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Gewinnung von Edelmetallen durch Amalgamierung Die Erfindung bezieht
sich auf die Gewinnung von Gold, Silber und Metallen der Platingruppe, die nachstehend
kurz als Platin bezeichnet werden sollen, durch Amalgatnierungsverfahren.
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Die Erfindung ist auf sulfidische und oxydische Platinerze sowie auf
leicht reduzierbare und schwer schmelzbare Golderze anwendbar. Sie gestattet die
Gewinnung der Metalle unmittelbar aus ihren Erzen ohne vorherige Konzentration,
obwohl sie auch auf Konzentrate anwendbar ist.
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Gemäß der Erfindung wird das zerkleinerte Erz oder sonstige Gut mit
Gehalt an Edeltnetallen mit Zinkamalgam oder Zinnamalgam in Gegenwart eines Aktivators
in Berührung gebracht, wodurch das Edelmetall amalgamiert und von dem Amalgam zurückgehalten
wird. Zinnamalgam liefert in vielen Fällen gute Ergebnisse, da aber Zinkarnalgam
mindestens ebenso gute Ergebnisse liefert und dabei billiger und leichter regenerierbar
ist, ist seine Anwendung vorzuziehen. Das Amalgam wird vorzugsweise auf eine Eisen-
oder Nickeloberfläche gebracht.
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An sich ist Zinkamalgam oder Zinnamalgam ziemlich inaktiv gegen Platin
und viele schwer schmelzbare Goldvorkommen. Der hier verwendete Ausdruck Aktivator
bezeichnet einen in Lösung oder Suspension befindlichen Stoff, der eine starke Amalgamierungswirkung
des Zink- oder Zinnamalgams auf das zu gewinnende Metall veranlaßt. .
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Die Untersuchung hat ergeben, daß zwischen dem Aktivator, den Erzbestandteilen
und den Bestandteilen des Amalgams höchst komplizierte Reaktionen eintreten und
daß diese Reaktionen bei verschiedenen Aktivatoren und verschiedenen Erzen verschieden
sind. Im allgemeinen scheint aber die Wirkung des Aktivators folgende zu sein.
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a) Die Oberfläche der metallischen oder mineralischen Teilchen wird
glänzend gemacht, indem alle unansehnlichen Überzüge, z. B. Oxyd, Sulfid, Arsen,
Antimon oder adsorbierter Sa,- -rstoff, beseitigt werden.
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b) Bei Metallen oder Mineralen der Platingruppe wird die Oxydation
oder Adsorption von Sauerstoff verhindert und so das Überziehen oder die Benetzung
der Teilchen durch das Amalgam befördert.
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Ein Aktivator, der sich als allgemein verwendbar erwiesen hat, ist
eine wäßrige Lösung eines chlorwasserstoffsauren Merkurisalzes von Zinkchlorid,
Chlorwasserstoffsäure und freiem Chlor. Das chlorwasserstoffsaure Merkurisalz kann
Merkuritr ichlorid (H Hg Cl,), Merkuritetrachlorid (HZ Hg Cl,,) oder Merkuripentachlorid
(H Hg2 Ch) oder irgendeine Kombination dieserVerbindungen sein. Im allgemeinenwerden
noch bessere Ergebnisse erzielt, wenn ein
Alkalichlorid, z. B. Natriumchlorid,
anwesend ist. Dieses scheint nicht unmittelbar . als Aktivator zu wirken, sondern
eher als Katalysator, der die Merkuri- und Zinksalze vereinigt, wobei das entstehende
Doppelsalz ein besserer Aktivatorbestandteil ist als die einzelnen Salze.
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Es hat sich ergeben, daß dieser Aktivator in Verbindung mit Platinerzen
und mit Golderzen, sowohl leicht reduzierbaren als schwer schmelzbaren, gut wirkt.
Der Aktivator kann vorher hergestellt werden, indem man die einzelnen Bestandteile
in Wasser löst, und dieser Weg ist vorzuziehen, wenn man einzelne Erzmengen behandelt.
Es -ist aber genügend, in die Lösung anfänglich irgendeinen der Bestandteile hineinzubringen
und die Bildung der anderen der Zeit zu überlassen, da sie natürlich eintritt, wenn
die Lösung mit dem Amalgam in Berührung gebracht wird.
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Beispielsweise enthält die Chlorwasserstoffsäure des Handels freies
Chlor, und infolgedessen liefert .ihre Lösung in Wasser zugleich die Chlorwasserstoffsäure
und das Chlor. Diese reagieren mit dem Quecksilber und Zink des Amalgams und bilden
die erwähnten Merkuri- und Zinksalze.
