hr en
Telefon: +385 (0)48 280 804 | Fax: +385 (0)48 280 803 | E-mail: info@kletus.hr

Rafinacija zlata

Zlato se gotovo uvijek dobiva iz svojih ruda u obliku slitine sa srebrom poznate kao Dore-metal, koja sadrži 70 do 90% zlata. Ostaci zlata iz rafinerije srebra također su onečišćeni srebrom i rastaljeni daju Dore-metal. Iz sirovog se zlata primjese odvajaju kemijskom ili elektrolitičkom rafinacijom.

Rafinacija antimonovim (III) sulfidom poznata je iz srednjeg vijeka i mnogo se rabila u Njemačkoj sve do kraja XIX. stoljeća. Kada se Dore-metal rastali s antimonovim (III)sulfidom, srebro se spaja sa sumporom u srebrni sulfid, a zlato i antimon tvore slitinu. Dvije se nastale faze ne miješaju i srebrni sulfid, koji pluta po površini, lako se uklanja. Potpuno se odvajanje može postići tek uzastopnim taljenjem. Zlato se iz slitine dobiva oksidacijom ili isparivanjem antimona.

Rafinacija klorom Millerovim postupkom provodi se u indukcijskoj peći tako što se kroz rastaljeni Dore-metal propuhuje klor. Na početku reakcije razvijaju se pare klorida neplemenitih metala koje s boraksom tvore trosku. Tek kad se ti kloridi uklone, stvara se srebrni klorid, koji se sakuplja kao odvojeni sloj između boraksa i rastaljenog zlata. Klorinacija se provodi dotle dok se gotovo sve srebro ne pretvori u klorid, a zaostalo se zlato lijeva u poluge i podvrgava elektrolitičkoj rafinaciji. Postupak je prilično jednostavan, primjena mu ne ovisi o količini srebra prisutnog u zlatu, ali je skuplji od rafinacije sumpornom kiselinom. Međutim, pročišćeno zlato nije one čistoće koja se postiže drugim načinima rafinacije (99,65 Au, finoća 996,5). Zlatne poluge takve čistoće mogu služiti kao zlatna devizna podloga.

Rafinacijom sumpornom kiselinom prevode se srebro i neplemeniti metali iz Dore-metala u sulfate. U željeznim loncima oblika polukugle zagrijavaju se tanke ploče od Dore-metala u koncentriranoj sumpornoj kiselini. Količina kiseline ovisi o količini srebra; na 1 kg srebra uzima se 4.5 kg dimeće sumporne kiseline. Da bi se postigli zadovoljavajući rezultati, srebra mora u slitini biti najmanje 2,5 puta više od zlata. Ako je srebra manje, raspad slitine nije zadovoljavajući, a ako ga je previše, zaostane finih čestica zlata u suspenziji. Najbolji se rezultati dobiju sa slitinama s 20.25% zlata. Pročišćeno se zlato lijeva u šipke koje sadrže do 99,5% zlata ako je primjenjeno nekoliko uzastopnih obradbi sumpornom kiselinom, ili najmanje 94% zlata ako je metal samo jedanput obrađen te ga dalje treba podvrgnuti elektrolizi.

Elektrolitička rafinacija. Najčistije se zlato dobiva elektrolizom Wohlwillovim postupkom (Hamburg, 1874). Jednostavne elektrolitičke ćelije staklene su ili porculanske posude. Anode su od onečišćenog zlata finoće najmanje 950, težine 12 kg i izmjera 280x230x12 mm, a katode od valjanog zlata lima finoće 999,9 i izmjera 300x75x0,25mm Ćelija se puni otopinom elektrolita koja u litri sadrži 50.100 g zlata u obliku iona (AuCl4)- te jednaku masu solne kiseline. Temperatura se elektrolita održava na 60.70C. Zlato s anode otapa se prevođenjem u ion (AlCl4)-, a na katodi se taloži kao metal;

Anoda; Au+4Cl-(AuCl4)-+3e (3)

Katoda: (AuCl4)-+3e Au+4Cl- (4)

