ZLATO (Aurum) 79AuI,III

 

VÝVOJ A DNEŠNÍ STAV VÝROBY ZLATA

 

            Zlato bylo zřejmě prvním kovem, se kterým pravěký člověk pracoval, protože je nalezl v ryzí formě a byl upoután jeho zvláštní barvou, trvalým kovovým leskem a zejména možností tvářet je tepáním za studena. Později se zlato tavilo a oddělovalo od stříbra. Již od nejstarších dob bylo zlato měřítkem hodnot a základem obchodu a od 7. stol. př. n. l. se ze zlata začaly razit mince.

            Při hornické těžbě se vytěžená hornina drtí a zlato se získává plavením (rýžováním) nebo flotací a amalgamací, v poslední době převážně kyanidováním.

 

VLASTNOSTI A POUŽITÍ ZLATA

 

            Zlato - Au - má žlutou barvu a krásný trvalý lesk. Jeho atomová hmotnost je 196,967, měrná hmotnost 19,32 g/cm3. Taví se při teplotě 1063 °C a tavenina nabývá zelené barvy. Již při teplotě 1 100°C se začíná znatelně odpařovat, ačkoli teplota varu je až 2 966°C. Zlato je měkký, tvárný kov s pevností v tahu asi 108,8 MPa při tažnosti 50 %. Tvářením za studena se dá zpevnit až přes 294 MPa. Tvrdost podle Brinella je 18,5 RB.

            Zlato je nejhouževnatější ze všech kovů. Dá se vytepat na fólie tlusté 0,000 1 mm a vytáhnout na drát o průměru 0,005 mm. Slévá se velmi dobře. Povrch se při tavení neokysličuje ani nesytí plyny, takže zlato lze tavit bez jakýchkoli ochranných opatření. Chemicky je zlato velmi odolné, po platině nejlépe ze všech kovů, což souvisí s jeho velkým kladným potenciálem. Zlato odolává dokonale většině kyselin, louhů, solí a ze svých sloučenin se snadno vylučuje v podobě kovu. Rozpouští se pouze ve rtuti, s níž tvoří amalgám, v kyanidech na komplexní sůl a pak v činidlech, která uvolňují chlór, jako je lučavka královská nebo směs kyseliny s jinými silně oxidačními látkami.

            Ryzího zlata se užívá jen zřídka, protože je příliš měkké a snadno se poškozuje otěrem. Rovněž zlatých mincí se k obchodním účelům užívá dnes již málo. Velmi mnoho zlata se spotřebuje k výrobě šperků a uměleckých předmětů všeho druhu. Ovšem používá se slitin o určité ryzosti, která se úředně kontroluje a puncuje.

Ryzost zlata se udává buď v tisícinách stejně jako u stříbra, nebo podle starého způsobu v karátech. (Karát byla původně zlatnická váhová jednotka.) Čisté zlato odpovídá ryzosti 24 karátů což je 99,984%, takže 1 karát ryzosti je 4,166 %. Nejběžnější šperkové zlato má 14 karátů, což je 58,333 %. Jinak 1 karát je hmotnostní jednotka – odpovídá 2*10-4 kg.

            Méně zlata se spotřebuje k účelům technickým, kde se používá na některé součásti laboratorních přístrojů, na trysky při výrobě umělého hedvábí, na hroty plnicích per, na dekoraci porcelánu, v koloidním stavu na výrobu rubínového skla. Spotřeba v zubním lékařství se stále zmenšuje. Často se používá zlata ke zlacení stříbrných nebo měděných výrobků, a to naplátováním (tzv. dublé), galvanickým nebo mechanickým nanášením tepaného lístkového zlata.

            Jakost ryzího zlata je u nás určena ČSN 423801.

 

SLITINY ZLATA

 

            S převážnou částí kovů netvoří zlato použitelné slitiny. Jen s mědí, stříbrem, paládiem, niklem a platinou tvoří nepřetržité tuhé roztoky. Většina přísad mění barvu zlata, popřípadě je zcela odbarvuje a zmenšuje jeho odolnost proti korozi.

