Titel: Berthier, über die metallurgische Behandl. des Bleiglanzes
Autor: Berthier, Pierre
Fundstelle: 1831, Band 42, Nr. CX. (S. 405–412)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj042/ar042110

CX. Ueber die metallurgische Behandlung des Bleiglanzes; von Hrn. P. Berthier.

Aus den Annales de Chimie et de Physique. Julius 1831, S. 281.

(Beschluß von Bd. XLII. S. 385.)

Theorie des Bleihüttenprocesses.

Nachdem wir nun diese Thatsachen auseinandergesezt haben, kann man leicht die chemische Wirkung bestimmen, welche jede einzelne von den den Bleiglanz gewöhnlich begleitenden Gangarten, nämlich der Quarz, der schwefelsaure Baryt, der Eisenkies und die Blende bei der metallurgischen Behandlung desselben ausüben. Wir wollen sie nach der Reihe betrachten.

Quarz. – Wenn das Rösten bei sehr niedriger Temperatur vorgenommen wird, ist der Quarz wirkungslos und tritt mit den sich bildenden Oxyden nicht in Verbindung; wenn aber, wie dieses fast immer der Fall ist, die Hize gegen das Ende der Operation so sehr gesteigert wird, daß die geröstete Masse erweicht oder gar in teigartigen Fluß kommt, so entstehen Silicate und der Quarz wird ganz aufgelöst. Das Bestreben dieses Körpers, sich mit den Basen und besonders mit den starken Basen zu verbinden, macht, daß er das schwefelsaure Blei, welches ein unvermeidliches Product der Röstung ist (3) (4) (20) (26) (27), ganz oder theilweise zersezt und sogar auch den schwefelsauren Baryt, wenn nur eine geringe Menge schwefelsaures Blei mehr vorhanden ist (2). Die Kieselerde wirkt also bei dem Rösten und dem Flammofenproceß als Entschwefelungsmittel und zwar um so stärker, weil die von ihr in Freiheit gesezte Schwefelsäure nicht für sich bestehen kann und sich in dem Augenblike, wo sie aus ihrer Verbindung mit den Basen ausgetrieben wird, in schwefliche Säure und Sauerstoffgas zersezt und ist ein sehr kräftiges Oxydationsmittel für die Schwefelmetalle, welche bei dem Rösten unangegriffen blieben. Die Kieselerde zersezt die schwefelsauren Salze um so leichter, je höher die Temperatur ist und im Gegentheil desto weniger, je mehr starke Basen in ungebundenem Zustande vorhanden |406| sind. Während des Röstens bleibt der schwefelsaure Baryt unberührt; er findet sich aber nicht mehr in dem weißen Abzug (2), der einem heftigen Feuer ausgesezt und woraus der größte Theil des Bleies abgeschieden wurde. Das schwefelsaure Blei ist im Verhältniß zum Bleioxyd in dem gerösteten und im Flammofen stark erhizten Erz zu Villefort (3) (4) und zu Pontgibaud (26) (27) in geringerer Menge vorhanden als in dem in Haufen gerösteten Schliech zu Holzappel (20). Die Kieselerde treibt, wenn sie nicht in Ueberschuß vorhanden ist, aus dem schwefelsauren Blei nur einen gewissen Theil seiner Säure aus und verwandelt es bloß in ein mehr oder weniger basisches Salz, welches mit dem gebildeten basischen Bleisilicat sogar zu einer gleichförmigen Masse zusammenschmelzen kann; in dem schwefelsauren Salz bleibt übrigens desto weniger Säure zurük, je höher die Temperatur ist, welcher die Masse ausgesezt wird.