Solna je kiselina vrlo važna pri otapanju anode. Kad otopina elektrolita ne bi bila zakiseljena, na anodi bi se izdvajao klor. Potencijal je između elektroda do 2V, a gustoća struje do 1900 A/m2. Velikom gustoćom struje sprečava se da velika količina zlata nakuplja u otopini elektrolita za vrijeme rafinacije. Pri tako velikoj gustoći struje katoda je gruba, ali vrlo kompaktna. Anode se lijevaju tanje na donjem kraju i na rubovima, kako bi se mogle iskoristiti i trošiti što je moguće dulje, ali se elektroliza prekida kada se otprilike 90% materijala anode otopi. Da bi se spriječila polarizacija anode srebrnim kloridom nastalim pri otapanju anode i reakciji srebra sa solnom kiselinom (zbiva se samo ako je udio srebra u metalnoj anodi 5% i veći), elektrode se katkad priključuju na pulsirajuću istosmjernu struju. Kako se samo zlato iz anode taloži na katodi, dok se srebro i ostali metali elektrolitički samo otapaju, s vremenom se koncentracija zlata u otopini znatno smanji. Da bi se nadoknadio taj gubitak, dodaje se elektrolit vrlo koncetrirana otopina zlatnog (III) klorida ili se elektrolit potpuno zamijeni. Zamjena elektrolita primjenjuje se kada zlato sadrži platinske metale, a elektroliza se provodi dotle dok koncetracija platine i paladija u elektrolitu ne poraste do 60 g/dm3. Nešto zlata zajedno s iridijem, osmijem i rutenijem može se naći u mulju srebrnog klorida koji se taloži u okolici anode. Ti su metali i zlato dospjeli u mulj mehaničkim otkidanjem s anode. Nakon obradbe srebrnog klorida cinkom uz dodatak male količine sumporne kiseline, pri čemu nastaje cinkov klorid i metalno srebro, izliveno će srebro sadržavati zlato, a ono se može dobiti iz anodnog mulja pri rafinaciji tog srebra.

Katode od čistog zlata uklanjaju se iz ćelija za rafinaciju svakih 48 sati, peru se, tale u indukcijskoj peći i lijevaju u poluge. Od tako rafiniranog zlata 10% se upotrebljava za izradbu novih katoda i vraća ponovo u proces. Elektrolitički rafinirano zlato ima vrlo veliku čistoću (prosječan je udio zlata 99,95.99,98%). Millerovu se postupku, iako se njima dobiva manje čisto zlato, daje prednost pred elektrolitičkim zbog toga što kraće traje. Rafinacija Millerovim postupkom završena je za jedan dan, a na elektrolizi zlato se danima zadržava u rafineriji, te mu se tako usporava optjecaj i prodaja. Premda se elektrolizom dobiveno zlato finoće 999,9 može upotrijebiti za novčarske svrhe, ono se uglavnom upotrebljava u industriji i znanosti. Za dobivanje zlata veće finoće nije dovoljna jednostavna elektrolitička ili kemijska rafinacija. Uzastopnom elektrolizom može se proizvesti zlato finoće 999,99, a finoća 999,999 ostvarljiva je tek ekstrakcijom otapalima i zonskim taljenjem.

Većina rafinerija u svijetu proizvodi zlato finoće 996, dok je rusko finoće 999. Taj je stupanj čistoće zlata dovoljan za lijevanje u zlatne poluge koje se čuvaju kao monetarna podloga. Male zlatne poluge uobičajene u trgovini zlatom teške su 12,5 kg i oblika su malih opeka. Površina zlatnih poluga ponuđenih na prodaju mora biti besprijekorna, bez ikakvih pukotina, lomova ili ogrebotina. Rastaljeno zlato, temperature nešto više od tališta, lijeva se u kalupe koji su s unutrašnje strane obloženi tankim slojem čađe. Prilikom hlađenja prelazi se po rastaljenoj površini reducirajućim plamenom da bi se spriječila oksidacija neznatnih količina srebra. Tijekom lijevanja poluga uzimaju se probe radi točnog određivanja finoće. Kad poluge odgovaraju postavljenim zahtjevima, obilježavaju se žigom s brojem, finoćom i nazivom rafinerije.