DE2302839C3

DE2302839C3 - Process for the production of gold powder with a high degree of purity

Info

Publication number: DE2302839C3
Application number: DE19732302839
Authority: DE
Inventors: Herbert Joseph Rietfontein; Temple Dennis Alexander; Goldswain Basil John; Johannesburg Transvaal; Bovey (Südafrika)
Original assignee: Anglo American Corp of South Africa Ltd
Current assignee: Anglo American Corp of South Africa Ltd
Priority date: 1972-01-21
Filing date: 1973-01-20
Publication date: 1976-05-26

Description

Merill-Schlamm Zementgold bildet, während eine ent- «jrechende Menge an Grundmetallen des Schlamms »ie Zink, Kupfer und Eisen, in ihre Chloride umgewandelt wird. Dadurch wird der Merill-Schlamm mit Coid angereichert und sein Gehalt an Grundmetallen reduziert, was von großer Bedeutung f ;ir die weiteren Verfahrensschritte zur Herstellung von Goldpulver mit hohem Reinheitsgrad ist.Merill sludge forms cement gold while a developing “The correct amount of base metals in the sludge “Ie zinc, copper and iron, converted into their chlorides will. This enriches the Merill sludge with Coid and its content of base metals reduced, which is of great importance for the further process steps for the production of gold powder with a high degree of purity.

Dieser mit Gold angereicherte Merill-Schlamm wird filtriert und gewaschen und das im wesentlichen goldfreie Filtrat, welches jedoch Grundmetallchloride enthält, nach Entfernung der Goldspuren verworfen. Der Schlamm wird dann in Wasser suspendiert, welches Natriumsulfat in einer Menge enthält, welche wenigstens stöchiomeTisch dem im Schlamm enthaltenen Blei entspricht. Daraufhin wird durch die Suspension Chlorgas hindurchgeleitet, um den Goldgehalt in lösliche Chloridform umzuwandeln. Gewöhnlich dauert dauert diese Chlorierung etwa 2 bis 3 h und sie wird unterbrochen, wenn kein Chlor mehr benötigt wird, aoThis gold-enriched Merill sludge is filtered and washed and the essentially gold-free one The filtrate, which, however, contains base metal chlorides, is discarded after the traces of gold have been removed. the Sludge is then suspended in water containing sodium sulfate in an amount that is at least stoichiomeTisch corresponds to the lead contained in the sludge. Thereupon is through the suspension Chlorine gas passed through to convert the gold content to soluble chloride form. Usually lasts this chlorination takes about 2 to 3 hours and it is interrupted when no more chlorine is required, ao

Die gechlorte Suspension wird mit Luft durchgeblasen, um überschüssiges gelöstes Chlor zu entfernen und um die Suspension wenigstens auf Raumtempelatur abzukühlen. Durch die Abkühlung wird gelöstes Silber ausgefällt, welches bei der nachfolgenden Fiitrierung im Filterkuchen verbleibt. Nach der Filtrierung der Suspension wird diese unter Zusatz eines siliziumhaltigen Filterhilfsmittels gewaschen.The chlorinated suspension is bubbled with air to remove excess dissolved chlorine and to cool the suspension at least to room temperature. As a result of the cooling process, it is dissolved Silver precipitated, which remains in the filter cake during the subsequent filtration. After the filtration the suspension is washed with the addition of a silicon-containing filter aid.

Bevorzugt werden angesäuerte Waschlösungen, um eine möglichst große Rückgewinnung an gelöstem Gold zu gewährleisten, wobei Salzsäure zum Ansäuern bevorzugt wird. Wenn relativ konzentrierte Salzsäurelösung, d. h. eine Normallösung, verwendet wird, muß die Waschflüssigkeit vom Filtrat getrennt gehalten werden, da große Mengen an gelöstem Silberchlorid entstehen. Eine derartige Lösung könnte mit der Gold enthaltenden Lösung vereinigt 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.Acidified washing solutions are preferred in order to achieve the greatest possible recovery of dissolved Ensure gold, with hydrochloric acid being preferred for acidification. If relatively concentrated hydrochloric acid solution, d. H. a normal solution is used, the washing liquid must be kept separate from the filtrate as large amounts of dissolved silver chloride are produced. Such a solution could be with the gold containing solution are combined at the beginning of the process with the Merill sludge for reaction is brought. On the other hand, a more dilute hydrochloric acid (e.g. 0.05 N) can also be used for washing The washing solutions could then be mixed with the filtrate, since the solubility of silver chloride is much lower in such solutions.

