EP1061144A1 - Verfahren zur Herstellung von Gold hoher Reinheit aus nitrathaltigen Edelmetall-Lösungen - Google Patents

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EP1061144A1 EP00111133A EP00111133A EP1061144A1 EP 1061144 A1 EP1061144 A1 EP 1061144A1 EP 00111133 A EP00111133 A EP 00111133A EP 00111133 A EP00111133 A EP 00111133A EP 1061144 A1 EP1061144 A1 EP 1061144A1
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00—Obtaining noble metals

Definitions

  • the invention relates to a method for producing gold of high purity from nitrate-containing Precious metal solutions.
  • a method for producing a gold powder from particles of certain Size and shape revealed which is characterized in that a gold salt solution with a reducing agent, namely 1) hydroquinone or bromine, chlorine or low Alkyl substitution products of hydroquinone or mixtures thereof or 2) oxalic acid, one Alkaline salt of oxalic acid or mixtures thereof or 3) combinations of 1) and 2) in the presence of a protective colloid is reduced at a temperature in the range of 20 to 100 ° C.
  • a reducing agent namely 1) hydroquinone or bromine, chlorine or low Alkyl substitution products of hydroquinone or mixtures thereof or 2) oxalic acid, one Alkaline salt of oxalic acid or mixtures thereof or 3) combinations of 1) and 2) in the presence of a protective colloid is reduced at a temperature in the range of 20 to 100 ° C.
  • the problem that arises is in particular in providing a process for producing high purity gold using just a few steps.
  • the nitrate in the noble metal solution is destroyed in a first step, for example by adding a reducing agent to the heated solution.
  • the gold ions are then reduced to gold by adding an acidic Fe 2+ solution, the concentration of H + of the Fe 2+ solution being at least 4 mol / l.
  • the precious metal solution previously prepared free of nitrates has a concentration of H + ions of at least 4 mol / l.
  • step b that is to say the addition of an acidic Fe 2+ solution to the nitrate-free prepared noble metal solution, is carried out in a potential-controlled manner, since in this way the end of the reduction is relatively easy to recognize and targeted process control is thus possible.
  • nitrate destruction with formic acid or ascorbic acid is carried out because these substances specifically reduce nitrate to NO, but not gold ions.
  • the end of the reduction is announced by a significant drop in potential.
  • the end point is at 560 mV vs. Pt // Ag / AgCl to determine the necessary purity of the gold while at the same time to achieve optimal gold yield.
  • the residual gold content in the mother liquor was 7 ppm or 0.08% of the gold used.
  • the purity of the gold sponge produced meets the 99.99% fine gold criteria according to the Amercian standard.
  • the following were found as impurities by means of GDL analysis: Ag 11 ppm Cu 1 ppm Pt ⁇ 3 ppm Fe 12 ppm Pd 25 ppm Mg ⁇ 2 ppm Rh ⁇ 1 ppm Mn ⁇ 1 ppm Ru ⁇ 1 ppm Ni ⁇ 1 ppm Al ⁇ 1 ppm Pb ⁇ 3 ppm Be ⁇ 1 ppm Sb ⁇ 5 ppm Bi ⁇ 5 ppm Si 15 ppm Ca ⁇ 1 ppm Sn ⁇ 5 ppm Cd ⁇ 5 ppm Te ⁇ 5 ppm Co ⁇ 3 ppm Zn 2 ppm Cr 1 ppm Total: 67 ppm corresponding to> 99.99% gold purity.

