L’Or et l’histoire de son affinage, raffinage et ses techniques de séparations.

La séparation ou dissolution de l’or par les Acides.

Précipité d’or pur produit par l’eau régale dans le processus de raffinage.

La distillation a été utilisé au 12ème siècle en Europe après son introduction de l’Est ^[19] et après cette période acides plus puissants pourraient être créés. L’acide nitrique (Aqua Valens) pourrait être faite par la distillation de salpêtre (KNO3) avec de l’alun (KAl (SO 4) 2) ou vitriol (FeSO 4) avec de l’eau. 

2KNO ₃ + H ₂ O + FeSO ₄ → FeO + K ₂ SO ₄ + 2HNO ₃

L’acide nitrique, après sa distillation, augmente la force de l’acide, il est capable de dissoudre l’argent mais pas d’or. Toutefois, l’acide nitrique ne peut pas (totalement) extraire l’argent et d’autres impuretés à partir d’un alliage à haute teneur en or. 

Par conséquent, une partie d’or de recyclage étais généralement allié avec deux à trois parties de cuivre ou d’argent pour faire un alliage avec 25 % ou 6 carats d’or fin (inquartation ou quartation) avant de le séparer avec de l’acide nitrique.  A la fin de la réaction, on enlève l’or fin,  les autres éléments solides qui été dissous tels que le cuivre et l’argent peuvent être extrait ou précipité du liquide. L’or était parfois affiné après avec l’eau régale indiquant que le processus par acide nitrique et inquartation n’avait pas été pleinement efficace pour éliminer les impuretés.

L’eau régale a également été utilisée pour la séparation. Il a été fait en ajoutant du sel d’ammoniac à l’acide nitrique qui produit un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique. Cet acide dissout l’or  sous forme de chlorure  soluble et l’argent est attaqué et précipité sous forme de chlorure insoluble.

L’Argent a été éliminé par filtration et l’or a été ensuite récupéré par évaporation du liquide ( actuellement par précipitation) et en chauffant le résidu. 

L’acide nitrique était approprié pour la séparation de petites quantités d’or de l’argent et l’eau régale utilisés pour séparer les petites quantités d’argent de l’or. Le Procédé par voie acide par l’eau régale est utilisé par les raffineurs d’or des déchets issu du processus de fabrication et des filières des rachats d’or de bijoux en or cassés ou démodés. 

Actuellement, on fait cela d’abord avec de l’or grenaillé et de l’eau régal dans un tonneau rotatif en polypropylène incliné à  15-20 degré. La réaction chimique de l’acide nitrique et chlorhydrique formant l’eau régale  avec la grenaille en or  provoque une augmentation  de la température dans le tonneau favorisant la réaction. L’acide chlorhydrique réagis avec l’or  et dissout l’or en chlorure. Les tonneaux de dissolution ont l’avantage de pouvoir être de grandes capacités et peuvent fonctionner la nuit.

Les fumées nocives et toxique  de NOH provoquée par la réaction sont dirigées vers un laveur de fumées (scrubber), celle-ci passent dedans sous une pluie d’une solution d’eau avec par exemple 5-10 % de peroxyde d’hydrogène.    

Certains réalisent la dissolution  dans des Ballons de chimie avec un chauffe-ballon placé en dessous.On place parfois un agitateur en plus pour accélérer la réaction. 

De nos jours, on  précipite et cristallise l’or avec du sel de bisulfite de sodium NaHSO3 dans le liquide obtenu après la dissolution de l’or. L’or fin en cristaux est ensuite rincé à l’eau distillée et peut être également nettoyé à chaud dans de l’ammoniac. L’or fin obtenu va d’une pureté de 99.90 % à 99,97 % et on arrive difficilement avec cette méthode à un or pur de 99.99 %. 

Le Processus Miller d’affinage de l’or

Le processus Miller est un procédé chimique utilisé à l’échelle industrielle pour affiner l’or à un haut degré de pureté (de 98-99 % à 99,95%). Il a été inventé par Francis Bowyer Miller. Ce processus chimique implique d’injecter un flux de chlore gazeux pur, sur et à travers un creuset rempli de métal en fusion en or impure. Ce processus purifie l’or parce que presque tous les autres éléments en fait formeront des chlorures avant l’or, et ils peuvent alors être retirés par écrémage de la surface parce que ces des sels qui sont insolubles dans le reste du métal fondu qui est alors de l’or presque pur.  Lorsque toutes les impuretés ont été retirées de l’or (observable par un changement de couleur de la flamme) l’or est extrait et traité de la manière requise pour la vente ou l’utilisation. L’or obtenu est pur à 99 % ou mieux, mais inférieur à celui de la pureté de l’or produite par l’autre procédé de raffinage commun, le procédé wohlwill, qui produit de l’or à une pureté de 99,999%.          Ce  procédé est utilisé par les grosses usines d’affinage d’or LBMA qui réalise par la suite un affinage d’or par électrolyse.

Le Processus Wohlwill  de raffinage de l’or par électrolyse 

Le processus Wohlwill est un procédé chimique utilisé à l’échelle industrielle pour affiner l’or à un très haut pourcentage  de pureté (99,999%). Le processus a été inventé en 1874 par Emil Wohlwill. Ce processus électrochimique consiste à utiliser  des lingots a affiné de 95% en or pour servir d’anode. Des pourcentages inférieurs en or dans l’anode vont interférer avec la réaction, en particulier lorsque le métal contaminant est l’argent ou l’un des metaux du groupe platine. La cathode (s) pour cette réaction est des petites feuilles d’or pur d’or ou d’acier inoxydable. Du courant est appliqué au système, et l’électricité circule à travers l’électrolyte en acide chloroaurique. L’Or et d’autres métaux sont dissous à l’anode, et de l’or pur (venant par l’acide chloroaurique par transfert d’ions) est plaqué sur la cathode d’or. Lorsque l’anode (l’or a raffiné) est dissoute, la cathode en or pur est enlevée et fondue, puis traité de la manière requise pour la vente soit en lingots d’or et pièces d’or, ou plaque d’or fin et son utilisation pour la dorure dans l’industrie électronique. 

L’or qui en résulte est de 99,999% pure, et de pureté supérieur à l’or produit par les autres  méthodes commune d’affinage de l’or , la voie par l’eau régale et le processus Miller, qui produit de l’or de 99 % à 99,95% de pureté.

 Pour la production industrielle de l’or, le processus Wohlwill est nécessaire pour les applications demandant des grandes puretés d’or, et quand l’or d’une pureté inférieure est nécessaire, les raffineurs utilisent les autres méthodes en raisons de leur relative facilité, des délais d’exécutions plus rapides, et surtout parce les autres méthodes que l’électrolyse ne nécessite pas un grand stock d’or permanant sous la forme d’acide chloroaurique.

Cette procédure est utilisée par les gros affineurs d’or comme les suisses Valcambi, Metalor ou l’allemand Heraeus et le belge Umicore. La quantité d’or qui doit être dissoute en permanence dans l’électrolyte qui est +- de 33 gr d’or au litre Par exemple une grande cuve de 1000 litres nécessite  33 kilos d’or pur.