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Das Arbeitsmaterial
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| Chemisches Symbol: |
AU (lat. aurum = Gold) |
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| Farbe: |
Gelbrot |
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| Schmelzpunkt: |
1063 °C |
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| Siedepunkt: |
2700 °C |
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| Spezifisches Gewicht: |
19,3 |
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| Mohs`sche Härte: |
2,5-3 |
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Weitere Eigenschaften des Goldes sind:
sein hoher Glanz, seine Polierfähigkeit und seine hohe Dehnfähigkeit auf Grund seiner geringen Härte. Ein Gramm Feingold lässt sich zu einem 3 Km langen Draht mit einem Durchmesser von 0,006 mm ziehen. Blattgold hat eine Stärke von nur 0,000125 mm. Es ist dann leicht durchscheinend.
Chemische Eigenschaften:
Gold verändert sich weder an der Luft noch im Wasser. Nur wenige chemische Stoffe können es angreifen. Diese Eigenschaften machen Gold zum Edelmetall. Man kann dieses Element nur in Königswasser (3 Teile konzentrierte Salzsäure, ein Teil konzentrierte Salpetersäure) oder Cyaniden lösen. Letzteres ist für die Goldgewinnung von Bedeutung.
Goldproduktion:
Gold wird in folgenden Ländern gefördert:
Südafrika, Russland, Kanada, USA, Japan, Simbabwe, Ghana, Australien, Kolumbien, Mexico etc. Es gibt ein neues Vorkommen in der Türkei. Es wurde noch nicht ausgebeutet.
Goldvorkommen:
Gold findet man gediegen (in metallischer Form) und nicht als Erz. Dabei ist es meist mit einem Anteil Silber legiert.
Lagerstätten:
primär:
Berggold in Quarzgängen
sekundär:
Berggold wird durch verwitterndes Gestein mit Wasser weggespült und in Bächen und Flussbetten in sogenannten Goldseifen abgelagert. (Seifengold oder Waschgold) Das Gold liegt in Form von Nuggets vor, die meistens weniger als ein Gramm wiegen. Der bisher größte Nugget wurde in Australien gefunden. Er wog 214,32 kg.
Goldgewinnung:
Goldwäsche in fließenden Gewässern:
In der Goldwäscherpfanne wird leichteres Gestein und Sand vom schwereren Gold durch Auswaschen in kreisenden Bewegungen getrennt. Das Gold sinkt auf den Boden der Pfanne. Später setzte man hölzerne Rinnen mit Querleisten ein durch die zerkleinertes Gestein oder Sand gespült wurden. Mit dieser Methode blieben über 50% des Goldes im Gestein zurück.
Amalgamation:
In Pochwerken zerkleinertes goldhaltiges Gestein wird über versilberte Kupferplatten geleitet, die mit Quecksilber überzogen sind. Das Gold verbindet sich mit dem Quecksilber zu Goldamalgam. Diese Legierung wird anschließend auf 360 °C erhitzt, wobei das Quecksilber verdampft und das Gold zurückbleibt. Die Ausbeute beträgt ca. 70%.
Cyanidlaugerei:
Diese Art der Goldgewinnung schließt sich an die Amalgamation an. Der Schlick wird mit Wasser durch einen Stahlbehälter geleitet. Natriumcyanid und ständig zugeführte Luft lösen das Gold aus dem Schlick. Mit Zinkstaub wird das Gold ausgefällt. Das Zink wird mit verdünnter Schwefelsäure herausgelöst.
Elektrolyse:
Tetrachlorogold (III)-säure dient als Elektrolyt. Das zu reinigende Gold ist die Anode in dem Elektrolyten. Die Kathode besteht aus Feingold. Bei einer bestimmten Stromspannung wird das Gold aus der Anode an der Kathode abgeschieden. Dieses Gold hat einen Feingehalt von 999,9/1000 (24 Karat).