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In ähnlicher Weise wird eine Lösung von Zinkchlorid oder chlorwasserstoffsauren
Merkurisalzen beim Lösen in Wasser dissoziiert und liefert Chlorwasserstoffsäure
und freies . Chlor, die wiederum mit den Metallen :des Amalgams reagieren und so
die Normallösung bilden.
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Infolgedessen wird zweckmäßig -so vorgegangen, daß man die Flüssigkeit
umlaufen läßt und dabei von Zeit zu Zeit Aktivator bildende Stoffe zusetzt und dann
die so gebildete Aktivatorlösung verwendet.
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Die bevorzugte Ausführungsform -des Verfahrens besteht demnach darin,
daß man das Erz auf weniger .als etwa Zoo Maschen auf den Zoll in einer Lösung zerkleinert,
die schon durch,das Verfahren hindurchgegangen a ist und chlorwasserstoffsaure Merkurisalze,
Zinkchlorid, Chlor und Natriumchlorid enthält.
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Darauf wird eine geringe Menge Chlorwasserstoffsäure zu dem Brei zugesetzt,
und der angesäuerte Brei wird dann über eine Eisen- oder Nickeloberfläche geleitet,
die mit Zinkamalgam überzogen ist, durch das das Edelmetall festgehalten wird. Gleichzeitig
reagiert die Chlorwasserstoffsäure mit dem Zinkamalgam und bildet eine weitere Menge
von Merkuri- und Zinksalzen, die in Lösung gehen. ' Nach dem Verlassen der amalgamierten
Oberfläche werden die festen und flüssigen Bestandteile des Breis getrennt, z. B.
durch Absitzen, und der feste Bestandteil, der noch etwas Lösung enthält, wird beseitigt.
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Die geklärte Lösung wird durch eine elektrolytische Zelle geleitet,
in der ein Teil des .in der Lösung enthaltenen Zinks und Oueeksilbers auf der Kathode
niedergeschlagen wird. Die so niedergeschlagene Menge entspricht annähernd derjenigen,
die sich beim überleiten des Breis über die amalgamierte °Oberfläche gelöst.hat.
Man hält so die Stärke der Lösung konstant und verhindert ein Anwachsen der Menge
der Zink- und Quecksilbersalze bis zu einer unzulässigen Konzentration.
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Das so wiedergewonnene metallische Zink und Quecksilber kann zur Wiederherstellung
der amalgamierten Oberfläche benutzt werden. Natriumehlorid kann in der elektrolytischen
Zelle zersetzt werden, das Natrium verbindet sich aber sofort wieder mit dem anwesenden
Chlor.
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Das bei der Elektrolyse in Freiheit -gesetzte Chlor löst sich in der
Flüssigkeit: Letztere wird nunmehr zurückgeleitet, um darin weitere Mengen von Erz
oder Metall führenden Stoffen zu zerkleinern, und durchläuft dann nochmals denselben
Kreislauf, wobei in dem erforderlichen Maße Wasser zugesetzt wird, um den Verlust
beim Entfernen der festen Rückstände auszugleichen. .Das aus der elektrolytischen
Zelle in Lösung abgeführte Chlor wirkt als Aktivatorbestandteil, wenn -der Brei
das .nächste Mal über die -amalgamierte Oberfläche geführt -wird, und verbindet
sich hierbei mit Zink und Ouecksilber, von denen es .beim .nächsten Durch--gäng
durch die elektrolytische Zelle wieder .getrennt wird.
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Das Verfahren kann mit einer Lösung von Zinkchlorid, Merkuriehlorid
und Chlorwasserstoffsäure mit oder ohne Chlor und Natriumchlorid eingeleitet werden.
Später würde es nur nötig sein, Wasser hinzuzufügen, um die erforderliche Menge
zu -ergänzen, und so viel Chlorwasserstoffsäure, als man braucht, um die Lösung
auf normaler Stärke zu erhalten.
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Eine Lösung -von der Stärke; die sich als zweckmäßig erwiesen hat,
besteht aus
| Gew.-Proz. |
| Chlorwasserstoffsäure . . . . . . . . . . . i,0 |
| 'Zinkchlorid .................... 0,25 |
| -Chlor ...-.... .... .. 0,025 |
| Chlorwasserstoffsaures Merkurisalz o,oo5 |
| Natriumehlorid ................. 0,25. |
Diese Mengenverhältnisse können erheblich abgeändert werden. Bei Golderzen kann
die Säuremenge so groß sein, daß die Lösung annähernd neutral ist, -wenn sie die
amülgamierte
Oberfläche ver läßt. Bei allen Platinerzen muß aber
eine größere Säuremenge benutzt werden.