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Abstract

Es wird u. a. ein Verfahren zur Herstellung von Gold hoher Reinheit aus nitrathaltigen Edelmetall-Lösungen vorgestellt, mit folgenden Schritten: a) Nitratzerstörung in der Edelmetall-Lösung, b) eine Gold-Ionen-reduzierende Zugabe einer sauren Fe<2+>-Lösung, deren Konzentration an H<+>-Ionen mindestens 4 mol/l beträgt, zur in Schritt a) aufbereiteten Lösung, deren Konzentration an H<+>-Ionen mindestens 4 mol/l beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gold hoher Reinheit aus nitrathaltigen Edelmetall-Lösungen.
In DE-Z.: T. Havlik u.a.:
Figure 00010001
The leaching behaviour of tetrahedrite concentrate in nitrate solution" in: Metall, 52, 1998, 4, Seiten 210 bis 213, ist u. a. offenbart, dass aus Nitratlösungen Metalle in Anwesenheit von Eisenionen besonders gut durch Zementation herauslösbar sind.
In DE 21 54 093 wird u. a. ein Verfahren zur Herstellung eines Goldpulvers aus Teilchen bestimmter Grösse und Gestalt offenbart, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Goldsalzlösung mit einem Reduktionsmittel, nämlich 1) Hydrochinon oder Brom-, Chlor- oder niedrig Alkyl-Substitutionsprodukte von Hydrochinon oder Gemischen davon oder 2) Oxalsäure, einem Alkalisalz von Oxalsäure oder Gemischen davon oder 3) Kombinationen von 1) und 2) in Gegenwart eines Schutzkolloids bei einer Temperatur in dem Bereich von 20 bis 100 °C reduziert.
Es ist seit langem bekannt, Gold hoher Reinheit mittels SO2 aus nitrathaltigen Edelmetall-Lösungen zu gewinnen. Nachteilig bei diesen Verfahren ist die Notwendigkeit, die erhaltenen Produkte mehrfach umzulösen. Die hierdurch anfallende Vielzahl der einzelnen Verfahrensschritte bedingt einen hohen Kosten- und Zeitaufwand.
Aus dem Vorgenannten ergibt sich das Problem, mit Hilfe eines neuartigen Verfahrens die oben genannten Nachteile zumindest teilweise zu beseitigen. Das sich ergebende Problem liegt insbesondere darin, ein Verfahren zur Herstellung von Gold hoher Reinheit bereitzustellen, das mit wenigen Arbeitsschritten auskommt.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem ersten Schritt das in der Edelmetall-Lösung befindliche Nitrat zerstört, beispielsweise durch Zugabe eines Reduktionsmittels in die aufgeheizte Lösung. Anschließend werden die Goldionen durch Zugabe einer sauren Fe2+-Lösung zu Gold reduziert, wobei die Konzentration an H+ der Fe2+-Lösung mindestens 4 mol/l beträgt. Die vorher nitratfrei aufbereitete Edelmetall-Lösung weist eine Konzentration an H+-Ionen von mindestens 4 mol/l auf.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Reduktion des Schrittes b), also die Zugabe einer sauren Fe2+-Lösung zur nitratfrei aufbereiteten Edelmetall-Lösung, potentialgesteuert durchgeführt wird, da auf diese Art und Weise das Ende der Reduktion relativ leicht zu erkennen und somit eine gezielte Verfahrenssteuerung möglich ist.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Nitratzerstörung mit Ameisensäure oder Ascorbinsäure durchgeführt wird, da diese Substanzen spezifisch Nitrat zu NO reduzieren, nicht jedoch Goldionen.
Die Nitratzerstörung wird vorteilhafterweise bei einer Temperatur von T = + 80 ° C bis + 90 °C durchgeführt, um so eine effiziente Zerstörung des Nitrats zu gewährleisten.
Schließlich wird die in Schritt a) aufbereitete Lösung, also die nitratfrei gemachte Edelmetall-Lösung, vor Zugabe der Fe2+-Ionen-Lösung auf eine Temperatur von T = + 60 °C aufgeheizt, da auf diese Art und Weise das Gold feinkörniger und mit weniger Einschlüssen ausfällt.
Das nachfolgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung.
Verwendete Chemikalien
  • Goldlösung in Königswasser
    c(Au) = 33,508 g/l, c(Pd) = 9,861 g/l, c(Pt) = 10,612 g/l
  • Eisen(II)sulfat, techn. FeSO4 . 7 H20 in 10 n HCl gelöst
  • Salzsäure, techn., 10 n
  • Ameisensäure, techn., 85 %
Nitratzerstörung
In einem heizbaren 1 l Laborreaktor mit Rückflußkühler und Glasrührer wurden 500 ml der goldhaltigen Ausgangslösung vorgelegt und mit 285 ml konz. Salzsäure versetzt, um eine Säurenormalität von 4 mol/l einzustellen. Anschließend ist die Lösung unter Rühren auf eine Temperatur von 100 °C erhitzt und die Temperatur während der Ameisensäurezugabe gehalten worden. Nun wurden mit Hilfe einer Schlauchpumpe über eine Zeitraum von 1 Stunde 45 ml Ameisensäure zudosiert. Während der Ameisensäurezugabe traten intensive NOx-Dämpfe auf, die am Ende der Nitratzerstörung nicht mehr zu beobachten waren. Das Redoxpotential ist während der Ameisensäurezugabe von einem Anfangspotential von 854 mV vs. Pt//Ag/AgCl auf einen Endwert von 723 mV vs Pt//Ag/AgCl abgefallen. Die Lösung wurde im Anschluß auf Raumtemperatur abgekühlt.
