Titel: Fuchs, über Kupferproben auf trokenem Wege.
Autor: Fuchs, W.
Fundstelle: 1843, Band 89, Nr. LXXVIII. (S. 304–310)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj089/ar089078

LXXVIII. Ueber Kupferproben auf trokenem Wege; von Dr. W. Fuchs, k. k. Bergverwalter und Markscheider.

Die bisherigen Versuche einer Verbesserung der Kupferprobe durch Auflösung und Fällung dieses Metalls lieferten keine genügenden Resultate; es fehlt zwar dem Analytiker keineswegs an Mitteln, die Kupferscheidung und Bestimmung auf das Allervollständigste zu bewirken, aber die Anwendung dieser Mittel scheiterte durchgehends an den Forderungen, welche man an das docimastische Verfahren zu machen berechtigt ist. Es genügt nämlich nicht, die Trennung des Kupfers von den übrigen Bestandtheilen der Probe auf das Reinste und Vollständigste zu bewirken, es muß die Methode vielmehr in der kürzesten Zeit, bei der größtmöglichen Anzahl der Proben, selbst bei beschränkten Kenntnissen und Fähigkeiten der mit ihrer Durchführung beauftragten Individuen, die größtmögliche Genauigkeit gewähren, ohne |305| nähere Kenntniß der Verbindung, mit der man es zu thun hat, allgemein anwendbar seyn und endlich das Kupfer metallisch darstellen, um jede Verwechselung und Irrung unmöglich zu machen.

Werfen wir nun einen prüfenden Blik auf die mehrfach angerühmte (auch zum Theil eingeführte) Behandlung der Kupfererze mit Schwefelsäure, Fällung des gelösten Kupfers durch Eisen u. s. f., so zeigen sich sogleich arge Uebelstände nicht nur hinsichtlich der Durchführung des zeitraubenden, und keineswegs einfachen und leichten Verfahrens, sondern auch bezüglich auf die Genauigkeit und Verläßlichkeit der Resultate, selbst bei Anwendung aller Vorsicht und Vermeidung jedes, hier leichter als bei der trokenen Probe stattfindenden Mißgriffes.

Auch vorausgesezt, daß die Pulverisirung des kupferhaltigen Minerals immer hinreiche, das ganze Quantum des Kupfers dem Angriffe der Schwefelsäure bloß zu legen, und eben so angenommen, daß man es nur mit löslichen Kupferverbindungen zu thun habe (was nicht immer der Fall ist), so erhält man doch auf diesem Wege nur dann ein sicheres Resultat, wenn das zu untersuchende Mineral arsenik- und antimonfrei ist und folglich ausschließlich in jenem Falle, in welchem auch auf gewöhnlichem Wege die Probe am mindesten ungenau wird und in dem man auch am wenigsten zu außergewöhnlichen Mitteln seine Zuflucht zu nehmen sich veranlaßt findet.

Zu diesen Uebelständen kommt nun noch der, welcher das Einschmelzen des gefällten Kupfers nothwendig begleitet, nämlich Kupferverlust, der, mag man schwarzen Fluß oder Boraxglas anwenden, stets wenig unter jenem bleibt, welchen das Einschmelzen des durch Röstung erzeugten Oxyds mit sich führt, so daß man alle Uebelstände der trokenen Probe hat, ohne ihre Vortheile zu genießen und überdieß die Ueberzeugung haben kann, daß in ungeübter oder ungeschikter Hand alle Proben nothwendig noch weit unsicherer werden müssen, als es in gleichem Falle bei Anwendung der älteren Methode stattgefunden hätte.

Wenden wir uns nun zum gewöhnlichen Verfahren, so begegnen wir allerdings auch hier einer bedeutenden Unsicherheit, welche namentlich dort, wo das Kupferkorn gesplissen werden muß49)), einen |306| so hohen Grad erreicht, daß solche bei sehr armen und unreinen Erzen 20 bis 50 Proc. des wirklichen Kupfergehaltes betragen kann.

Obgleich die Mangelhaftigkeit dieser Resultate zum Nachtheile nicht minder als zum Vortheile der übernehmenden Hütte ausschlagen kann, liegt doch ein empirischer Beweis einer den Berg beeinträchtigenden Unrichtigkeit der Probe darin, daß in der Regel gut geleitete Hütten nicht allein alle Passirbaren Feuerprocente ersparen, sondern noch einen namhaften Kupferzugang ausweisen, welcher nur zum kleinsten Theil aus kupferhaltigen Zuschlägen entspringen kann, deren Kupferhalt in den Rechnungen nicht erscheint, und der mithin dem Schmelzen zu Gute kommt. Das — auf analytische Schärfe gewiß nicht Anspruch machende—Verfahren im Großen läßt daher mehr Kupfer gewinnen, als die Probe im Erze angab.

