Kolloidales Silber - eBook 2020. Werner Kühni
= 61,73 Prozent Silber.
Naumannite: Ag2Se, Silberselenid, grauschwarz, Härte: 2,5, Dichte: 7,69–7,79, Molekulargewicht: 294,7 = 73,20 Prozent Silber.
Gewinnung des Silbers
Silber wird selten im Tagebau (zum Beispiel Kidd-Creek-Mine bei Timmins, Ontario/Kanada) oder im Untertagebau (zum Beispiel Sunshine Mine, Idaho/ USA) abgebaut.
Bei sehr reichen Erzen, in denen das Silber als Metall vorliegt, wurde Silber auch durch Amalgambildung gewonnen. Das zerkleinerte Erz muss zuerst aufgeschlossen werden und die Silberverbindungen mit Schwermetallchloridlösungen oder durch chlorierende Röstung in Silberchlorid überführt werden. Dann wird das Erz mit Quecksilber innig verrührt, wobei Silber und Silberchlorid amalgamiert wird.
Das Silberamalgam wird von überschüssigem Quecksilber durch Filtration befreit. Aus dem Amalgam gewinnt man das Silber durch Destillation, worolyse bei das Quecksilber abdestilliert wird und das Silber als Retortensilber schwammig zurückbleibt und durch eine weitere Raffination im Feinbrennofen vom restlichen Quecksilber gereinigt werden muss.
Aus Silbererzen mit mittlerem Silbergehalt gewinnt man Silber durch Cyanid-Laugerei. Aus dem gelösten Cyanid-Komplex wird Silber durch Ausfällen von Zinkstaub gewonnen, nach der Formel: 2 Na[Ag(CN)2] + Zn = 2 Ag + Na2[Zn(CN)4]. Etwa 5 Prozent des weltweit abgebauten Silbers werden mit diesem in der Praxis oft umweltgefährdenden Verfahren gewonnen.
Ebenso ergibt die Kupferproduktion große Mengen an Restsilber, das im sogenannten Anodenschlamm enthalten ist.
Silber fällt in erster Linie bei der Bearbeitung silberhaltiger Schwermetallerze an, insbesondere bei der Bleigewinnung. Bleiglanz enthält 0,01–1 Prozent Silber als Silbersulfid, das daraus relativ leicht angereichert werden kann. Die Bleierze werden zunächst angereichert und die Erzkonzentrate hauptsächlich nach dem Röstreduktionsverfahren aufgearbeitet. Man gewinnt dabei ein silberarmes Rohblei, das entsilbert wird. Dabei kommen zwei Verfahren in Betracht:
Nur noch eine geringe Bedeutung hat das sogenannte Pattinsonieren (Pattinson-Verfahren, seit 1833). Heute wendet man die sogenannte Zinkentsilberung (Pakes-Verfahren, seit 1842, siehe Grafik) an: Mit Hilfe flüssigen Zinks wird aus silberhaltigem Blei Silber extrahiert. Die entstehende Silber-Blei-Zink-Legierung mischt sich nicht mit dem flüssigen Blei und schwimmt beim Abkühlen obenauf.
Neben Silber gehen auch Kupfer, Kobalt, Nickel und Gold in das Zink über, die durch Raffination oder Schmelzflusselektrolyse entfernt werden müssen. In das Werkblei wird Zink in mehreren Portionen eingerührt. Die Menge des Zinkzusatzes richtet sich nach dem Gehalt an Silber und Gold. Das entsilberte Blei enthält immer noch 6–7 Gramm Silber je Tonne Blei, der Zinkschaum besteht im Wesentlichen aus Zink-Blei-Silber-Mischkristallen, mit 6–12 Prozent Silber.
Nach Abdestillation des Zinks aus dem abgeschöpften Zinkschaum bleibt ein stark silberhaltiges Blei zurück. Das restliche Blei und alle anderen unedlen Metalle werden in einem Flammofen durch Überleiten von Luft entfernt, bis die letzte Haut, die sogenannte Bleiglätte, reißt und der »Silberblick« sichtbar wird. Das Blicksilber enthält nun mehr als 95 Prozent Silber. Die Reinigung des Rohsilbers erfolgt entweder nach dem Verfahren der Affination, durch Elektrolyse oder durch Verwendung eines Ionenaustauschers. Über 80 Prozent des weltweit gewonnenen Silbers werden mit diesem praktisch umweltneutralen, als geschlossenes System funktionierenden Verfahren gewonnen.
Silbergewinnung aus silberarmen Rohstoffen im Pakes-Verfahren.
Des Weiteren wird Silber aus Tiefseeschlamm gewonnen – wobei die Gewinnung eine kostspielige Sache ist, da der silberhaltige Schlamm vom Meeresboden abgesaugt und auf speziellen Schiffen aufbereitet werden muss.