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| Chemisches Symbol: |
Ag (lat. argentum = Silber) |
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| Farbe: |
weiß |
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| Schmelzpunkt: |
960, 85 °C |
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| Siedepunkt: |
1980 °C |
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| Spezifisches Gewicht: |
10,5 |
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| Mohs`sche Härte: |
Etwa 3 |
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Weitere Eigenschaften:
Silber hat von allen Metallen die höchste Leitfähigkeit von Wärme und Elektrizität. Es hat die höchste Polierfähigkeit und das höchste Reflektionsvermögen. Blattsilber hat eine Stärke von 0,0002 mm. Ein Gramm Silber lässt sich zu einem Draht von 2 km Länge ziehen.
Chemische Eigenschaften:
Silber läuft an, weil die Oberfläche mit den Anteilen an Schwefelwasserstoff in der Luft eine Silbersulfidschicht bildet. Am besten lässt es sich in Salpetersäure lösen. Diese Säure dient somit als sogenanntes Scheidewasser für Gold- Silberlegierungen. Silber wird ebenfalls durch Cyanide gelöst. Wie beim Gold ist dies wichtig für die Gewinnung.
Silberproduktion:
Lagerstätten:
Silber kommt wie Gold in gediegener Form aber auch als Erz vor. Gediegen liegt es in Legierungen mit Kupfer, Gold und Quecksilber vor, manchmal auch mit Antimon oder Wismut. Die Vorkommen in Chile, Bolivien (Potosi) und Australien sind erschöpft. Abgebaut wird noch in USA, Kanada, Bolivien (Huanchaca und Colquechaca)und im Erzgebirge. Meistens fällt Silber heutzutage als Nebenprodukt der Förderung anderer Metalle ab.
Silbergewinnung:
Wie bei der Goldgewinnung kann Silber durch Amalgamation und Cyanidlaugerei gewonnen werden.
Gewinnung aus Erzen die Silber enthalten:
Aus Kupfererzen die zusätzlich Silber enthalten bleibt das Edelmetall nach der Elektrolyse des Kupfers im Anodenschlamm. Der Schlamm wird getrocknet und mit heißer Schwefelsäure versetzt. Das Silber wird geschmolzen und zu Anodenplatten gegossen. Es folgt die elektrolytische Raffination des Silbers.
Parkes-Verfahren:
Nach dem Verhütten von Bleierzen entsteht unreines, auch silberhaltiges Blei. (Werkblei) Dieses Blei wird mit etwa 2 % Zink versetzt, dass das Silber an sich zieht und auf der Oberfläche des Bleis einen Schaum bildet der abgeschöpft wird. Dieser Schaum enthält Zink Blei und Silber. Das Zink wird verdampft. Blei und Silber bleiben in einem 50/50 Verhältnis zurück. Anschließend erfolgt die Kupellation. Die Blei Silbermischung wird erhitzt und mit Luft versetzt. Das Blei oxidiert und fließt durch Rinnen ab. Irgendwann reißt die letzte Schicht Bleioxyd auf und das Silber schaut hervor (Blicksilber). In Anodenplatten gegossen erfolgt die Raffination durch Elektrolyse.
Raffination durch die Möbiuselektrolyse:
Der Elektrolyt besteht aus einer Lösung von Silbernitrat und Salpetersäure. Die Anodenplatten werden eingehängt. Bei einer bestimmten Stromstärke scheidet sich das reine Silber an der Kathode aus Silber oder Chromnickelstahl ab. Andere unedle Metalle gehen in Lösung. Anfallendes Gold und Platin werden zu Anodenschlamm und werden ihrerseits entsprechend weiterverarbeitet.
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| Chemisches Symbol: |
CU (lat. cuprum = Kupfer) |
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| Farbe: |
rot |
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| Schmelzpunkt: |
1083 °C |
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| Siedepunkt: |
2600 °C |
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| Spezifisches Gewicht: |
8,9 |
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Weitere Eigenschaften des Kupfers sind:
Kupfer gehört zu den unedlen Metallen. Aus Kupfer lassen sich Drähte von 0,02 mm ziehen und Folien von 0,0005 mm herstellen. Dieses Metall leitet am zweitbeste Wärme und Elektrizität. Chemische Eigenschaften Kupfer in reiner Form lässt sich schlecht gießen .Es nimmt sehr viel Sauerstoff auf und das macht das Material spröde. Beim zusammenstellen von z. B. Goldlegierungen mit Kupfer muß mit reduzierender Flamme geschmolzen werden, damit die Mischung nachher keinen Sauerstoffschaden hat und spröde wird. Kupfer ist gegen trockene Luft und Wasser korrosionsbeständig. Treffen jedoch beide Umstände zusammen und ist die Luft, wie meistens mit chemischen Stoffen versetzt entsteht eine Patina, eine grüne Malachitschicht, die das Kupfer vor weiterer Korrosion schützt. Auf kupfergedeckten Kirchtürmen ist diese Patina zu sehen. Mit Essigsäure reagiert dieses Metall zu giftigem Grünspan.
