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guld

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ejendomme
Generelt
Navn , symbol , atomnummer Guld, Au, 79
Element kategori Overgangsmetaller
Gruppe , periode , blok 11 , 6 , d
Udseende metallisk gul
CAS -nummer

7440-57-5

EF -nummer 231-165-9
ECHA InfoCard 100.028.332
ATC -kode

V10 AX06

Massefraktion af jordens kuvert 0,004 ppm [1]
Atomisk [2]
Atommasse 196,966570 (4) [3] et al
Atomradius (beregnet) 135 (174) pm
Kovalent radius 136 pm
Van der Waals radius 166 pm
Elektronkonfiguration [ Xe ] 4 f 14 5 d 10 6 s 1
1. Ioniseringsenergi 9 . 225 554 (4) eV [4] 890 . 13 kJ / mol [5]
2. Ioniseringsenergi 20. 203 (25) eV [4] 1 949. 3 kJ / mol [5]
3. Ioniseringsenergi 30. 0 (1.6) eV [4] 2890 kJ / mol [5]
4. Ioniseringsenergi 45 . 0 (1,7) eV [4] 4340 kJ / mol [5]
5. Ioniseringsenergi 60 0 (1.9) eV [4] 5 790 kJ / mol [5]
Fysisk [2]
Fysisk tilstand fast
Krystalstruktur Kubisk område-centreret
massefylde målt: 19,32 g / cm³ (20 ° C ); [6]
beregnet: 19,302 g / cm³ [7]
Mohs hårdhed 2,5 til 3
magnetisme diamagnetisk ( Χ m = -3,5 · 10 −5 ) [8]
Smeltepunkt 1337,33 K (1064,18 ° C)
kogepunkt 3243 K [9] (2970 ° C)
Molær volumen 10,21 · 10 −6 m 3 · mol −1
Fordampningsvarme 342 kJ / mol [9]
Fusionsvarme 12,55 kJ mol −1
Lydens hastighed 2030 m s −1
Specifik varmekapacitet 128 J kg −1 K −1
Arbejdsfunktion 5.1 eV [10]
Elektrisk ledningsevne 45,5 · 10 6 A · V −1 · m −1
Varmeledningsevne 320 W m −1 K −1
Kemisk [2]
Oxidationstilstande −1, 0, +1, +2, +3 , +5
Normalt potentiale 1,52 V (Au 3+ + 3 e - → Au)
Elektronegativitet 2,54 ( Pauling skala )
Isotoper
isotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP
195 Au {syn.} 186,10 d ε 0,227 195 pkt
196 Au {syn.} 6.1830 d ε 1.506 196 pkt
β - 0,686 196 udg
197 Au 100% Stabil
198 Au {syn.} 2.69517 d β - 1.372 198 udg
199 Au {syn.} 3.169 d β - 0,453 199 udg
For andre isotoper se liste over isotoper
NMR egenskaber
Spin
Quantum
nummer I
γ i
rad · T −1 · s −1
E r (1H) f L kl
W = 4,7 T
i MHz
197 Au 3/2 4,47 · 10 6 2,77 · 10 −5 1,75
Sikkerhedsinstruktioner
GHS -faremærkning [11]
ingen GHS -piktogrammer
H- og P -sætninger H: ingen H-sætninger
P: ingen P-sætninger [11]
Så vidt muligt og sædvanligt anvendes SI -enheder .
Medmindre andet er angivet, gælder de givne data for standardbetingelser .

Guld (mellemhøjt tysk Golt; allerede althochdeutsch guld, til indoeuropæisk rod * g h el-, gul ' [12] ) er et kemisk element med elementets symbol Au ( latin aurum) og atomnummer 79. Der er en overgang metal og er i det periodiske system i 1. undergruppe (gruppe 11), som også er kendt som kobbergruppen . Denne gruppe indeholder kobber og ædle metaller sølv og guld. De tre metaller omtales også som "møntmetaller" i kemi. Desuden indeholder gruppen også det kunstigt producerede, radioaktive og ekstremt kortlivede Roentgenium , som hidtil ikke har været anvendt. Guld har været brugt til rituelle genstande og smykker i årtusinder såvel som siden det 6. århundrede f.Kr. I form af guldmønter brugt som betalingsmiddel. Guldminedrift, en forudsætning for udviklingen inden for kunsthåndværk og metalbearbejdning, men også en faktor i gensidig tilintetgørelse af mennesker, kritiseres verden over på grund af dens betydelige miljøpåvirkning.

historie

I tidligere tider blev guld fundet i naturen som et solidt metal på grund af sin slående skinnende gule farve. Det kan bearbejdes meget godt og korroderer ikke. På grund af dens glans, dens sjældenhed, dens tilsyneladende udødelighed og dens mærkbare tyngde , blev den brugt i mange kulturer primært til fremtrædende rituelle genstande og smykker.

Forhistorie og tidlig historie

Den såkaldte guldmaske fra Agamemnon (ca. 1400 f.Kr.) i Nationalmuseet i Athen

Guld er et af de første metaller, der forarbejdes af mennesker. Guldminedrift er bevist siden den tidlige kobberalder . Den lette legeringsevne med mange metaller, den moderate smeltetemperatur og legeringernes gunstige egenskaber gjorde guld meget attraktivt som materiale.

De ældste kendte guldartefakter af menneskeheden er i alt omkring 3.000 guldobjekter fra gravstedet Varna (Bulgarien), som blev deponeret som gravgods og blev fremstillet mellem 4600 og 4300 f.Kr. Skal dateres. [13] Mere end 7.000 guldgenstande er fra det 4. årtusinde f.Kr. Kendt fra grave i den østeuropæiske Maikop -kultur . [14] Det tidligste bevis i Centraleuropa er de to guldskiver i depotfundet i Stollhof ( Nedre Østrig ) og stammer også fra det 4. årtusinde f.Kr. Siden er guld blevet importeret fra Sydøsteuropa i form af smykker.

I Central- og Nordeuropa dukkede gyldne objekter først op i det tredje årtusinde f.Kr. F.Kr. som gravgods, især i den sene neolitiske klokkekagerkultur . Eksempler er øreringe og hårklip ved bueskytten i Amesbury eller guldringene fundet i 2013 i en klokkeformet grav fra Wustermark , Havelland-distriktet . [15] [16] Berømte eksempler fra den følgende bronzealder er guldpuderne Nebra sky disk ( tidlig bronze ) og de fire sene bronze guld hatte .

De gamle egyptere udnyttede aflejringer i Øvre Egypten og Nubia . [17] Turin -papyrus viser også placeringen af ​​en guldmine. Romerne brugte steder i Lilleasien , Spanien ( Las Médulas ), Rumænien og Germania .

Legenden om Argonauternes rejse til Den Gyldne Fleece i Colchis var tilsyneladende inspireret af de græske prospektors havsejladser.

Toraen fortæller om guldkalven , som israelitterne lavede som et idol, mens Moses modtog de ti bud , og om det gyldne land Ofir . Det Nye Testamente nævner guld (sammen med røgelse og myrra ) som en af ​​hyldestgaverne fra Orientens vise mænd til den nyfødte Jesus ( Matt 2:11 EU ).

Guld blev behandlet meget tidligt i Sydamerika og Mesoamerika . For eksempel mestrede Mochica i Peru allerede dannelsen af ​​legeringer ( tumbago ) og forgyldning i begyndelsen af ​​det første årtusinde og lavede objekter til rituelle formål af flere kilo guld.

Guld blev ekstraheret og renset ved panorering efter guld , sammensmeltning og kupellering (oxiderende uædle metaller med bly , også kaldet raffinering ) eller en kombination af disse processer.

Middelalder og moderne tid

Den gyldne Napoleon -kop ( City Museum Simeonstift , Trier)
Guldklumper
ovenfor: Californien (USA)
bund: Victoria (Australien)

Sent middelalderlige og tidlige moderne forfattere, især inden for alkymi , antog, at guld blev skabt ved at blande "rent" svovl og kviksølv. I medicin blev poleret guld blandt andet brugt som medicin mod epilepsi. [18]

Med de europæiske maritime magters overlegenhed Spanien, Portugal, England og Italien blev grådigheden efter guld en afgørende årsag til krige og erobringer i den moderne tidsalder . Især guldrigdommen hos de oprindelige folk i Central- og Sydamerika tiltrak europæiske og især spanske erobrere ( conquistadores ) efter opdagelsen af ​​Amerika i 1492, der bragte guld til Europa i galeoner . For en tid blev Spanien den rigeste nation i Europa; de oprindelige kulturer blev ødelagt af erobrerne eller af sygdomme indført.

Gang på gang tiltrak guldfund et stort antal eventyrere. I det 19. århundrede var der massebevægelser af guldsøgere til områderne med store guldforekomster på forskellige kontinenter, kendt som guldrusen . Eksempler er Californiens guldrus i 1849 og guldruslen 1897 på Klondike -floden i Alaska . Der var også et guldrus i Australien ( Bathurst , Temora , Teetulpa og Coolgardie ) og Sydafrika ( Witwatersrand ).

Den svingende guldpris fører ofte til betydelige sociale ændringer: For eksempel førte en faldende guldpris i Sydafrika til en alvorlig forarmelse af den del af befolkningen, der lever af guldminedrift. I den brasilianske Amazonas er Garimpeiros uformelle guldminedrift ofte forbundet med alvorlige sociale og økologiske konsekvenser.

Ske

Det gennemsnitlige guldindhold i malede malme fortsætter med at falde, nu under 5 g / t

Guldindholdet i den kontinentale skorpe er 4 ppb , [1] omkring 4 gram pr. 1000 tons sten. Andelen svinger afhængigt af regionen - i aflejringer, der udvindes, er guldandelen ofte flere gram pr. Ton.

Guld forekommer overvejende i fast form på jorden, dvs. i elementær, metallisk form. Den findes i primære råvareforekomster som guldbærende sten ( guldmalm ) og i sekundære aflejringer i blandt andet sæbeindskud .

Omkring 43% af guldet udvindes i 2017 kom fra Folkerepublikken Kina , Australien , den USA of America, Rusland og Canada . [19] De dybeste guldminer i verden er i Sydafrika. Der udvindes guld næsten 4.000 meter under jordens overflade. I begyndelsen af ​​2011 planlagde mineselskabet AngloGold Ashanti allerede aksler på op til 5000 meters dybde. [20]

I 2016 var omkring 17% af de udvundne guldmængder et biprodukt fra raffinering af andre metaller såsom kobber , nikkel eller andre ædle metaller [21], så udvinding af guld som et biprodukt kan medføre udnyttelse af andre indskud økonomiske.

I alt er næsten 2700 steder for massivt guld blevet dokumenteret på verdensplan indtil nu (fra 2017). [22]

Oprindelsen af ​​det jordiske guld

Video: hvor kommer guldet fra?

De fleste af elementerne ned til jern, men tungere end brint, blev dannet i tidligere stjerner med frigivelse af energi gennem kernefusioner (se også nukleosyntese ). Guldet, der forekommer på jorden - ligesom alle grundstoffer, der er tungere end jern - blev skabt af supernova -kernekollaps, mens det absorberede energi.