Silber wird nach der Herstellung von Rohkupfer aus den Anodenschlämmen der elektrolytischen Kupfer-, Nickel- und Bleiraffinationen, durch Schmelzen und elektrolytische Raffination in Silbernitratlösung gewonnen.
Laut einer Studie der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe reichen die weltweiten Silberressourcen nur noch 29 Jahre.
Gemäß den Daten des U.S. Geological Survey vom Januar 2013 reichen die Silberressourcen nur noch für 22 bis 23 Jahre.
Allerdings wird auch immer mehr Silber recycelt, wodurch die bekannten Vorkommen geschont werden.
Physik und Chemie des Silbers
Silber (lateinisch argentum), chemisches Symbol: Ag, mit 0,000001 Prozent am Aufbau der Erdkruste beteiligt; ein silberglänzendes, polierfähiges Edelmetall der 1. Nebengruppe (der Kupfergruppe), zusammen mit Kupfer und Gold und der 5. Periode des Periodensystems. Natürliche Isotope (in Klammern Häufigkeit in Prozent): 107 (51,84) und 109 (48,16). Wertigkeit +1, +2 und +3. Kernladungszahl 47. Ordnungszahl: 47. Relative Atommasse: 107,87. Atomradius: 1,34 A. Ionenradius: 1,26 A. Verbindungen: meist 1-wertig, (auch 2-wertig). Dichte: 10,49 g/ccm. Schmelzpunkt: 961,9 Grad. Siedepunkt: 2163 (2212) Grad. Mohshärte: 2,7 (weichgeglüht). Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient: 19,7. Elektrische Leitfähigkeit: 6,3 mal 107 S/m. Absolute Entropie: bei 25 Grad 42,73 J mal K-1 mal mol-1. Löslichkeit in Wasser: etwa im Verhältnis 1:100 000.
Eine glatte Silberoberfläche ist der beste Reflektor für Licht, mit einem Reflexionsvermögen von 96 Prozent. Silber ist sehr dehnbar und härter als Gold, durch Legierung mit Kupfer wird es härter, ohne den Silberglanz zu verlieren.
Silber ist sehr beständig gegen Luft und Säuren. Silber ist das reaktionsfreudigste Edelmetall und bildet bei Zimmertemperatur mit Kontakt von Schwefelverbindungen unter Einfluss von Sauerstoff leicht zu entfernende braunschwarze sulfidische Beläge – 2 Ag + H2 S + ½ O2 = Ag2S + H2O.
Infolge seines »edlen« Charakters wird Silber nur von oxidierenden Säuren (zum Beispiel Salpetersäure, heiße, konzentrierte Schwefelsäure) gelöst – 6 Ag + 8 HNO3 = 6 AgNO3 + 2 NO + 4 H2O.
Silber als Atommodell mit Elektronenschalenbesetzung.
Cluster
Die Wirkung des kolloidalen Silbers wird oft über die Größe seiner Cluster erklärt.
Unter einem Cluster versteht man eine Ansammlung von Atomen, deren Anzahl n zwischen 3 und 50 000 liegt. Aufgrund ihrer geringen Größe haben Cluster Eigenschaften, die von denen eines makroskopischen Festkörpers abweichen.
Cluster werden nach Anzahl der Atome (n) eingeteilt:
n = 3–12 Atome (Mikrocluster): Es sind noch alle Bestandteile des Clusters an der Oberfläche. Konzepte und Methoden der Atomphysik und der Oberflächenphysik sind anwendbar und brauchbar.
n = 13–100 Atome (kleine Cluster): Die elektronischen Energieniveaus liegen nahe beieinander, aber für eine Bänderstruktur wie im Festkörper ist die Anzahl der Atome noch zu gering. Der Einbau eines zusätzlichen Atoms kann noch sehr viel ändern. Molekulare Konzepte verlieren ihre Brauchbarkeit. Noch spielt die Oberflächenphysik, wegen des großen Verhältnisses der Oberflächenatome zu Volumenatomen des Clusters, eine sehr wichtige Rolle.
n = 100–1000 Atome (große Cluster): Man beobachtet einen graduellen Übergang zu den Eigenschaften des Festkörpers, wie etwa Übergänge bei Kristallgittern; diese Werte haben eine Schwankungsbreite von 100 Atomen.
n > 1000 Atome (Nanokristalle): Einige, aber noch nicht alle Festkörpereigenschaften haben sich entwickelt. Ab ungefähr 50 000 Atomen haben sich die Eigenschaften nun so stark entwickelt, dass man ab dann von einem Festkörper spricht.
Je älter ein Kolloid, desto größer werden dessen molekulare Cluster. Ihre Wirkung verändert sich damit.
Physiologie des Silbers
Silber gehört nicht zu den essenziellen Spurenelementen. Jedoch ergaben medizinische Beobachtungen,