Ausgewählte Goldsalze in Wasser: Speziation und Behandlung
Kalium- und Natriumtetrachloroaurat(III) sind spezielle Goldreagenzien, die für industrielle Prozessströme relevant sein können. Ihre Erwähnung hier bedeutet nicht, dass diese Salze in natürlichen Gewässern häufig vorkommen. Diese Seite ergänzt den Überblick über das Element Gold und erläutert, warum die Formel eines Reagenzes, eine gemessene Goldkonzentration und die in einer Wasserprobe vorhandenen Spezies unterschiedliche Dinge sind.
Für weiterführende Informationen zu Chemie, Probenahme und Behandlung siehe Gold in Wasser.
Ausgewählte Goldsalze
| Reagenz | Formel | Quelle |
|---|---|---|
| Kaliumtetrachloroaurat(III) | K[AuCl4] | Produktinformationen des Herstellers |
| Natriumtetrachloroaurat(III)-Dihydrat | Na[AuCl4]·2H2O | Produktspezifikation des Herstellers |
| Kaliumdicyanoaurat(I), auch Kaliumgoldcyanid genannt | K[Au(CN)2] | Produktinformationen des Herstellers; ein wasserlösliches Gold(I)-Salz, das bei der galvanischen Vergoldung verwendet wird. |
Die Tabelle nennt spezifische Produkte, darunter das Natriumsalz mit seinen zwei Molekülen Kristallwasser. Bezeichnungen wie „Gold(III)-chlorid“ oder „Tetrachlorogoldsäure“ können in Produktlisten unterschiedliche Stoffe bezeichnen. Geben Sie die tatsächliche Formel und Hydratform an, statt eine Säure und ein neutrales Salz als austauschbar zu behandeln. Ohne festgelegte Bedingungen sollte kein Zahlenwert für die Löslichkeit angenommen werden.
Löslichkeit in Wasser
Die genannten Produkte Kaliumtetrachloroaurat(III) und Kaliumdicyanoaurat(I) werden als wasserlöslich beschrieben. Aus diesen qualitativen Angaben lassen sich keine Zahlenwerte für die Sättigungsgrenzen ableiten. Für Natriumtetrachloroaurat(III)-Dihydrat gibt Scharlab eine Wasserlöslichkeit von 300 g/L bei 20 °C an. Dieser Wert bezieht sich auf das genannte hydratisierte Salz, nicht auf elementares Gold, und ist keine garantierte Löslichkeit in Abwasser. Prüfen Sie Produktidentität, Temperatur und Zusammensetzung der Lösung, bevor Sie Löslichkeitsdaten für eine Prozessbewertung verwenden.
Kaliumgoldcyanid ist ein akut toxisches, cyanidhaltiges Reagenz. Der Hersteller warnt davor, dass bei Kontakt mit Säuren sehr giftiges Gas freigesetzt wird. Cyanidhaltige Wasserströme erfordern eine fachgerechte Handhabung und Bewertung der Behandlung; die Entfernung von Gold allein belegt nicht, dass auch Cyanid oder andere Schadstoffe entfernt wurden.
Speziation und Angabe von Analysenergebnissen
Aus der Formel eines festen Reagenzes lässt sich nicht ableiten, wie sich die Goldspezies nach seinem Eintrag ins Wasser letztlich verteilen. Die Chloridkonzentration, der pH-Wert, die Redoxbedingungen und andere Liganden in der Prozessmatrix können die vorhandenen Spezies beeinflussen. Die Wahl der Behandlung hängt daher vom Wasserstrom ab, nicht nur vom Namen des ursprünglich eingesetzten Salzes.