Computersimuleringer udført i 1994 forudsagde, at når to neutronstjerner kolliderer, ville materialet, der blev skubbet ud i rummet og de efterfølgende reaktionskaskader, producere omkring 30 masser af guld ud over andre tunge elementer. Den 17. august 2017 registrerede LIGO -detektorerne gravitationsbølger, der blev tolket som en kollision mellem to neutronstjerner i en afstand på 130 millioner lysår. Reaktionerne fra det udstødte stof kunne derefter observeres med optiske teleskoper. De målte spektrale linjer bekræftede forudsigelsen om, at store mængder guld og andre tunge grundstoffer blev dannet under denne begivenhed. [23]

Så længe den tidlige jord ikke havde en solid skorpe, vandrede alt guld ind i jordens indre på grund af dens høje densitet. Vi finder kun guld, der nåede jorden efter dannelse af skorpe, eller som kom tilbage til overfladen gennem vulkanske processer.

Primære aflejringer (bjergguld)

De følgende afsnit viser nogle af hovedtyperne af primære guldforekomster :

Witwatersrand type (paleo-sæbe depositum)

Witwatersrand -guldfeltet i Sydafrika er langt det største i verden. Til dato har denne indbetaling leveret mere end 52.000 tons guld. [24] De malmlegemer er frühproterozoische (omkring 1,8 milliarder år gammelt) palæo -Flussschotter at indfødte guld, pyrit og lokalt minerbare koncentrationer af begblende indeholder (uranmalm). Den nøjagtige oprindelse af indskuddet var kontroversiel i lang tid. Deponeringen nu tolkes som en ren paleo- sæbe deponering , hvilket betyder, at den falder ind under de sekundære aflejringer. Omkring 25% af det fundne guld har en form, der er typisk for transport gennem hydrotermiske løsninger, mens 75% af guldet er de typiske nuggets, der taler for fluvial transport, som i dag omtales som efterfølgende mobilisering af Running out of gold. [25] Nyere isotopundersøgelser tyder på, at der fandt sted en meget lille hydrotermisk mobilisering af guldet på et par millimeter til centimeter, så dette guld sandsynligvis oprindeligt kom fra flodgruset. [26] Tilstedeværelsen af ​​afrundede pyrit- og pitchblende -klaster viser under alle omstændigheder, at disse tilhørte den oprindelige bestand af flodgrus. De angiver således, at jordens atmosfære på dette tidspunkt kun kunne have haft et lavt indhold af ilt, da disse mineraler ikke er stabile under oxiderende forhold.

Indskudets ressourcer er stadig titusinder af tons guld, omend på en betydelig dybde. Her er de dybeste miner i verden (næsten 4000 m); minedrift er derfor kun økonomisk, når guldpriserne er høje. Indskuddet tegner sig for 40% af guldet plus ressourcer, der er udvundet på verdensplan til dato. [27]

Orogenholdige guldaflejringer

Epithermal guld-sølvåre i basalt afsløret i en underjordisk guldmine, Nevada, USA.

Nogle af de vigtigste guldforekomster på jorden tilhører de orogene (mesotermiske) veneaflejringer . Disse aflejringer forekommer for det meste i metamorfe og deformerede marine sedimenter og vulkanske klipper . De opstår under bjergdannelse og er derfor bundet til gamle og unge foldeseler. Under bjergdannelse frigives metamorfe væsker fra de involverede sten, som deponerer kvarts, en lille mængde sulfider og guld i sprækker . Væskerne har en neutral karakter og temperaturer mellem 250 ° C og 400 ° C. Sulfiderne er for det meste pyrit og arsenopyrit . Guldkvaliteterne er normalt meget høje, mere end 10 g / t er ikke ualmindeligt. Aflejringer af denne type blev dannet gennem hele jordens historie med betydelige aflejringer i de arkaiske greenstone -bælter i Afrika og Vest -Australien under proterozoikum (USA, Ghana, Brasilien), de paleozoiske aflejringer i Victoria (Australien) eller den unge alpine aflejringer i Alperne (“Tauern -Gold”).

Disse er for det meste rene guldforekomster uden mulighed for at ekstrahere andre metaller. Nogle få aflejringer indeholder imidlertid så høje niveauer af arsen, at de er blandt de vigtigste aflejringer af dette halvmetal .

Epitermiske guldforekomster

Epitermiske guldforekomster er tæt forbundet med ung klippemagatisme ved subduktionszoner ( øbuer , hav-kontinentkollisioner). Varme hydrotermiske væsker fra magmaerne eller hydrotermiske væsker opvarmet af magmatismen transporterer guldet og afleverer det i tunneler , i form af lagermineralisering eller som imprægnering i klippen. Der skelnes mellem “lavsulfideret” og “højsulfideret” -epi termiske aflejringer, som er kendetegnet ved forskellige væsker og det tilhørende forskellige mineralindhold. [28] "Lavsulfiderende" aflejringer dannes fra neutrale hydrotermiske farvande med temperaturer på 200 til 300 ° C, mens "højsulfiderende" aflejringer dannes af meget sure og oxiderende væsker med op til 300 ° C. Begge typer er forskellige med hensyn til mineralvejledning. Malmkvaliteter er normalt mellem 1 og 10 g guld pr. Ton og et guldindhold på få 10 til over 1000 t. Nogle "høje sulfiderings" aflejringer indeholder store mængder sølv og ikke-jernholdige metaller . Nylige undersøgelser fra aktive hydrotermiske felter i New Zealand indikerer, at store aflejringer af denne type med 1000 t guldindhold kan dannes på bare 50.000 år.

Der er betydelige eksempler på denne type indskud i blandt andet Papua Ny Guinea , New Zealand , Mexico , Peru og Rumænien.

Carlin type

Carlin-type guldindskud i Nevada, USA

Denne type består af aflejringer i carbonatsten . De vigtigste aflejringer af denne type er i Utah og Nevada ( USA ). Aflejringerne dannes der i et kort interval mellem 42 og 30 millioner år siden. De blev dannet af reducerede, moderat sure væsker med temperaturer på 150 til 250 ° C i dybder over 2000 m. Malmlegemerne kan indeholde et par til mere end 100 millioner tons malm med kvaliteter mellem 1 og 10 g / t. Guld er for det meste bundet til findelt arsenrig pyrit . Som et resultat er behandlingen af ​​disse malme relativt kompleks.

IOCG (jernoxid-kobber-guld) type

IOCG -aflejringer forekommer i steniske vulkanske sten, såsom granitter og rhyolitter . Disse er store hydrotermiske breccia -kroppe med høje niveauer af jern i form af hæmatit og / eller magnetit . Disse aflejringer blev sandsynligvis dannet under et vulkansk kompleks. Under et udbrud førte hydrotermiske væsker til dannelsen af ​​breccier fra vulkanske klipper og aflejrede jernoxider, kobbersulfider, indfødt guld og andre mineraler. De vigtigste aflejringer af denne type er i meso proterozoiske klipper i Australien som Earnest Henry ( Queensland ), Prominent Hill og Olympic Dam (begge i staten South Australia ). Sidstnævnte repræsenterer et af de største malmlegemer på jorden med i øjeblikket antaget ressourcer på 8,4 milliarder tons malm. Malmkvaliteterne er mellem 0,5 og 2% for kobber og 0,5 og 1,5 g / t for guld. De fleste aflejringer af denne type indeholder rent kobber og guld, mens Olympic Dam også indeholder uran og sølv. Denne aflejring repræsenterer den største kendte uranforekomst på jorden.

Massivt guld (go) mellem bornite (bn) og chalcopyrite (ccp) i barite (brt), South Australia
Massivt guld (intens gul) mellem pyrit (lysegul) og kvarts (mørkegrå), Syd Australien

Porphyry Cu-Au aflejringer

Sådanne aflejringer kan findes på verdensplan i unge bjergkomplekser. De er store malmlegemer i mellem til sure plutoniske vulkanske sten. Malmmineralerne (pyrit, chalcopyrit , bornit , chalcosin , molybdenit ) forekommer fint fordelt over et netværk af sprækker i klippen. Malmlegemerne indeholder titusinder af millioner til flere milliarder tons malm. Den største forekomst af denne type er Chuquicamata i Chile med over 10 milliarder tons malm. I USA er Bingham Canyon den vigtigste forekomst og en af ​​de største guldproducenter i landet. Malmkvaliteterne er forholdsvis lave med 0,5 til 1% kobber og 0,1 til 1 g / t guld, men malmlegemernes størrelse tillader økonomisk ekstraktion. Ofte er disse aflejringer forbundet med skarnaflejringer, og der er epithermale guldaflejringer i det større område.

VHMS / SHMS indskud

Disse aflejringer dannes i havområdet. Volcanic Hosted Massive Sulphides (VHMS) er bundet til grundlæggende vulkanske klipper (for det meste basalter ), mens Sediment Hosted Massive Sulfides (SHMS) forekommer i marine sedimentære sten. Meist handelt es sich bei diesen Lagerstätten um reine Buntmetalllagerstätten ( Blei , Zink , Kupfer ), einige enthalten aber auch gewinnbare Beimengungen von Gold, Silber und anderen Elementen. Die devonische SHMS-Lagerstätte Rammelsberg bei Goslar im Harz stellt mit 28 Millionen Tonnen Erz und einem Goldgehalt von 1 g/t als Beimengung zu den extrem hohen Blei- und Zinkgehalten die bedeutendste deutsche Goldlagerstätte dar.

Sekundäre Lagerstätte (Waschgold/Seifengold)

Fast alle europäischen Flüsse führen Spuren von Gold mit sich. Dieses Gold war zuvor in Form zumeist kleiner, dünner Blättchen in Gestein eingelagert. Durch Verwitterungsprozesse des umgebenden Gesteins wird es freigesetzt und gelangt so ins Flusswasser und wird als Fluss-Seife abgelagert.

Auf den Geröllbänken des Hoch- und Oberrheines wie bei Istein finden sich davon geringe Mengen, insbesondere Flitter . Diese, als Rheingold bezeichneten Sekundärablagerungen, wurden in den vergangenen Jahrhunderten mit mäßigem Ertrag ausgewaschen (siehe dazu Flussgolddukaten ). Der einzige offizielle Goldproduzent Deutschlands, ein seit 2008 zur Holcim -Gruppe [29] gehörendes Kieswerk bei Rheinzabern , nutzt ebenfalls diese Vorkommen. [30]

Förderung weltweit

Zeitliche Entwicklung der weltweiten Goldförderung

Die Weltjahresförderung betrug 2008 noch 2.260 Tonnen, 2011 bereits 2.700 Tonnen, etwa hundertmal mehr als im 19. Jahrhundert. Aktuell wird in zwei Jahren mehr Gold gefördert, als in den tausend Jahren des Mittelalters zusammen dokumentiert ist.

