Titel: Mac Arthur's und Forrest's Cyanidmethode zur Goldextraction.
Autor: Särnström, C. G.
Fundstelle: 1895, Band 297 (S. 87–89)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj297/ar297025

Mac Arthur's und Forrest's Cyanidmethode zur Goldextraction.

(Nach C. G. Särnström in Teknisk Tidskrift, 1895, 3.)

In Afrika machte man den ersten Versuch mit Mac Arthur's Cyanidprocess im J. 1889 bei Barbarton im De Kaap-Districte; aber da Witwatersrand schnell der hauptsächlichste Golddistrict wurde, verlegte man den ausgedehntesten Betrieb dahin. Die Goldsucher in Südafrika brachten demselben tiefes Misstrauen entgegen, welches erst verschwand, als die neue Gesellschaft African Gold Recovering Co. anfing, Abfälle von anderen Werken, „Tailings“, aufzukaufen, und darauf eine gewinnbringende Golderzeugung begründete. Von da an beurtheilten auch die älteren Gesellschaften den Cyanidprocess günstiger. Derselbe geht davon aus, das im Erze enthaltene metallische Gold mittels einer verdünnten Lösung von Cyankalium in KAuCy2 umzusetzen und aus derselben das Gold mittels metallischen Zinkes auszufällen.

So einfach dieser Process anscheinend ist, so ist er doch mit verschiedenen Schwächen behaftet, die ihn in zahlreichen Fällen weniger passend hinstellen zufolge der geringen Haltbarkeit des Lösungsmittels und der Unmöglichkeit, das Cyankalium aus den zinkischen Niederschlägen wieder zu regeneriren; er eignet sich nur für solche Erze, die folgende Bedingungen erfüllen:

1) Das Gold muss in fein zertheiltem Zustande vorkommen, mag man Erze, Schliche oder Abfälle verarbeiten; gröbere Körner werden vom Cyankali nur sehr langsam gelöst.

2) Das Material darf solche Stoffe nicht enthalten, welche KCy absorbiren, wie Kupferverbindungen und Silbererze, Oxydationsproducte von Kiesen, d.h. Eisensulfat, freie Schwefelsäure u.s.w.

3) Das Material muss vor allen Dingen leicht auslaugbar und waschbar sein, also eine passende Korngrösse oder Feine besitzen; Erze, welche beim Zerkleinern in Staub überzugehen pflegen, sind nicht geeignet für den Process, weil sie im Lösungsgefäss teigig werden und weder die lösende Flüssigkeit, noch das Waschwasser durchlassen, – Zeitaufwand und Verbrauch an Cyankalium werden dadurch unvortheilhaft vergrössert.

Die südafrikanischen Golderze entsprechen diesen Bedingungen in ganz ungewöhnlichem Umfange und der Mac Arthur-Process ist in Folge dessen vorzüglich zu ihrer Zugutemachung geeignet.

Was die Lösung des Goldes angeht, so scheint aus Faraday's eben aufgeführten Wahrnehmungen hervorzugehen, dass der Sauerstoff der Luft dabei eine gewisse Rolle spielen mag oder dieselbe wenigstens erleichtert; in diesem Falle würde sich der chemische Verlauf durch die Formel ausdrücken lassen:

2Au + 4KCy + O + H2O = 2KAuCy2 + 2KOH,

die auch für Silber gilt, während Kupfer, Blei, Eisen und Zink in einer Lösung von Cyankalium auf Kosten des Sauerstoffes des Wassers, somit unter Wasserstoffgasentwickelung gelöst werden. Mac Arthur und Janin behaupten indessen, dass die Lösung des Goldes nach der Formel vor sich geht:

Au + 2KCy + H2O = KAuCy2 + KOH + H.

Mag dies sein, wie ihm wolle, unter normalen Verhältnissen würden 130 Gewichtstheile KCy 196 Theilen Gold entsprechen, oder 2 Theile KCy würden 3 Theile Gold lösen können. Thatsächlich aber werden nicht weniger als 40 und noch mehr Gewichtstheile KCy auf 1 Gewichtstheil Au erfordert. Grund dieses unerhört grossen Verbrauchs ist in der leichten Zersetzbarkeit des Cyankaliums gelegen und in dem Einflüsse der verschiedenen fremden Stoffe in den Erzen: es wird zum Theil schon bei der Auflösung im Vorrathsgefässe durch die Einwirkung von Luft und Licht und durch die Unreinigkeiten des Wassers zersetzt. Es ist eine bekannte Sache, dass Cyankalium an der Luft Blausäure entwickelt unter Aufnahme von Wasser und Kohlensäure, der Formel entsprechend:

