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Edelmetalle Werkstoffkunde
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Edelmetalle Werkstoffkunde

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  • 1. EDELMETALLE Olaf Reiter, Constantin Leckler 1
  • 2. GLIEDERUNG: Die verschiedenen Edelmetalle ? Eigenschaften der Edelmetalle Die Geschichte der Edelmetalle Vorkommen Fördermenge von Gold Goldpreisentwicklung Aktuelle Preise Gewinnung Legierung Verwendung Recycling 2
  • 3. DIE VERSCHIEDENEN EDELMETALLEKlassische Edelmetalle: Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Osmium, Iridium, Platin, Gold, Quecksil berHalbedelmetalle: Kupfer, Antimon, Palladium, Polonium, Bismut, Technetium, RheniumKurzlebige radioaktive Edelmetalle: Bohrium, Hassium, Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium, Copernicium 3
  • 4. EIGENSCHAFTEN DER EDELMETALLEEdelmetalle: korrosionsbeständig, geringe Härte, oxidiert in Königswasser (Salzsäure u. Salpetersäure im Verhältnis 3:1 )Halbedelmetalle: Positives Grundpotential gegenüber Wasserstoff ↓ oxidierenkurzlebige radioaktive Edelmetalle: kurzlebig: max. 1 Std. bis zum letzten Zerfall; künstlich hergestellt; man nimmt an das, sie eine hohe Schmelztemperatur und Leitfähigkeit besitzen 4
  • 5. DIE GESCHICHTE DER EDELMETALLEGold: vermutlicher Goldgewinnungsbeginn in der Kupferzeit ( Kupferzeit: 3500 – 2300 v. Chr. ) ältester Fund 4500 v. Chr. in BulgarienSilber: 3. Jh. Silber begehrter als Gold (Mesopotamien) Silberreichtum besonders aus Spanien Blütezeit mitteldeutschen Silberbergbaus 16. Jh. Heute USA, Kanada, Australien bedeutende SilberproduzentenPlatin: 16 Jh. entdeckt erst 19 Jh. als neues chemischen Element erkannt 5
  • 6. VORKOMMEN Gold:  Normalerweise in Erdkruste 0,005g/t  Kleine eckige Nuggets ↓ zum Abbauen weit oben  in Form von Feingold oder in Mineralien  im Meer 0,01 - 0,05mg/mᶟ ↓ zum Abbau nicht lukrativ genug Silber:Platin:  in zugänglicher Erdkruste 0,1g/t• in zugänglicher Erdkruste 0,005g/t ↓ 200mal häufiger als Gold und• kleine eckige Nuggets Platin  meistens Beiprodukt bei Gewinnung von anderen Metallen 6
  • 7. FÖRDERMENGE VON GOLDLand Fördermenge ( in t ) 2003 Fördermenge ( in t ) 2007Südafrika 420 252Vereinigte Staaten 277 238Australien 262 246Russland 180 156Peru 173 170China 170 275Kanada 141 101Usbekistan 85 85Indonesien 82 180Ghana 67 84Papua – Neuguinea 62 65Brasilien 37 40Chile 37 42 7
  • 8. GOLDPREISENTWICKLUNG DER FEINUNZE ( 31,103 G ) IN USD18001600140012001000800 Gold600400200 0 8
  • 9. AKTUELLE PREISE FÜR DIE FEINUNZEEdelmetall Preis in USDGold 1.639,55Platin 1.565,00Palladium 647,00Silber 31,78 9
  • 10. GEWINNUNG Platin:Silber:  Erze werden aufbereitet (wenn meistens Beiprodukt bei platinhaltig) Gewinnung von anderen  Bad in Salpetersäure Metallen ↓ Rohplatin zu beginn der Kolonialzeit durch  für höchste Qualität mehrmals schmelzen des Silbererzes wiederholen↓ viel Arbeit, nicht optimale Produktion Gold:↓ Amalgamverfahren: zwar  Rund 90% in Goldminen teurer aber ↓ unter günstigen Bedingungen 2,5g/t deutlich produktiver  waschen des Feingolds ↓ nur grobe Körner gesammelt ↓ ca. 50% gehen verloren 10