Das meiste Gold wurde lange Zeit in Südafrika gefördert, dessen Fördermengen jedoch bereits seit den 1970er Jahren sinken. Im Jahr 2007 förderte Australien die größte Menge. Seit 2008 stammt die größte Fördermenge aus der Volksrepublik China , gefolgt von Australien. Ebenfalls seit 2008 fördern die USA mehr Gold als Südafrika, seit 2010 liegt die Fördermenge der Russischen Föderation über der von Südafrika. [31]

Fördermengen und Reserven
Rang
2011
Land Fördermenge (in t) Reserven
2014 7
Reichweite
(Jahre ab 2014) 7
2007 1 2011 4 2014 7
1 0 China Volksrepublik Volksrepublik China Volksrepublik China 275 355 450 3.000 6,7
2 0 Australien Australien Australien 246 270 270 9.800 36,3
3 0 Russland Russland Russland 157 200 245 5.000 20,4
4 0 Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten 238 237 211 3.000 14,2
5 0 Kanada Kanada Kanada 101 110 160 2.000 12,5
6 0 Sudafrika Südafrika Südafrika 252 190 150 6.000 40 ,0
7 0 Peru Peru Peru 170 150 150 2.100 14 ,0
8 0 Usbekistan Usbekistan Usbekistan 85 90 102 1.700 16,7
9 0 Mexiko Mexiko Mexiko 39 85 92 1.400 15,2
10 0 Ghana Ghana Ghana 84 100 90 2.000 22,2
11 0 Brasilien Brasilien Brasilien 40 55 70 2.400 34,3
12 0 Indonesien Indonesien Indonesien 118 100 65 3.000 46,2
13 0 Papua-Neuguinea Papua-Neuguinea Papua-Neuguinea 65 70 60 1.200 20 ,0
14 0 Chile Chile Chile 42 45 50 3.900 78 ,0
Vereinte Nationen UNO Andere Länder 6 471 630 695 10.000 14,4
Summe (gerundet) 2.380 2.700 2.860 55.000 19,2
1 nach USGS Mineral Commodity Summary Gold 2009 (PDF; 89 kB), US Geological Survey (USGS), Reston (Virginia)
3 nach USGS , US Geological Survey (USGS), Reston (Virginia)
4 nach USGS Mineral Commodity Summary Gold 2012 (PDF; 28 kB), US Geological Survey (USGS), Reston (Virginia)
5 siehe Fußnote 1: Enthält keine Länder, für die keine verlässlichen Daten zur Verfügung standen.
6 für weitere Förderländer siehe 2010 Minerals Year Book Gold (PDF; 99 kB), Tabelle 8, S. 31.20, US Geological Survey (USGS), Reston (Virginia), Mai 2012
7 nach USGS Mineral Commodity Summary Gold 2015 (PDF; 28 kB), US Geological Survey (USGS), Reston (Virginia)

Weltweit existieren nur einige große Goldförderunternehmen, deren Aktien an den Börsen gehandelt werden. Dazu gehören etwa Agnico Eagle Mines , AngloGold Ashanti , Barrick Gold , Freeport-McMoRan Copper & Gold, Gold Fields Ltd. , Goldcorp , Kinross Gold , Newmont Mining und Yamana Gold .

Goldbestand weltweit

In der gesamten Geschichte der Menschheit wurden bis Ende 2017 schätzungsweise 190.000 Tonnen gefördert. [32] Dies entspricht einem Würfel mit 21 Metern Kantenlänge [33] (rund 8800 Kubikmetern) reinem Gold, und rund 24,3 g (also etwas mehr als ein Kubikzentimeter) pro Kopf der Weltbevölkerung. Etwa 34.000 Tonnen (Stand 2019) befinden sich im Besitz von Zentralbanken, siehe auch Goldreserve .

Vorkommen in Europa

Die Förderung von Gold in Europa – am meisten in Finnland und Schweden – ist im internationalen Vergleich unbedeutend. Die rumänischen Golderzvorkommen sind wohl die größten in Europa. In Bulgarien finden in den stillgelegten Goldminen Zlata (aktiver Bergbau: 1939–1973) und Krushov Dol (aktiv: 1965–1974) wieder Erkundungen statt. [34] In Barsele (in der Gemeinde Storuman ) in Schweden wurde ein Vorkommen erkundet. [35]

Gold als Mineral

Oktaedrische Goldkristalle aus der Colorado Mine, Kalifornien, USA (Größe 1 cm × 0,9 cm × 0,7 cm)
Gold in dendritischer Form aus der Eagle's Nest Mine, Kalifornien, USA (Größe 5,5 cm × 4,5 cm × 2,5 cm)

Natürliche Vorkommen an gediegen Gold, das heißt in seiner elementaren Form waren bereits lange vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) bekannt. Gold ist daher als sogenanntes grandfathered Mineral als eigenständige Mineralart anerkannt. [36]

Gemäß der Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage) wird Gold unter der System-Nr. „1.AA.05“ (Elemente – Metalle und intermetallische Verbindungen – Kupfer-Cupalit-Familie – Kupfergruppe) [37] beziehungsweise in der veralteten 8. Auflage unter I/A.01 (Kupfer-Reihe) eingeordnet. Die vorwiegend im englischsprachigen Raum verwendete Systematik der Minerale nach Dana führt das Element-Mineral unter der System-Nr. „01.01.01.01“ (Goldgruppe). [38]

In der Natur findet sich Gold üblicherweise in Form von abgerundeten Nuggets, als Schuppen oder Flocken sowie in dendritischen (baumartigen) oder haar- bis drahtförmigen Aggregaten . Selten entwickelt Gold grobkristalline Stufen mit oktaedrischen , dodekaedrischen und würfeligen Kristallen. Es kann mit verschiedenen Mineralen vergesellschaftet sein wie unter anderem Altait , Ankerit , Arsenopyrit , Calaverit , Chalkopyrit , Krennerit , Pyrit , Pyrrhotin , Quarz , Scheelit , Sylvanit (Schrifterz) , Tetradymit und Turmalin . [7]

Da Gold ein reaktionsträges Element ist, behält es gewöhnlich seinen Glanz und Farbe und ist daher in der Natur leicht zu erkennen. Dennoch wird es immer wieder mit farblich ähnlichen Mineralen wie Pyrit ( Katzengold , Narrengold ) und Chalkopyrit verwechselt. Gold ist zudem ein Bestandteil verschiedener Mineralarten. Beispiele für Minerale mit den höchsten Goldgehalten sind unter anderem Bezsmertnovit ((Au,Ag) 4 Cu(Te,Pb); 78,56 % Au), Tetra-Auricuprid (CuAu; 75,61 % Au), Maldonit (Au 2 Bi; 65,34 % Au) und Yuanjiangit (AuSn; 62,40 % Au). Insgesamt sind bisher 33 Gold-Minerale bekannt (Stand 2017). [39]

Gewinnung

Navachab Goldmine bei Karibib , Namibia
Silberreiches Freigold (blechförmig)
Das 4,9 kg (156 Unzen) schwere „Mojave Nugget“, 1977 in Südkalifornien entdeckt

Im Gegensatz zu den meisten anderen Metallen kommt das chemisch inerte Gold meist gediegen vor und muss nicht durch Reduktion aus Erzen gewonnen werden, wie beispielsweise Eisen . Es wird zunächst nur mechanisch aus dem umgebenden Gestein gelöst. Da Gold chemisch wenig reaktiv ist und somit nur schwierig in lösliche Verbindungen überführt werden kann, werden spezielle Verfahren zur Goldgewinnung angewendet.

Ohne Lupe direkt sichtbares Gold, sogenanntes „Freigold“ [40] in Form von Nuggets oder Goldstaub, ist eine Rarität. Das größte bekannte Goldnugget wurde im September 2018 von Henry Dole in Australien gefunden, mit rund 2400 Unzen (74 kg) Goldanteil. [41] Der zweitgrößte Goldnugget, „Welcome Stranger“ genannt, wurde 1869 in Australien gefunden und wog 2284 Feinunzen [42] (rund 71 kg). Das meiste Gold in den Vorkommen liegt in kleinsten Partikelchen im umgebenden Gestein fein verteilt vor und entgeht somit den Versuchen, es mit einfachen Verfahren manuell zu sammeln.

In der Praxis werden mehrere Verfahren miteinander kombiniert, um die gewünschte hohe Ausbeute zu erhalten. Durch Fortschritte in den Gewinnungsmethoden, Vernachlässigung der Abfallproblematik und bei hohem Marktpreis lohnt sich sogar der Abbau von Erz, das nur ein Gramm Gold pro Tonne enthält. Alte Abraumhalden ehemaliger Goldvorkommen werden deshalb mittels verbesserter Technik nochmals aufgearbeitet.

Gold fällt als Nebenprodukt bei der Raffination anderer Metalle an und wird in großem Umfang wiedergewonnen. Mehr als zehn Prozent des weltweit abgebauten Goldes wird im Kleinbergbau gewonnen. Es wurde geschätzt, dass 20 % bis 30 % des weltweit geförderten Goldes durch nicht industrielles Schürfen, also von Goldsuchern gewonnen wird. [43] Ein Teil davon kann als Konfliktrohstoff betrachtet werden, der eine negative Auswirkung auf die dort lebende Bevölkerung hat und zum sogenannten Ressourcenfluch führen kann.

Goldwaschen

Das sogenannte Goldwaschen als einfachstes Verfahren zur Goldgewinnung nutzt die hohe Dichte des Metalls. Dabei wird goldhaltiger Sand mit Wasser aufgeschlämmt. Da Gold schwerer ist als der umgebende Sand, setzt es sich schneller am Boden ab und kann abgetrennt werden. Gold aus Flussablagerungen wird so gewonnen. Hobby-Goldsucher wenden meist dieses Verfahren an. Dessen Nachteil besteht jedoch in der geringen Ausbeute bei großem Zeitaufwand des Suchenden. Der Vorteil dieser Methode ist die zuverlässige Ausbeute an groben Goldteilchen, die bei der Cyanidlaugung nicht vollständig erfasst werden. Es lässt sich verbessern durch Einbringen von Fellen in die abströmende Flüssigkeit, in dem sich kleinste Goldpartikelchen in den Fellhaaren verfangen und die Ausbeute erhöhen.

Goldwaschen wird mitunter teilmechanisiert an Land durchgeführt oder mit Schwimmbaggern mit integrierter Wäsche direkt im Fluss. Minentechnisch gewonnenes Erz wird zuvor mechanisch auf geeignete Korngrößen zerkleinert und das zermahlene Gestein in ähnlicher Weise bearbeitet.

Dieses Verfahren geht der nachfolgend beschriebenen weiteren Ausnutzung der goldführenden Sande und Schlämme voraus.

Amalgamverfahren

Nachbau eines Amalgamierwerkes aus dem 19. Jahrhundert im Montanmuseum Altböckstein in Salzburg

Beim Amalgamverfahren wird die Legierungsbildung zwischen Gold und Quecksilber zu Amalgam genutzt. Zur Goldgewinnung und -reinigung werden goldhaltige Sande und Schlämme intensiv mit Quecksilber vermischt. Das Gold, aber auch eventuell andere vorhandene gediegene Metalle wie Silber lösen sich dabei im Quecksilber. Goldamalgam hat eine silberne Farbe; je nachdem, wie viel Quecksilber im Überschuss vorliegt, ist es flüssig bis pastös teigig [44] und der Schmelzpunkt der Legierung ist geringer als der von Gold. [45] Amalgam und Quecksilber sammeln sich wegen der hohen Dichte am Gefäßgrund, das Quecksilber fließt dann ab. Durch Erhitzen des verbleibenden Amalgams (wie bei Feuervergoldung detailliert beschrieben) verdampft das Quecksilber und zurück bleibt kompaktes Rohgold.

Die entstehenden Quecksilberdämpfe stellen eine gesundheitliche Gefahr dar (siehe Quecksilbervergiftung ), wenn sie nicht durch eine geschlossene Destillationsanlage oder Absaugung und Abfilterung mit Aktivkohle aufgefangen werden. Private Goldschürfer erhitzen das Amalgam oft in offenen Blechgefäßen mithilfe von Lötlampen und sonstigen Gasbrennern. Das Quecksilber (Siedepunkt 357 °C) dampft dabei in die Umgebungsluft ab und kondensiert umgehend. Dadurch werden Böden, Flüsse und Menschen in der Umgebung mit Quecksilber belastet. Durch das Minamata-Übereinkommen sollen Alternativen zum Amalgamverfahren gefördert werden. [46]

Das Amalgamverfahren wurde bereits in der Antike angewendet.