KCy + H2O = KOH + HCy

und 2KCy + CO2 + H2O = K2CO3 + 2HCy,

und wahrscheinlich enthält eine Cyankaliumlösung wenigstens theilweise KCy und freies KOH in Folge der geringen Affinität des HCy zu Alkalien, woraus sich die leichte Zersetzung der Lösung und der starke Geruch nach Blausäure in ihrer Nähe erklärt. Ausserdem wird das Cyankalium vom Sauerstoff der Luft zu Kaliumcyanat oxydirt, |88| welches allmählich in Kaliumbicarbonat und Ammoniak sich umsetzt, wie aus folgender Formel hervorgeht:

KCN + O = KCNO und KCNO + 2H2O = KHCO3 + NH3.

Schwefelkieshaltige Erze, längere Zeit der Einwirkung von Atmosphärilien ausgesetzt, enthalten in Folge der Oxydation sowohl Eisensulfat, wie freie Schwefelsäure, die beide auf KCy zerlegend einwirken. Mit Ferrosulfat bildet KCy unter Beihilfe des Luftsauerstoffes Fe7Cy18 – Berlinerblau –, Fe2(OH)6 und Kaliumsulfat, und mit Ferrisulfat werden Eisenoxydhydrat, Kaliumsulfat und Cyanwasserstoff gebildet:

Fe2(SO4)3 + 6KCy + 6H2O = Fe2(OH)6 + 6HCy + 3K2SO4.

Ausgefälltes Eisenoxyd wirkt auch auf KCy unter Bildung von Kaliumeisencyanür:

Fe(OH)2 + KCy = K4FeCy6 + 2KOH.

Hat dagegen der Kies Veränderung nicht erlitten, so wirkt er nur unbedeutend zerlegend auf Cyankalium; ebenso verhält es sich mit Bleiglanz, Zinkblende, Hämatit und Limonit führenden Golderzen. Grosse Schwierigkeiten erwachsen dagegen aus einem 2 bis 3 Proc. übersteigenden Kupfergehalte, mag er als Kies oder in anderer Form vorkommen, weil er durch KCy gelöst wird und den Verbrauch daran erheblich vergrössert, so dass man stärkere Lösung als ¼procentige nicht benutzen soll. Das Gleiche ist der Fall mit Silber, soweit es nicht als Schwefelsilber vorkommt, welches in KCy unlöslich ist.

Der Verlust an Cyankalium kann wesentlich verkleinert werden durch möglichste Beseitigung der vorhandenen Verlustquellen; dazu sind wirksam: die Anwendung reinen Cyankaliums und reinen Wassers, zweckmässige Vorbereitung der Erze (passende Korngrösse, Waschen mit Alkali oder Kalkwasser vor der Auslaugung mit Cyankalium u.s.w.) und Abschluss von Luft.

Das Auslaugen von Erzen oder Abfall geschieht in grossen, zirkelrunden Holzbottichen, die bis zu 400 t fassen; dieselben sind mit falschen Böden versehen, über denen Kokosmatten und eine Schicht groben Sandes als Filter ausgebreitet sind; die filtrirte Lauge wird am Boden des Gefässes abgezapft.

Man übergiesst zuerst mit starker Lauge, die 0,6 bis 0,8 Proc. KCy enthält, lässt dieselbe 12 Stunden lang auf dem Erze stehen und lässt alsdann neue Lösung gleicher Stärke zulaufen, die je nach dem Goldgehalte 6 bis 12 Stunden wirken muss. 1 t Erz erfordert in der Regel ½ t Lösung vorher genannter Stärke; nachdem diese abgelassen, wird eine schwächere, 0,2- bis 0,4procentige, zugelassen, welche 8 bis 10 Stunden wirken muss; diese letztere besteht aus der stärkeren Abfallauge nach erfolgter Ausfällung des Goldes mit Zink, von welchem ebenfalls etwa ½ t gebraucht wird. Zuletzt wäscht man das Erz mit reinem Wasser aus, leert den Bottich und besetzt ihn wieder mit einer neuen Charge. Der Verbrauch an Cyankalium beläuft sich auf 1,25 bis 1,50 k für 1 t Erz, bis auf 2 k bei Erzen geringerer Qualität.