Wenn ein Erz reich ist, kann man leicht, und auf eine eben so einfache als vortheilhafte Weise das schwefelsaure Blei zersezen, welches sich stets beim Rösten bildet; man läßt nämlich Bleiglanz bei einer augenbliklich verstärkten Hize auf dieses Salz wirken, wie dieses zu Conflans geschieht; ist hingegen dem Erz eine große Menge schwefelhaltiger Gangart beigemengt, so kann man das schwefelsaure Salz nicht leicht zersezen, denn wenn man das Feuer, um die Einwirkung zu begünstigen, zu früh verstärkt, so schmelzt oder bakt die Masse zu einem aus Sulfuriden und Oxydsulfuriden mit eingebetteten Bleikörnern bestehenden Gemeng zusammen, welches wegen seines Aggregatzustandes nur mehr äußerst langsam geröstet werden kann; verstärkt man im Gegentheil das Feuer zu spät, so kann es sich treffen, daß die Schwefelmetalle nicht mehr in hinreichender Menge vorhanden sind, um das schwefelsaure Salz zu zersezen. Dazu kommt noch, daß die Oxyde, welche sich beim Rösten bilden, sich mit den Sulfuriden einerseits und andererseits mit den schwefelsauren Salzen zu verbinden streben und dadurch die gegenseitige Einwirkung dieser Substanzen verhindern. Man könnte nach diesem Verfahren den Zwek also nur dadurch erreichen, daß man die Hize allmählich verstärkt und den günstigen Zeitpunkt ergreift, um die Masse bis zum Erweichen zu erhizen; man erreicht ihn aber mit größerer Sicherheit dadurch, daß man bei mäßiger Hize so vollständig als möglich röstet und sodann die Hize verstärkt, nachdem man die Masse mit kleinen Kohlen gemengt hat: wenn man dieses Brennmaterial nur in geringer Menge anwendet, so zersezt es die Schwefelsäure und verwandelt sie in schweflichsaures und kohlensaures Gas, ohne die Oxyde zu reduciren und ohne Sulfuride zu erzeugen: sezt man der Masse mehr Kohle zu, als nöthig ist, um die Schwefelsäure zu zersezen, ohne jedoch einen |407| zu großen Ueberschuß hineinzubringen, so wird ein Theil der Oxyde reducirt, es bilden sich aber keine Sulfuride. Hr. Fournet hat dieses Verfahren versucht, aber hauptsächlich in der Absicht, sich des Zinks zu entledigen; lezteres gelang ihm nicht vollkommen. Man sieht auch wohl ein, daß man zu diesem Ende sehr stark erhizen und eine beträchtliche Menge Kohle anwenden müßte; hingegen hat er dadurch das schwefelsaure Blei vollkommen weggeschafft (28). Würde man das Erz rösten ohne es zu erweichen, und sodann mit gepulvertem Sand oder bloß sehr quarzreichem Schliech an Statt der Kohle vermengen, so könnte man das schwefelsaure Blei dadurch ebenfalls wenn nicht ganz, doch größten Theils zersezen. Da übrigens die Gegenwart des Quarzes nöthig ist, um die Masse, welche aus dem Flammofen kommt, im Krummofen zu schmelzen, so könnte es vielleicht vortheilhaft seyn, ihn als Entschwefelungsmittel bei solchen Erzen, welche stark mit Bergart gemengt sind, anzuwenden.

