Złoto wydobyte z ziemi nie jest od razu czystym kruszcem. Zawiera srebro, miedź oraz inne domieszki, dlatego trafia do rafinerii, gdzie poddaje się je procesom chemicznym i elektrolitycznym. Celem jest uzyskanie metalu o czystości 999,9, typowej dla złota inwestycyjnego.
Dlaczego złoto wymaga rafinacji?
W naturze złoto występuje jako metal rodzimy, ale najczęściej jest związane z innymi minerałami albo tworzy stopy, przede wszystkim ze srebrem. W surowcu kopalnianym mogą znajdować się także miedź, ołów, cynk i pozostałości skały. Pierwszym etapem jest więc przetworzenie rudy i uzyskanie materiału, w którym złoto jest już skoncentrowane, lecz nadal nie ma wymaganej czystości.
Rafinacja oznacza oddzielenie złota od pozostałych składników stopu. Nie jest tym samym co wydobycie. Wydobycie dostarcza rudę, natomiast rafineria usuwa z niej niepożądane metale i przygotowuje kruszec do dalszego wykorzystania. W ten sposób powstaje złoto o określonej próbie, możliwe do zastosowania w przemyśle, jubilerstwie lub produkcji sztabek.
Czym różni się ruda od złota inwestycyjnego?
Ruda jest mieszaniną minerałów i skały, w której złoto może stanowić niewielką część masy. Po kruszeniu, mieleniu i procesach wzbogacania otrzymuje się koncentrat lub stop zawierający głównie złoto i srebro. Taki materiał nadal wymaga rafinacji, ponieważ jego skład nie jest wystarczająco jednorodny.
Złoto inwestycyjne musi spełniać wymagania dotyczące czystości, masy i oznaczeń. W obrocie profesjonalnym często spotyka się próbę 999,9, czyli 99,99% złota. Standardy rynku hurtowego, w tym wymagania związane z listą LBMA Good Delivery, pomagają ujednolicić jakość sztabek i ułatwiają ich przyjmowanie bez każdorazowego ponownego badania składu. Rafineria oczyszcza metal, a mennica lub zakład odlewniczy nadaje mu określoną formę. Są to różne funkcje.
Jakie są główne metody rafinacji przemysłowej?
Po analizie składu surowca rafineria dobiera metodę oczyszczania. Wykorzystuje się między innymi chlorowanie, rozpuszczanie i selektywne wytrącanie związków metali oraz elektrolizę. W przypadku złota przemysłowego najczęściej mówi się o procesie Millera i procesie Wohlwilla.
| Cecha | Proces Millera | Proces Wohlwilla |
|---|---|---|
| Zasada działania | Chlorowanie stopionego złota | Elektrorafinacja w elektrolicie zawierającym związki złota |
| Główny czynnik | Gazowy chlor | Prąd elektryczny i elektrolit |
| Czystość końcowa | Około 99,5% | Około 99,99% |
| Zastosowanie | Szybkie oczyszczanie dużych partii surowca | Uzyskanie bardzo wysokiej czystości końcowej |
Proces Millera
W procesie Millera złoto zostaje stopione, a następnie przepuszcza się przez nie gazowy chlor. Złoto topi się w temperaturze około 1064°C, natomiast część domieszek reaguje z chlorem i tworzy związki, które oddzielają się od metalu. Zanieczyszczenia mogą gromadzić się na powierzchni stopionego materiału w postaci warstwy lub być usuwane z układu w trakcie procesu.
Metoda jest szybka i dobrze nadaje się do wstępnego oczyszczania dużych ilości złota. Jej ograniczeniem jest czystość końcowa wynosząca zwykle około 99,5%. Dlatego materiał po procesie Millera może zostać poddany dalszej elektrorafinacji.
Proces Wohlwilla
Proces Wohlwilla wykorzystuje elektrolizę. Złoto o niższej czystości pełni funkcję anody, czyli elektrody dodatniej, zanurzonej w elektrolicie zawierającym kwas solny i chlorek złota. Po przyłożeniu napięcia anoda stopniowo się rozpuszcza. Złoto przechodzi przez roztwór i osadza się na katodzie, podczas gdy część zanieczyszczeń pozostaje w elektrolicie, a metale nierozpuszczalne tworzą tak zwany szlam anodowy.
Szlam może zawierać między innymi srebro oraz inne metale szlachetne, dlatego również podlega dalszemu przetwarzaniu. Zaletą procesu Wohlwilla jest możliwość uzyskania złota o czystości około 99,99%, wymaganej przy produkcji wysokiej jakości kruszcu inwestycyjnego.
Czy złoto ze złomu można oczyścić tak samo jak to z kopalni?
Tak. Rafinacji poddaje się nie tylko materiał pochodzący z kopalń, lecz także złom metali szlachetnych. Recykling, określany również jako urban mining, zaczyna się od surowca, w którym złoto jest już skoncentrowane, na przykład w biżuterii lub podzespołach elektronicznych. Dzięki temu nie trzeba przetwarzać dużej ilości skały, jak w przypadku rudy.
Do rafinacji trafiają między innymi:
- Uszkodzona i zużyta biżuteria zawierająca stopy złota.
- Elementy elektroniki, takie jak styki, złącza i wybrane podzespoły urządzeń.
- Złoto dentystyczne oraz odpady powstające w pracowniach jubilerskich i protetycznych.
Przed rozpoczęciem procesu materiał jest analizowany, często za pomocą spektrometru, który określa zawartość poszczególnych metali. Następnie surowiec może zostać stopiony, rozpuszczony w odpowiednim układzie chemicznym, a złoto selektywnie wytrącone i oczyszczone. Końcowe etapy obejmują suszenie, kalcynację lub przetopienie, zależnie od rodzaju otrzymanego materiału.
Recykling nie zmienia właściwości chemicznych metalu. Złoto odzyskane z biżuterii lub elektroniki jest takie samo jak złoto pochodzące z rudy, jeśli osiągnie tę samą próbę. Różnica dotyczy źródła surowca, a nie jakości atomów złota.
Dlaczego rafinacja ma znaczenie dla rynku złota?
Rafinacja pozwala przekształcić niejednorodny stop lub złom w metal o powtarzalnym składzie. Dzięki temu sztabki i inne produkty mogą mieć jasno określoną próbę, masę oraz oznaczenia. To właśnie standaryzacja, a nie sam wygląd metalu, umożliwia sprawny obrót złotem inwestycyjnym.
Najczęściej stosuje się proces Millera, gdy liczy się szybkość wstępnego oczyszczania, oraz proces Wohlwilla, gdy potrzebna jest czystość około 99,99%. W obu przypadkach końcowym celem jest uzyskanie stabilnego, przebadanego kruszcu o próbie 999,9.