Hat man mit guten Erzen zu thun, so lässt man dieselbe Lauge durch mehrere Extractionsbottiche nach einander gehen; sie reichert sich dadurch mit Gold mehr an und wird ärmer an Cyankalium – Erfolg: verminderter Aufwand daran. Die nöthige Cyankaliumlösung wird in besonderen Behältern in Vorrath fertig gestellt unter Zusatz von concentrirter Lösung zu sogen. Abfallauge oder Waschwasser bis zur erforderlichen Haltigkeit; an manchen Stellen setzt man auch KCy in fester Form direct in die Laugapparate zu.

Die sonst gewöhnlichen Fällungsmittel sind für die Ausfällung von Gold aus Cyankaliumlösung nicht verwendbar; man benutzt dazu fast ausschliesslich Zinkspäne mit, frischer Oberfläche. Die Reaction erfolgt nach der Formel:

2KAuCy2 + Zn = K2ZnCy4 + 2 Au;

danach sollten 65,1 Gewichtstheile Zn 393,4 Gewichtstheile Au oder 1 Zn 6 Au ausfällen. In praxi wird nicht weniger als 14mal soviel Zn als Gold, d.h. 84mal mehr als die chemische Formel ergibt, gebraucht, wenn man absieht von den dabei eintretenden Nebenreactionen.

Weil das Gold sich in Pulverform auf dem Zink niederschlägt, zerlegt sich durch galvanische Wirkung Wasser; das Zink oxydirt sich unter Entwickelung von Wasserstoffgas nach Formel:

Zn + 2H2O = Zn(OH)2 + 2H;

es wird aber nicht allein Gold ausgefällt, und dieses nicht allein veranlasst die genannten Nebenreactionen, sondern auch As, Sb, Ag und Cu spielen dieselbe Rolle.

Durch die Einwirkung des Zinkoxydhydrats auf das überschüssige Cyankalium entsteht Kaliumzinkcyanid und Kalihydrat in folgender Weise:

Zn(OH)2 + 4KCy = K2ZnCy4 + 2KOH;

das hierbei wie bei mehreren vorhergehenden Veranlassungen gebildete kaustische Alkali löst neuerlich Zink unter Wasserstoffgasentwickelung und Bildung einer Zinkalkaliverbindung nach Formel:

Zn + 2KOH = Zn(OK)2 + 2H,

welche wieder auf die KCy-Lösung wie folgt wirkt:

Zn(KO)2 + 4KCy + 2H2O = K2ZnCy4 + 4KOH

Kaliumzinkcyanid löst kein Gold und da bis jetzt eine Regenerirung des Cyankaliums aus dieser Verbindung noch nicht gelungen ist, so ist dieses für den Process verloren.

Starke und schwache Goldlösungen gehen durch verschiedene Systeme von Fällgefässen, und die Endlaugen werden ebenso in getrennte „Behälter“ aufgesammelt, von wo aus die cyanhaltigen nach den Vorrathsgefässen oder direct in die Auslaugebottiche zurückgepumpt werden, während man die erschöpften Laugen weglaufen lässt.

Durch die angeführten Reactionen wird in den Fällgefässen viel Cyankalium verloren und die Lösung verlässt dieselben viel ärmer daran, als sie dahin gelangte. Der Goldschlamm enthält ausser Gold und Silber erhebliche Mengen Pb, Zn, Cu, Sb und As. Zur Decomponirung der Cyanverbindungen und zur Oxydirung der unedlen Metalle wird der Schlamm geröstet und in Tiegeln ausgeschmolzen. – Die Gesammtkosten des Cyanidprocesses belaufen sich auf 4 bis 8 Shilling für 1 t; davon entfallen 2 bis 2,5 Shilling auf Chemikalien.

Zink als Fällungsmittel veranlasst somit verschiedene Ungelegenheiten einerseits durch die Bildung von Kaliumzinkcyanid, welches weiter unverwendbar bleibt, fortgeschafft und unschädlich gemacht werden muss – eine üble Arbeit wegen der Entwickelung giftiger Gase – andererseits aber auch, weil das Zink in Form von Dreh- und Bohrspänen mit frischen Oberflächen zur Verwendung kommen muss. um dieser Uebelstände ledig zu werden, hat man andere Fällungsmethoden anzuwenden versucht – bis jetzt keine mit durchschlagendem Erfolg. Man versuchte unter anderen Molloy's Fällverfahren mit Natriumamalgam; |89| die Scheideanstalt zu Frankfurt a. M. empfahl zur Mac Arthur-Methode Aluminium an Stelle von Zink, und Siemens und Halske fällen mittels Elektrolyse das Gold aus der Cyankaliumlösung.