Die Kieselerde ist der electronegative Bestandtheil aller Krummofenschlaken; sie ist es, die alle Basen (Eisen, Zink, Kalk, Baryt u.s.w.), womit das Bleioxyd gemengt seyn kann, auflöst und dadurch dieses leztere, welches reducirbarer als die übrigen ist, in Stand sezt sich in Metall zu verwandeln. Da sie aber auch eine große Verwandtschaft zu dem Bleioxyd hat, so muß man gewisse Bedingungen erfüllen, damit die Schlaken kein Blei zurükhalten und lezteres sich allein reducirt. Diese Bedingungen beziehen sich hauptsächlich auf den Hizgrad der Oefen und den Sättigungszustand der Silicate; jedenfalls müssen die Schlaken so flüssig seyn, daß sie leicht ablaufen und das Metall darin nicht in Körnern zerstreut bleibt. Wenn man die Hize möglichst wenig steigert, so erspart man nicht nur an Brennmaterial, sondern hat außerdem den Vortheil, daß man weniger Blei durch Verflüchtigung verliert, ein Verlust der zum Theil unvermeidlich ist und sehr groß seyn kann, wenn das Rösten nachlässig ausgeführt wurde oder die Gangart sehr zinkhaltig ist. Wo es also angeht, muß man bei niedriger Temperatur operiren, dann wird aber das Bleioxyd bei Gegenwart von Schlaken weniger reducirbar, als wenn man stark erhizt. Um diesem Uebelstande zu begegnen, muß man die Schmelzpost so zusammensezen, daß sie eine große Menge basischer Substanzen enthält, welche die Wirkung der Kieselerde auf das Bleioxyd neutralisiren können. Diese basischen Substanzen müssen sehr schmelzbar seyn. Unter denjenigen, welche dem Metallurgen zu Gebot stehen, sind die kräftigsten der Baryt und das Eisenoxyd. Es gibt jedoch einen Sättigungspunkt, welchen man nicht ohne großen Nachtheil überschreiten kann, denn wenn die Schlaken zu basisch sind, werden sie was man heiß zu nennen pflegt, sie haben nämlich dann |408| eine große Neigung die kieselhaltigen Substanzen aufzulösen, greifen die Seitenwände der Oefen an und zerstören sie sehr schnell. Man sieht aus den Analysen (16) (23) (32) und (34), daß die guten Schlaken nur 0,20 bis 0,25 Kieselerde enthalten. Beträgt sie mehr als 0,30, so halten die Schlaken mehr oder weniger Blei zurük (5) (13) (42) (45). Wenn die Umstände nicht erlauben sie basischer zu machen, so kann man das Blei bloß dadurch aus ihnen ausbringen, daß man sie in hohen Oefen bei sehr starker Hize schmelzt.

Leichtflüssige Schlaken können mit einer beträchtlichen Menge unschmelzbarer Substanzen mechanisch gemengt seyn, ohne an Flüssigkeit zu verlieren (32) (34).

Schwefelsaurer Baryt. Bei der Weißglühhize wird der schwefelsaure Baryt durch Eisen, Zink und alle Metalle, welche oxydirbarer sind als das Kupfer, so wie durch die Sulfuride dieser Metalle zersezt, wobei sich Oxydsulfuride bilden, d.h. Verbindungen, welche Baryt, Schwefelbarium, Oxyd und Sulfurid des zersezenden Metalles enthalten. Bei der Operation des Röstens, so wie sie im Großen ausgeführt wird, findet aber diese Reaction nicht Statt, denn man findet allen schwefelsauren Baryt in der gerösteten Masse (26) (27). Wenn man die Erze nach der zu Conflans üblichen Methode behandelt, würde der schwefelsaure Baryt durch die Sulfuride wahrscheinlich am Ende der Arbeit zersezt werden, in dem Zeitpunkt nämlich, wo man das Feuer verstärkt, um die lezten Schlaken (den sogenannten weißen Abzug) abzudörren, vorausgesezt, daß keine Kieselerde in dem Gemenge vorhanden wäre; da sich aber der Quarz, welchen die Schlieche immer enthalten, in den Rükständen anhäuft, und die thonhaltigen Materialien, woraus die Oefen erbaut sind, sehr schnell abgenüzt werden, so trifft es sich, daß der weiße Abzug fast eben so viel Kieselerde enthält, als die Krummofenschlaken () (8) und durch diese wird alsdann der schwefelsaure Baryt zersezt; derselbe wirkt alsdann oxydirend und durch die Schwefelsäure, welche er verläßt, entschwefelnd. Jedenfalls bleibt kein schwefelsaurer Baryt in dem weißen Abzug (2).

Der Baryt ist eine sehr starke Basis und ein kräftiges Flußmittel; in den Krummöfen macht er die Schlafen flüssig und bewirkt, daß sich das Blei aus ihnen abscheidet, indem er das Oxyd desselben in Freiheit sezt und seine Reduction durch die Kohle begünstigt (32) (34). Unter diesem doppelten Gesichtspunkte ist die Gegenwart des schwefelsauren Baryts also sehr nüzlich; unglüklicher Weise erzeugt dieses Salz aber bei Gegenwart von Kohle und Metalloxyden eine gewisse Menge von Sulfuriden und vermehrt folglich den Stein. Da |409| es aber wenig Schwefel und viel Baryt enthält, so ist es dessen ungeachtet eher nüzlich als schädlich, wenn es nicht in Ueberschuß vorhanden ist, und die Resultate, welche man zu Pontgibaud erhält, beweisen, daß wenn das Rösten sorgfältig vorgenommen wird, ein mit Baryt überladenes Erz nur sehr wenig Stein im Krummofen geben kann.