            Ve zlatnictví, v zubním lékařství a při výrobě plnicích per se nejčastěji používá slitina zlata se stříbrem a mědí. Barva této slitiny se mění podle poměru stříbra a mědi. Mechanické vlastnosti, hlavně pevnost, se zlepšují; pevnost se zlepší až na 544 MPa. Stříbro bývá nejobvyklejší přísadou zlata na mince. Slitin zlata s mědí se používá jen zřídka. Menší. význam mají slitiny zlata s paládiem (na ochranné tavicí vložky k omezení nejvyšší teploty elektrických pecí), s niklem (bílé zlato ve zlatnictví), popř. s platinou (v zubním lékařství).

 

RUDY A NALEZIŠTĚ

 

            V přírodě se nalézá zlato výhradně jako kov. Je to kov vzácný, protože se v těžitelném množství vyskytuje jen na málo místech zemského povrchu. Těží se jednak z primárních ložisek, a to nejčastěji z křemenných žil v podobě jemného prachu, zrn, drátků, plíšků, jednak ze sekundárních náplavů, vzniklých větráním těchto hornin. Hornické dobývání je hospodářsky únosné od obsahu nad 5 g zlata na tunu horniny. Náplavy je možno zpracovat moderními způsoby i při obsazích menších než 0,5 g/t. Nejbohatší byla některá naleziště australská, dnes již vyčerpaná, která obsahovala asi 180 g zlata na tunu horniny. Zlato doprovází některé rudy měděné, olověné, zinkové i jiné, při jejichž zpracování se získává. Někdy je vázáno na selen a telur.

            Největší naleziště a výroba zlata jsou v jižní Africe, Rusku, Kanadě, USA a Jižní Americe. Významné jsou objevy ložisek zlatonosných surovin v ČLR (Kwangsi, Hunan atd.).

 

VÝROBA ZLATA

 

            Sirníkové rudy s obsahem zlata se zpracují na měď, stříbro, olovo nebo antimon a při rafinaci těchto kovů se zlato oddělí. Ostatní zlatonosné horniny obsahují málo zlata, a proto se z nich nezískává zlato suchou cestou.

 

Amalgamace

 

Podmínkou dobré amalgamace je jemně rozdrcená ruda a čistá rtuť.Před amalgamací se ruda nejdříve drtí ve stoupě s vodou. Rozdrcená ruda se vede žlabem na amalgamační desku, po níž rovnoměrně stéká. Tato deska je z mědi nebo z mosazi Ms 60 a bývá postříbřena, aby se rtuť lépe zachytila. Amalgamace se třikrát za den přeruší a získaný zlatnatý amalgám se odstraňuje měkkým dlátem nebo pryžovým škrabákem. Desky se pak znovu natřou rtutí.

            Získaný amalgám se promývá vodou, přebytečná rtuť se odfiltruje a vyčištěný amalgám se pak destiluje. Získané houbovité zlato obsahuje 60 až 85 % Au, zbytek je Ag, Cu a 0,1 % Hg. K surovému zlatu se přidají soda, ledek a borax, vloží se do kelímku a rafinují se tavením. Spotřeba rtuti je 1 až 2 kg na 1 kg zlata, ztráta 2 až 6 g rtuti na tunu rtuti. Celková výtěžnost zlata dosahuje jen asi 60 %, a proto se amalgamace dnes již téměř nepoužívá.

 

Kyanidování

 

            Kyanidování rud je nejdůležitější, přitom velmi pohodlná metoda, pracující s největším výtěžkem. Zlato se rozpouští podobně jako stříbro slabým roztokem kyanidu draselného nebo sodného podle rovnice:

 

4 Au + 8 KCN + 2 H2O + 02 = 4 KAU(CN)2 + 4 KOH

 

Přítomnost vzduchu je nezbytná.

            Průběh louhování závisí na velikosti zrna rudy. Zbytky se vypírají (dekantují) a filtrují na filtračních lisech, čímž se oddělují od louhů.

            Z kyanidového roztoku se zlato sráží dnes hlavně zinkovými hoblinami

nebo prachem, podobně jako u stříbra:

 

2 KAU(CN)2 + 2 Zn + 4 KCN + H2O = = 2 K2Zn(CN)4 + 2 Au + 2 KOH + H2

 

Schéma pracovního postupu výroby zlata je znázorněno na obr. 151.

