Wozu dient Goldflussmittel in der Goldschmelzindustrie?

Gold ist ein wertvolles und vielseitig einsetzbares Metall, dessen Schmelzprozess von entscheidender Bedeutung ist. Beim Goldschmelzen spielt das Goldflussmittel eine unverzichtbare Rolle. Es beeinflusst maßgeblich verschiedene Faktoren wie Schmelzeffizienz , Qualität und Reinheit des Endprodukts. Ein tiefes Verständnis der Funktion des Goldflussmittels im Goldschmelzprozess ist daher von großer Bedeutung für die Optimierung der Goldproduktion und die Verbesserung der Goldqualität.

1. Grundkonzept des Goldflussmittels

(1) Definition

Goldflussmittel sind chemische Substanzen, die beim Goldschmelzen zugesetzt werden. Ihre Hauptfunktion besteht darin, den Schmelzpunkt von Gold und seinen Verunreinigungen zu senken und einen reibungslosen Schmelzprozess zu gewährleisten. Flussmittel setzen sich üblicherweise aus einer Mischung verschiedener Verbindungen mit spezifischen chemischen Eigenschaften zusammen, die mit Verunreinigungen im Gold reagieren oder die physikalischen Eigenschaften der Goldschmelze verändern können.

(2) Gängige Typen

Gängige Flussmittel für die Goldgewinnung sind Borax, Natriumcarbonat, Quarzsand usw. Borax ist ein häufig verwendetes Flussmittel und besteht hauptsächlich aus Natriumtetraborat. Bei hohen Temperaturen reagiert Borax mit Metalloxidverunreinigungen im Gold und bildet niedrigschmelzende Boratverbindungen. Natriumcarbonat reagiert während des Schmelzprozesses mit sauren Oxidverunreinigungen und trägt so zur Entfernung dieser Verunreinigungen bei. Quarzsand wird hauptsächlich verwendet, um die Eigenschaften der Schlacke anzupassen und die Trennung von Verunreinigungen vom Gold zu erleichtern.

2. Schmelztemperatur reduzieren

(1) Prinzip

Der Schmelzpunkt von reinem Gold liegt bei etwa 1064 °C. Durch die Zugabe von Flussmitteln lässt sich der Schmelzpunkt jedoch im Schmelzprozess senken. Dies liegt daran, dass bestimmte Bestandteile des Flussmittels mit Gold ein niedrigschmelzendes eutektisches Gemisch bilden können. Ein niedrigschmelzendes Gemisch entsteht durch die Mischung von zwei oder mehr Substanzen und hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als die einzelnen Bestandteile. Beispielsweise kann bei der Mischung von Borax mit Gold in einem bestimmten Verhältnis ein niedrigschmelzendes eutektisches Gemisch entstehen. Dadurch sinkt der Gesamtschmelzpunkt, und Gold kann bei relativ niedrigen Temperaturen schmelzen.

(2) Vorteile

Die Senkung der Schmelztemperatur bietet mehrere Vorteile. Erstens kann sie den Energieverbrauch reduzieren. Eine niedrigere Schmelztemperatur bedeutet einen geringeren Energiebedarf für die Erwärmung, was die Produktionskosten für große Goldschmelzanlagen deutlich senken kann. Zweitens kann die Verflüchtigung von Gold bei hohen Temperaturen durch niedrigere Temperaturen verringert werden. Gold verflüchtigt sich bei hohen Temperaturen in gewissem Maße. Durch die Senkung der Schmelztemperatur lässt sich diese Verflüchtigung effektiv reduzieren und die Goldausbeute verbessern.

3. Verunreinigungen entfernen

(1) Reaktion mit Verunreinigungen

Golderz oder recycelte Goldrohstoffe enthalten üblicherweise verschiedene Verunreinigungen, darunter metallische Verunreinigungen wie Kupfer, Blei und Zink sowie nichtmetallische. Flussmittel können mit diesen Verunreinigungen chemische Reaktionen eingehen. Borax beispielsweise reagiert bei hohen Temperaturen mit Metalloxiden und bildet Borate. So reagiert Borax beispielsweise mit Kupferoxid zu Kupferborat, das einen niedrigeren Schmelzpunkt und eine andere Dichte als Gold aufweist. Beim Schmelzprozess kann es vom Gold abgetrennt werden, um die Verunreinigungen zu entfernen.

