Wybrane sole złota w wodzie: formy chemiczne i metody oczyszczania
Tetrachlorozłociany(III) potasu i sodu to specjalistyczne odczynniki zawierające złoto, które mogą mieć znaczenie dla przemysłowych strumieni procesowych. Ich uwzględnienie nie oznacza, że sole te powszechnie występują w wodach naturalnych. Ta strona uzupełnia omówienie pierwiastka złota i wyjaśnia, dlaczego wzór odczynnika, zmierzone stężenie złota i formy chemiczne obecne w próbce wody to różne kwestie.
Szersze informacje o chemii, pobieraniu próbek i oczyszczaniu znajdują się na stronie złoto w wodzie.
Wybrane sole złota
| Odczynnik | Wzór | Źródło |
|---|---|---|
| Tetrachlorozłocian(III) potasu | K[AuCl4] | Informacje o produkcie podane przez producenta |
| Dihydrat tetrachlorozłocianu(III) sodu | Na[AuCl4]·2H2O | Specyfikacja produktu podana przez producenta |
| Dicyjanozłocian(I) potasu, zwany również cyjankiem złota potasu | K[Au(CN)2] | Informacje o produkcie podane przez producenta; rozpuszczalna w wodzie sól złota(I) stosowana do galwanicznego złocenia. |
Tabela przedstawia konkretne produkty, w tym sól sodową zawierającą dwie cząsteczki wody krystalizacyjnej. Nazwy takie jak „chlorek złota(III)” czy „kwas chlorozłotowy” mogą w wykazach produktów oznaczać różne substancje. Należy podać właściwy wzór i stopień uwodnienia, zamiast traktować kwas i obojętną sól jako substancje zamienne. Bez określenia warunków nie należy zakładać konkretnej wartości rozpuszczalności.
Rozpuszczalność w wodzie
Wskazane produkty zawierające tetrachlorozłocian(III) potasu i dicyjanozłocian(I) potasu są opisywane jako rozpuszczalne w wodzie. Te opisy jakościowe nie określają liczbowych granic nasycenia. W przypadku dihydratu tetrachlorozłocianu(III) sodu Scharlab podaje rozpuszczalność w wodzie wynoszącą 300 g/L w temperaturze 20 °C. Wartość ta dotyczy wskazanej soli uwodnionej, a nie złota pierwiastkowego, i nie stanowi gwarantowanej rozpuszczalności w ściekach. Przed wykorzystaniem danych o rozpuszczalności w ocenie procesu należy potwierdzić tożsamość produktu, temperaturę oraz skład roztworu.
Cyjanek złota potasu jest odczynnikiem zawierającym cyjanek, wykazującym ostrą toksyczność. Producent ostrzega, że kontakt z kwasami powoduje wydzielanie bardzo toksycznego gazu. Strumienie zawierające cyjanki wymagają specjalistycznego postępowania i oceny metod oczyszczania; samo usunięcie złota nie dowodzi usunięcia cyjanków ani innych zanieczyszczeń.
Formy chemiczne i sposób podawania wyników analiz
Wzór stałego odczynnika nie określa ostatecznego rozkładu form chemicznych złota po jego wprowadzeniu do wody. Na obecne formy mogą wpływać stężenie chlorków, pH, warunki utleniająco-redukcyjne oraz inne ligandy w środowisku procesowym. Wybór metody oczyszczania zależy więc od właściwości strumienia, a nie tylko od nazwy użytej początkowo soli.
Sprawdź, czy wynik analizy podano w mg/L w przeliczeniu na Au, czy jako stężenie masowe określonego związku. Przeliczenie wymaga znajomości właściwego wzoru, stopnia uwodnienia oraz, w stosownych przypadkach, oznaczonej zawartości składnika w produkcie. Należy też odróżnić złoto całkowite od złota oznaczonego po filtracji. Wyniki te pomagają ocenić udział złota w cząstkach oraz złota przechodzącego przez filtr, lecz sama filtracja nie pozwala zidentyfikować poszczególnych rozpuszczonych form chemicznych.
Kwestie związane z oczyszczaniem
Jeśli złoto jest związane z możliwymi do oddzielenia cząstkami stałymi, można rozważyć ich usuwanie. W przypadku złota obecnego w rozpuszczonych kompleksach można rozważyć sorpcję, wymianę jonową lub procesy membranowe, pod warunkiem przeprowadzenia badań z użyciem rzeczywistej wody i uwzględnienia wymaganego celu separacji. Zmierzone zmniejszenie zawartości złota w jednym strumieniu należy zestawić z ilością złota w oddzielonych cząstkach stałych, zużytych materiałach sorpcyjnych, koncentracie i innych strumieniach pozostałości, aby sporządzić bilans masy.
Przed porównaniem metod oczyszczania w zastosowaniu przemysłowym należy określić odczynnik lub materiał źródłowy, podstawę podawania wyników analiz oraz istotne właściwości chemiczne wody.
Stężenie: mg/L w przeliczeniu na Au a mg/L soli
Standardowa masa atomowa złota według CIAAWwynosi 196,96657. Zatem 1 mmol/L złota odpowiada w przybliżeniu 196,967 mg/L w przeliczeniu na Au. Dla związku o znanym składzie należy pomnożyć jego stężenie w mg/L przez liczbę atomów Au w jednostce wzoru chemicznego i przez 196,96657, a następnie podzielić przez masę molową związku w g/mol.
Masa molowa dihydratu tetrachlorozłocianu(III) sodu wynosi około 397,80 g/mol. Teoretyczny udział masowy złota w tym związku wynosi około 0,4951, czyli 49,51%. Zatem 100 mg/L czystego dihydratu odpowiada w przybliżeniu 49,51 mg/L w przeliczeniu na Au, przy założeniu całkowitego rozpuszczenia. W obliczeniu należy uwzględnić obie cząsteczki wody krystalizacyjnej. Wynik trzeba skorygować o faktyczną zawartość odczynnika; czystość podana w odniesieniu do metali nie jest automatycznie udziałem masowym złota w całym odczynniku.
Usuwanie i zatężanie w celu odzysku
Usunięcie złota z oczyszczanej wody oznacza jego przeniesienie do innego strumienia, chyba że zostanie odzyskane jako odrębny materiał. Podczas badania separacji cząstek stałych, sorpcji, wymiany jonowej lub procesów membranowych należy oceniać zarówno oczyszczoną wodę, jak i wychwycony materiał. Stężenie złota w ciekłym strumieniu kierowanym do odzysku jest równe masie złota zgromadzonej w tym strumieniu podzielonej przez jego objętość. Współzatężone ligandy i inne metale również wpływają na przydatność tego strumienia do dalszego odzysku.
Przykładowy bilans masy: 1 000 L strumienia zasilającego o stężeniu 1 mg/L w przeliczeniu na Au zawiera 1 000 mg złota. Jeśli 90% tej masy trafi do 10 L koncentratu, będzie on zawierał 900 mg złota, co odpowiada stężeniu 90 mg/L w przeliczeniu na Au i współczynnikowi zatężenia równemu 90. Nie jest to prognoza skuteczności usuwania ani uzysku odzysku. Rzeczywistą skuteczność, straty oraz możliwą do uzyskania objętość koncentratu należy ocenić z użyciem reprezentatywnej wody procesowej.