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Das Amalgam wird von Zeit zu Zeit von der amalgamierten Oberfläche
abgekratzt und in Retorten erhitzt, um das Zink und Quecksilber abzutreiben, die
kondensiert und zwecks weiterer Verwendung wiedergewonnen werden können.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Erz und die Aktivatorlösung
verhältnismäßig lange miteinander in Berührung zu lassen, ehe der Brei über das
Amalgam geleitet wird. Bei Golderzen sind im allgemeinen 5 Minuten eine geeignete
Zeit für die vorherige Mischung des Erzes mit der Aktivatorlösung. Bei Platinerzen
werden dagegen gewöhnlich 30 Minuten bis zu einer Stunde gebraucht. Nach
dieser Mischung tritt die eigentliche Atnalgamierung schnell ein in einer Zeit,
die etwa zwischen 15 und 6o Sekunden liegt.
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Bei Erzen, die Gold oder Platin in metallischer Form enthalten, findet
die Amalgamierung auf dem Metall selbst statt, nachdem dessen Oberfläche durch die
Aktivatorlösung gereinigt worden ist. Bei Erzen, die Platin in Verbindung enthalten,
z. B. Sperrylit, scheint die Wirkung darin zu bestehen, daß die Oberfläche des Mineralteilchens
durch die Aktivatorlösung zersetzt wird, wobei Platin in Lösung geht. Dieses wird
durch das anwesende Zink ausgefällt und bildet Zinkplatinamalgam, so daß das Teilchen
durch das Amalgam benetzt und davon absorbiert wird.
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Kolloide haben die Neigung, die Amalgamierung der metallischen oder
Metall führenden Teilchen zu verhindern, so rein und glänzend auch die metallischen
Flächen sein mögen. Diese Schwierigkeit wird durch die Gegenwart des Zinkchlorids
überwunden. In manchen Fällen wird auch Essigsäure zugesetzt, z. B. wenn Ferrihydroxyd
anwesend ist, um die Amalgamierung dadurch zu befördern, daß die Bildung eines Überzugs
von Hydroxydgel in den Zwischenräumen des Amalgams verhindert wird.
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Gewisse Grundmetalle, die in dem Erz vorhanden sind, z. B. Nickel,
Kupfer und Eisen, werden mit den Edelmetallen zusammen amalgamiert. Sie können entfernt
werden, indem man das Produkt der Erhitzung des Amalgams in der Retorte mit Säure
behandelt, die diese Metalle löst und die Edelmetalle ungelöst zurückläßt.
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Arsen und Antimon werden in der Regel durch das Amalgamierungsverfahren
nicht ausgezogen, sondern verbleiben im Erz und können gewünschtenfalls daraus durch
eine weitere Behandlung gewonnen werden. Im Fall des Sperrylits indessen verursacht
die Behandlung eine oberflächliche Veränderung der Körnchen, so daß sie in das Amalgam
eintreten; aber der Körper des Körnchens bleibt unverändert, so daß in diesem Fall
der größte Teil des Arsens in dem Amalgam erscheint, aus dem es beim Erhitzen in
der Retorte abgetrieben wird.
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Bei einigen bekannten Verfahren, Edelmetalle aus ihren Erzen -durch
Amalgamieren mittels Zinkamalgam zu gewinnen, hat man bereits die Anwendung von
Salzsäurelösung zur Unterstützung der Amalgamierung vorgeschlagen. Die Salzsäurelösung
wird dabei nur einmalig zur Behandlung der Erze verwendet und soll aus dem Zinkamalgam
genügend Zink herauslösen und dadurch geniigendWasserstoff freimachen, um durch
letzteren die der Amalgamierung abträglichen Häutchen des Erzes mechanisch zu zerreißen.
Diese bekannten Verfahren lassen aber die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden
Erkenntnisse und ihre Nutzanwendungen gänzlich vermissen.
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Nachstehend werden einige Beispiele der Anwendung der Erfindung auf
verschiedene Erze gegeben.
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I. Das Erz war das bekannte pyritische Golderz vom Witwatersrand und
hatte einen Gehalt von 4,2 dwts auf die Tonne (6,53 g auf 1 o16 kg).