Molloy stellt das Natriumamalgam mittels elektrischen Stromes her, den er in Quecksilber eintreten lässt, welches auf dem Boden des Fällgefässes sich befindet und in welchem ein Cylinder oder ein anderes isolirtes Gefäss so eingestellt ist, dass es mit dem unteren offenen Ende im Quecksilber steht. Dieses Gefäss ist mit Sodalösung gefüllt, in welche mittels Bleianode der Strom eingeführt wird. Dabei soll der elektrische Strom Natrium abscheiden, welches vom Quecksilber aufgenommen wird und auf die Goldlösung wirkt. Resultate, mit diesem Verfahren erhalten, wurden bisher nicht bekannt.

Verwendet man Aluminium als Fällmittel von Gold aus Cyankaliumlösung, so fallen die aus der Benutzung von Zink entspringenden Unbequemlichkeiten und Nachtheile weg und das Cyankalium wird wiedergewonnen.

Allerdings ist Aluminium als Metall 12mal theurer als Zink, aber der Preisunterschied wird reichlich ausgeglichen durch die erheblich grössere Ausbeute an Gold, welche ein Gewichtstheil AI mehr ausfällt als Zn; immer aber liegt der grösste Vortheil in der Möglichkeit einer vollständigen Regenerirung des Cyankaliums nicht allein beim Cyangold, sondern auch bei den übrigen Cyanmetallverbindungen, unter Ausscheidung von Thonerdehydrat: 6AuKCy2 + 6KOH + 2Al = 6Au + 12KCy + Al2(OH)6. Man erzielt in Folge dessen damit einen reineren Goldniederschlag, der unter geringeren Verlusten weiter behandelt werden kann, wenn auch das voluminöse Thonerdehydrat gewisse Unbequemlichkeiten bereitet. Die mitfolgende Thonerde verschlackt beim Einschmelzen leicht, während Cyanzink und metallisches Zink dabei in Verlust gehen.

Nach Siemens und Halske's Verfahren wird das Gold elektrisch ausgefällt, dazu werden die Anoden aus Eisenblech, die Kathoden aus Bleiblech hergestellt. Die Spannung ist 10 Volt. Das Gold u.s.w. fällt auf dem Bleibleche aus, während sich Eisencyanürcyanid (Berlinerblau) Fe7(CN)18 bei der Anode bildet; wenn diese mit einem Ueberzug versehen wird, soll man den Niederschlag von Eisencyanürcyanid bei der Anode sammeln können, anderenfalls verbreitet er sich flockig durch die Lösung. Die Möglichkeit, Cyankalium daraus wieder zu gewinnen, verbunden mit dem Vortheile einer zinkfreien Lösung, kann das Verfahren empfehlen, selbst wenn es weniger ökonomisch vortheilhaft sich herausstellen sollte.

Zum Cyanidverfahren kann man auch Hannay's Vorschlag einbeziehen, auch wenn sein sogen. allgemeiner Goldextractionsprocess noch weniger erprobt wurde.

MacArthur's Methode ist, wie oben gesagt, nicht bei allen Golderzen anwendbar; auch das Amalgamverfahren eignet sich nicht für alle, weil das Quecksilber dabei in Pulverform übergeht und in diesem Zustande kein Gold mehr aufnimmt. Hannay's Goldextractionsprocess ist gleichzeitig ein Amalgamirungs- und ein elektrolytischer Process, bei dem Cyankalium die Rolle des Elektrolyts spielt. Er wird in einem runden Bottich zur Ausführung gebracht, in welchem das Quecksilber als Kathode wirkt und der Strom durch eine an der Umwandung des Gefässes angebrachte ringförmige Anode aus Graphit, mit einem Bindemittel hergestellt, eingeführt wird; letzterer berührt das Quecksilber nicht. In der Mitte des Bottichs ist ein Rührwerk angebracht, durch welches das Gold in lebhaften Contact mit dem Quecksilber gebracht wird; dadurch wird das gröbere, wie das feinvertheilte Gold gleichzeitig aufgenommen; das feinere löst das Cyankalium auf und fällt der elektrische Strom auf der Kathode wieder aus, welche vom Quecksilber vertreten wird.

Dies Verfahren besitzt anscheinend grosse Aehnlichkeit mit dem oben angeführten von Molloy, ist aber wohl mit nicht unwesentlichen Schwächen behaftet.

Dr. Leo.

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