Gold: Geschichte, Eigenschaften, Abbau und zukünftige Anwendungen

Hintergrund

Gold mit seinem unverwechselbaren Gelbton ist eines der ältesten Metalle der Menschheit. Archäologische Funde belegen, dass Jungsteinzeitmenschen Gold aus Flussbetten gewannen, während der früheste dokumentierte Abbau auf 3500 v. Chr. zurückgeht, als Ägypter und Sumerer Schmuck, religiöse Artefakte und Kelche aus dem Metall formten.

Golds Kombination aus Schönheit und physischer Beständigkeit machte es seit Jahrtausenden zu einer begehrten Ressource, die oft Konflikte und Abenteuer auslöste – vom Zusammenbruch der Azteken- und Inka-Reiche bis zu den Goldfunden, die Amerikas Grenze formten.

Das größte Goldvorkommen der Welt liegt in Südafrikas präkambrischem Witwatersrand-Konglomerat – einem riesigen, meilenweit tiefen Lagerstättenkomplex, der etwa zwei Drittel der weltweiten Produktion ausmacht. Weitere Hauptproduzenten sind Australien, die ehemalige Sowjetunion und die USA, wo Gold in Arizona, Kalifornien, Colorado, Montana, Nevada, South Dakota und Washington abgebaut wird.

Etwa 65 % des verarbeiteten Goldes fließen in den Kunstsektor, hauptsächlich Schmuck. Industrielle Anwendungen – elektrisch, elektronisch, keramisch – machen schätzungsweise 25 % des Marktes aus. Das verbleibende Gold wird zu „Purple of Cassius“ verarbeitet, einem rubinroten Glas für Bürogebäude-Fenster zur Reduktion sommerlicher Hitze, und zu Spiegeln für Weltraumfahrt und Elektronenmikroskopie, die das Infrarotspektrum reflektieren.

Physikalische Eigenschaften

Gold (Chemiesymbol Au) ist bekannt für seine Duktilität, Zähigkeit und Oxidationsbeständigkeit. Duktilität erlaubt, Gold zu Blättern zu hämmern, die tausendmal dünner als Papier sind; diese Blätter dienen als Infrarot-reflektierende Beschichtungen, Zahnfüllungen oder plattierte Oberflächen. Zähigkeit ermöglicht das Ziehen zu feinem Draht, essenziell für IC-Verbindungen, kieferorthopädische Apparaturen und sogar Strahltriebwerkskomponenten.

Da Gold relativ weich ist, wird es meist mit Silber, Kupfer, Platin oder Nickel legiert. Legierungen werden in Karat angegeben; 24-karätiges Gold ist rein, während 18-karätiges Gold 18 Teile Gold auf 6 Teile anderes Metall enthält.

Gewinnung und Raffination

Gold liegt meist in reinem Vor, kann aber auch aus Silber, Kupfer, Blei und Zink gewonnen werden. Zwar enthält Meerwasser Spuren von Gold, doch die Konzentration ist für kommerzielle Nutzung viel zu gering. Das Metall tritt in zwei Hauptlagerstättentypen auf: Erzgang (Lode) und Seifenlagerstätte (Placer). Die Abbaumethoden variieren entsprechend. Nach dem Abbau wird Erz zerkleinert und durch einen oder mehrere von vier Primärprozessen raffiniert: Flotation, Amalgamierung, Zyanidierung oder Carbon-in-Pulp.

Gold kommt generell in zwei Lagerstättentypen vor: Erzgang (Lode) oder Seifenlagerstätten (Placer).

Abbau

• In Erzganglagerstätten ist Gold in Quarzgängen im Wirtsgestein eingebettet. Bergleute bohren, sprengen oder schaufeln das Erz, oft tief unter Tage. Das Erz wird dann zur Mühle zur Raffination transportiert.
• Seifenlagerstätten enthalten Nuggets und Körner, die durch Wasser transportiert und meist mit Sand oder Kies vermischt sind. Hydraulischer Abbau, Baggern und Löffelbagger sind die Haupttechniken, alle nutzen Schwerkraft zur Separation. Diese Methoden werden aufgrund Umweltauswirkungen zunehmend reguliert oder verboten.

Zerkleinern

• Nach dem Abbau wird das Erz gewaschen und in kleinere Fragmente gemahlen, typischerweise in einer Kugelmühle, die Stahlkugeln zum Zerkleinern nutzt.

Trennung des Golds vom Erz

• Flotation trennt Gold durch Zugabe eines Schaummittels und eines Kollektors, der Gold an Luftblasen bindet, die zur Oberfläche steigen und abgeschöpft werden.
• Zyanidierung löst Gold in einer schwachen Zyanidlösung, woraufhin Zink zur Fällung des Metalls zugesetzt wird. Das Gold wird durch Filtration zurückgewonnen.
• Amalgamierung führt Erz über quecksilberbeschichtete Platten, um ein Gold-Quecksilber-Amalgam zu bilden; Erhitzen des Amalgams setzt Quecksilber frei und hinterlässt reines Gold.
• Carbon-in-Pulp nutzt Aktivkohle, um Gold aus zyanidbehandeltem Pulp zu adsorbieren, und entfernt die Kohle in einer heißen, ätzenden Lösung.
• Schmelzen erhitzt Gold mit Flussmittel, das Verunreinigungen bindet und als Schlacke aufschwimmt, sodass das reine Metall in Formen erstarrt.

Flotation, Zyanidierung und Carbon-in-Pulp sind 3 Verfahren zur Goldraffination. Sie können einzeln oder kombiniert angewendet werden.

Zwei weitere Goldraffinationsmethoden sind Amalgamierung und Schmelzen.

Zukunftsaussichten

Als endliche Ressource ist Golds langfristiges Angebot begrenzt, doch die Nachfrage in Schmuck und Hightech-Industrien – besonders Elektronik – bleibt stark. Neuere Fortschritte konzentrieren sich auf die Gewinnung von Gold aus Sulfiderzen, die traditionell anspruchsvoller als Oxidgerze sind. Bioleaching, das Bakterien nutzt, um Sulfidminerale abzubauen, hat sich als kosteneffiziente und umweltfreundliche Methode etabliert.