Eisenkies. – Der Eisenkies röstet sich sehr leicht und fängt bei einer ziemlich niedrigen Temperatur schon an zu brennen; da er viel Schwefel enthält, so entwikelt sich daraus schnell viel Hize und die Verbrennung pflanzt sich fort und unterhält sich von selbst, so bald sie in Thätigkeit gesezt ist. Wenn man das Rösten langsam und bei möglichst niedriger Hize vornimmt, so bildet sich viel schwefelsaures Eisen; beschleunigt man hingegen die Operation und erhizt gegen das Ende etwas stark, so erhält man fast reines Eisenoxyd, weil sich das Sulfurid und das schwefelsaure Salz gegenseitig zersezen und lezteres außerdem durch die bloße Hize zersezt werden kann. Wenn der Eisenkies mit Bleiglanz gemengt ist, so verhält er sich bei dem Rösten gerade so, wie wenn er rein wäre; aber bei seiner Gegenwart bildet sich eine größere Menge schwefelsaures Blei, weil er Schwefelsäure erzeugt und wahrscheinlich auch die Einwirkung der Kieselerde auf das Bleisalz schwächt (26) (27). Das Eisenoxyd, welches er erzeugt und das durch die Sulfuride u.s.w., womit es in Berührung ist, auf der niedrigsten Oxydationsstufe erhalten wird, ist ganz und gar nicht schädlich. Vermöge seiner starken Verwandtschaften und weil es sehr schmelzbar ist, bemächtigt es sich der Kieselerde, womit es sehr flüssige Schlaken bildet und wenn man die Operation gehörig leitet, so kann man durch die bloße Behandlung im Flammofen alles Blei aus einem viel Eisenkies oder Eisenoxyd enthaltenden Erz gewinnen. Ein Beispiel davon lieferte der Hüttenproceß zu Poulaouen (10) (11).

Wenn das Erz gut geröstet, also der Eisenkies in Oxyd umgeändert ist, so spielt er im Krummofen dieselbe Rolle wie im Flammofen; er wirkt als Flußmittel und erleichtert die Reduction des Bleioxydes, welche er fast vollständig machen kann (17) (23) (32) (34). Ein Ueberschuß von Eisenoxyd hat jedoch, wie bereits bemerkt wurde, den Nachtheil, daß er die Schlaken zu heiß macht und außerdem zur Erzeugung von Wölfen oder Massen reducirten Eisens, die sich in den Eken des Ofens anhäufen und sie endlich verstopfen, Veranlassung gibt. Wenn das Erz nur unvollkommen geröstet ist, bildet sich ein Stein, in welchem aller Schwefel enthalten ist. Ist wenig Eisen zugegen, so ist dieser Stein ein Bleistein und muß neuerdings auf ähnliche Weise wie der Bleiglanz behandelt werden; |410| ist aber das Eisen in großer Menge vorhanden, so theilt es sich zwischen der Kieselerde und dem Schwefel; der Stein ist alsdann blei- und eisenhaltig (14) (15); und bei hinreichend starker Hize kann man sogar einen Stein erhalten, der so arm ist, daß er keine fernere Bearbeitung lohnt. In allen Fällen geht das Kupfer, wenn solches in dem Erz vorkommt, ganz in den Stein über (16) (14) (15) (21) (22).