Lagerstätten:
Kupfer kommt meistens als Erz vor und wird in USA, Russland, Chile, Kanada, Sambia, Zaire, Peru und Polen abgebaut.
Verwendung:
Kupfer wird als Legierungsmetall für Edelmetalllegierungen und für Bronzelegierungen verwendet. Des weiteren ist es ein Gebrauchsmetall für Lötkolben und Elektrokabel. Heizungsrohre sind ebenfalls aus Kupfer.
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| Chemisches Symbol: |
Pt (lat. platinum = Platin) |
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| Farbe: |
grauweiß |
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| Schmelzpunkt: |
1774 °C |
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| Siedepunkt: |
4410 °C |
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| Spezifisches Gewicht: |
21,5 |
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| Mohs`sche Härte: |
4-5 |
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Weitere Eigenschaften von Platin sind:
Platin kann auf einen Folienstärke von 0,0025 mm und zu Drähten von 0,001 mm verarbeitet werden. Es lässt sich gut polieren. Elektrische und Wärmeleitfähigkeit sind bei diesem Edelmetall nur gering. Platin zeigt sich in der Verarbeitung als zähes Metall was sich vorteilhaft auf die Realisierung gewagter Fassungen auswirkt.
Chemische Eigenschaften:
Platin ist wie alle Edelmetalle korrosionsbeständig und lässt sich nur in erwärmtem Königswasser lösen. Als Katalysator beschleunigt es chemische Reaktionen.
Weitere Verwendungen:
Platin wird zur Herstellung synthetischer Fasern und in der Chirurgie verwendet, da es antiallergische und entzündungshemmende Eigenschaften hat.
Platinproduktion:
Lagerstätten:
Platin wird in der Hauptsache in Russland, Südafrika und Kanada gefunden.
Platingewinnung:
Die Gewinnung von Platin ist sehr umfangreich und unterscheidet sich je nach Fundort. Platin ist mit seinen Nebenmetallen und anderen Metallen legiert. Daher erklärt sich die Komplexität dieses Themas und kann im Grunde an dieser Stelle in keiner Weise vollständig dargestellt werden. Um Rohplatin zu erhalten wird zunächst erzhaltiges Gestein gemahlen und mit Wasser und Öl vermischt. Das Erz sammelt sich im Öl und kann so vom übrigen Gestein separiert werden. Danach schmilzt man das Erz und erhält eine Anreicherung von Platin und Nickel. Nun werden die Metalle durch Elektrolyse voneinander getrennt. Rohplatin enthält zwischen 77 und 80 % Platin, dazu Platinnebenmetalle, Eisen, Kupfer und Sand. Es folgen nun weitere chemische Prozesse auf der Basis von Königswasser. Dabei werden neben reinem Platin auch die Nebenmetalle einzeln in reiner Form gewonnen.
Platinnebenmetalle:
- Ruthenium (wird nicht verarbeitet, weil es zu hart ist)
- Rhodium (dient als galvanischer Überzug bei Silber und Weißgoldschmuck)
- Palladium (wird im nächsten Abschnitt extra beschrieben)
- Osmium (ist wie Ruthenium sehr hart und daher wirtschaftlich nicht nutzbar)
- Iridium (wird als Legierungsmetall zur Härtung z. B. von Platin eingesetzt)
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| Chemisches Symbol: |
Pd |
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| Farbe: |
grauweiß |
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| Schmelzpunkt: |
1557 °C |
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| Siedepunkt: |
3170 °C |
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| Spezifisches Gewicht: |
12,0 |
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| Mohs`sche Härte: |
etwas geringer als bei Platin |
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Weitere Eigenschaften des Palladiums sind:
Palladium ist noch zäher als Platin und lässt sich von allen Platinmetallen am besten legieren. Es dient als Legierungsmetall zur Herstellung von Weißgold. Seit einiger Zeit gewinnt Palladium als eigenständiges Schmuckmetall immer mehr an Bedeutung.
