Alcuni sali d'oro in acqua: speciazione e trattamento
I tetracloroaurati(III) di potassio e di sodio sono reagenti a base di oro specialistici che possono essere rilevanti per i flussi di processo industriali. La loro inclusione qui non implica che questi sali siano diffusi nelle acque naturali. Questa pagina integra la panoramica sull'elemento oro e spiega perché la formula di un reagente, la concentrazione di oro misurata e le specie presenti in un campione d'acqua sono cose diverse.
Per un quadro più ampio della chimica, del campionamento e del trattamento, vedere oro in acqua.
Alcuni sali d'oro
| Reagente | Formula | Fonte |
|---|---|---|
| Tetracloroaurato(III) di potassio | K[AuCl4] | Informazioni sul prodotto del produttore |
| Tetracloroaurato(III) di sodio diidrato | Na[AuCl4]·2H2O | Specifiche di prodotto del produttore |
| Dicianoaurato(I) di potassio, detto anche cianuro d'oro e potassio | K[Au(CN)2] | Informazioni sul prodotto del produttore; un sale d'oro(I) solubile in acqua utilizzato nella doratura galvanica. |
La tabella identifica prodotti specifici, comprese le due molecole d'acqua di cristallizzazione del sale di sodio. Denominazioni come «cloruro d'oro(III)» o «acido cloroaurico» possono riferirsi a materiali diversi nei cataloghi dei prodotti. Specificare la formula effettiva e la forma idrata, anziché considerare un acido e un sale neutro intercambiabili. Non si deve presumere un valore numerico di solubilità senza che siano definite le condizioni.
Solubilità in acqua
I prodotti citati, tetracloroaurato(III) di potassio e dicianoaurato(I) di potassio, sono descritti come solubili in acqua. Queste descrizioni qualitative non stabiliscono limiti numerici di saturazione. Per il tetracloroaurato(III) di sodio diidrato, Scharlab riporta una solubilità in acqua di 300 g/L a 20 °C. Questo valore si riferisce al sale idrato indicato, non all'oro elementare, e non rappresenta una solubilità garantita nelle acque reflue. Verificare l'identità del prodotto, la temperatura e la composizione della soluzione prima di utilizzare i dati di solubilità in una valutazione di processo.
Il cianuro d'oro e potassio è un reagente contenente cianuro, con tossicità acuta. Il produttore avverte che il contatto con acidi libera un gas molto tossico. I flussi contenenti cianuro richiedono una gestione specialistica e una valutazione del trattamento; la sola rimozione dell'oro non dimostra che siano stati rimossi il cianuro o altri contaminanti.
Speciazione e presentazione dei risultati analitici
La formula di un reagente solido non determina la distribuzione finale delle specie dell'oro dopo il suo ingresso in acqua. La concentrazione di cloruri, il pH, le condizioni di ossidoriduzione e gli altri ligandi presenti nella matrice di processo possono influire sulle specie presenti. La scelta del trattamento dipende quindi dal flusso, non soltanto dal nome del sale iniziale.
Verificare se un risultato analitico è espresso in mg/L come Au oppure come massa di un composto specificato. La conversione tra le due basi richiede la formula corretta, la forma idrata e, ove applicabile, il titolo del prodotto. Distinguere inoltre l'oro totale dall'oro misurato dopo filtrazione. Questi risultati possono aiutare a valutare la presenza di oro particolato rispetto a quello che attraversa il filtro, ma la sola filtrazione non identifica le singole specie disciolte.
Considerazioni sul trattamento
Se l'oro è associato a solidi separabili, si può valutare la rimozione dei solidi. Per l'oro presente in complessi disciolti, si possono prendere in considerazione processi di sorbimento, scambio ionico o trattamento a membrana, previa verifica sulla matrice acquosa effettiva e in funzione dell'obiettivo di separazione richiesto. Una riduzione misurata in un flusso va valutata insieme all'oro presente nei solidi raccolti, nei mezzi esausti, nel concentrato e negli altri flussi residui, per stabilire un bilancio di massa.
Per una valutazione industriale, definire il reagente o il materiale di origine, la base di espressione dei risultati analitici e la chimica dell'acqua pertinente prima di confrontare le opzioni di trattamento.
Concentrazione: mg/L come Au rispetto a mg/L di sale
Il peso atomico standard secondo la CIAAW dell'oro è 196,96657. Pertanto, 1 mmol/L di oro corrisponde a circa 196,967 mg/L come Au. Per un composto di composizione nota, moltiplicare la sua concentrazione in mg/L per il numero di atomi di Au per unità di formula e per 196,96657, quindi dividere per la massa molare del composto in g/mol.
Il tetracloroaurato(III) di sodio diidrato ha una massa molare di circa 397,80 g/mol. La sua frazione massica teorica di oro è circa 0,4951, ovvero il 49,51%. Pertanto, 100 mg/L di diidrato puro corrispondono a circa 49,51 mg/L come Au, supponendo una dissoluzione completa. In questo calcolo includere entrambe le molecole d'acqua di cristallizzazione. Correggere il risultato in base al titolo effettivo del reagente; la purezza dichiarata su base metallica non coincide necessariamente con la frazione massica di oro dell'intero reagente.
Rimozione e concentrazione ai fini del recupero
La rimozione dall'acqua trattata trasferisce l'oro in un altro flusso, a meno che non venga recuperato come materiale separato. Valutare sia l'acqua trattata sia il materiale catturato quando si provano la separazione dei solidi, il sorbimento, lo scambio ionico o i processi a membrana. La concentrazione di oro in un flusso liquido di recupero è pari alla massa di oro raccolta in quel flusso divisa per il suo volume. Anche i ligandi e gli altri metalli co-concentrati influiscono sull'idoneità del flusso a un ulteriore recupero.
Come esempio illustrativo di bilancio di massa, 1.000 L di alimentazione a 1 mg/L come Au contengono 1.000 mg di oro. Se il 90% di questa massa confluisce in 10 L di concentrato, questo contiene 900 mg, equivalenti a 90 mg/L come Au e a un fattore di concentrazione pari a 90. Non si tratta di una previsione dell'efficienza di rimozione o della resa di recupero. Le prestazioni effettive, le perdite e il volume di concentrato ottenibile richiedono una valutazione con acqua di processo rappresentativa.