Wenn der Eisenkies, welcher das Erz begleitet, arsenikhaltig ist, wie zu Pontgibaud, so sublimirt sich ein Theil Arsenik bei den verschiedenen Operationen, welchen man diese Erze unterwirft; bei dem Rösten aber bilden sich immer arseniksaure Salze, bisweilen in sehr beträchtlicher Menge, welche in den weißen Abzug übergehen können, aber im Krummofen sich in Arsenikmetalle verwandeln. Wenn der Arsenik nur in geringer Menge vorhanden ist und sich kein Stein bildet, so vereinigt er sich mit dem Blei (30); ist er aber in sehr großer Menge zugegen, so theilt er sich zwischen dem Blei und dem Eisen wie bei der Behandlung des Abstrichs zu Pontgibaud (44). Eine sehr geringe Menge Arsenik schadet der Güte des Bleies schon sehr und macht es hart; man kann ihn aber durch das Treiben auf dem Treibheerd, wodurch er in den Abstrich übergeht (36) (37), eben so leicht wie das Antimon fortschaffen. Man könnte das arsenikhaltige Blei auch noch auf eine andere Weise reinigen, welche jener vielleicht noch vorzuziehen wäre, weil man dabei weniger Abfall hätte und nicht so viel Hartblei entstände, welches schwer zu verkaufen ist. Dieses Verfahren würde in der Anwendung des metallischen Eisens bestehen, welches das Arsenikblei eben so leicht zersezt, wie das Schwefelblei, ohne daß es, wenn man es in Ueberschuß anwendet, mit dem Blei eine Verbindung eingeht. Nach dieser Behandlung müßte man aber auch noch zum Feinbrennen seine Zuflucht nehmen, weil das Eisen dem Blei das Antimon nicht entzieht, oder wenigstens nur zum Theil, indem es eine dreifache Verbindung erzeugt, woraus man kein reines Blei absondern kann.

Blende. – Die Blende verhält sich beim Rösten ungefähr so wie der Eisenkies, aber das sich dabei bildende Zinkoxyd spielt nicht ganz dieselbe Rolle wie das Eisenoxyd. Beide Oxyde sind zwar sehr leicht reducirbar und die Metalle, welche sie enthalten, haben eine große Verwandtschaft zum Schwefel; aber die Verwandtschaften des Zinkoxyds sind viel schwächer als die des Eisenoxyds und außerdem ist es ganz und gar kein Flußmittel; dazu kommt noch, daß das Zink sehr flüchtig, das Eisen aber ganz feuerbeständig ist. Dieß erklärt die beträchtlichen Verschiedenheiten in der Wirkung der Blende und des Eisenkieses. Da die Zinksilicate unschmelzbar sind und die Schmelzbarkeit der Verbindungen, in welche sie eingehen, sehr vermindern, |411| so hält der weiße Abzug, welchen man bei Behandlung sehr blendehaltiger Erze im Flammofen erhält, viel mehr Blei zurük, als derjenige von eisenkieshaltigen Erzen (8) (18) (2). Dessen ungeachtet beweisen die Resultate, welche man bei der Niederschlagsarbeit zu Poulaouen erhält, daß wenn nächst dem Zinkoxyd eine hinreichende Menge Eisenoxyd vorhanden ist, die Schlaken im Flammofen in gehörigen Fluß gebracht werden können, so daß sie keine beachtenswerthe Menge Blei zurükhalten; die Hize muß aber dann stark seyn und sich ein Stein bilden können, wozu erfordert wird, daß die Entschwefelung nicht vollständig ist, das Eisen auf der niedrigsten Oxydationsstufe bleibt etc. (11). Dieß stimmt auch mit der directen Erfahrung überein, nach welcher die Zinksilicate, obgleich an und für sich unschmelzbar, sehr schmelzbare Verbindungen bilden können, und zwar nicht nur mit den an und für sich leicht schmelzbaren Silicaten, wie den Eisenoxydulsilicaten, sondern sogar mit anderen Silicaten, welche in der größten Hize des Probirofens nicht vollkommen in Fluß kommen, wohin die Kalk-, Bittererde- und Alaunerdesilicate gehören.

