Elektrolizom do zlata

Elektrolitička rafinacija je pojam koji označava jedan od najpoznatijih postupaka za dobivanje zlata.

Ako pričamo o zlatu, odnosno recikliranju zlata, tada moramo znati neke osnove u vezi elektrolize, načinu kako da se izdvoji zlato od ostalih metala. Najčišće ćemo dobiti zlato uz pomoć elektrolize 'Wohlwillovim' postupkom. Jednostavne elektrolitičke ćelije su staklene ili porculanske posude, u kojima su uronjene anode, koje su od onečišćenog zlata finoće najmanje 950 i katode od valjanog zlatnog lima finoće 999,9.

Posuda se napuni otopinom elektrolita koja u litri sadrži 50-100 g zlata u obliku iona (AuCl4) i isto toliko solne kiseline. Prilikom procesa potrebno je temperaturu elektrolita održavati na 60-70C. Zlato sa 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 kiselina igra važnu ulogu pri otapanju anode. Ukoliko otopina elektrolita ne bi bila zakiseljena, na anodi bi se izdvajao klor i postupak izdvajanja zlata ne bi valjao.

Strujni potencijal između elektroda iznosi do 2V, a gustoća struje do 1900 A/m2. Ovako velikom gustoćom struje sprečava se velika količina nakupina zlata 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 visoko koncentrirane otopine zlatnog (III) klorida ili se elektrolit potpuno zamijeni. Zamjena elektrolita primjenjuje se kada zlato sadrži platinske metale, a elektroliza se provodi do te mjere dok koncentracija 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 izradu novih katoda i vraća ponovo u proces.

Elektrolitički rafinirano zlato ima vrlo veliku čistoću (prosječan je udio zlata 99,95-99,98%). Pomoću ovog se postupka, 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 zlato 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.