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Werkstoffe für Uhren und Schmuck

Es ist sehr wahrscheinlich, dass Gold das erste Metall war, das der Mensch zur Kenntnis nahm. Goldnuggets und -flitter mussten zwischen den Kieseln von Wasserläufen auffallen. Das sonnengelbe Glitzern des Goldes beeindruckte sicher schon unsere fernen Vorfahren.

Wir wissen nicht wie lange Goldpartikel einfach zum Spielen gesammelt wurden. Sicher ist nur, dass im fünften Jahrtausend vor Christus die ersten mit Flussgold dekorierten Gegenstände entstanden. Es waren Keramikgefässe, die in Varna (Bulgarien) ausgegraben wurden.  Die Goldplättchen waren mit Baumharz auf bereits gebrannte Keramik geklebt worden. Später wurde – sicher zufällig – das Versintern von Flussgoldplättchen entdeckt. Dabei bewirkt man das diffusionsbedingte Zusammenbacken der Teilchen zu einem porösen Festkörper. Früher oder später wurden versinterte Goldwerkstücke so stark erhitzt, dass der Schmelzpunkt von 1064 Grad Celsius erreicht wurde und Gold gegossen werden konnte.

Das dem Menschen so lange gut bekannte Gold gehört paradoxerweise zu den seltensten Elementen. Das Erdkrustengestein enthält lediglich drei bis fünf Milligramm Gold pro Tonne, beim Meerwasser sind es dreimal weniger. Dennoch enthält die durchschnittlich fünfzehn Kilimeter dicke Erdkruste insgesamt etwa 30 Milliarden Tonnen Gold, ein Viertel davon ist im Meerwasser gelöst. Im Lauf der letzten 5000 Jahre gewann der Mensch insgesamt etwa 120‘000 Tonnen Gold, vorwiegend aus reichen Erzen; dies entspricht einem Würfel mit einer Seitenlänge von 18 Metern.

Gratis-Anreicherung um das Tausendfache

Rein technisch gesehen wäre es nicht unmöglich, Gold aus gewöhnlichem Krustengestein oder aus Meerwasser zu gewinnen, allerdings wäre ein solches Projekt hoffnungslos unwirtschaftlich. Doch in Bezug auf das Gold war uns die Natur gleich in zweifacher Hinsicht wohlgesinnt. Gold wird nämlich auf völlig natürliche Weise leicht um das Tausendfache angereichert; zudem ist es eines der wenigen Metalle die als Element vorliegen. Falls man ein unterirdisches Bergwerk erstellen muss, sind für einen profitablen Betrieb mehrere Gramm Gold pro Tonne Erz erforderlich. Kann man in der Nähe von Oberflächen liegendes Erz steinbruchartig gewinnen, so wird das Projekt schon bei einem Goldgehalt von einem Gramm pro Tonne wirtschaftlich.

Auch sehr goldarmes Erz lässt sich verwerten, wenn es in unmittelbarer Oberflächennähe vorliegt. Es wird gebrochen und auf Halden geschüttet, über die man eine Cyanidlösung rieseln lässt. Dabei wird das Gold aufgelöst, beim Austritt aus der Halde liegt ein Gold-Cyanidkomplex vor. Diese Cyanidlösung ist so verdünnt, dass sie Wasservögeln nicht schadet. Zudem zersetzt sich Cyanid an der Luft rasch zu Ammoniak und Kohlendioxid.

Die Anreicherung von Gold ist für die Natur ein Kinderspiel. Dazu benötigt sie lediglich sehr heisses, unter hohem Druck stehendes Wasser, das etwas Schwefelwasserstoff enthält und in grosser Tiefe durch möglichst zerklüftetes Eruptivgestein zirkulieren kann. Unter diesen Bedingungen werden Gold, Silber, Kupfer und Quarz selektiv aufgelöst. Dabei bildet Gold einen Hydrosulfidkomplex aus dem das Edelmetall ausfällt, sobald die Lösung in Oberflächennähe gerät, wo sie abgekühlt und entspannt wird. So bilden sich Quarz-Goldadern mit Silber und Kupfer.

Extraktion mit Cyanid

Nachdem Gold während langer Zeit mit dem hochtoxischen Quecksilber aus pulverisiertem Erz gewonnen worden war, entdeckten Chemiker 1887, dass Gold in der Gegenwart von Sauerstoff wie oben erwähnt einen wasserlöslichen Cyanidkomplex bildet. Man kann ihn mit Zink zum Metall reduzieren. Der Komplex kann auch auf Aktivkohle adsorbiert und auf diese Weise angereichert werden. Man wäscht den Komplex mit einer Cyanidlösung aus; metallisches Gold erhält man durch Elektrolyse dieser konzentrierten Lösung.

Die weltweite Goldproduktion beträgt 4300 Tonnen pro Jahr; davon entfallen rund 3100 Tonnen auf Bergwerke, der Rest aufs Recycling. China ist heute mit 16 Prozent der grösste Einzelproduzent, das restliche Asien, Australien und Ozeanien liefern 23 Prozent, Zentral- und Südamerika 17, Nordamerika 16, Afrika 13 und die CIS-Länder (frühere UdSSR) 15 Prozent. Etwa 75 Prozent des Goldes werden zu Schmuck verarbeitet sowie 14 Prozent zu Uhrgehäusen, Münzen und Medaillen. Hundertprozentig reines, also 24-karätiges Gold ist so weich wie Blei und nutzt sich schnell ab. Darum wird es fast immer mit Silber und Kupfer legiert.

Mehrere Hundert Tonnen Gold pro Jahr werden für technische und medizinische Anwendungen benötigt. Der Korrosionsschutz durch galvanisches Vergolden ist am bekanntesten. Dazu kommen das Bonding von Siliciumchips mit feinem Golddraht und die Dentalprothetik. Organometallische Goldpräparate werden zur Behandlung von rheumatoider Arthritis eingesetzt. Radioaktives Gold (Isotop 198Au) emittiert Beta- und Gammastrahlung und hat eine Halbwertszeit von lediglich 2,7 Tagen; es wird in der Nuklearmedizin eingesetzt.

Bild: Wahrscheinlich hat der Mensch Gold als erstes Metall wahrgenommen.

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