Cyanidlaugung

Bei größeren Vorkommen, die eine industrielle Erschließung erlauben, wird seit Ende des 19. Jahrhunderts die Cyanidlaugung angewendet. Vor dem Hintergrund, dass sich Gold in sauerstoffhaltiger Natriumcyanid -Lösung (Natriumsalz der Blausäure HCN) als Komplexverbindung löst, werden die metallhaltigen Sande staubfein gemahlen, aufgeschichtet und im Rieselverfahren mit der Extraktionslösung unter freiem Luftzutritt versetzt. Die kleinsten Metallteilchen werden hierbei zuerst aufgelöst, weil sie die relativ größte Reaktionsoberfläche haben.

Das Edelmetall findet sich chemisch gebunden im hochgiftigen Sickerwasser . Nach Filtration und Ausfällung mit Zinkstaub wird es als brauner Schlamm erhalten, aus dem nach Waschen und Trocknen durch Reduktion Rohgold wird.

Hier schließt sich die Reinigung des Rohgoldes an. Raffiniert zu Feingold ist es dann standardisiert und marktreif. Die Cyanidlaugen werden in Kreislaufprozessen wiederverwendet. Dennoch entweichen Blausäure und ihre Salze (Cyanide) in die Umwelt, teilweise in größeren Mengen, etwa bei Unglücken, Fehlfunktionen der Anlage oder bei Überschwemmungen. Alle diese Stoffe sind hochgiftig, allerdings leicht zersetzbar. Im Stoffkreislauf der Natur werden sie relativ schnell oxidativ abgebaut oder durch Hydrolyse zersetzt.

Diese Art der Goldgewinnung hinterlässt enorme Abraumhalden und Stäube mit Cyanidspuren. Weitere Umweltschäden entstehen dadurch, dass Schlamm in Ländern mit geringer Umweltüberwachung unkontrolliert in Flüsse abgeleitet wird oder Schlammabsetzbecken bersten, wie im Jahr 2000 im rumänischen Baia-Mare .

Boraxverfahren

Ein umweltfreundlicheres Verfahren stellt die Gold extraktion und -reinigung mithilfe von Borax (Natriumborat) dar. [47] [48] Der Zusatz von Borax als schlackenbildendes Flussmittel beim Schmelzen von verunreinigtem Gold setzt Schmelzpunkt und Viskosität der Schmelze aus Oxiden und Silikaten der Begleitstoffe ( nicht des Goldes , wie es oft fälschlicherweise angegeben wird) herab. [49] Dadurch kann das Schmelzen mit einfacheren, kostengünstigen Brennern erfolgen (mit Zusatz von Holzkohle und extra Luftzufuhr [50] [51] unter Verwendung eines Haartrockners und eines Verlängerungsrohrs bis in die Esse [52] oder eines Blasebalgs ), wobei die Ausbeute der Extraktion erhöht wird. [53] Das Gold (oder bei Anwesenheit von Silber eine Gold-Silber-Legierung) setzt sich dabei am Boden der Schmelzpfanne ab, die Oxide schwimmen auf. Gelegentlich werden andere Flussmittel zugesetzt (beispielsweise Calciumfluorid , Natriumcarbonat , Natriumnitrat oder Mangandioxid ). [54] Würden alle Goldschürfer auf der Welt dieses Verfahren anwenden, könnte die Emission von rund 1000 Tonnen Quecksilber pro Jahr vermieden werden, das sind etwa 30 % der weltweiten Quecksilber-Emissionen. [53]

Anodenschlammverfahren

Gold wird häufig aus Anodenschlämmen gewonnen, die bei der Raffination anderer Metalle, vor allem von Kupfer, zurückbleiben. Während der Elektrolyse wird das edle Gold nicht oxidiert und nicht gelöst; es sammelt sich unter der Anode an. Neben Gold fallen dabei Silber und andere Edelmetalle an, die durch geeignete Verfahren voneinander getrennt werden.

Wiedergewinnung aus Reststoffen (Recycling)

Eine wichtige Quelle des Edelmetalls ist die Aufbereitung von Dental- und Schmuckverarbeitungsabfällen sowie von alten edelmetallhaltigen Materialien, wie selektierter Elektronikschrott und Galvanikschlämme. Die Wiederaufbereitung stellte 2016 rund 30 % des gesamten Goldangebots. [55]

In städtischem Klärschlamm ist Gold in Spuren enthalten, die von der Nutzung, der Verarbeitung und dem Verschleiß von Goldlegierungen (Abrieb von Zahnfüllungen, Schmuckkettenglieder, Verlust und so weiter) stammen. Eine Untersuchung verschiedener Proben aus Arizona ergab neben verschiedenen anderen Edelmetallen einen Gehalt von durchschnittlich 0,3 Gramm Gold pro Tonne Klärschlamm. [56] 2017 konnten in einer Schlacken sortieranlage in der Schweiz 65 Kilogramm Gold im Wert von 2,1 Millionen Franken gewonnen werden. [57]

Im September 2013 berieten Österreichs Krematorienbetreiber , wie rechtlich korrekt mit dem Gold verbrannter Verstorbener umzugehen wäre, das bislang verklumpt mit Knochenasche in der Urne den Hinterbliebenen ausgefolgt wird. [58]

Versuche zur Goldgewinnung aus dem Meer

Fritz Haber versuchte in den 1920er Jahren, Gold aus dem Meerwasser zu gewinnen, womit die deutschen Reparationen bezahlt werden sollten. [59] Es wurde damals angenommen, dass Meerwasser zwischen 3 und 10 Milligramm Gold pro Tonne enthält. Der durchschnittliche Gehalt war aber mit 4,4 Mikrogramm Gold pro Tonne Meerwasser etwa um den Faktor 1000 niedriger und für eine wirtschaftliche Verwertung deutlich zu gering. [60] [61] Durch moderne Messmethoden wurde festgestellt, dass der Atlantik und der nordöstliche Pazifik 50–150 Femtomol (fmol) Gold pro Liter Wasser beinhaltet. Das entspricht 0,010–0,030 µg/m³. Im Tiefenwasser des Mittelmeeres lassen sich eher höhere Werte von 100–150 fmol Gold pro Liter Meerwasser messen. Insgesamt ergibt das 15.000 Tonnen Gold in den Weltmeeren. [62]

Goldsynthese

Die Hoffnung, Gold künstlich herstellen zu können, wurde von vielen Kulturen über Jahrhunderte gehegt. Dabei entstand unter anderem die Sage vom sogenannten Stein der Weisen , der Gold aus unedlen Metallen entstehen lassen sollte. Die Alchemie wurde gelegentlich als „künstliche Darstellung von Silber und Gold“ oder schlicht als „Goldmacherei“ aufgefasst. [63]

Beispielsweise wird in zwei ostmitteldeutschen Handschriften des 15. Jahrhunderts ein Nikolaus von Paris genannt, nach dessen alchemistischem Traktat Von silber unde von golde Gold hergestellt werden könne, indem Silber und „rotes Eisen“ mit Salmiak versetzt werden, diese Mischung eine Woche in heißem Pferdemist belassen wird, danach gefiltert und auf die Hälfte eingedampft wird und mit der dadurch entstandenen Substanz Silber in 12-karätiges Gold transmutiert werden könne. Wenn dann ein Teil dieses Goldes mit vier Teilen natürlichem Gold gemischt wird, solle 20-karätiges Gold entstehen. [64]

Tatsächlich entsteht Gold allein bei verschiedenen kerntechnischen Prozessen ( Kernfusion beziehungsweise Kernfission ) in winzigen Mengen.

Umweltauswirkungen

Da Gold in heutigen Minen fast nur noch in Spuren enthalten ist, fallen alleine zur Produktion eines einzigen Goldrings 20 Tonnen Schutt an, was zu einer beträchtlichen Zerstörung ganzer Landschaften führt. [65] Beträchtliche Mengen von hochgiftigem Quecksilber , schon bei der Goldgewinnung mit ausgeschwemmt oder beim Verdampfen wissentlich in die Umwelt freigesetzt, vergiften zudem große Gebiete und Flussläufe dauerhaft. [66] Da Goldgewinnung oft improvisatorische Züge trägt und fernab von effektiver behördlicher Überwachung stattfindet, werden Umweltaspekte häufig untergeordnet behandelt oder ignoriert. [67]

Die negativen Umweltauswirkungen führen häufig zu Konflikten zwischen den Goldschürfern und der einheimischen Bevölkerung. [68] Es gibt jedoch erste Projekte ökologischen Goldabbaus, wie das Oro Verde in Kolumbien. Für Barren, deren Gold aus dieser Mine stammt, wurde im Februar 2011 erstmals das Fair-Trade-Siegel vergeben. [69] Europas erste Lieferanten für Faires Gold waren in Frankreich und Großbritannien, seit einiger Zeit ist es auch in Österreich erhältlich.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

STM -Messung der Rekonstruktion der (100)-Fläche eines Au- Einkristalls

Gold besteht aus nur einem stabilen Isotop , gehört damit zu den 22 Reinelementen und lässt sich leicht mit vielen Metallen legieren . Das Schwermetall ist unlegiert weich wie Zinn mit einer Mohshärte von 2,5 bis 3 ( VHN 10 = 30–34; silberhaltig 44–58 [7] ).

Gold lässt sich aufgrund seiner unerreichten Duktilität und Dehnbarkeit zu hauchdünnem Blattgold schlagen und zu besonders dünnen Folien von etwa 2000 Atomlagen und 100 Nanometern Stärke auswalzen. Dies entspricht nur ca. 1/10 der Wellenlänge des roten Lichtes und ergibt eine durchscheinende Folie, die im Durchlicht blaugrün erscheint. Ernest Rutherford verwendete Goldfolie für seinen Streuversuch . Aus einem Gramm Gold kann ein 24 km langer Faden gezogen werden. [32]

Gold kristallisiert ausschließlich in einemkubisch flächenzentrierten Raumgitter und weist damit eine kubisch dichteste Kugelpackung mit der Raumgruppe Fm 3 m (Raumgruppen-Nr. 225) Vorlage:Raumgruppe/225 auf. Der Gitterparameter beträgt bei reinem Gold 0,4078 nm [70] (entspricht 4,078 Å ) bei 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle . [71]

Bei Versuchen in der Hochdruckforschung konnte allerdings nachgewiesen werden, dass Gold bei sehr schnell erfolgender Kompression eine andere Struktur annimmt und sogar flüssig wird. Während der Hochdruckversuche wurden kleine Goldproben mithilfe von Laserschocks innerhalb von Nanosekunden extrem stark zusammengepresst. Ab 220 Gigapascal wandelt sich dabei die kubisch flächenzentrierte Struktur in die weniger kompakte kubisch-raumzentrierte Struktur . Bei weiterer Erhöhung des Drucks auf 330 Gigapascal beginnt das Gold zu schmelzen. Der Theorie des Forschungsleiters Richard Briggs vom Lawrence Livermore National Laboratory zufolge soll Gold einen Tripelpunkt oberhalb von etwa 220 Gigapascal haben, bei dem die flächenzentrierte, raumzentrierte und flüssige Phase nebeneinander existieren können. [72]

