutzt werden, sich eine Beeinflussung der elektrischen Eigenkhaften der mit hochgereinigtem Gold, Goldlegierungen oder -verbindungen legierten Halbleiterkörper durch Goldverunreinigungen nicht mehr zeigt.
Gemäß der Erfindung wird so verfahren, daß die goldhaltige Ausgangssubstanz in eine chlor- oder bromwasserstoffsaure Lösung mit einer Säurenormalität von 0,5 bis 4 übergeführt, der in dieser Lösung gebildete Goldkomplex mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert und danach in eine chlorwasserstoffsaure Lösung zurückgeführt und aus dieser Lösung das Gold elektrolytisch abgeschieden wird.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben ergeben, daß Gold bei der Verteilung zwischen einer wäßrigen chlor- oder bromwasserstoffsauren und einer flüssigen, mit Wasser nicht mischbaren organischen Phase bereits bei wesentlich niedrigeren Säurekonzentrationen vollständig in die organische Phase übergeht als sämtliche neben Gold vorhandene Verunreinigungen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Verunreinigungen so weit aus Gold entfernt werden, daß Gold von mindestens 99,9999#% Reinheit erhalten wird. Die zu reinigende goldhaltige Ausgangssubstanz, z. B. metallisches Gold oder eine Goldverbindung, kann nach einem der üblichen technischen Verfahren gewonnen werden.
Bevorzugt kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die goldhaltige Ausgangssubstanz in eine 0,5 bis 3 normale bromwasserstoffsaure Lösung übergeführt und der gebildete Goldkomplex aus dieser Lösung extrahiert werden. Besonders vorteilhaft erweist sich zur Extraktion die Verwendung einer 1 bis 4 normalen chlorwasserstoffsauren Lösung, in welche die goldhaltige Ausgangssubstanz übergeführt wird.
Zur Erzeugung einer 0,5 bis 4 normalen chlor-oder bromwasserstoffsauren Phase, in welcher die goldhaltige Ausgangssubstanz gelöst wird, kann an Stelle von Chlor- bzw. Bromwasserstoffsäure ein Alkalichlorid bzw. ein Alkalibromid in Verbindunmit Schwefelsäure verwendet werden.
Als organisches Lösungsmittel eignet sich Diisopropyläther sowie Tributylphosphat vorzüglich. Des weiteren sind Athyläther und andere Äther sowie Ester und Ketone verwendbar.
Die Extraktion zur Trennung der Verunreinigungen von Gold kann durch Verteilung der gelösten Substanzen zwischen halogensaurer und organischer Phase in einem kontinuierlichen oder in einem schrittweisen multiplikativen Verfahren ausgeführt werden.
Das zu gewinnende Gold befindet sich nach dem Verteilungsvorgang als Halogensäurekomplex in der organischen Phase und kann insbesondere durch Unterschichten mit hinreichend verdünnter Chlorwasserstoffsäure in chlorwasserstoffsaure Lösung zurückgeführt werden. Aus dieser Lösung wird das Gold vorteilhaft durch elektrolytische Abscheidung in metallischer Form gewonnen. Bei dieser elektrolytischen Reduktion werden vorzugsweise als Elektroden Preßkörper aus hochreinem Goldpulver verwendet, wodurch der bei der Verteilung erreichte hohe Reinheitsgrad des Goldes erhalten bleibt.
Zweckmäßig kann nach einem abgewandelten Verfahren das sich in chlorwasserstoffsaurer Lösung befindliche Gold durch Ausfällen mit Reduktionsmitteln in die metallische Form übergeführt werden. Hierbei werden gereinigte Reagenzien verwendet, die eine erneute Einschleppung von Verunreinigungen vermeiden.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung löst man 50 g unreines Gold in 300 em3 Bromwasserstoffsäure unter Zusatz von freiem Brom und verdünnt nach dem Lösen und Abkühlen bis auf 1 1 mit bidestilliertem Wasser. Die Bromwasserstoffsäure wird vor Anwendung zweckmäßig durch Redestillation gereinigt. Die bromwasserstoffsaure Goldlösung wird in einem Perforator entsprechenden Fassungsvermögens 3 Stunden lang mit 11 n-Isopropyläther extrahiert. Der Ätherextrakt wird mit 11 2 n-Chlorwasserstoffsäure versetzt und der Äther abdestilliert.
Das Gold wird aus der chlorwasserstoffsauren Lösung an einer mit Gold überzogenen Kunststoffelektrode kathodisch abgeschieden. Als Anode dient ein Preßkörper aus Gold, das mit gereinigtem Schwefeldioxydgas aus einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen chlorwasserstoffsauren Goldlösung gefällt wurde.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Gold mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99,9999%, dadurch gekennzeichnet, daß die goldhaltige Ausgangssubstanz in eine chlor- oder bromwasserstoffsaure Lösung mit einer Säurenormalität von 0,5 bis 4 übergeführt, der in dieser Lösung gebildete Goldkomplex mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert und danach in eine chlorwasserstoffsaure Lösung zurückgeführt und aus dieser Lösung das Gold in an sich bekannter Weise elektrolytisch abgeschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die 0,5 bis 4 normale chlor-oder bromwasserstoffsaure Lösung unter Verwendung von Alkalichlorid oder -bromid und Schwefelsäure hergestellt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die goldhaltige Ausgangssubstanz in eine 0,5 bis 3 normale bromwasserstoffsaure Lösung übergeführt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die goldhaltige Ausgangssubstanz in eine 1 bis 4 normale chlorwasserstoffsaure Lösung übergeführt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Lösungsmittel Diisopropyläther verwendet wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Lösungsmittel Tributylphosphat verwendet wird. 7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrolytischen Abscheidung als Elektroden Preßkörper aus hochreinem Goldpulver verwendet werden. 8. Abwandlung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das sich in chlorwasserstoffsaurer Lösung befindliehe Gold in an sich bekannter Weise durch Ausfällungen mit Reduktionsmitteln in die metallische Form übergeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: »Graelins Handbuch der Anorganischen Chemie«, 8. Auflage, System-Nr. 62, »Gold«, 1954, S. 338, 339 und 355 bis 362.