Au-Reduktion
Die Lösung nach der Nitratzerstörung wurde in ein Becherglas überführt, wobei beobachtet wurde, daß bereits eine geringe Menge Gold ausgefallen war. Der Rückstand wurde komplett mit der Lösung in das Becherglas gegeben. Es ergab sich ein Lösungsvolumen von 1500 ml. Nun wurde auf dem Magnetrührer auf 60 °C aufgeheizt und unter ständiger Potentialkontrolle innerhalb von 2 Stunden 495 ml 0,5 n FeSO4-Lösung mit Hilfe einer Schlauchpumpe zudosiert. Das Redoxpotential fiel während der Reduktion von einem Anfangswert von 723 mV vs. Pt//Ag/AgCl auf den Endwert von 560 mV vs. Pt//Ag/AgCl ab. Nach Erreichen des Redoxpotentials von 560 mV vs. Pt//Ag/AgCl wurde die Eisensulfatzugabe gestoppt. Es wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und der Rührer ausgeschaltet. Zum Teil haftete das ausreduzierte Gold am Rührer bzw. an der Redoxelektrode an, der Hauptteil jedoch befand sich am Boden des Becherglases. Der ausreduzierte Au-Schwamm wurde über eine Nutsche abfiltriert und mit 100 ml VE-Wasser gewaschen. Es wurden feine, blättrige Goldflitter erhalten. Diese wurden im Trockenschrank bei 100 °C getrocknet (Auswaage: 16,74 g) und zur Reinheitsanalyse per Röntgenfluoreszenz gegeben. Das Filtrat und das Waschwasser wurden vereinigt, gemischt, ausgelitert (2000 ml) und eine Standard-DCP-Analyse veranlaßt.
Es werden für die nachfolgende Versuchsauswertung folgende Reaktionsgleichungen zugrunde gelegt:
  • 1. 3 HCOOH + 2 HNO3 = 3 CO2 ↑ + 2 NO ↑ + 4 H2O oder
  • 2. HCOOH + 2 HNO3 = CO2 ↑ + NO2 ↑ + H2O
  • 3. H[AuCl4] + 3 FeSO4 = Au ↓ + FeCl3 + Fe2(SO4)3 + HCl
    • Für die Nitratzerstörung wurden in diesem Versuch für 500 ml Ausgangslösung 45 ml 85%ige Ameisensäure verbraucht. Am Ende der Nitratzerstörung war wenig Gold ausgefallen, welches jedoch nicht separat gehalten werden braucht.
    Das Ende der Reduktion kündigt sich durch einen deutlichen Potentialabfall an. Der Endpunkt ist bei 560 mV vs. Pt//Ag/AgCl festzulegen, um die nötige Reinheit des Goldes bei gleichzeitiger optimaler Goldausbeute zu erzielen.
    Die zugesetzte Menge Eisensulfatlösung (495 ml) mit 0,5 mol/l entspricht nach Gleichung (3) einer theoretischen Goldmenge von 16,25 g. Im Versuch wurden 16,74 g Gold ausreduziert, so daß die tatsächlich benötigte Menge Eisensulfat ca. 97 % der Stöchiometrie entspricht.
    Der Restgehalt Gold in der Mutterlauge betrug 7 ppm oder 0,08 % des eingesetzten Goldes. Die Reinheit des erzeugten Goldschwammes erfüllt die Kriterien von Feingold 99,99 % nach dem Amercian Standard. Es wurden als Verunreinigungen mittels GDL-Analyse festgestellt:
    Ag 11 ppm Cu 1 ppm
    Pt < 3 ppm Fe 12 ppm
    Pd 25 ppm Mg < 2 ppm
    Rh < 1 ppm Mn < 1 ppm
    Ru < 1 ppm Ni < 1 ppm
    Al < 1 ppm Pb < 3 ppm
    Be < 1 ppm Sb < 5 ppm
    Bi < 5 ppm Si 15 ppm
    Ca < 1 ppm Sn < 5 ppm
    Cd < 5 ppm Te < 5 ppm
    Co < 3 ppm Zn 2 ppm
    Cr 1 ppm
    Summe: 67 ppm entsprechend > 99,99 % Goldreinheit.

    Claims (5)

    1. Verfahren zur Herstellung von Gold hoher Reinheit aus nitrathaltigen Edelmetall-Lösungen mit folgenden Schritten:
      a) Nitratzerstörung in der Edelmetall-Lösung,
      b) eine Gold-Ionen-reduzierende Zugabe einer sauren Fe2+-Lösung, deren Konzentration an H+-Ionen mindestens 4 mol/l beträgt,
      zur in Schritt a) aufbereiteten Lösung, deren Konzentration an H+-Ionen mindestens 4 mol/l beträgt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion des Schrittes b) potentialgesteuert durchgeführt wird.
    3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nitratzerstörung mit Ameisensäure oder Ascorbinsäure durchgeführt wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nitratzerstörung bei einer Temperatur von T = + 80 bis + 90 °C durchgeführt wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schritt a) aufbereitete Lösung vor Zugabe der Fe2+-Ionen-Lösung auf eine Temperatur von T = + 60 °C aufgeheizt wird.
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