 

AFINACE DRAHÝCH KOVŮ

 

            Účelem afinace drahých kovů je zbavit je příměsí a oddělit jeden kov od druhého. Starší způsob afinace zlata a stříbra je založen na rozpustnosti stříbra v kyselině dusičné a na odolnosti zlata proti této kyselině. Aby dělení bylo úspěšné, má slitina obsahovat více stříbra než zlata. Nejčastější poměr je 3 : 1; proto se tento způsob nazývá kvartace. Před zpracováním se slitina granuluje a rozpouští v zahřívaných porcelánových nádobách. Stříbro a neušlechtilé kovy se rozpouštějí a zlato zůstává na dně nádoby jako hnědočerný prášek. Roztok se slévá a usazenina se znovu zpracovává kyselinou. Po několikerém rozpouštění získáme zlato čistoty 99,6 až 99,98 % obsahující platinové kovy. Z roztoků se získá stříbro cementací mědí. Nedostatkem tohoto způsobu je dlouhotrvající rozpouštění, velká spotřeba kyseliny a ne vždy dokonalé rozdělení kovů.

            Slitiny s větším obsahem zlata než 60 až 70 %, v nichž je hlavní přísadou stříbro, se rafinují chlórováním. Roztavenou slitinou probublává chlór, který převádí stříbro a neušlechtilé kovy na chloridy.

            Chlórováním lze získat zlato o čistotě 99,6 až 99,7 %. Protože je celý pochod poměrně složitý, používá se chlórování dnes jen zřídka.

            Nejpoužívanějším a nejdokonalejším způsobem afinace je afinace elektrolytická. Slitiny s převládajícím obsahem stříbra se elektrolyzují ve dvou stupních. Nejprve se elektrolyticky získá na katodě čisté stříbro a zlato přechází do kalu (viz kapitolu 29. Stříbro). Kal se přetaví a znovu se elektrolyticky rozpouští v druhé vaně; na katodách se pak vylučuje čisté zlato. Jako elektrolytu se používá 7 až 10 % roztoku chloridu zlatitého, okyseleného kyselinou solnou, při teplotě 55 až 65°C, napětí 1,3 až 1,5 V a hustotě proudu 10 až 13 A/dm2. Anodami jsou obdélníkové desky z rafinovaného zlata, katody jsou z vlnitého zlatého plechu. Na nich se sráží zlato v hutné a souvislé vrstvě. Stříbro přechází při rozpouštění anod do kalu jako chlorid.

            Elektrolyt se musí pravidelně vyměňovat. Obsahuje zlato, platinu, platinové kovy a měď, které se anodicky rozpouštějí spolu se zlatem, ale na katodě se nesrážejí. Při regeneraci elektrolytu se vysráží především platina chloridem amonným podle rovnice:

 

H2PtCl6 + 2 NH4Cl = (NH4)2PtCI6 + 2 HCI

 

Z promyté sraženiny chloroplatičitanu se získá žíháním prášková platina (platinová houba).

 

 

NĚKTERÉ NOVÉ VÝROBNí POCHODY

 

1. V Rusku byl vypracován způsob získávání zlata z pražených koncentrátů obsahujících zlato a stříbro, tzv. kelímkovou tavbou, která se podobá technologii používané v prubéřství. Koncentrát se taví se sodou, klejtem a redukční přísadou, přičemž drahé kovy přecházejí do vyredukovaného olova. Pak následuje shánění olova. Ověřovací zkoušky byly provedeny v elektrické peci. Zpracovával se koncentrát s obsahem 600 g Au a 1140 g Ag/1 t. Výtěžky kovů byly 91 až 97 %.

2. Byl vypracován výrobní postup získávání zlata z kyanidových roztoků pomocí iontoměničů, jako náhrada za srážení zlata zinkovým prachem. výhodou této technologie je, že lze zpracovávat roztoky i s vysokými obsahy jiných kovů, např. mědi a niklu, umožní se i selektivní získávání těchto kovů a vzniká velmi čistý produkt.

3. Byla propracována technologie získávání zlata z úletu pražicích pecí.

Úlety se zpracovávají kyanidováním za použití aktivního uhlí pro srážení zlata.

4. Vysokých výtěžků zlata se dosáhne loužením anodových kalů v HCI

za přítomnosti chlóru, s následující extrakcí v kapalině organickými rozpouštědly (např. kyselými roztoky aminů).