  • 11. GOLDGEWINNUNG Erz Brecher Zerkleinert das Erz Fängt das Aufgabeteller zerkleinerte Erz auf Lager vor Aufgabebunker Weiterverarbeitung Erzstücke werden Mühle gemahlen Große Stücke werden Klassierer von feien getrennt Wasserbad und Eindicker 1 Durchmengen 11
  • 12. Wasserbad und Eindicker 1 Durchmengen Durchlaufen mehrerer Filterschichten Plattenfilter (Sauerstoffreaktor) Entgast die Entgaser Mischung Dosiervorrichtung für Besprühung der Zinkstaub Masse mit Zinkstaub Masse wird durchEindicker mehrere Schichten Filterpresse 3 gefiltert Vergleichbar mit Flammenofen Hochofen 12
  • 13. Wasserbad und Eindicker 1 Durchmengen Saugpumpe NochmaligesNatriumcyanid Rührwerk 1 u.2 durchmengen Wasserbad und Eindicker 2 Durchmengen Saugpumpe Wasserbad und Eindicker 3 Durchmengen 13
  • 14. Eindicker Wasserbad und 3 DurchmengenWasser Halde Lagerstätte 14
  • 15. PLATINGEWINNUNG Erz Gemahlen Zerkleinern des Erzes Säuberung durch flottiert Wasser und Säuren Trennen von Ferromagnetischen Magnetscheider Materialien Auslaugen durch Salpetersäure und später durch Auslaugen Königswasser. Trennung von Gold und Platin durch Rohplatin Ferrosäure und 75-90% Oxalsäure 15
  • 16. SILBERGEWINNUNG Erz Zerkleinerei Durch Mahlen Luft, Erwärmen der Rösten zerkleinerten Masse Brennstoff Schwefeloxid Bleioxide, Bleisulfate Röstgut (Bleioxide,-sulfate) (Bestandteile) Masse wird Reduzierendes eingeschmolzen und Schmelzen Stoffe werden dadurch getrennt 16
  • 17. Luft, Reduzierendes Zugeben derHolzkohle Schmelzen Zutaten und gleichzeitiges Evtl. Zuschläge (z.B. Ausschmelzen Quarz)Schlacke, Bleiarm Werkblei, Reichblei Angereichertes Luft, Silber (Blei undBrennstoff Treibprozess (oxidierend) Zink). Wird Aufgekocht und so getrennt. Silber (+ Gold) 17
  • 18. GOLDLEGIERUNGENDiese werden durch Mischen (Legieren) von Gold mit Silber, Kupfer und/oder Palladium hergestellt. Die Tabelle zeigt die Anteile in Tausendsteln: Gold Silber Kupfer Palladium Grünes Gold 750 250 Rotgold 750 250 Roségold 750 200 50 Gelbgold 750 125 125 Weißgold 850 150 18
  • 19. FEINGEHALT VON GOLD Tausendstel *Karat Schmelzpunkt °C spezifisches Gewicht Feingold999 24 1063 19.25916 22 975 17.75750 18 900 15.20585 14 860 13.70542 13 850 13.00500 12 850 12.70375 9 840 11.70333 8 840 11.50*Karat ist eine Maßeinheit für den Feingehalt von Gold. 19
  • 20. SILBERLEGIERUNGENWerkstoff Silberanteil Dichte Schmelzpunkt Elektrische Wärme- In % In in °C Leitfähigkeit leitfähigkeit g/cm³ (Kappa)Ag (Feinsilber) 99,95 10,5 961 60 419AgNi 0,15 99,85 10,5 960 58 414(Feinkornsilber)AgCu3 97 10,4 900 – 938 52 385(Hartsilber)AgCu5 95 10,4 910 51 380AgCu10 90 10,3 870 50 335AgCu28 72 10,0 779 48 325Ag98CuNi 98 10,4 940 52 385 20