Bei Behandlung der blendehaltigen Erze im Krummofen verflüchtigt sich immer viel Zink; zum Theil geht es aber, und zwar oft in beträchtlicher Menge, in den Stein oder in die Schlaken über. In keinem Falle hält das Blei auch nur die geringste Spur davon zurük. Wenn das Erz vollkommen geröstet ist, oder wenn es zwar noch etwas Schwefel aber viel Eisen enthält, so kann man durch Schmelzen desselben in etwas hohen Oefen bei starker Hize alles Zink daraus verflüchtigen und der Schwefel verbindet sich alsdann mit Blei und Eisen. Dieses Verfahren wird auch auf einigen Hütten angewandt, z.B. auf dem Unterharz, wo man das Zink durch eine besondere Vorrichtung (den sogenannten Zinkstuhl) sammelt; sie hat aber mehrere Uebelstände und besonders denjenigen, daß sie einen beträchtlichen Abfall an Blei verursacht, wovon das Zink um so mehr mit sich fort reißt, je höher die Temperatur ist. In jeder Hinsicht ist es vortheilhaft, die blendhaltigen Erze bei möglichst schwacher Hize zu schmelzen und sie nur kurze Zeit im Ofen verweilen zu lassen. In diesem Falle wird viel weniger Zink verflüchtigt; dieses Metall geht größten Theils in den Stein und in die Schlaken über und bisweilen sogar ganz und gar in jeden oder diese. Zu Ems vertheilt es sich in beide (14) (15) (16) (17); es concentrirt sich aber hauptsächlich in dem Stein, theils weil es im Zustande eines Sulfurids in den Ofen gebracht wird, indem man das Erz ohne vorläufiges Rösten verschmelzt, theils weil das Eisen nicht in großem Ueberschuß angewandt wird, und hauptsächlich weil die Oefen keine große Hize geben. Zu |412| Pontgibaud bleibt das Zink, welches sich nicht verflüchtigt, ganz mit Schwefel verbunden (32) (34) und bildet einen wahren Zinkstein, der aber nicht schmelzbar ist, daher in Theilchen, die man mit bloßem Auge kaum unterscheiden kann, in den Schlafen zerstreut bleibt, ohne, was beachtenswerth ist, die Flüssigkeit dieser lezteren zu beeinträchtigen, wenigstens so lange das Sulfurid sich nicht in sehr beträchtlicher Menge anhäuft, wie in den sogenannten Wölfen (bonets). Dieses Resultat und der gute Erfolg, welchen Hr. Fournet bei dem von ihm zu Pontgibaud eingeführten Hüttenproceß erhielt, rühren daher, daß er das gut geröstete Erz bei einer sehr niedrigen Temperatur schmelzt und seine Schlaken mit Nasen übersättigt sind (32) (34). Der vorhandene Baryt wirkt gewiß hier sehr günstig und tragt viel zur Absonderung des Bleies von der Kieselerde und zum Fluß der Masse bei. Die Verwandtschaft des Eisens zum Schwefel wird durch die gleichzeitige Verwandtschaft des Zinks zu derselben Substanz und des Eisenoxyduls zur Kieselerde überwunden. Ohne Zweifel würde sich Eisenstein bilden, wenn man unter diesen Umständen die Temperatur des Ofens erhöhen würde, und zwar ohne daß die Flüssigkeit der Schlaken vermindert würde; dann würde aber nicht nur mehr Brennmaterial verbraucht, sondern auch alles Zink verflüchtigt werden und eine beträchtliche Menge Blei verloren gehen.

Zu Holzappel findet das Gegentheil von demjenigen Statt, was wir zu Pontgibaud beobachteten; der Stein enthält fast kein Zink (21) (22), die Schlaken hingegen sehr viel (23). Es wäre nicht möglich gewesen dieses Resultat a priori vorauszusehen; es scheint von der Gegenwart des Kupfers abzuhängen, dessen Oxyd sehr reducirbar ist und das eine große Verwandtschaft zum Schwefel hat, ferner davon, daß die Hize der Oefen, wie zu Pontgibaud, nicht stark ist, weßwegen die Zink- und Eisenoxyde durch die ungeschwächte Verwandtschaft der Kieselerde zurükgehalten werden, gerade so wie dieses zu Pontgibaud durch den vorhandenen Baryt geschieht. Die Zusammensezung der Schlaken (23) zeigt, daß die Eisen- und Mangansilicate eine sehr beträchtliche Menge Zinksilicat schmelzen können.

Die metallurgischen Thatsachen, welche die blendehaltigen Bleierze darbieten, beweisen, daß das Schwefelzink in den Oefen verschiedene Erscheinungen hervorbringt, die durch sehr unbedeutende Ursachen abgeändert werden; daß man aber durch einige Versuche immer dahin gelangen kann, ohne große Schwierigkeiten fast alles in diesen Erzen enthaltene Blei auszuscheiden.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: