DE2302839A1 - Verfahren zur herstellung von goldpulver mit hohem reinheitsgrad - Google Patents

Description

2302839 Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Anwaltsakte: 40

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Patentanmeldung ANGLO AMERICAN CORPORATION OF SOUTH AFRICA LIMITED 44 Main Street, Johannesburg, Transvaal, Republic of South Africa

4300 Essen, den 17. Jan. 1973 Theaterplatz 3

Verfahren zur Herstellung von GoIdpulver mit hohem Reinheitsgrad.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Goldpulver, bei welchem goldhaltiges Material wie Merill-Schlamm, eine wässrige Materialsuspension, durch Einleiten von Chlorgas chloriert wird, aus der entstandenen Lösung die Feststoffe abgeschieden und aus der Restlösung durch Zusatz eines geeigneten Reduktionsmittels das Gold in Pulverform ausgefällt wird, welches dann abgeschieden, gewaschen und getrocknet wird.

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Bel diesem Verfahren werden durch die Chlorierung des Merill-Schlammes das Gold und die Grundmetallbestandteile weitgehend in lösliche Chloride umgewandelt, während Silber weitgehend als unlösliches Silberchlorid vorhanden ist. Der durch Reduktion mittels Schwefeldioxid, Natriumbisulfit oder Natriumhydrosulfit, Oxalsäure oder Eisensulphat, um nur einige.der allgemein üblichen Reduktionsmittel zu nennen, entstandene Goldpulverniederschlag kann.Spuren von Verunreinigungen, beispielsweise von Silber, Kupfer, Eisen, Zink oder Blei enthalten, die durch einfache Waschverfahren nicht vollkommen entfernbar sind. Um daher aus diesem Goldpulver möglichst reines Gold zu erhalten, muß das Pulver unter einer Plußmittelschicht geschmolzen werden, um die Verunreinigungen in dem Flußmittel aufzulösen,■wobei jedoch das gereinigte Gold statt in Pulverform in' Klumpen und Klümpchen zurückbleibt.

In südafrikanischen Goldminen kennt man außerdem die Herstellung von Rohgoldbarren mit einem Reinheitsgrad von 8O-9C$ aus Merill-Sehlamm, einem durch Zusatz von Zinkstaub zu einer goldhaltigen Zyanidlösung erhaltenen Produkt, in der Weise, daß der Schlamm zwecks Lösung der Grundmetalle wie Kupfer, Zink und dgl. mittels Säure zersetzt wird und das entstehende säureunlösliche Produkt unter einer Flußmittelschicht zu den genannten Rohgoldbarren verschmolzen wird.

Diese Rohgoldbarren werden einer zentralen Behandlungsanlage zugeleitet, in welcher das Metall erneut geschmolzen und dann chloriert wird, um Silber und noch vorhandene Grundmetall-Verunreinigungen zu entfernen, wodurch ein Produkt mit einem

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Goldgehalt von etwa 99,6 % entsteht. Durch Elektrolyse des raffinierten Goldproduktes lassen sich feste Koldkathoden mit einem Goldgehalt von bis zu 99*99 % herstellen.

Für die Weiterverarbeitung von Gold zu Goldohemikalien, GoIdkügelchen oder sonstigen Goldprodukten, die durch pulvermetallurgische Verfahren hergestellt werden, wird nun aber sehr reines Goldpulver benötigt, welches durch die bisher bekannten Verfahren nicht erzielbar ist, da das als Fällprodukt entstehende Goldpulver nicht den gewünschten Reinheitsgrad besitzt und durch Schmelzung raffiniert werden muß.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, das eingangs beschriebene Verfahren in der Weise weiterzuentwickeln, daß ein Goldpulver mit einem Reinheitsgrad von wenigstens nahe 99,99 % entsteht.

Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch, daß das Ausgangsmaterial mit einer Goldchloridlösung innig vermischt und das dabei entstandene Zementgold nach Abscheidung von der die gelösten Grundmetallverunreinigungen enthaltenden Lösung zwecks Chlorierung in Wasser suspendiert wird.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren während der Chlorierung eine unter dem stöchiometrisohe«. Wert liegende Menge des Reduktionsmittels verwendet, sodaß ein Teil des Goldes in der Lösung verbleibt und diese Lösung nach Ausscheidung der Feststoffe erneut mit dem Merill-Sohlamm vermischt werden kann.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand ,des beiliegenden Diagramms im einzelnen erläutert, welches den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf zur Herstellung von Goldpulver mit hohem Reinheitsgrad in Ischematischer Weise darstellt.

Mit Säure behandelter Merill-Schlamm mit einem Goldgehalt von 50,00 % (bezogen auf das Trockengewicht) wird in Wasser suspendiert. Natriumsulfat kann zugesetzt werden, um eine ausreichende Sulfatmenge zur Reaktion mit dem im Schlamm vorhandenen gesamten Blei zur Verfugung zu haben. Die entstandene Brühe wird mit einer Goldchlorid enthaltenden Lösung aus einem späteren Arbeitsgang innig vermischt, indem Luft etwa 6 Stunden lang bei. 6o°C·hindurchgeblasen wird. Hierbei findet eine Reaktion statt,, in welcher das in der Lösung enthaltene Gold mit dem Merill-Schlamm.Zementgold bildet, während eine entsprechende Mente an Grundnebalien des Schlammes wie Zink, Kupfer und Eisen in ihre Chloride umgewandelt werden. Dadurch wird der Merill-Schlamm mit Gold angereichert und sein Gehalt an Grundmetallen reduziert, was von großer Bedeutung für die weiteren Verfahrensschritte zur Herstellung von Goldpulver mit hohem Reinheitsgrad ist.

Dieser mit Gold angereicherte Merill-Schlamm wird gefiltert und gewaschen und das im wesentlichen goldfreie Filtrat, welches jedoch Grundmetallchloride enthält, nach Entfernung der Goldspuren fortgeworfen. Der Schlamm wird dann in Wasser suspendiert, welches Natriumsulfat in einer Menge enthält, welche wenigstens dem im Schlamm enthaltenen Blei entspricht. Daraufhin wird durch die Brühe Chlorgas hindurchgeleitet, um den Goldgehalt in lösliche Chloridform umzuwandeln..Gewöhnlich

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dauert diese Chlorierung etwa 2-J5 Stunden und sie wird unterbrochen, wenn kein Chlor mehr benötigt wird.

Die gechlorte Brühe wird mit Luft durchgeblasen, um überschüssiges gelöstes Chlor zu entfernen und um die Brühe wenigstens auf Raumtemperatur abzukühlen. Durch die Abkühlung wird gelöstes Silber ausgefällt, welches bei der nachfolgenden Filterung im Filterkuchen verbleibt. Nach der Filterung der Brühe wird diese unter Zusatz eines siliziumhaltigen Filterhilfsmittels gewaschen.

Bevorzugt werden gesäuerte Waschlösungen, um eine möglichst große Rückgewinnung an gelöstem Gold zu gewährleisten, wobei Salzsäure zum Säuern bevorzugt wird. Wenn relativ konzentrierte Salzsäurelösung, d.h. eine Normallösung, verwendet wird, muß die Wäsche vom Filtrat getrennt durchgeführt werden, da große Mengen an gelöstem Silberchlorid entstehen. Eine derartige Lösung könnte mit der Gold enthaltenden Lösung zusammengefUllt werden, die zu Beginn des Verfahrens mit dem Merill-Schlamm zur Reaktion gebracht wird. Andererseits kann auch eine stärker verdünnte Salzsäure (z.B. 0,05 N) zum Waschen verwendet werden, wobei die Waschlösungen dann mit dem Filtrat vermischt werden könnten, da die Löslichkeit von Silberchlorid in derartigen Lösungen wesentlich geringer ist.

Zur wirkungsvollsten Abtrennung von Silber aus dem Gold führenden Filtrat sollte das Molekularverhältnis von Cl/Au im Filtrat bei etwa 4- liegen, wodurch eine minimale Löslichkeit an Silberchlorid erzielbar ist. Um die Chloridkonzentration wirksam einstellen zu können, muß eine angemessene Zeitspanne zum

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Ausgleich vor dem Abfiltern des Chlorierungsrestes eingehalten werden. Eine höhere Einstellung der Chloridkonzentration bietet keine Schwierigkeiten, doch erfordert eine niedrigere Einstellung den Zusatz eines löslichen Silbersalzes wie des Sulfates oder Nitrates. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, derartige Zusätze an Silbersalz nach dem Ausscheiden der Chlorierungsreste durchzuführen. Dies würde eine besondere Filtrierung erfordern, würde jedoch den Zusatz von Sulfat zum auszuscheidenden Chlorierungsbrei erlauben. Stattdessen wird dem Silbersalz liefernden Teil des Sulfates eine relativ geringe Sulfatmenge zugesetzt, .wenn Silbersulfat verwendet wird. Ein derartiges Verfahren ermöglicht eine Reduzierung der zugesetzten Silbersalzmenge, da von dem ausgefällten Bleisulfat kein Chlorid freigegeben wird.

Das Filtrat mit einem Molekularverhältnis Cl/Au von etwa 4 wird anschließend mit Salzsäure behandelt, um das Molekularverhältnis zu erhöhen, wobei ein Anstieg in der Chloridkonzentration von 0,2 M angemessen sein sollte. Dadurch wird die Löslichkeit des gesamten restlichen gelösten Silbers verbessert und die Lösung stabilisiert. Der Rückstand wird abgefiltert und enthält sowohl ausgefälltes wie ungelöstes Silber sowie Spuren an Gold und wird dann zwecks Gewinnung der Edelmetalle weiterbehandelt.

Das stabilisierte Filtrat, welches nunmehr aus einer gereinigten Goldchloridlösung besteht, wird anschließend mit einem Reduktionsmittel wie beispielsweise Natriummethabisulfit behandelt, welches als Lösung in einer derartigen Menge zugesetzt wird, daß etwa 80 % des in der Goldchloridlösung enthaltenen

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Goläes ausgefällt werden. Diese Behandlung dauert Im allgemeinen etwa 15 min. Das ausgefällte Goldpulver wird sobald als möglieh von der noch warmen Lösung abgefiltert.

Von dem zugesetzten Reagenz wird weniger als das stöchiometrische Goldäquivalenz ausgefällt, und die Menge an zugesetztem Reduktionsmittel muß derart festgelegt werden, daß die in der Lösung am Ende der Reaktion verbleibende Goldmenge gerade ausreicht, um die Metallverunreinigungen in der nächsten Charge an Merill-Schlamm in ihre Chloride überzuführen. Auf diese Weise erzielt man einen in sich geschlossenen Reaktionskreislauf.

Das abgefilterte Goldpulver wird anschließend einer Reihe von Viaschgängen unterworfen. Die Waschung erfolgt zunächst mit einer Ammoniak-Ammoniumchloridlösung, welche Äthylen-Diamin-Tetraessigsäure enthält/ woraufhin mit verdünnter Salzsäure und anschließend mit Wasser gewaschen wird. Auf diese Weise werden Metallionen, wie beispielsweise Eisen und Silber, welche von dem Goldpulver absorbiert wurden, entfernt. Anschließend kann zur Entfernung des Wassers das Goldpulver mit Alkohol und schließlich mit Azeton gewaschen werden.

Abschließend wird das Goldpulver getrocknet, wobei eine Trockentemperatur von HO⁰C einen Reinheitsgrad von über 99,95 % ergab. Das Pulver bestand aus kleinen Teilchen von 1-2 ,um. Eine Trocknung bei höheren Temperaturen kann einen noch höheren Reinheitsgrad ergeben.

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Ein Zahlenbeispiel soll den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens nochmals erläutern.-

Beispiel

250 g- von mit Säure behandelten Merill-Schlämmen mit einem Goldgehalt von 30,1 % (bezogen auf das Naßgewicht) wurden bei 50⁰C mit 2020 ml einer Goldchloridlösung eines vorhergegangenen Durchganges mit einem Goldgehalt von 20,23 g/l innig vermischt.

Nach 6-stündiger Behandlung wurde die Brühe gefiltert und gewaschen und es entstandenen 2030 ml einer Lösung, deren Analyse l,04 g/l Au, 2,5 g/l Cu, 2,9 g/l Zn, 1,6 g/l Pe, 0,01 g/l Ag und 0,1.4 g/l Pb ergab. Diese Lösung wurde zur Gewinnung der geringen darin enthaltenen Goldmenge behandelt. Der gefilterte Rest wurde in 1 1 Wasser suspendiert und 352 g Natriumsulfatr-Decahydrat. zugesetzt, um die löslichen Bleisalze in eine weniger lösliche Sulfatform umzuwandeln. Diese Lösung wurde dann in einem geschlossenen Glasbehälter mit einem Rührwerk eingefüllt und durch ein Glasrohr Chlorgas eingeblasen. Dabei wurde so viel Chlorgas eingeblasen, daß im Chlorierbehälter annähernd atmosphärischer Druck herrschte. Während der Chlorierung stieg die Temperatur auf 48°C an. Nach einer Chlorierung von 3 Stunden, innerhalb welcher die Temperatur auf 32 C abfiel und nur noch ein vernachlässigbarer Chlorbedarf bestand, wurde die Chlorgaszufuhr abgeschaltet. 60 min lang wurde dann Luft in den Brei eingeblasen, um ihn.abzukühlen und noch vorhandenes Chlorgas zu entfernen. Diesem Brei wurden 50 g eines aus Diatomeen-Erde bestehenden Filterhilfsmittels zu-