Wenn man beide Processe mit einander vergleicht und sieht, wie die gewöhnliche Probe ein oft sehr kleines Kupferquantum aus einem großen Haufwerke unmittelbar metallisch darstellt, während die Hütte das Metall früher möglichst im Leche zu concentriren sucht, und zwar auf eine Weise, welche die Verschlakung des Kupfers erschwert, die Schlake des Concentrationsschmelzens nicht minder, als jene des Kupferrostdurchstechens, dabei dem Rohschmelzen wieder zutheilt und endlich ein Schwarz- und Gelbkönigkupfer erzeugt, welches nur wenige Procente fremder Metalle enthält und mit geringem Kupferabgange zu Guten gebracht werden kann50), dürfte man leicht den Grund dieser Differenz erkennen. Bedenkt man nun noch, daß antimonialische und arsenikalische Kupfererze oft ein Korn geben, in dem kaum 20 bis 30 Proc. Kupfer enthalten sind, und daß in manchen Fällen der größere Theil desselben nur so obenhin durch Schäzung des beim Spleißen in die Schwärze gebrachten Quantums bestimmt wird, so kann man die Nothwendigkeit einer Reform der Probirmethode nicht in Abrede stellen, muß aber zugleich zugeben, daß solche schon in einer Annäherung des docimastischen Verfahrens an jenes der Hütte liegen könne.

Allerdings hat man schon vor sehr langer Zeit das Kupfer sehr armer Erze durch Verlechen (unter Schwefelkieszutheilung, im Fall sie arm an Schwefelmetallen waren) auch bei der Probe zu concentriren gesucht, und das Lech dann erst wie gewöhnlich behandelt; doch half man nur in seltenen Fällen und nur auf äußerst unvollkommene Weise dem Uebel dadurch ab. Alle übrigen Vorschläge, die Erze auf eine |307| ihren Bestandtheilen angemessene Weise zu beschiken, so daß das in ihnen enthaltene Eisen, der Quarz, Kalk u. s. f. verschlakt würden, während das Kupfer sich rein ausschiede, sind ohne Ausnahme unpraktisch, zum Theil selbst unausführbar und keiner Beachtung werth.

Einem aufmerksamen Beobachter kann übrigens die Bemerkung nicht entgehen, daß auch bei jenen Kupfererzen, die beim Einschmelzen des verrösteten Mehles ein Garkorn geben, die Größe des Abganges nicht sowohl von der Menge des Kupfers, als von der Gangart (oder Bergart), in der es vorkommt, und vor Allem von seiner Reinheit (eigentlich nur der Abwesenheit oder Gegenwart fremder Metalle) abhängig ist. Ein reines Kupferoxyd oder Sulphurid führendes Erz, mag es nun schon arm oder reich seyn, so wie ein reines (65 bis 70pfündiges) Oberlech z. B. werden nie, mag man die Kohlenzutheilung so hoch steigern als man immer will, ohne starke Kupferverschlakung eingeschmolzen werden können und alle in Vorschlag gebrachten Maßregeln maskiren höchstens den Verlust, sie verhindern ihn jedoch nicht.

Wenn der durch Verschlakung herbeigeführte Verlust bei armen, 12 bis 18pfündigen Lechen 1 bis 2 Proc. beträgt (d. h. etwa¼ Pf.), so beträgt er bei reineren Geschiken 3 bis 7 Proc., man mag nun schon das Verhältniß des schwarzen Flusses zum verrösteten Pulver nehmen, wie man es immer wolle. Diese Erfahrung reicht vollkommen hin, den Grund des Uebels und sein Heilmittel aufzudeken.

Der schwarze Fluß ist für sich allein ziemlich strengflüssig51)); in hohem Grade leichtflüssig jedoch wird derselbe, wenn man ihm Metalloxyde (namentlich Eisenoxyd, welches bei Kupferproben selten fehlt und durch einen Theil der Kohle des schwarzen Flusses in Oxydul umgewandelt wird) zutheilt. Ist nun das Eisenoxyd in der Probe nicht in hinreichender Menge vorhanden, so nimmt das Kali des Flusses Kupferoxyd (Oxydul) auf, welches durch kein Uebermaaß der Kohle mehr ausgeschieden und reducirt werden kann, und das Resultat wird unrichtig.

Der Verfasser dieses Aufsazes hat durch eine Reihe von Versuchen gefunden, daß das Maximum des Eisenoxyds, welches von einem aus 1 Theil Salpeter und 2 Theilen Weinstein bereiteten Flusse aufgenommen wird, ohne daß eine matte Bruchfläche der Schlake unvollkommene Schmelzung und Verbindung bekundet, ein seinem eigenen |308| Gewichte gleiches Quantum beträgt. Eine genauere Analyse der Verbindung gab dabei folgende Resultate.