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 Ausgleich vor dem Abfiltrieren des Chlorierungsrests eingehalten werden. Eine höhere Einstellung der Chloridkonzentration bietet keine Schwierigkeiten, doch erfordert eine niedrigere Einstellung den Zusatz eines löslichen Silbersalzes wie des Sulfats oder Nitrats. 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 zur auszuscheidenden Chlorierungssuspension erlauben. Statt dessen wird dem Silbersalz liefernden Teil des Sulfats 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.For the most effective separation of silver from the filtrate leading to gold, the molecular ratio should of Cl / Au in the filtrate are around 4, which means that a minimum of solubility in silver chloride can be achieved is. In order to be able to adjust the chloride concentration effectively, a reasonable period of time must be reached Compensation must be observed before filtering off the chlorination residue. A higher setting of the Chloride concentration presents no problem, but a lower setting requires the addition a soluble silver salt such as sulfate or nitrate. In some cases it may be desirable to do so Carry out additions of silver salt after the chlorination residues have separated out. This would be a require special filtration, but would add sulfate to the chlorination suspension to be separated allow. Instead, a relatively small amount of sulfate is added to the silver salt supplying portion of the sulfate added when silver sulfate is used. Such a method enables a reduction the amount of silver salt added, since no chloride is released from the precipitated lead sulfate.

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 Chloridkonzeptration von 0,2 M angemessen sein sollte. Dadurch wird die Löslichkeit des gesamten restlichen gelösten Silbers verbessert und die Lösung stabilisiert. Der Rückstand wird abfiltriert und enthält sowohl ausgefälltes wie ungelöstes Silber sowie Spuren an Gold und wird dann zwecks Gewinnung der Edelmetalle weiterbehandelt.The filtrate with a Cl / Au molecular ratio of about 4 is then treated with hydrochloric acid, to increase the molecular ratio, an increase in chloride conception of 0.2 M being adequate should be. This improves the solubility of all remaining dissolved silver and the Solution stabilized. The residue is filtered off and contains both precipitated and undissolved silver as well as traces of gold and is then used for the purpose of extracting the Precious metals further treated.

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 Goldes ausgefällt werden. Diese Behandlung dauert im allgemeinen etwa 15 min. Das ausgefällte Goldpulver wird sobald als möglich von der noch warmen Lösung abfiltriert.The stabilized filtrate, which now consists of a purified gold chloride solution, is then treated with a reducing agent such as sodium methabisulfite, which as a solution is added in such an amount that about 80% of the gold contained in the gold chloride solution precipitates will. This treatment generally lasts about 15 minutes filtered off from the still warm solution as soon as possible.

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 Reakiion 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.Less than the stoichiometric gold equivalent is precipitated from the added reagent, and the The amount of reducing agent added must be determined in such a way that the amount in the solution at the end of the Reakiion of remaining gold is just enough to remove the metal impurities in the next batch on merill sludge to be converted into their chlorides. In this way one achieves a self-contained one Reaction cycle.

Das abfiltrierte Goldpulver wird anschließend einer Reihe von Waschgängen unterworfen. Das Waschen 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 Met.allionen, 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.The filtered gold powder is then subjected to a series of washes. The washing takes place first with an ammonia-ammonium chloride solution, which ethylene-diamine-tetraacetic acid contains, after which it is washed with dilute hydrochloric acid and then with water. To this Metal ions such as iron and silver are absorbed by the gold powder were removed. Then, to remove the water, the gold powder can be mixed with alcohol and finally be washed with acetone.

Abschließend wird das Goldpulver getrocknet, wobei eine Trockentemperatur von 110⁰C einen Reinheitsgrad von über 99,95 % ergab. Das Pulver bestand aus kleinen Teilchen von 1 bis 2 μιη. Eine Trocknung bei höheren Temperaturen kann einen noch höheren Reinheitsgrad ergeben.Finally, the gold powder is dried, a drying ^{temperature of 110 °} C. resulting in a degree of purity of over 99.95%. The powder consisted of small particles of 1 to 2 μm. Drying at higher temperatures can result in an even higher degree of purity.

Ein Zahlenbeispiel soll den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens nochmals erläutern.A numerical example is intended to explain the sequence of the method according to the invention again.

example

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 Durchgangs mit einem Goldgehalt von 20,23 g/l innig vermischt.250 g of acid-treated Merill slurries with a gold content of 30.1% (based on the wet weight) were incubated at 50 ⁰ C with 2020 of a gold chloride solution ml of a previous pass with a gold content of 20.23 g / l intimately mixed.

Nach 6stündiger Behandlung wurde die Suspension filtriert und gewaschen und es entstanden 2030 ml einer Lösung, deren Analyse 1,04 g/l Au, 2,3 g/l Cu, 2,9 g/l Zn, 1,6 g/l Fe, 0,01 g/l Ag und 0,14 g/l Pb ergab. Diese Lösung wurde zur Gewinnung der geringen darin enthaltenen Goldmenge behandelt. Der abfiltrierte Rest wurde in 1 I Wasser suspendiert und 352 g Natriumsulfat-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 Tempe-After 6 hours of treatment, the suspension was filtered and washed and 2030 ml of a were formed Solution, the analysis of which is 1.04 g / l Au, 2.3 g / l Cu, 2.9 g / l Zn, 1.6 g / l Fe, 0.01 g / l Ag and 0.14 g / l Pb resulted. This Solution was treated to recover the small amount of gold it contained. The filtered off The remainder was suspended in 1 l of water and 352 g of sodium sulfate decahydrate added to convert the soluble lead salts to a less soluble sulfate form. This solution was then poured into a closed glass container with a stirrer and blown chlorine gas through a glass tube. So much chlorine gas was blown in that im Chlorination tank almost atmospheric pressure prevailed. During the chlorination, the temperature rose

ratur auf 48°C an. Nach einer Chlorierung von 3 h, 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 die Suspension eingeblasen, um diese abzukühlen und noch vorhandenes Chlorgas zu entfernen. Dieser Suspension wurden 50 g eines aus Diatomeen-Erde bestehenden Filterhilfsmittels zugesetzt und die Suspension dann nach kurzem Verrühren in einem Vakuumfilter abfiltriert und gewaschen. Der Rest mit einem Trockengewicht von 335,4 g, welcher aus Silberchlorid, 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 Na₂S₂O₅ enthaltenen Lösung langsam zugesetzt, wobei die Menge des Zusatzes derart berechnet wurde, daß annähernd 80% des Goldes ausgefällt wurden. Nach 15minütiger Behandlung, während welcher die Temperatur um 46° C anstieg, wurde die noch warme Lösung filtriert und der Rest mehrmals wie folgt gewaschen:temperature to 48 ° C. After chlorination for 3 hours, within which the temperature dropped to 32 ° C. and there was only a negligible need for chlorine, the supply of chlorine gas was switched off. Air was then blown into the suspension for 60 minutes in order to cool it down and to remove any chlorine gas that was still present. 50 g of a filter aid consisting of diatomaceous earth were added to this suspension and the suspension was then, after brief stirring, filtered off in a vacuum filter and washed. The remainder with a dry weight of 335.4 g, which consisted of silver chloride, lead sulfate, silica and gangue, was stored separately for the recovery of the silver. The solution containing about 100 g / l gold chloride and small amounts of base metal chlorides was poured into a glass container and stirred with a paddle stirrer. Then 200 ml of a _{solution containing 300 g / l Na 2} S ₂ O _{5 were} slowly added, the amount of the addition being calculated such that approximately 80% of the gold was precipitated. After 15 minutes of treatment, during which the temperature rose by 46 ° C, the still warm solution was filtered and the remainder was washed several times as follows:

1. mit 100 ml einer Lösung mit 25 g/l NH₃,1. with 100 ml of a solution containing 25 g / l NH ₃ ,

107 g/l NH₄Cl und 100 g/l EDTA;107 g / l NH ₄ Cl and 100 g / l EDTA;

2. mit 100 ml von 10%iger (w/w) Salzsäure;2. with 100 ml of 10% (w / w) hydrochloric acid;

3. mit 100 ml Wasser;3. with 100 ml of water;

4. mit 100 ml Äthylalkohol; und4. with 100 ml of ethyl alcohol; and

5. mit 100 ml Azeton.5. with 100 ml of acetone.

Das Goldpulver wurde dann bei 110 C getrocknet und es ergab sich ein Gewicht von 74,13 g. Eine Analyse ergab folgende metallische Verunreinigungen: Ag 34 bis 100 ppm, Cu 2 ppm, Zn 1 ppm, Fe 14 ppm, Pb 9 ppm, Na 38 ppm. Eine direkte Probe auf den Goldgehalt ergab einen Wert von 999595 ppm Au. Der Natriumgehalt des Endprodukts kann auf 20 ppm gesenkt werden, wenn die 2. Waschung unter Verwendung 10%iger (w/w) Salzsäure durch eine erneuteThe gold powder was then dried at 110 ° C. and the result was a weight of 74.13 g. One Analysis showed the following metallic impurities: Ag 34 to 100 ppm, Cu 2 ppm, Zn 1 ppm, Fe 14 ppm, Pb 9 ppm, Na 38 ppm. A direct test for the gold grade returned a value of 999595 ppm Au. The sodium content of the final product can be reduced to 20 ppm when using the 2nd wash 10% (w / w) hydrochloric acid by renewed

ίο Suspensionsbildung ersetzt wird.ίο suspension formation is replaced.

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 Werte für den Silbergehalt ergeben sich aus den unterschiedlichen Silberresultaten bei wiederholten Prüfungen. In the above example, the Cl / Au ratio became not set. Subsequent experiments showed, however, that when this ratio is applied to the the value already mentioned is set, the silver content is considerably below that mentioned in the example Value can be lowered. The very different values for the silver content result from the different ones Silver results on repeated tests.

ao Das getrocknete Pulver befindet sich in reaktionsfähigem Zustand und kann zur Herstellung von Goldchemikalien verwendet werden. Des weiteren ist es sehr gut geeignet für Juwelierarbeiten sowie zur Her stellung von Goldkügelchen und anderen Goldgegen·ao The dried powder is in reactive State and can be used to make gold chemicals. Furthermore it is very well suited for jewelry work as well as for the production of gold spheres and other gold objects

»5 ständen durch pulvermetallurgische Verfahren. Aucf als Katalysator ist es ohne weiteres einsetzbar.»5 booths using powder metallurgical processes. Aucf it can readily be used as a catalyst.

Das Goldpulver ist außerdem ein ideales Ausgangs material für ein Verfahren, bei welchem Goldpulve in kleinste Kügelchen umgewandelt wird, indem es mi MgO vermischt und die Mischung einer Temperatu über dem Schmelzpunkt des Goldes ausgesetzt wirdThe gold powder is also an ideal starting material for a process in which gold powder is converted into tiny globules by mixing it with MgO and mixing it at a temperatu exposed above the melting point of gold

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

are. In order to obtain the purest gold possible from this gold powder, the powder must be melted under a layer of flux in order to

1. Process for the production of gold powder, to dissolve impurities in the flux, whereby in which gold-bearing material, such as Merill-5, however, the purified gold instead of in powder form in Sludge, an aqueous suspension of matter, is left behind by lumps and lumps.