  • 21. VERWENDUNG IM ÜBERBLICK Gold • Silber Schmuck, Zahngold, alte Silberbesteck, Silberschm Goldmünzen, Barren, uck, Spiegeln, Medaillen, Computerplatinen, in Chips, Silbermünzen (Junk- Elektronikstecker, Relais Coins), Silberbarren, Relai (elektronischen Bauteilen), skontakte, Schalter, Chips, Galvanisch beschichtet, Dentallabors. Röntgenfilme, Elektrolytsi lber, Industrieabfälle, Silb Platin erspäne, Silberchemikalie n, Platinbarren, Schmuck, Silberhaltige Weißgoldlegierungen, Stanzabfälle, Medizinisch Thermodrähte, Platindrähte, e Geräte Heizspiralen, (Katheter), Sportbekleidu Autokatalysatoren. ng, usw. 21
  • 22. VERWENDUNG IM EINZELNENDas Edelmetall Gold wird in der Elektrotechnik besonders fürKontaktstellen verwendet. Es eignet sich deshalb so gut, weiles keine Oxidationsschicht bildet und so eine dauerhafte und fehlerfreieSpannungsübertragung gewährleistet. z.B. bei Computerplatinen und CPU‘s 22
  • 23. Auch für Silber gibt es einen großen Anwendungsbereich. Der eine oderandere Betrachtet sich täglich darin, der Spiegel.Im 19. Jahrhundert entstand der Silberspiegel. 1835 publizierteJustus von Liebig die Zeilen: „[…] wenn man Aldehyd mit einerSilbernitrat-Lösung mischt und erhitzt, scheidet sich Silber auf der Wanddes Glases ab und es entsteht ein brillanter Spiegel.“ Aber erst alsAmalgamspiegel 1886 wegen ihrer Giftigkeit verboten wurden, ging manallgemein zur Silberspiegelfabrikation über. Heute presst man unterVakuum Aluminiumfolie auf glatte Glasscheiben oder bedampft bzw.besputtert (aus dem Englischen to sputter = zerstäuben) sie mitAluminium. 23
  • 24. Weitere wichtige Verwendungen von Silber gab es im medizinischenBereich, da Silber antibakteriell wirkt. Vor allem in der Neurochirurgieverwendete man es für die medizinischen Instrumente (z.B. Skalpell,Kocherklemme, Chirurgische Pinzette, usw.). Heute findet in ihrer Fertigungvornehmlich Edelstahl, Titan oder Tantal Verwendung.Auch in der Textilindustrie bereichert man sich dieser Eigenschaft von Silberund verarbeitet es in Bekleidungsstücken. Vor allem bei Sportbekleidung istes sinnvoll Silberanteile mit einzuarbeiten, um Körpergeruch nach demSport zu verhindern. 24
  • 25. PLATIN IN KATALYSATORENBestehen aus vier Schichten(Träger, Zwischenschicht, katalytisch aktivenSchicht, Gehäuse).In der katalytisch aktiven Schichtwerden Platin und Rhodium undauch Palladium aufgedampft.Das Verhältnis Platin zu Rhodiumbeträgt etwa 5:1.Die Gesamtmenge der beidenEdelmetalle liegt pro Katalysatorzwischen 4 und 9 Gramm.Bis zu 2 Gramm Platin können dabeiverarbeitet werden.Der aktuelle Platinpreis beträgt etwa 37,77 € pro Gramm. Bei zwei Grammentspricht das 75,54 €. 25
  • 26. RECYCLING Durch Herrausschmelzen oder Elektrolyse der Edelmetalle werden diese aus dem verbauten Zustand zurückgewonnen, und können so wiederverwertet werden. Diese sind unter anderem alle Metalle die unter dem Punkt „Verwendung“ aufgelistet wurden. 26
  • 27. QUELLEN Brockhaus 17 Auflage  De.academic.ru Edelmetall-recycling.de  Iceman.it Elektrotechnik-Fachwissen.de  Wikipedia.de Finanzen.net 27

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