100 Theile des schwarzen Flusses enthielten:

Kohlensaures Kali 92,9
Kohle 7,l.

Verschlakt wurden 100 Theile Eisenperoxyd. Da diese nun aus 69,3 Eisen und 30,7Oxygen bestehen, durch die Kohle des schwarzen Flusses aber das Peroxyd vollständig in Protoxyd umgewandelt ward, traten mit dem Kali 69,3 Eisen und 20,4 Sauerstoff in Verbindung.

92,9 kohlensaures Kali enthalten 63,25 Kali und 29,65 Kohlensaure; ersteres besteht aus 52,53 Kalium und 10,12 Sauerstoff, so daß sich demzufolge die Menge dieses lezteren im Kali zu jener im Eisenoxydul verhält wie 1 : 2.

Das Zeichen dieser tief schwarzen Verbindung wäre 2FeO, KO.

Die Erfahrung lehrt ferner, daß jene Eisenoxydulmenge, welche FeO, KO bildet, vollkommen hinreiche, um das Kupfer vor Verschlakung zu schüzen, so daß man dort, wo man nicht vollkommen sicher ist, daß die Quantität des Eisens in der Probe groß genug sey (was man vorhinein sehr leicht wissen kann), immer die zur Bildung dieser lezteren Verbindung erforderliche Eisenoxydmenge zutheilen darf, ohne bei dem gewöhnlichen Verhältnisse der Erzmenge zum schwarzen Flusse fürchten zu müssen, daß das Kali des leztern zur Verschlakung des Eisenoxyds nicht ausreiche.

Da übrigens die Probe selbst52) gewöhnlich Verbindungen von FeO und Fe2 O3 enthält, der Zuschlag aber am besten aus reinem Eisenperoxyde besteht, thut es noth, einen etwas milderen Fluß anzuwenden, und solchen aus 2 Theilen Salpeter und 5 Theilen Weinstein zu bereiten, um auf diese Weise Kohle in hinreichender Menge zur Reduction des Kupfers sowohl als zur Umwandlung des Eisenperoxydes in Protoxyd hineinzubringen. Die Nichtigkeit dieser Angaben läßt sich sehr leicht praktisch erproben, wenn man von zwei, aus reinem Kupferoxyde oder auch nur aus verröstetem, sehr reichem Oberleche bestehenden Posten, eine mit schwarzem Flusse allein, die andere unter Zutheilung von Eisenoxyd einschmilzt. Im ersten Falle wird die Schlake immer kupferhaltig, im zweiten kupferfrei und das Korn, gleich geschmeidig und gar, fällt demzufolge bedeutend schwerer aus.

Außer dieser Sicherstellung des Kupfers vor Verschlakung thut es aber auch noth, die Reduction erst dann eintreten zu lassen, wenn die Bergart, die jedenfalls störend auf den Proceß einwirkt, bereits |309| entfernt ist, was allerdings am besten durch vorhergehendes Verlechen des Kupfers geschieht, bei dem es demnach nicht sowohl auf eine Concentration (obschon diese bei sehr armen Erzen auch nothwendig ist), als auf Entfernung aller unnüzen oder schädlichen Beimengung ankommt.

Die unmittelbare Verlechung des Erzes durch Zutheilung von Schwefelkies (natürlich nur dann, wenn das Erz solchen nicht selbst in hinreichender Menge enthält) und Einschmelzen mit Boraxglas ist nicht zu empfehlen, weil dadurch nicht allein Metallverlust entsteht, sondern auch weil das Kupfer dadurch nicht im Geringsten reiner wird und das Verlechen uns doch ein sicheres Mittel an die Hand gibt, das zu bedeutender Unrichtigkeit führende Spleißen des Korns zu beseitigen, oder solches doch unschädlich zu machen. Um diesen lezteren Zwek zu erreichen, habe ich folgendes Verfahren sehr entsprechend gefunden.

Das scharf (zulezt unter wiederholter Zutheilung von Kohlenpulver) verröstete Probemehl wird noch glühend in eine Probirtute auf (20 Proc. seines Gewichtes) reinen kupferfreien Schwefelkies und 20 Proc. reinen Schwefels gebracht, mit Glaspulver und etwas Boraxglas bedekt und niedergeschmolzen.

Die Zutheilung des reinen Schwefels ist bei sehr reichen Posten (z. B. einigen Hüttenproducten) zur Sättigung des Kupfers mit Schwefel nothwendig; sie scheint jedoch bei arsenikalischen Geschiken auch wesentlich zur Reinigung des Metalles beizutragen.