Goldkristalle, synthetisch im Labor gezüchtet

Reines Gold hat eine metallisch-sattgelbe Farbe, die entsprechend als „goldgelb“ bekannt ist und eine ebensolche Strichfarbe . In feiner Verteilung ist es je nach Korngröße gelblich, ockerbraun bis purpurviolett und wird dann als Goldpurpur bezeichnet. Mit zunehmender Temperatur verliert Feingold an Farbintensität und ist hellgelb glühend bevor es schmilzt. Das geschmolzene Metall ist zitronengelb, leicht grünlich und erhält seine intensive gelborange Farbe erst wieder, wenn es vollständig abgekühlt ist. Vor dem Lötrohr ist Gold leicht schmelzbar zu einer vollkommenen Kugel. [73]

Beimengungen von Kupfer lassen es rosa oder rötlich erscheinen, senken die Schmelztemperatur und steigern zugleich Härte, Festigkeit und Polierbarkeit beträchtlich. Steigende Silberanteile verändern die Farbe des reinen Goldes über hellgelb nach hellgrün und schließlich zu weiß; Schmelztemperatur und Härte verändern sich dabei nur sehr wenig. Die meisten Metalle, so auch die bekannten Platinmetalle , Quecksilber und die Eisenmetalle , führen als Beimischungen dagegen in steigenden Anteilen zu einer Entfärbung in Form einer eher schmutziggelbgrauen bis grauweißen Legierung. So variiert die Farbe von palladiumhaltigem Gold (Porpezit) zwischen lohfarben und hellbraun. [74]

Einige der ungewöhnlichen Eigenschaften wie die goldgelbe Farbe und hohe Duktilität werden aktuell mit dem Einfluss von relativistischen Effekten auf die Elektronenorbitale erklärt. So entsteht die gelbliche Farbe durch Absorption im Frequenzbereich der Komplementärfarbe Blau. Ursache dafür ist die auf Grund relativistischer Effekte vergleichsweise kleine Bandlücke zwischen dem 6s- und den 5d- Orbitalen . [75] [76] [77] Während energiereiche blaue Photonen absorbiert werden und zu Elektronenübergängen führen, werden die anderen, weniger energiereichen Photonen (grün, gelb, rot) aus dem Spektrum sichtbaren Lichts reflektiert, wodurch die gelbe Färbung entsteht. [78]

In der Oberflächenchemie werden verschiedene Flächen von Au- Einkristallen ua in der Rastertunnelmikroskopie eingesetzt (siehe Abbildung). [79]

Die spezifische Verdampfungsenthalpie ΔH v von Gold ist mit 1,70 kJ/g wesentlich geringer als beispielsweise diejenige von Wasser (mit 2,26 kJ/g) oder Eisen (6,26 kJ/g, alle für die Siedetemperatur bestimmt). Bei überhitzten Goldschmelzen können daher (wie auch bei anderen Schmelzemanipulationen etwa in der Stahlindustrie ) beträchtliche Rauch- und Verdampfungsverluste auftreten, sofern der Schmelzvorgang ohne Abdichtung oder Absaugung und Abscheidung in Aktivkohle erfolgt. [80]

Chemische Eigenschaften

Gold wird von gewöhnlichen (Mineral-)Säuren nicht angegriffen. Lediglich einige stark oxidierende Säuren wie Königswasser (einem Gemisch aus Salzsäure und Salpetersäure ) oder Selensäure lösen Gold. In Königswasser bildet sich Tetrachloridogoldsäure :

Die Halogene Chlor , Brom und Iod vermögen Gold zu lösen, letzteres sogar in alkoholischer Lösung. In wässrigen Cyanidlösungen ist Gold leicht unter Oxidation durch Sauerstoff als Kaliumdicyanidoaurat(I) löslich . [81] [82] In heißen, sauren hydrothermalen Lösungen ist Gold relativ gut physikalisch löslich. [83] Demzufolge wird es oft in Quarzgesteinen mit vorgefunden. Es wurde beobachtet, dass einige Huminsäuren in der Lage sind, Gold anzulösen. [84]

Verwendung

Rund die Hälfte des am Markt gehandelten Goldes wird zu Schmuck verarbeitet, etwa ein Drittel wird von institutionellen und privaten Investoren erworben (ohne Zentralbanken), 9 % werden in der Industrie einschließlich Zahntechnik verwendet (Durchschnittswerte für 2010–2014). Die Aufkäufe durch Zentralbanken haben stark zugenommen: von 2 % der weltweiten Nachfrage im Jahr 2010 auf 14 % im Jahr 2014. [85]

Schmuck, Dekoration und Lebensmittelzusatzstoff

Olympische Goldmedaillen bestehen aus mindestens 92,5 % reinem Silber und sind mit mindestens sechs Gramm Gold vergoldet

Der größte Teil des gewonnenen Goldes wird in der Schmuckindustrie verwendet. Goldschmiede verarbeiten Gold und andere Edelmetalle zu Ringen, Ketten, Armbändern und anderem Schmuck . Der Edelmetallgehalt wird durch die Repunze beglaubigt. Einige Orden sind aus Gold gefertigt ( Kutusoworden ). Indien und China sind die beiden größten Märkte für Goldschmuck, zusammen sorgen sie für über 50 % der Nachfrage nach Gold in diesem Bereich. [86]

Goldfolie, auch Blattgold genannt, gibt nichtmetallischen Gegenständen, wie Bilderrahmen , Büchern ( Goldschnitt ), Mobiliar, Figuren, Architekturelementen, Stuck und Ikonen das Aussehen von echtem Gold. Seit der Antike wird Blattgold von Goldschlägern aus hochgoldhaltigen Legierungen hergestellt. Dabei wird Gold dünner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes gewalzt und geschlagen. Im Auflicht glänzt die Folie goldgelb, im Gegenlicht scheint die Lichtquelle grünlich-blau durch und bildet das Schlagmuster des Metalls ab. Der Vergolder präpariert die Unterlage zunächst mit einem Klebemittel und legt anschließend die Goldfolie auf. Mit 1 Gramm Blattgold kann ein halber Quadratmeter Fläche überzogen werden.

Dekorativ findet Gold vielfältige Anwendungen, zum Beispiel in galvanischen Beschichtungen von Metallen und Kunststoffen. Auf Porzellanglasuren, Zahnersatzkeramiken und Glas lassen sich Goldpigmente einbrennen. Historisch war die Feuervergoldung von Metallen mit Hilfe der Gold-Quecksilber-Legierungen, sogenannter Amalgame, nachweislich schon in der Antike die einzig brauchbare Methode, um dauerhafte Vergoldungen auf Silber , Bronze oder unedlen Metallen herzustellen. Mit der Entwicklung galvanischer Vergoldungsbäder im späten 19. Jahrhundert und 20. Jahrhundert wurde dieser Bereich in den Möglichkeiten qualitativ erweitert und ersetzt.

Goldpigmente wurden historisch in der Glasherstellung seit dem 16. Jahrhundert eingesetzt ( Goldrubinglas ), werden allerdings weitgehend durch preiswertere Verfahren ersetzt.

Im Speisenbereich wird Gold als Lebensmittelzusatzstoff E 175 [87] verwendet. In Form von Blattgold und Blattgoldflocken dient es zum Vergolden von Speisen, zum Beispiel für Überzüge von Süßwaren und zur Verzierung von Pralinen. In Getränken wird es für Danziger Goldwasser und Schwabacher Goldwasser verwendet. Metallisches Gold gilt als ungiftig, reichert sich im Körper nicht an und wird mit dem Rest der verdauten Nahrung wieder ausgeschieden.

Wertanlage und Währung

Gold dient in Form von Goldmünzen und Barrengold als Wertanlage und als internationales Zahlungsmittel. Gold wird von vielen Zentralbanken der Welt als Währungsreserve eingelagert, obwohl die Währungen nicht mehr durch Goldreserven gedeckt sind.

Anlagegold

Private und institutionelle Anleger investieren in Gold und in Wertpapiere , die den Goldkurs abbilden. In Krisenzeiten ( Inflation oder Wirtschaftskrise ) wird Gold als stabile Wertanlage gesehen, die Wertsteigerungen relativ zu anderen Wertanlagen erfahren kann. Gold hat kein Ausfallrisiko wie die meisten anderen Geldanlagen, bei denen sich die Verzinsung unter anderem nach dem wahrgenommenen Ausfallrisiko der Marktteilnehmer richtet. Bei dieser Betrachtung ist allerdings zu beachten, dass der Goldpreis im Zeitablauf starken Schwankungen ausgesetzt ist.

Goldpreis

Goldpreis in US-Dollar seit 1792

Der Preis des Goldes wird auf dem offenen Markt bestimmt. Das geschieht seit dem 17. Jahrhundert am London Bullion Market . Seit dem 12. September 1919 treffen sich wichtige Goldhändler in einer Rothschild-Bank in London, um den Goldpreis formal zu fixieren (siehe Goldfixing ). Seit 1968 gibt es ein weiteres tägliches Treffen in der Bank um 15 Uhr Londoner Zeit, um den Preis zur Öffnungszeit der US-Börsen erneut festzulegen. Für den standardisierten Goldhandel an Rohstoffbörsen wurde „ XAU “ als eigenes Währungskürzel nach ISO 4217 vergeben. Es bezeichnet den Preis einer Feinunze Gold.

Am 17. März 1968 wurde der Goldpreis gespalten und ein zweigliedriges System eingeführt. Der eine Preis konnte sich frei dem Markt anpassen, der andere war fix. 1973 wurde der Goldpreis freigegeben, und der Besitz von Gold war in den USA wieder erlaubt. China hat den Privatbesitz von Gold 1983 wieder erlaubt (siehe Goldverbot ).

Der Goldpreis ist unter anderem von den aktuellen Fördermengen, vom Ölpreis und vom Kurs des US-Dollars abhängig, da Gold zumeist in US-Dollar gehandelt wird. Er kann von den Zentralbanken beeinflusst werden, die zusammen etwa 30.750 Tonnen Gold besitzen (Stand Dezember 2011), [88] das sind knapp 19 % der weltweit vorhandenen Goldmenge von 170.000 Tonnen. [89]

Gold als Währung oder Währungsdeckung

Historisch wurde Gold seit Jahrtausenden als Währung eingesetzt. Eine Geldeinheit entsprach einer bestimmten Menge Gold. In Deutschland war während des Deutschen Reichs von 1871 bis 1918 das gesetzliche Zahlungsmittel die Goldmark (siehe auch Kurantmünze ), wobei 2,79 Goldmark einem Gramm Gold entsprachen und die Reichsbank gegen Vorlage einer Banknote die entsprechende Menge in physisches Gold eintauschte. Die Golddeckung wurde zu Beginn des Ersten Weltkrieges aufgehoben; und konnte danach nicht wieder eingeführt werden wegen der Reparationen, die die Goldreserven des Deutschen Reiches verschlangen, und wegen der Vervielfachung der in Umlauf gebrachten Papiergeldmenge. Diese faktische Umstellung auf nicht-goldgedecktes Geld (Vertrauenswährung oder Fiat Money ) führte bereits während des Krieges zur Abwertung der Mark und ermöglichte die Hyperinflation der 1920er Jahre.

Lange Zeit entsprachen in den Vereinigten Staaten 20,67 US-Dollar einer Unze Gold. 1934 fand eine Abwertung des US-Dollars durch die Neufestlegung des Goldpreises auf 35 US-Dollar je Feinunze statt. [90] Das neue Verhältnis wurde im Bretton-Woods-System von 1944 bestätigt.