Chemische Eigenschaften:
Mit Luftsauerstoff bildet Palladium bei ca. 400 °C eine Schicht von buntem Palladiummonoxyd. Diese Oxydschicht lässt sich nur mit einer Gelbbrenne (ein Teil Schwefelsäure, ein Teil Salpetersäure) entfernen. Palladium wird von erhitzter Schwefelsäure gelöst und von verdünnter Salpetersäure angegriffen. Königswasser ist das beste Lösungsmittel für Palladium.
Lagerstätten:
Durch die Bindung an Platin sind die Lagerstätten entsprechend zu finden.
Palladiumgewinnung:
Sie ist ebenfalls an die Gewinnung von Platin gekoppelt.
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Eine Legierung ist eine Mischung von Metallen durch schmelzen, damit die Mischung stattfinden kann. Man legiert, um die Eigenschaften des Metalls, welches als größter Anteil enthalten ist, nach den jeweiligen Wünschen zu beeinflussen, z. B. Farbe, Preis und Härte. Die Anteilshöhe dieses Metalls zu den Zusatzmetallen wird in Tausendteilen angegeben, d.h. in einer 585er Goldlegierung sind von Tausendteilen Legierung 585 Teile Feingold enthalten. Man spricht dann vom Feingehalt der Legierung.
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| Goldlegierungen |
Silberlegierungen |
Platinlegierungen |
Sie beginnen für handgefertigten Schmuck bei einem Feingehalt von 585/1000. Üblich ist auch die Verarbeitung von 750er Gold in Einzelfällen auch darüber. Das hängt von dem jeweiligen Entwurf ab. Zusatzmetalle sind für den Gelb – Rotgoldbereich Silber und Kupfer in unterschiedlichen Anteilen. Je weniger Silber- und je mehr Kupfer zulegiert wird desto roter die Farbe des Goldes. Gebe ich nur Silber hinzu erhalte ich Grüngold. Es wird zur Anfertigung von Jagdschmuck verwendet, ist sehr weich und deshalb nur kleinflächig für schmückendes Beiwerk, wie kleine Blätter geeignet. Kupfer härtet eine Legierung. Dementsprechend muß Rotgold öfter weichgeglüht werden, damit das Material nicht reißt. Weißgold erhält man durch den Zusatz von Palladium, weniger Silber und noch weniger Kupfer in der Legierung. Palladium verleiht der Goldlegierung ein bisschen die Eigenschaft (Farbe und Zähigkeit) von Platin, ist jedoch spezifisch leichter und preiswerter als Platin. |
Zusatzmetall ist grundsätzlich Kupfer. Silbergerät wird in Legierungen ab 800/1000 > Feingehalt angeboten. Für den Schmuckbereich ist das 925er Silber von Bedeutung. Es handelt sich hier um das sogenannte Sterlingsilber. |
Platin wird im Schmuckbereich grundsätzlich nicht unter einem Feingehalt von 950/1000 eingesetzt. Meistens wird es mit Palladium legiert. Man nennt es dann Fasserplatin. Für technisch wichtige Teile, wie Broschennadeln oder Ösen, setzt man eine Platin- Iridiumlegierung ein, weil Iridium stark härtend wirkt. |
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Edelsteine in der Schmuckverarbeitung
Hier möchten wir Ihnen gerne einige der am meisten verwendeten Edelsteine in der Schmuckbranche vorstellen. Neben einer Abbildung des genannten Steines erfahren Sie ausserdem wie der Stein auf Einwirkung von Säuren oder Hitze reagiert und auch wie die Beschaffenheiten sind.
Alle Steine die dieses Zeichen vor ihrem Namen haben, sind in unserem Newsletter als "Stein des Monats" genannt.
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