(2) Veränderung der physikalischen Eigenschaften von Verunreinigungen

Flussmittel können nicht nur chemische Reaktionen mit Verunreinigungen eingehen, sondern auch deren physikalische Eigenschaften verändern. Beispielsweise können manche Flussmittel die Partikel der Verunreinigungen verfeinern, wodurch deren Abtrennung aus der Goldschmelze erschwert und somit die Trennung der Verunreinigungen vom Gold gefördert wird. Gleichzeitig können Flussmittel auch die Viskosität der Schlacke reduzieren, wodurch deren Fließfähigkeit verbessert und die Abtrennung aus der Goldschmelze erleichtert wird, was die Reinheit des Goldes weiter erhöht.

4. Metallfusion fördern.

(1) Verbesserung der Schmelzfließfähigkeit

Eine gute Fließfähigkeit der Goldschmelze ist beim Goldschmelzen von entscheidender Bedeutung, insbesondere beim Legieren von Gold unterschiedlicher Reinheit oder beim Hinzufügen anderer Metalle. Flussmittel verbessern die Fließfähigkeit der Goldschmelze. Sie reduzieren die Oberflächenspannung der Schmelze, wodurch diese leichter im Ofen fließt und eine gleichmäßige Vermischung der verschiedenen Metalle gefördert wird. Beispielsweise gewährleistet die Zugabe einer geeigneten Menge Flussmittel bei der Herstellung von Goldlegierungen, dass die verschiedenen Metalle vollständig verschmelzen und Legierungen mit einheitlicher Zusammensetzung bilden.

(2) Reduzierung der Metallsegregation

Metallsegregation bezeichnet die ungleichmäßige Verteilung von Metallen unterschiedlicher Zusammensetzung in Gussteilen während des Erstarrungsprozesses von Legierungen. Der Einsatz von Flussmitteln trägt dazu bei, das Auftreten von Metallsegregation zu reduzieren. Durch die Verbesserung der Fließfähigkeit der Schmelze und die Förderung der Metallverschmelzung ermöglichen Flussmittel eine gleichmäßigere Verteilung der verschiedenen Metalle in der Schmelze. Dies führt zu einer homogeneren Zusammensetzung der Legierung nach der Erstarrung und somit zu einer Verbesserung ihrer Qualität und Eigenschaften.

5. Gold vor Oxidation schützen.

(1) Einen Schutzfilm bilden

Beim Hochtemperaturschmelzen reagiert Gold leicht mit dem Luftsauerstoff und bildet Oxide. Flussmittel können bei hohen Temperaturen einen Schutzfilm auf der Oberfläche der Goldschmelze bilden, der den Kontakt von Sauerstoff mit dem Gold verhindert und so dessen Oxidation reduziert. Beispielsweise zersetzen sich bestimmte Flussmittel bei hohen Temperaturen und setzen Gase frei, die einen Gasfilm auf der Oberfläche der Goldschmelze bilden und so den Sauerstoff isolieren.

(2) Verringerung der Sauerstofflöslichkeit

Flussmittel können auch die Sauerstofflöslichkeit in der Goldschmelze verringern. Mit sinkender Sauerstofflöslichkeit verringert sich auch die Wahrscheinlichkeit einer Reaktion des Goldes mit Sauerstoff. Dies trägt dazu bei, die Reinheit des Goldes zu erhalten und Qualitätsverluste durch Oxidation zu vermeiden.

Abschluss

Goldflussmittel spielen beim Goldschmelzen mehrere wichtige Rollen: Sie senken die Schmelztemperatur, entfernen Verunreinigungen, fördern die Metallfusion und schützen das Gold vor Oxidation. Durch die gezielte Auswahl und Anwendung von Flussmitteln lassen sich die Effizienz der Goldverhüttung steigern, die Produktionskosten senken und die Reinheit und Qualität des Goldes verbessern. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Goldindustrie werden auch Forschung und Anwendung von Goldflussmitteln intensiviert. Zukünftig werden voraussichtlich effizientere und umweltfreundlichere Flussmittel entwickelt, die den Fortschritt der Goldverhüttungstechnologie weiter vorantreiben.