Um Gold als Währungsalternative auszuschließen und um die Währungsreserven ( Goldreserve ) zu erhöhen, war der Goldbesitz in den USA zeitweise verboten. Von 1933 bis 1973 war Goldbesitz nur in Form von Schmuck und Münzsammlungen erlaubt. Präsident Franklin D. Roosevelt ließ Gold über die Executive Order 6102 konfiszieren. Präsident Richard Nixon beendete 1971 das Bretton-Woods-System und schaffte dessen Versprechen ab, dass alle Nationalbanken eine Feinunze Gold für 35 US-Dollars von der US-Notenbank verlangen können.

Da der Goldstandard die herausgegebene Geldmenge und die Höhe der Staatsverschuldung beschränkt, waren die Regierungen daran interessiert, ihre Währungen vom Gold zu lösen. In beiden Weltkriegen wurde der Goldstandard aufgegeben, da die benötigten Geldmittel zur Kriegsproduktion nur per Inflation aufzubringen waren. Heutzutage sind sämtliche Währungen der Welt vom Gold losgelöst, und erst dadurch war die extreme Ausweitung der heutigen Geldmengen und Schulden möglich. Die vorhandene Goldmenge würde zu den aktuellen Kursen nicht als Wertdeckung für eine bedeutsame Währung ausreichen. Das im Januar 2006 vorhandene Gold entsprach einem Marktwert von 2,5 Billionen € und wäre hypothetisch somit gerade einmal geeignet gewesen, die damaligen Staatsschulden Deutschlands und Spaniens zu decken. Im Falle einer erneuten Deckung von bedeutenden Währungen müsste der Goldkurs auf ein Vielfaches ansteigen.

Elektronik

Vergoldete Kontakte einer Leiterplatte
XLR -Anschlussbuchse eines Studiomikrofones mit vergoldeten Kontaktstiften

Die Elektronikindustrie verwendet Gold ua aufgrund der guten Verarbeitbarkeit und hervorragenden Kontaktgabe (hohe Korrosionsbeständigkeit, leichte Lötbarkeit): [91]

  • Bonden:
    • Bonddrähte (Verbindungsdrähtchen zwischen den Chips und den Anschlüssen Integrierter Schaltkreise ) sowie Bondinseln und Leiterstrukturen werden teilweise aus reinem Gold gefertigt: ein Gramm lässt sich zu einem Bonddraht von mehr als drei Kilometern Länge ziehen. Aus Kostengründen werden zunehmend Bonddrähte aus Aluminium oder Kupfer eingesetzt.
    • Die Montage ( Chipbonden ) von mikroelektronischen und Laserdioden-Chips erfolgt auf vergoldeten Flächen
  • Leiterplatten (ihre Kupferleiterbahnen und Kontaktierungsstellen) mit Direkt-Steckverbindern werden häufig vergoldet
  • Schaltkontakte für Signalschalter und Relais
  • Vergolden von Steckverbindern und Kontaktflächen („Hauchvergolden“ oder bis 1 µm Schichtdicke)

Medizin

Wegen seiner Korrosionsbeständigkeit und ästhetischen Qualitäten wird es in der Zahnprothetik als Füll- oder Ersatzmaterial für defekte oder fehlende Zähne eingesetzt. Dabei kommen Legierungen zum Einsatz, da reines Gold zu weich wäre. Diese bestehen meist zu rund 80 % aus Gold und zu 20 % aus Beimetallen wie Platin . Die Popularität von Goldzähnen hat in westlichen Ländern zugunsten unauffälligerer Kunststoffimplantate abgenommen, während sie in vielen anderen Teilen der Erde nach wie vor häufig verwendet werden.

Einige Goldsalze werden (intramuskulär verabreicht) heilend zur Rheumatherapie eingesetzt, etwa Aurothioglucose (Aureotan) [92] als langsamwirkendes Langzeittherapeutikum. Die Goldsalze Natriumaurothiomalat und Auranofin werden als Basismedikamente gegen rheumatoide Arthritis (chronische Polyarthritis) angewendet. Goldtherapien erreichen ihre volle Wirkung erst nach mehreren Monaten und sind mit Nebenwirkungen verbunden. Es kann zu allergischen Reaktionen und bei unsachgemäßer Anwendung zu einer Schädigung von Leber, Blut und Nieren kommen. Etwa 50 % der Therapien mit Goldsalzen werden aufgrund der unerwünschten Wirkungen abgebrochen. In neuerer Zeit verdrängen preisgünstigere Medikamente mit besserem Nebenwirkungsprofil die Behandlung mit goldhaltigen Therapeutika.

1913 ließ der Arzneimittelhersteller Madaus das homöopathische Präparat Essentia Aurea: Goldtropfen patentieren, das unter der Marke „Herzgold“ verkauft und gegen Herz- und allgemeine Schwächezustände angewandt wurde. [93]

Seit dem Mittelalter waren, zuerst bei den Arabern, wohl auch vergoldete Pillen in Gebrauch. [94] Meist wurden unter „Goldenen Pillen“ ( pillae aureae , pillulae aureae , güldîn körnlîn [95] ) jedoch aus verschiedenen Zutaten hergestellte Pillen bezeichnet, die im salernitanischen Antidotarium Nicolai aufgeführt und als „wertvoll wie Gold“ angeboten wurden. [96]

Um 1935 wurden Versuche unternommen, die vor Einführung der Antibioka wenig erfolgreiche Syphilis -Therapie durch Anwendung von Goldpräparaten zu verbessern. [97]

Mitte der 1970er Jahre entwickelte der amerikanische Tierarzt Terry Durkes [98] die Goldimplantation zur Schmerztherapie arthrotischer Gelenke bei Hunden und Pferden, die seit 1996 auch in der Humanmedizin als alternativmedizinisches Verfahren angewandt wird. [99] Ein wissenschaftlicher Wirkungsnachweis liegt nicht vor, das Verfahren ist in keiner Leitlinie genannt.

Optik

Goldbeschichteter Laserspiegel ( Kohlendioxidlaser , 10,6 µm Wellenlänge)

Gold reflektiert Infrarotlicht sehr gut (98 % bei Wellenlängen > 700 nm) [100] sowie rotes und gelbes Licht besser als blaues und violettes. Deshalb werden wärmereflektierende Beschichtungen auf Gläsern, Strahlteilern und Spiegeln – auch Laserspiegel für Laser im mittleren Infrarot – sowie auf Hitzeschutzvisieren (Feuerwehr, Gießereien und so weiter) aus Goldschichten hergestellt ( Sputtern , Bedampfen , mit Schutzschicht).

Gold ist ein Dotand von Germanium (Germanium-Gold, kurz Ge:Au) – einem Halbleiter zum Nachweis von Infrarot von 1 bis etwa 8 µm Wellenlänge bei Kühlung auf 77 K nach dem Prinzip der Photoleitung .

Nanopartikel

Nanoskopisch vorliegende metallische Goldpartikel, also solche mit einer Größe im Nanometer -Maßstab, sind in jüngster Zeit Schwerpunkt intensiver Forschung geworden, weil ihre Verwendung als heterogene Katalysatoren in organisch-chemischen Reaktionen neue, lösungsmittelfreie Verfahren zulässt. Dies ist Teil eines Prozesses der Umgestaltung der chemischen Produktionsweisen in Richtung einer grünen Chemie . Weiterhin werden Gold-Nanopartikel als inertes Trägermaterial mit verschiedenen Molekülen beschichtet, [101] etwa zur Verwendung in einer Genkanone .

In diesem Zusammenhang wurde entdeckt, dass Gold-Nanopartikel nach Adsorption chiraler Substanzen selbst chirale Strukturen aufweisen können. [102] Die Chiralität dieser Partikel kann durch die Enantiomere der Adsorbentien gesteuert werden, bleibt jedoch erhalten, wenn in achiraler ( racemischer ) Umgebung verfahren wird. [103]

Reinheit und Echtheit

Feingehalt

Karat Gewichtspromille
Gold in der Legierung
im Handel als Atom % ca.
24 kt 999 Feingold 999 100
22 kt 91623 Gold 916 83
20 kt 83313 Gold 833 68
18 kt 750 Gold 750 50
14 kt 58313 Gold 585 38
10 kt 41623 Gold 417 23
9 kt 375 Gold 375 20
8 kt 33313 Gold 333 18

Die Reinheit von Gold wird historisch in Karat (abgekürzt kt) angegeben. 24 Karat entsprechen purem Gold (Feingold). Mit Einführung des metrischen Systems wurde die Umstellung auf Promille-Angaben vorgenommen. So bedeutet der Stempeleindruck „750“ in Goldware, dass das Metall von 1000 Gewichtsanteilen 750 Anteile (dh 34 ) reines Gold enthält, entsprechend 18 Karat („585“ entspricht 14 Karat, „375“ entspricht 9 Karat und „333“ entspricht 8 Karat). Bullionmünzen haben entweder 916,6 Promille ( Krugerrand , Britannia , American Eagle ) oder 999,9 Promille Gold ( Wiener Philharmoniker , Maple Leaf , Nugget , American Buffalo ). Die Reinheit kann mit einer Dezimalzahl angegeben werden, zum Beispiel als 0,999 oder 1,000 (Feingold).

Hochwertiger Schmuck wird international üblicherweise aus Goldlegierungen mit einem Feingehalt von 750 oder höher angefertigt. Dabei ist die Wahl des verwendeten Feingehaltes von regionalen und kulturellen Vorlieben beeinflusst. So werden auf dem amerikanischen Kontinent vor allem Legierungen mit 585 ‰ Goldanteil verwendet, während im Nahen Osten sattgelber Goldschmuck ab Feingehalten von etwa 20 bis 22 kt (833–916 ‰) aufwärts besonders geschätzt wird. In Südostasien und im chinesisch, thailändisch und malaiisch beeinflussten Kulturkreis geht dies traditionell sogar bis hin zum Schmuck aus reinem Feingold, der in der dortigen Kultur als besonders hochwertig betrachtet wird.

Die Anteile an eventuell enthaltenen anderen Edelmetallen ( Silber , Palladium , Platin , Rhodium , Iridium ua) wird bei der Stempelung nicht berücksichtigt.

Goldimitate

Vor allem aufgrund des hohen Preises von Gold wurden Legierungen aus unedlen Metallen entwickelt, die als Goldimitat benutzt werden oder als Unterlage bei der Herstellung von Doublé Verwendung finden. [104] Dies sind in den meisten Fällen ungenormte Kupferlegierungen mit den verschiedensten Zusätzen. Eine Legierung aus mindestens 50 % Kupfer und Zink als Hauptlegierungsanteil (bis über 44 %) ist als Messing bekannt. Die Zugabe von Blei (bis zu 3 %) erhöht die Zerspanbarkeit des Messings. Wichtige Messingsorten sind Tombak (über 67 % Kupfer) und Sondermessing (enthält weitere Metalle).

Aus Edelmetallen werden Legierungen hergestellt, die wie Gold erscheinen können, ohne dass Gold in ihnen enthalten ist. Bei manchen Legierungen wird jedoch Gold selbst in geringen Anteilen hinzugegeben.