Das so erhaltene Lechkorn abermals verröstet und (erforderlichenfalls mit Eisenperoxyd-Zutheilung) eingeschmolzen, gibt — wenn nicht Blei oder Antimon in sehr bedeutender Menge beigemengt war — beinahe immer ein hinreichend reines Kupferkorn. War hingegen die Post stark antimon- oder bleihaltig, so ließe sich das Spleißen nur durch allzuhäufige Wiederholung des Processes vermeiden, und es ist zwekmäßiger, das unreine Korn, welches, wenn Antimon sich beigemengt findet, spröd und von stahlgrauer Farbe ist, auf einer Treibcapelle53)) (nicht auf einem gewöhnlichen Spleißscherben) mit geringem Bleizusaze vorsichtig so lange zu spleißen, bis es eine braune Farbe erhält, ohne jedoch noch ganz gar zu seyn.

In den ersten Stadien dieser Operation ist der Kupferverlust beinahe gleich Null, und das Antimon verflüchtigt sich zum Theil, zugleich legt sich jedoch ein anderer Theil desselben in oxydirtem Zustande |310| am Rande der Capelle in zarten weißen Nadeln an, deren Farbe ihre Reinheit von Kupferbeimengung hinreichend bekundet, das Blei aber zieht sich zum größeren Theil in die Capelle selbst, während das Kupfer, bei weitem minder tiefbringend, mit einem schwarzen Ringe sich umgibt, der die Gränzen anzeigt, bis zu denen das Kupferoxyd drang. Das erhaltene noch unreine Kupferkorn, so wie der scharf ausgeglühte schwarz gefärbte Theil der Capelle werden nun dem Verlechen unterzogen, das verröstete Lechkorn niedergeschmolzen und jezt ein Kupferkorn von vollkommen entsprechender Reinheit erhalten; wobei aber zwar einige Metalle (z. B. Nikel) nicht abgeschieden werden, was jedoch in der Praxis ohne Einfluß bleibt und welchen Uebelstand diese Probirmethode mit allen übrigen theilt.

Die unreinsten Posten würden, auf diese Weise behandelt, ein dreimaliges Schmelzen erfordern, welches allerdings auch Abgänge verursacht, die jedoch bei Anwendung des vorgeschriebenen Verfahrens jedenfalls geringer sind als jene, welche die gewöhnliche Probe durch einmaliges Schmelzen herbeiführt, während die Unsicherheit des Spleißens gänzlich vermieden wird.

Der Einsender dieser Zeilen hat auf diesem Wege das Kupfer der zu Agordo erzeugten Brunini delle Vasche, die aus 1 bis 3 Proc. Kupfer (theils metallisch, theils an Arseniksäure gebunden) und sonst durchaus aus arseniksaurem Eisenoxyde bestehen, ohne Anstand rein dargestellt.

Abgesehen davon, daß die Probe auf nassem Wege in diesem lezteren Falle durchaus ein sehr unreines Korn geben würde, läßt es sich auch leicht nachweisen, daß selbst dieses (nur selten erforderliche) dreimalige Einschmelzen weniger Arbeit macht, als das Auflösen, Aussüßen des Rükstandes, Fällen, Abluiren des Präcipitates u. s. f. der nassen Probe machen würde.

Die Kosten der Probe fallen dabei allerdings etwas größer aus als jene des alten, gewöhnlichen Verfahrens sind, doch dürfte diese nicht allzubedeutende Kostenvermehrung durch die größere Sicherheit des Erfolges vielfach aufgewogen werden. (Archiv für Eisenbahnen, 1843, Nr. 9.)

|305|

Obschon nur in seltenen Fällen chemisch reines Kupfer durch einfaches Rösten und reducirendes Niederschmelzen erzeugt werden mag, ist es doch um so weniger rathsam, Kupferkörner, deren Farbe und Geschmeidigkeit den Beweis liefert, daß die Verunreinigung nicht über 1 bis 3 Proc. des Kupfergewichtes betragen kann, spleißen zu wollen, als dadurch nothwendig bedeutend größere Irrungen veranlaßt werden. Gewöhnlich ist dabei die Größe der Verunreinigung so unbedeutend, daß ihr Gewicht, wenn es auch genau bekannt wäre, vernachlässigt werden könnte.

|306|

Welches nicht selten so rein ist, daß es bei der gewöhnlichen Probe für gar gelten könnte.

|307|

Und zwar um so strengflüssiger, je größer die Menge der freien Kohle in ihm ist, welche, als ein schlechter Wärmeleiter, das Gemenge, wenn sie sich in großem Uebermaaße vorfindet, beinahe ganz unschmelzbar machen kann, aus welcher Betrachtung auch die Unzwekmäßigkeit allzustarker Kohlenzuschläge einleuchtet.

|308|

D. h. die bereits verröstete Probe.

|309|

Die früher in Gebrauch gewesene Capellen-Garprobe hat mit der folgenden Methode nichts gemein und ist in keinem Falle sicherer, als das gewöhnliche Spleißen aus dem Spleißscherben.

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