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Dieses Erz wurde gepulvert und mit einer Lösung behandelt, die durch
Lösung folgender Stoffe in Wasser hergestellt war:
| Gew.-Proz. |
| Chlorwasserstoffsäure ..... o,5 |
| Zinkchlorid ............ 0,25 |
| Merkurichlorid .......... 0,002 |
| N atriumchlorid . . . . . . . . . . o,1 |
| Chlor ........... ...... o,oo6. |
Der so erhaltene Brei wurde 5 Minuten durchgerührt, um eine innige Berührung zwischen
dem Erz und der Lösung zu sichern. und dann über eine amalgamierte Eisenplatte von
12 Fuß (3,65 m) Länge geleitet. Dann wurde filtriert und die klare Lösung auf Gold
untersucht, wobei sich ergab, daß sie nur eine Spur enthielt. Der feste Rückstand
hatte einen Gehalt von 0,2 dwt auf die Tonne (o,31 g auf 1 o16 kg), so daß 95,23
°/o gewonnen worden waren. II. In diesem Fall wurde der Versuch mit einem Golderz
aus dem auslaufenden Gang des Bergwerks County Down, Bezirk Leydsdorp (Transvaal),
angestellt. Dieses Erz enthält Kupferfahlerz, Antimon und Arsen.
Das
Erz enthält etwa 18 dwts Gold auf die Tonne (27,99 g auf i o16 kg), ist aber wegen
seiner Schwerschmelzbarkeit niemals mit Erfolg verarbeitet worden. .
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Die Aktivatorlösung wurde in diesem Fall hergestellt, indem folgende
Stoffe und Mengen in Wassergelöst wurden:
| Gew.-Proz. |
| Chlorwasserstoffsäure ..... 1,o |
| Zinkchlorid .......... o,25 |
| Merkurichlorid . . . . . . . . . . o,oo2 |
| Natriumchlorid . . . . . . . . . . o, i |
| Chlor .................. o,oo6. |
Die Behandlungs- und Untersuchungsinethodenwaren dieselben wie beim Beispiel I,
und das Ergebnis war eine Gewinnung von 96°o des Goldes.
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III. In diesem Fall stammte das Erz von dem Hauptgang des erwähnten
Bergwerks County Down. Dieser Gang enthält Arsen und Antimon, aber wenig Kupfer.
Die Aktivatorlösung wurde hergestellt aus
| Gew.-Proz. |
| Chlorwasserstoffsäure ..... 1,75 |
| Zinkchlorid .......... o,5 |
| Merkurichlorid . . . . . . . . . . 0,003 |
| Natriumchlorid .......... 0,25 |
| Chlor .................. 0,025. |
Durch dieselbe Behandlung wie nach Beispiel I wurden 89°o des Goldes gewonnen. IV.
Ein sulfidisches Platinerz aus dem Bergwerk Eerstgeluk, Bezirk Lydenburg (Transvaal),
mit einem Gehalt von 6,6 dwts (1o,26 g auf 1 o16 kg) Platinmetalle auf die Tonne
wurde mit einer Lösung folgender Zusaminensetzung behandelt:
| G ew.-Proz. |
| Chlorwasserstoffsäure ..... i,o |
| Zinkchlorid .......... 0,25 |
| Merkurichlorid . . . . . . . . . . 0,005 |
| Natriumchlorid .......... 0,25. |
Nach einstündigem kräftigen Umrühren des fein zerkleinerten Erzes mit der Lösung
wurde der entstandene Brei über eine mit Zinkamalgam amalgamierte Eisenplatte fließen
gelassen. Der Gehalt des Rückstandes betrug im Durchschnitt mehrerer Proben 1,55
entsprechend einer Gewinnung von 76,59o des Platins. In der Lösung erschienen schwache
Spuren von Platin.
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Die in einem der Versuche mit dem Rückstand extrahierten Platinmetalle
wurden wiedergewonnen und betrugen 9,o6Milligramni aus iooo g Erz. Dies entspricht
einer Wiedergewinnung von 5,25 dwts auf die Tonne (8,16 g auf I o 16 kg),
was mit der vorher angegebenen Zahl genügend übereinstimmt.
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Bei einem anderen Versuch mit demselben Erz. aber unter Zuffgung einer
kleinen Menge freien Chlors zur Lösung wurden 78°0 extrahiert. V. Ein oxydiertes
Platinerz aus dem Bezirk Rustenburg (Transvaal) mit einem Gehalt von 6,q. dwts auf
die Tonne (9,95g auf 1 o16 kg) wurde wie nach Beispiel IV, aber ohne Zusatz von
Natriumchlorid behandelt und ergab einen Rückstand mit einem Gehalt von i,2 dwts
auf die Tonne (1,86 g auf 1 o16 kg) entsprechend einer Extraktion von Silo.