Prüfmethoden

Die Prüfung von Gold auf dessen Echtheit und Reinheit und somit die Wertbestimmung erfolgt durch verschiedene Methoden:

  • Wiegen nach Archimedischem Prinzip : Feststellung des spezifischen Gewichts durch die Messung von verdrängtem Wasser und Vergleich mit offiziellen Listen. Eine einfache Methode, die aber nur mit einer Feinwaage exakt ist. Zudem gibt es Abweichungen bei stark zerklüfteten und unregelmäßig geformten Goldstücken.
  • Strichprobe und Säuretest: Probierstriche werden mit Probiersäuren (meist Salpetersäure) in unterschiedlicher Konzentration betupft. Mit dieser Methode behelfen sich Goldschmiede, Münzsammler zur annähernden Bestimmung des Feingehaltes im Alltag. Beim Säuretest muss ein Teil des Prüflings abgerieben werden, so wird ein Materialverlust in Kauf genommen.
  • Röntgenfluoreszenzspektrometer : Abtastung mit Röntgenstrahlen im Labor und Auswertung mit einem Computerprogramm. Sehr exakte Bestimmung des Feingehalts von Edelmetallen ohne Materialverlust, jedoch muss die notwendige Ausstattung vorhanden sein.
  • Leitfähigkeitsanalyse mit der Wirbelstromprüfung : Mit Hilfe einer Spule wird ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, welches Wirbelströme im Material induziert. Ein Sensor misst die elektrische Leitfähigkeit im Inneren des Metalles, welche mit dem Sollwert abgeglichen wird. Dies ist eine zerstörungsfreie Methode, um auch Münzen oder kleine Barren überprüfen zu können. [105]
  • Magnetwaage : Gold wird als diamagnetisches Material von einem externen Magnetfeld abgestoßen. Diese Kräfte lassen sich am besten mit einer Magnetwaage messen, wodurch man z. B. Gold von Wolfram-Imitaten unterscheiden kann, die sich paramagnetisch verhalten und damit in das Magnetfeld hineingezogen werden. [106]

Goldlegierungen

Allgemeines

Klassische Goldlegierungen für Schmuck gehören dem Dreistoffsystem Gold-Silber-Kupfer an. Ein Grund dafür ist, dass diese Metalle natürlich miteinander vorkommen und es bis ins 19. Jahrhundert in Europa verboten war, Gold mit anderen Metallen als Kupfer und Silber zu legieren. Das Farbspektrum derartiger Goldlegierungen reicht von sattgelb über hellgrün und lachsrosa bis hin zu silberweiß. Diese Legierungen sind leicht herstellbar und gut zu verarbeiten. Je nach Anforderung werden durch Zusatz weiterer Metalle die Legierungseigenschaften wie erwünscht beeinflusst. So senken beispielsweise kleinere Zusätze von Zink , Indium , Zinn , Cadmium oder Gallium die Schmelztemperaturen und die Oberflächenspannung der Metallschmelze bei nur geringfügiger Änderung der Farbe der Legierung. Dies ist eine Eigenschaft, die der Verwendung als Lotlegierungen für andere Goldwerkstoffe entgegenkommt. Andere Zusätze wie Platin , Nickel oder höhere Kupferanteile erhöhen beträchtlich die Härte der Metallmischung, verändern aber die schöne Farbigkeit des Goldes negativ. Zusätze wie Blei (bleihaltiges Lötzinn) , Bismut und viele Leichtmetalle machen Goldlegierungen spröde, sodass diese nicht mehr verformbar sind.

Doch nicht nur die Art, sondern auch die Menge der zugesetzten Metalle verändert die Goldlegierungen in gewünschter Weise. Ist eine satte Eigenfarbe erwünscht, sind bei sehr edlen Goldlegierungen mindestens drei Viertel Massenteile Gold erforderlich. Höchste Festigkeit und Härte werden bei den eher blasseren Goldlegierungen mit einem Feingehalt um 585 erreicht, weshalb dieses empirisch gefundene Legierungsverhältnis seit langem verwendet wurde. Legierungen mit einem deutlich geringeren Feingehalt als diese sind hingegen aufgrund der unedlen Beimischungen durch langfristige Korrosionseffekte bedroht.

Weiterhin ist zu unterscheiden, ob die Legierungen als Gussmaterial verarbeitet werden sollen oder wie herkömmlich als Knetlegierungen , also schmiedbar, zur Kaltverformung geeignet sein müssen. Erstere beinhalten Kornfeinungszusätze im Zehntelpromillebereich, die beim langsamen Erstarren der Schmelze in der Gussform das Kristallwachstum günstig beeinflussen, Zusätze von etwas Silicium unterdrücken die Oberflächenoxidation beim Erhitzen in der Luft, verschlechtern aber die Kaltbearbeitungsfähigkeit und Lötbarkeit.

Legieren bedeutet in diesem Zusammenhang letztendlich ein „Verdünnen“ des reinen Goldes und es werden seine geschätzten Eigenschaften wie Farbe, Korrosionsfestigkeit , Preis, Dichte „verdünnt“, doch gewinnt mechanische Festigkeit und Polierfähigkeit hinzu.

Edelmetallanteile und Korrosionsfestigkeit

Die gebrauchsfreundlichen Eigenschaften, das „Edle“ der Goldlegierungen, wird durch das Verhältnis von Edelmetallatomen zur Gesamtanzahl der Atome in der Legierung bestimmt. Deren Eigenschaften wie Korrosionsfestigkeit, Farbwirkung oder intermetallische Bindung werden durch dieses Stückzahlenverhältnis festgelegt. Die Stoffmenge, das Mol und die Stöchiometrie weisen darauf. Der Gewichtsanteil bestimmt nur indirekt die Eigenschaften und ist darüber hinaus sehr von den verwendeten Zusatzmetallen abhängig.

Gold mit der Atommasse 197 und Kupferatome mit der Massenzahl 63 (nur rund ein Drittel) bilden eine Legierung mit dem Atomverhältnis 1:1. Dieses Legierungsbeispiel zeigt ein Gewichtsanteil von 756 Teilen Feingold und suggeriert über das Gewicht einen hohen Edelmetallgehalt. Genau betrachtet jedoch beträgt dieser über den Anteil der Goldatome (die Stückzahl) nur 50 %. Empirisch wird jedoch eine Legierung unter 50 Atomprozent Gold von Säuren angreifbar. Je kleiner die Atommassen der Legierungszusätze, desto drastischer fällt dieser Effekt aus.

So betrachtet sind bei den üblicherweise verwendeten 750er-Goldlegierungen bereits nur die Hälfte der Legierungsatome Gold. Ein extremes Beispiel ist eine 333er-Goldlegierung, denn hier kommen nur 2 Goldatome auf 9 Zusatzatome. Dies erklärt die sehr unedlen Eigenschaften dieses Materials, wie hohe Anlaufneigung, Korrosionsverhalten und geringe Farbtiefe. Viele Goldschmiede und Länder, wie die Schweiz, lehnen es ab, diese Legierung noch als „Gold“ aufzufassen.

Farbgoldlegierungen

Farben von Legierungen aus Gold, Silber und Kupfer

Die Zahlangabe 750/ooo – egal ob bei Weißgold, Rotgold oder Gelbgold – besagt immer, dass dieselbe Menge Feingold in der jeweiligen Legierung enthalten ist. Kupfer, Silber oder Palladium und andere Legierbestandteile wechseln jedoch – je nach Farbe der Goldlegierung – in ihrer mengenmäßigen Zusammensetzung.

Rotgold

Rotgold ist eine Goldlegierung, bestehend aus Feingold, Kupfer und gegebenenfalls etwas Silber, um die mechanische Verarbeitbarkeit zu verbessern. Der relativ hohe Kupferanteil, der deutlich über dem des Silbers liegt, ist für die namensgebende „rote“ Färbung und Härte des Materials verantwortlich. Der Farbton ist kupferähnlich.

Regional sind bestimmte Goldfarbtönungen beliebt; so werden im Osten und Süden Europas eher dunklere und farbstarke rötlichere Goldlegierungen verwendet. Umgangssprachlich wurde Rotgold in der DDR als Russengold bezeichnet; teilweise ist in Süddeutschland noch der Begriff Türkengold gebräuchlich. Russengold hat den ungebräuchlichen Feingehalt von 583 und ist daran sehr gut zu erkennen. Die Färbung ist etwas heller als beim Rotgold. Helles, ins Rosa gehendes Gold mit geringem Kupferanteil, das dafür neben Silber auch Palladium enthalten kann, wird als Roségold angeboten.

Gelbgold

Dabei handelt es sich um eine dem Feingold ähnelnde gelbe Goldlegierung aus Feingold mit Silber und Kupfer. Das Verhältnis beeinflusst die Farbe. Mit abnehmendem Goldgehalt reduziert sich die Tiefe des Gelbtons sehr schnell. Üblicherweise ist das Verhältnis der dem Gold zugesetzten Metalle untereinander ca. 1:1; die Tönungen und Farbintensität können stufenlos und beliebig gewählt werden. Die Farbe reicht von hellgelb mit deutlichem Silberanteil bis zu gelborange mit dem umgekehrten Verhältnis zum Kupferzusatz. Gelbgold ist durch ihren hohen Erkennungswert weltweit mit Abstand die beliebteste Goldfarbe.

Grüngold

Grüngold ist eine grünlichgelbe Goldlegierung ohne Kupferzusatz. Die Farbe entsteht durch Annäherung an das Atomverhältnis Gold:Silber 1:1, was im optimalen Fall einem Goldanteil von 646 entspricht, bei dem der deutlichste Grünton auftritt. Da in diesem Falle der Silberanteil schon über 40 % beträgt, ist der Farbton relativ hell. Bis zu einem Drittel des Silbers lässt sich durch Cadmium ersetzen, was den Grünton intensiviert, die günstigen Anlaufeigenschaften und die Schmelztemperatur allerdings reduziert. Die Legierungen sind sehr weich und wenig farbstark. Grüngold wird selten verwendet, üblicherweise zur Darstellung von Laubblättern oder ähnlichem.

Weißgold und Graugold

Ein Ring aus rhodiniertem Weißgold (Palladiumgoldlegierung)

Weißgold als Sammelbegriff bezeichnet Goldlegierungen, die durch Beimischung deutlich entfärbender Zusatzmetalle eine weiß-blassgetönte Goldlegierung ergeben. Als Legierungszusätze werden hauptsächlich das Platinnebenmetall Palladium , (früher sehr häufig) Nickel oder bei niedrigen Goldgehalten Silber verwendet. Die Entfärbung des von Natur aus gelben Goldes tritt kontinuierlich ein und setzt eine gewisse Menge des entfärbenden Zusatzes voraus; der Rest, der dann noch bis zum berechneten Gesamtvolumen fehlt, wird oft aus Kupfer oder Silber gestellt.

Im frankophonen Sprachraum sind diese Werkstoffe treffender als or gris , „Graugold“, bekannt.

Viele Metalle bilden mit Gold „weiße“ Legierungen, so Quecksilber oder Eisen (durch die Legierung mit dem Edelmetall Gold wird Eisen nicht rostfrei ). Platin bildet mit Gold eine schwere, teurere und sehr gut aushärtbare Legierung. Die in präkolumbischer Zeit in Südamerika hergestellten Platinobjekte bestehen aus diesem weißlich-beige bis schmutzig-grau aussehenden Material.