Introduction of chlorine gas is chlorinated, from which the In South African .Goldmines are known to have failed The solids are deposited and the production of raw gold bars with a solution from the residual solution by adding a suitable degree of purity of 80 to 90% from Mcrill sludge, Reducing agent, the gold in powder form is made into a gold precipitate by adding zinc dust is, which is then deposited, washed containing cyanide solution obtained product, in the and is dried, characterized by the fact that the sludge draws the ground for the purpose of dissolving, that the starting material with a metal such as copper, zinc and the like is decomposed by means of acid Gold chloride solution is intimately mixed and this becomes and the resulting acid-insoluble product Cement gold formed after deposition of 15 under a flux layer to the named Rohder the dissolved heavy metal impurities are demolded and melted.

holding solution for the purpose of chlorination in water. These raw gold bars are suspended in a central suspension will. iiandlungsanlage supplied in which the metal

2. The method according to claim 1, characterized in that it is melted again and then chlorinated in order to silver, that for precipitation of the GoJdpulvers only * <> and still existing basic metal impurities to remove a value below the stoichiometric value, whereby a product with a Gold amount of reducing agent is used, so that the content is about 99.6%. Due to the electrolysis of the gold that remains in the residual solution. refined gold product, solid gold

3. The method as claimed in claim 2, characterized in that it has a gold content of up to 99.99% draws that the produce after the deposition of the out-as.

precipitated gold powder remaining solution again For further processing of gold to gold

is mixed with the starting material. chemicals, gold balls or other gold products

4. The method according to any one of claims 1 to 3, products that herdsame by powder metallurgical processes marked that the molecular adjustments are made, but now becomes very pure gold powder ratio Cl / Au in the chlorinated solution before 30 is required, which by the previously known process-separating the solids set to about 4 ren is not achievable, since it is produced as a precipitate. existing gold powder does not have the desired purity

5. The method according to claim 4, characterized in that it possesses and is refined by melting draws that the molecular ratio Cl / Au must before.

the precipitation of gold powder from the solution 35 The invention has therefore set itself the task of

is increased. the method described above in the way

6. The method according to any one of claims 1 to 5, further developing that a gold powder with a characterized in that the precipitated gold results in a purity of at least close to 99.99%, powder after separation from the solution is marked with the method according to the invention an aqueous solution of ammonia, chlorine-40 essentially in that the starting material ammonium and ethylene-diamine-tetraacetic acid are intimately mixed with a gulden chloride solution and that (EDTA) is washed. the resulting cement gold after the deposition of

suspend the solution containing the dissolved base metal impurities in water for chlorination

45 is dated.

Preferably, in the process according to the invention during the chlorination is one below the

The invention relates to a method for the stoichiometric amount of the reduction

Manufacture of gold powder, in which gold-containing medium used, so that part of the gold in

Material such as Merill sludge, an aqueous material 50 of the solution remains and this solution after separation

suspension, chlorinated by introducing chlorine gas dung the solids again with the Merill sludge

the solids can be mixed from the resulting solution.

deposited and from the residual solution by addition. The invention is described below with reference to the

a suitable reducing agent explains the gold in powder diagram in detail, which the invented

form is precipitated, which is then deposited, 55 according to the process sequence for the production of

washed and dried. High purity gold powder in schematic

In this process, the chlorination modes are represented by.

of the merill mud the gold and base metal- Acid treated merill mud with one components largely converted into soluble chlorides Gold content of 50% (based on the dry conversion, while silver is largely insoluble (weight) is suspended in water. Sodium sulfate can Silver chloride is present. Which are added by reduction to a sufficient amount of sulfate using sulfur dioxide, sodium basulphite or sodium to react with what is present in the sludge hydrosulphite, oxalic acid or iron sulphate, just to have all of the lead available. The arise the commonly used reducing agent to the suspension is contained with a gold chloride, The resulting gold powder deposit can be intimately resolved from a later operation Traces of impurities, for example of SiI- mixed with air for about 6 hours at 60 C, Contain copper, iron, zinc or lead that is blown through. Here a reaction takes place in simple washing processes which cannot completely remove the gold contained in the solution with the