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gesetzt und der Brei dann nach kurzern Verrühren in einem Vakuumfilter abgefiltert und gewaschen. Der Rest mit einem Trockengewicht von 335>4 Z> welcher aus Siiberchlorid, Bleisulfat , Kieselsäure und Gangarten bestand, wurde zur Rückgewinnung des Silbers gesondert gelagert. Die etwa 100 g/l Goldchlorid und geringe Mengen an Grundmetallchloriden enthaltende Lösung wurde in einen Glasbehälter eingefüllt und mit einem Schaufel-Rührwerk durchgerührt. Dann wurden 200 ml einer 300 g/l NapSpOp- enthaltenen Lösung langsam zugesetzt, wobei die Menge des Zusatzes derart berechnet wurde, daß annähernd 80 % des Goldes ausgefällt wurden. Nach 15-minütiger Behandlung, während welcher die Temperatur um 46 C anstieg, wurde die noch warme Lösung gefiltert und der Rest mehrmals wie folgt gewaschen:

1. Waschung: 100 ml einer Lösung mit 25 g/l NEU, 107 g/l

NH_JfCl und 100 g/l EDTA;

2. - " - 100 ml von 10 #-iger (w/w) Salzsäure;

3. - " - 100 ml Wasser;

4. - " - 100 ml Äthylalkohol; und

5. - " - 100 ml Azeton.

Das Goldpulver wurde dann bei 110⁰C getrocknet und es ergab sich ein Gewicht von 74,13 g· Eine Analyse ergab folgende metallische Verunreinigungen: Ag 34-100 ppm, Cu 2 ppm, Zn 1 ppm, Pe 14 ppm, Pb 9 ppm, Na 38 ppm. Eine direkte Probe

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auf den Goldgehalt ergab einen Wert von 999 59i? ppm Au. Der Natriumgehalt des Endproduktes kann auf 20 ppm gesenkt werden., wenn die 2. Waschung unter Verwendung 10 $-iger (w/w) Salzsäure durch eine erneute Breibildung ersetzt wird.

In dem vorbeschriebenen Beispiel wurde das Cl/Au-Verhältnis nicht eingestellt. Anschließende Versuche zeigten jedoch, daß, wenn dieses Verhältnis auf den bereits genannten Wert eingestellt wird, der Silbergehalt beträchtlich unter den im Beispiel genannten Wert gesenkt werden kann. Die sehr unterschiedlichen Vierte für den Silbergehalt ergeben sich aus den unterschiedlichen Silberresultaten bei wiederholten Prüfungen.

Das getrocknete Pulver befindet sich in reaktivem Zustand und kann zur Herstellung von Goldchemikalien verwendet werden. Des weiteren ist es sehr gut geeignet für Juwelierarbeiten sowie zur Herstellung von Goldkügelchen und anderen Goldgegenständen durch pulvermetallurgische Verfahren. Auch als Katalysator ist es ohne weiteres einsetzbar.

Das Goldpulver ist außerdem ein ideales Ausgangsmaterial für ein Verfahren, bei welchem Goldpulver in kleinste Kügelchen umgewandelt wird, indem es mit MgO vermischt und die Mischung einer Temperatur über dem Schmelzpunkt des Goldes ausgesetzt wird.

Ansprüche;

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Claims (1)

1. Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3

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   Patentansprüche

   1) Verfahren zur Herstellung von Goldpulver, bei welchem goldhaltiges Material wie Merill-Schlamm, eine wässrige ^l Materialsuspension, durch Einleiten von Chlorgas chloriert wird, aus der entstandenen Lösung die Feststoffe abgeschieden und aus der Restlösung durch Zusatz eines geeigneten Reduktionsmittels das Gold in Pulverform ausgefällt wird, welches dann abgeschieden, gewaschen und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial mit einer GoldChloridlösung innig vermischt und das dabei entstandene Zementgold nach Abscheidung von der die gelösten Grundmetallverunreinigungen enthaltenden Lösung zwecks Chlorierung in Wasser suspendiert wird.

   2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausfällen des Goldpulvers nur eine unter dem stöehiometrischen Wert liegende Menge an Reduktionsmittel eingesetzt wird, sodaß in der Restlösung noch ein Teil Gold zurückbleibt.

   J5) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Abscheiden des ausgefällten Goldpulvers zurückbleibende Lösung erneut mit dem Ausgangsmaterial vermischt wird,

   ²O Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekularverhältnis Cl/Au in der chlorierten Lösung vor dem Abscheiden der Feststoffe auf etwa 4 eingestellt wird.

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   5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Molefcularverhältnis Cl/Au vor dem Ausfällen von Goldpulver aus der Lösung erhöht wird.

   6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgefällte Goldpulver nach dem Abscheiden aus der Lösung mit einer wässrigen Lösung von Ammoniak, Chlorammonium und Äthylen-Diamin-Tetraessigsäure (EDTA) geschw^hen wird.

   Patentanwalt.

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