Nickelhaltiges Weißgold (eine Gold-Kupfer-Nickel-Zink-Legierung mit variablen 10–13 % Nickelanteil) kann als durch den Nickel zusatz entfärbte Rotgoldlegierung aufgefasst werden; demzufolge ist es relativ hart und kann bis zur Federhärte gewalzt, gezogen oder geschmiedet werden. Die hohe Grundfestigkeit ermöglicht beispielsweise geringere Wandstärken bei gleicher Stabilität. Weitere Eigenschaften wie hervorragende Zerspanbarkeit und Polierbarkeit sind von großem Vorteil. Dazu kommen noch der niedrige Schmelzpunkt und günstigere Preis, der wiederum daraus resultiert, dass keine weiteren Edelmetalle im Zusatz enthalten sind und die Dichte geringer ist als beim palladiumlegierten Pendant. Für mechanisch beanspruchte Teile wie Broschierungen, Nadeln, Scharniere und Verbindungsteile wird dieses Material von den Schmuckherstellern und Juwelieren aufgrund der Festigkeit sehr geschätzt. Nickelweißgold ist die Basis von weißgoldenen Lotlegierungen. Da jedoch der Nickelanteil auf der Haut allergische Reaktionen hervorrufen kann, wird es mittlerweile in fast allen modernen Schmucklegierungen weitestgehend vermieden.

Die edlere Alternative ist palladiumhaltiges Weißgold , eigentlich treffender als Graugold zu bezeichnen. Es ist vergleichsweise weich, wobei es unterschiedliche Rezepturen von harten bis weichen Legierungen gibt. Es handelt sich um Mehrstofflegierungen mit bis zu sechs Komponenten. Der Grundfarbton der palladiumbasierten Goldmischungen ist allgemein dunkler, eben „grauer“ als der des nickelbasierten Weißgoldes. Der Palladiumzusatz mit ca. 13–16 % muss höher als beim Nickelweißgold gewählt werden, um die Gesamtmischung vergleichbar zu entfärben. Üblicherweise werden diese Weiß-/Graugoldlegierungen nach der Bearbeitung meist rhodiniert . Daher ist es weniger wichtig, dass die Legierung ganz farbrein weiß oder hellgrau erscheint, und es wird bewusst am Palladiumzusatz gespart, welcher den Preis deutlich auftreibt und zudem die Mischung nachteilig dunkler färbt. Nativ sehen diese Werkstoffe demzufolge oft leicht beige aus. Der Vergleich mit Platin oder Silber ist augenfällig. Die Verarbeitungseigenschaften, wie Zerspanbarkeit, die bei maschinellem Drehen beispielsweise von Trauringen gefordert ist, stellen andere Anforderungen an die Werkzeuge. Die Gießeigenschaften (höherer Schmelzpunkt und höhere Oberflächenspannung der Schmelze) unterscheiden sich vom nickelbasierten Pendant. Eine strukturelle Zähigkeit der Legierungen erhöht den Aufwand der Hochglanzpolitur in ungewohnter Weise. Nachteilig ist der erhöhte Preis durch den nicht unbeträchtlichen Palladiumanteil und die höhere Dichte des Materials. Positiv zeigen die Legierungen ihren hohen Anteil an Edelmetallen (Gold-Palladium-Silber) in deren Eigenschaften. Ein Schmuckstück in Palladiumweißgold war im Januar 2007 ca. 20 % teurer als das vergleichbare aus Gelbgold bei gleichem Feingehalt.

Anbieter von Goldlegierungen entwickeln immer wieder neuartige Werkstoffe. So gibt es Weißgoldlegierungen mit Cobalt , Chrom , Mangan - Germanium und anderen Metallen. Verarbeitungsprobleme, Preisentwicklungen oder mangelnde Akzeptanz der Kunden lassen solche neuen Goldlegierungen häufig schnell wieder vom Markt verschwinden.

Da sich „weißes“ Gold nicht elektrochemisch abscheiden lässt, werden Schmuckerzeugnisse aus Weißgold in der Regel auf galvanischem Wege rhodiniert. Dieser Überzug mit Rhodium , einem Platin-Nebenmetall, bewirkt eine Farbverbesserung hin zu einem reinen, silberartigen Weiß sowie eine verbesserte Kratzfestigkeit gegenüber der unbeschichteten Metalloberfläche aus reinem Weißgold. Dieser Rhodiumüberzug muss nicht explizit angegeben werden. Durch Abtragen dieses Überzuges kommt das eigentliche Weiß- oder Graugold wieder zum Vorschein, was bei Trauringen oft zu optischen Beeinträchtigungen führt. In den letzten Jahren werden daher Weißgoldringe bewusst in ihrer Naturfarbe verkauft, um Enttäuschungen beim Verbraucher zu vermeiden.

Titan-Gold-Legierung

Eine aushärtbare Titan -Gold- Legierung mit 99 % Gold und 1 % Titan wird in der Trauringherstellung und Medizintechnik eingesetzt. Der hohe Edelmetallanteil in Verbindung mit hoher Festigkeit machen den Werkstoff interessant. Die gelbe Farbe ist vergleichbar mit der von 750 Gelbgold, jedoch „grauer“. Durch den Titanzusatz ist die Legierung beim Schmelzen sehr empfindlich und reagiert mit Sauerstoff und Stickstoff.

Verbindungen

Gold kommt in seinen Verbindungen hauptsächlich in den Oxidationsstufen +1 und +3 vor. Daneben ist −1-, +2- und +5-wertiges Gold bekannt. Goldverbindungen sind sehr instabil und zersetzen sich bei Erwärmung leicht unter Entstehung von elementarem Gold.

  • Gold(III)-oxid (Au 2 O 3 ) ist aufgrund des edlen Charakters des Elements nicht durch Verbrennung mit Sauerstoff zugänglich. Stattdessen wird von in wässriger Lösung stabilem Trichlorogold-Hydrat (AuCl 3 (H 2 O)) (als Säure eigentlich mit Hydrogentrichlorohydroxidoaurat(III) H[AuCl 3 (OH)] zu bezeichnen) ausgegangen, das, mit Lauge versetzt, als Gold(III)-hydroxid ausfällt. Beim Trocknen spaltet dieses Wasser ab und ergibt Gold(III)-oxid. Oberhalb von 160 °C zerfällt das Oxid wieder in die Elemente.
  • Gold(III)-chlorid (AuCl 3 ) entsteht beim Behandeln von Goldstaub mit Chlor bei ca. 250 °C [107] oder aus HAuCl 4 und SOCl 2 . Es bildet dunkelorangerote Nadeln, die in Wasser, Alkohol und Ether löslich sind. Wasser zersetzt AuCl 3 zu Hydroxotrichlorogold(III)-säure, H[Au(OH)Cl 3 ].
  • Tetrachloridogoldsäure , H[AuCl 4 ] Das Tetrahydrat bildet zitronengelbe, lange, an feuchter Luft zerfließliche Kristallnadeln, die sich in Wasser und Alkohol sehr leicht lösen; bei Lichteinwirkung treten violettbraune Flecken auf. HAuCl 4 entsteht, wenn die braunrote Gold(III)-chlorid-Lösung mit Salzsäure versetzt wird oder Gold in Königswasser gelöst und mit Salzsäure eingedampft wird. Es wird in der Medizin als Ätzmittel sowie in der Photographie (Goldtonbäder) und in der Galvanotechnik ( Vergoldung ) verwendet. Das Goldchlorid des Handels ist meist HAuCl 4 , das gelbe „Goldsalz“ dagegen Natriumgoldchlorid, Na(AuCl 4 ) · 2 H 2 O.
  • Gold(I)-sulfid und Gold(III)-sulfid
  • Goldcyanide, Natrium- bzw. Kaliumdicyanidoaurat(I) , (Na- bzw. K[Au(CN) 2 ]), die beim Vergolden und in der Cyanid-Laugerei eine Rolle spielen. Gewonnen werden sie durch Auflösen von Gold in einer Kalium- oder Natriumcyanidlösung:
  • Eine ähnliche Reaktion tritt auf, wenn Gold in einer Thioharnstofflösung gelöst wird. Beispiel anhand der Abwasseraufbereitung:
  • Caesiumaurid ist ein Beispiel für Gold als Anion mit der formalen Oxidationsstufe −1: CsAu = Cs + Au
  • Gold(V)-fluorid ist ein Beispiel für eine Goldverbindung, die Gold in der Oxidationsstufe +5 enthält.
  • Gold(II)-sulfat , AuSO 4 , ist eine der wenigen Verbindungen mit Gold in der Oxidationsstufe +2. [108]
  • In der Biologie wird Gold-Thioglucose verwendet, um bei Nagetieren experimentell Fettleibigkeit auszulösen.

Goldverbindungen können aufgrund der Giftigkeit des Verbindungspartners zum Teil sehr giftig sein, etwa Tetrachloridogoldsäure und die Goldcyanide.

Biologische Bedeutung

Gold und Goldverbindungen sind für Lebewesen nicht essentiell. Da Gold in Magensäure unlöslich ist, ist beim Verzehr (etwa als Dekoration) von reinem, metallischem Gold keine Vergiftung zu befürchten. Reichern sich hingegen Gold-Ionen, zum Beispiel bei übermäßiger Aufnahme von Goldsalzen, im Körper an, kann es zu Symptomen einer Schwermetallvergiftung kommen. Die meisten Pflanzenwurzeln werden durch Gabe (hoher Mengen) an Goldsalzen geschädigt.

Es gibt Menschen, die allergisch auf Goldlegierungen reagieren (Nachweisversuche mittels Natriumthioaurosulfat sind schwierig und unsicher). Diese Goldallergie ist allerdings extrem selten und noch nicht ausreichend untersucht. Bei der Verwendung von Goldfüllungen und anderem goldhaltigen Zahnersatz ist zu beachten, dass Goldlegierungen andere Bestandteile enthalten und eine allergisierende Wirkung meist von anderen Bestandteilen, beispielsweise Zink , ausgelöst werden kann. [109]

Metaphorische Verwendung und Symbolik

Mit Gold, das für wertvoll und kostbar steht, werden andere wertvolle Sachen ebenfalls bezeichnet. Meist wird ein Adjektiv hinzugesetzt, wie „Schwarzes Gold“ für Öl. Wörter und Redewendungen, in denen Gold vorkommt, sind zudem in ihrer Bedeutung meist positiv oder euphemistisch besetzt.

Beispiele:

Es gibt zu diesen positiv besetzten Ausdrücken Gegenbeispiele, so sind goldene Wasserhähne nicht nur Zeichen von großem Luxus, sondern Sinnbild für Dekadenz . Als „Blutgold“ wurden illegal ausgeführte Goldmengen während des Zweiten Kongokriegs bezeichnet, mit denen die beteiligten Milizen ihre Waffenkäufe finanzierten (vgl. auch → Blutdiamanten ). [110]

Schrottsammler bezeichnen Kupfer mit „Gold“, da sie unter den gängigen Metallen für Kupfer den höchsten Preis erzielen.

Heraldik

Die heraldische Bezeichnung „Gold“ steht für Gelb (wie „Silber“ für Weiß). Gelb und Weiß werden in der Heraldik als „Metalle“ bezeichnet und sollten, wenn beide im gleichen Wappen vorkommen, durch eine „Farbe“ (etwa Rot, Blau, Grün, Schwarz) voneinander getrennt sein (siehe Tingierung ).

Siehe auch

Literatur

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  • Bernd Stefan Grewe: Gold. Eine Weltgeschichte (= CH Beck Wissen. Bd. 2889). CH Beck, München 2019, ISBN 978-3-406-73212-6 .

Weblinks

Commons : Gold – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Gold – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Wikiquote: Gold – Zitate

Einzelnachweise

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