Prüfen Sie, ob ein Analysenergebnis in mg/L als Au oder als Masse einer benannten Verbindung angegeben ist. Für die Umrechnung zwischen diesen Angaben sind die korrekte Formel, die Hydratform und gegebenenfalls der analysierte Gehalt des Produkts erforderlich. Unterscheiden Sie außerdem zwischen dem Gesamtgoldgehalt und dem nach der Filtration gemessenen Gold. Diese Ergebnisse können helfen, partikuläres von filtergängigem Gold zu unterscheiden; die Filtration allein identifiziert jedoch keine einzelnen gelösten Spezies.
Überlegungen zur Behandlung
Wenn Gold an abtrennbare Feststoffe gebunden ist, kann eine Feststoffentfernung geprüft werden. Bei Gold in gelösten Komplexen kommen Sorption, Ionenaustausch oder Membranverfahren in Betracht, sofern sie anhand der tatsächlichen Wassermatrix und des angestrebten Trennziels geprüft werden. Eine gemessene Verringerung in einem Wasserstrom sollte zusammen mit dem Gold in abgeschiedenen Feststoffen, verbrauchten Filter- oder Sorptionsmaterialien, im Konzentrat und in anderen Reststoffströmen bewertet werden, um eine Massenbilanz zu erstellen.
Für eine industrielle Bewertung sollten vor dem Vergleich von Behandlungsmöglichkeiten das Reagenz oder Ausgangsmaterial, die Bezugsgröße der Analysenergebnisse und die relevante Wasserchemie festgelegt werden.
Konzentration: mg/L als Au gegenüber mg/L Salz
Das CIAAW-Standardatomgewicht von Gold beträgt 196,96657. Daher entsprechen 1 mmol/L Gold ungefähr 196,967 mg/L als Au. Um eine Konzentration einer Verbindung bekannter Zusammensetzung in mg/L umzurechnen, multiplizieren Sie sie mit der Anzahl der Au-Atome pro Formeleinheit und mit 196,96657 und dividieren Sie anschließend durch die molare Masse der Verbindung in g/mol.
Natriumtetrachloroaurat(III)-Dihydrat hat eine molare Masse von ungefähr 397,80 g/mol. Sein theoretischer Goldmassenanteil beträgt ungefähr 0,4951 beziehungsweise 49,51 %. Somit entsprechen 100 mg/L des reinen Dihydrats bei vollständiger Auflösung ungefähr 49,51 mg/L als Au. Berücksichtigen Sie bei dieser Berechnung beide Moleküle Kristallwasser. Korrigieren Sie den Wert anhand des tatsächlichen analysierten Reagenzgehalts; eine auf Metallbasis angegebene Reinheit ist nicht automatisch der Goldmassenanteil des gesamten Reagenzes.
Entfernung und Aufkonzentrierung zur Rückgewinnung
Bei der Entfernung aus behandeltem Wasser gelangt Gold in einen anderen Stoffstrom, sofern es nicht als gesonderter Stoff zurückgewonnen wird. Bewerten Sie bei der Prüfung von Feststoffabtrennung, Sorption, Ionenaustausch oder Membranverfahren sowohl das behandelte Wasser als auch das abgeschiedene Material. Die Goldkonzentration in einem flüssigen Rückgewinnungsstrom entspricht der darin gesammelten Goldmasse geteilt durch sein Volumen. Mitaufkonzentrierte Liganden und andere Metalle beeinflussen ebenfalls, ob dieser Strom für eine weitere Rückgewinnung geeignet ist.
Als Beispiel für eine Massenbilanz enthalten 1.000 L Zulauf mit 1 mg/L als Au insgesamt 1.000 mg Gold. Gelangen 90 % dieser Masse in 10 L Konzentrat, enthält dieses 900 mg, entsprechend 90 mg/L als Au und einem Aufkonzentrierungsfaktor von 90. Dies ist weder eine prognostizierte Abscheideleistung noch eine prognostizierte Rückgewinnungsausbeute. Die tatsächliche Leistung, Verluste und das erreichbare Konzentratvolumen müssen anhand von repräsentativem Prozesswasser bewertet werden.