Titel: Karsten, über die Entsilberung des silberhaltigen Bleies durch Zink.
Autor: Karsten, Carl Johann Bernhard
Fundstelle: 1853, Band 127, Nr. VIII. (S. 40–46)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj127/ar127008

VIII. Ueber die Entsilberung des silberhaltigen Bleies durch Zink; vom Geh. Oberbergrath Dr. Karsten in Berlin.

Aus Karsten's und v. Dechen's Archiv Bd. XXV S. 192.

Schon im Jahr 1842, als ich meine Untersuchungen über Beimischungen, welche die Festigkeit des Zinkes vermindern (im polytechn. Journal Bd. LXXXVI S. 111), veröffentlichte und dabei zu dem Resultat gelangte, daß das Blei die Ursache der schlechten Beschaffenheit desjenigen Zinkes sey (wenigstens dessen, welches in Oberschlesien dargestellt wird), aus welchem bei der Bearbeitung unter den Walzen mürbe und brüchige Zinkbleche erfolgen, machte ich auf die geringe Verbindungsfähigkeit beider Metalle und besonders daraus aufmerksam, daß der Verbindungszustand des Bleies mit dem Zink ein doppelter seyn müsse. Zink, welches weiche, feste und biegsame Bleche liefert, ward schon damals bemerkt, enthält Verbindungen von Blei mit sehr wenig Zink, welche sich mit der ganzen Masse des Zinks nur im mechanischen Gemenge befinden, wogegen in dem Zink, aus welchem mürbe und wenig biegsame Bleche erfolgen, der ganze Bleigehalt des Zinkes in einer innigeren Verbindung mit diesem Metall vereinigt ist. Der Grund dieses doppelten Erfolges ward in der bei der Schmelzung und Erstarrung des Zinkes angewendeten Temperatur nachgewiesen, und gezeigt daß das Zink, welches in hoher Temperatur rasch geschmolzen und beim Ausgießen in |41| die Formen schnell zum Erstarren gebracht wird, sprödes Zink liefert, in welchem der ganze Bleigehalt mit der Gesammtmenge des Zinks verbunden ist; wogegen dasselbe Zink, wenn es zwar ebenfalls in hoher Temperatur eingeschmolzen wird, aber längere Zeit und bei sinkender Temperatur in dem flüssigen Metallbade verweilt und sich beim Ausgießen in erhitzte Formen langsam bis zum Erstarren in denselben abkühlt, die Eigenschaft erhält, bei der Verarbeitung unter den Walzen nicht aufzureißen, sondern weiche und biegsame Bleche zu liefern, weil der ganze Bleigehalt des Zinkes nicht mehr in der ganzen Masse des Zinks vertheilt, sondern in einzelnen Partikeln ausgeschieden und daher in jedem Fall nur mechanisch mit dem Zink vereinigt bleibt. Da das Zink, welches in Oberschlesien gewonnen wird, stets mit mehr oder weniger Blei verunreinigt ist, so ward schon damals als ein wesentliches Verbesserungsmittel für das Zink vorgeschlagen, dasselbe durch den Flammenstrom in großen und tiefen Gruben auf dem Ofenherde einzuschmelzen und in diesen Gruben längere Zeit in einer angemessenen stets sinkenden Temperatur flüssig zu erhalten, ehe es in die erwärmten eisernen Formen mit dem Gießlöffel eingefüllt wird.

Für den praktischen Erfolg bei der weiteren Bearbeitung des Zinkes ist die Untersuchung der Frage: ob überhaupt eine chemische Verbindung von Blei und Zink, – wie nicht einmal wahrscheinlich – vorhanden ist? von untergeordnetem Interesse; denn das vorhin erwähnte Verhalten beider Metalle läßt sich auch durch die Annahme vollständig erklären, daß bei einem raschen Einschmelzen und Erstarren den im Zink zerstreuten Antheilen von Blei keine Gelegenheit gegeben wird sich zu sammeln und zu Boden zu setzen, also ganz auszuscheiden, oder wenigstens sich in größern Massen vor dem vollständigen Niedersenken zusammenzuziehen, so daß es bei einem solchen Schmelz- und Erstarrungsverfahren in der ganzen Masse des Zinks zwischen den Zinktheilchen abgelagert bleiben und dadurch in die Structur des erstarrenden Zinks nachtheilig eingreifen muß. Aehnliche Erfolge mögen bei vielen Metall-Legirungen eintreten, welche für wahre chemische Verbindungen gehalten werden, ohne es zu seyn; bei dem Zusammenschmelzen von Blei und Zink lassen sich diese Verhältnisse aber, bei der sehr bedeutenden Verschiedenheit im specifischen Gewicht beider Metalle, leichter erkennen. Wie schwierig es ist Verbindungen von Zink und Blei darzustellen, ist bereits in dem erwähnten Aufsatz gezeigt, aber es sind – als zum Gegenstande jener Abhandlung unmittelbar nicht erforderlich – die Erfolge der Schmelzversuche von Blei und Zink, in verschiedenen Verhältnissen beider Metalle, nicht mitgetheilt worden. Die Versuche konnten nur im Probirofen in kleinen Schmelztiegeln vorgenommen werden |42| und gaben, in welchem Verhältniß beide Metalle auch angewendet werden mochten, stets das Resultat, daß, bei langem Verweilen der Metall-Legirung in der Schmelzhitze und bei einem langsamen Erstarren in den Tiegeln, das Blei mit einem sehr geringen Zinkgehalt die untere und das Zink mit einem sehr geringen Bleigehalt die obere Schicht in den Tiegeln bildeten. Je höher die Schmelzhitze gewesen war und je länger die Tiegel dieser Temperatur ausgesetzt blieben, desto schärfer schien die Gränze zu seyn, welche zwischen beiden Metallen oder Metall-Legirungen, nämlich den Verbindungen von vielem Blei mit wenig Zink und von vielem Zink mit wenig Blei gefunden wird. Rasche Schmelzungen und ein plötzliches Erstarren der Metallgemische verlöschen jede erkennbare Gränze, und es konnte nur ein allmählicher Uebergang aus dem zinkhaltigen Blei in bleihaltiges Zink wahrgenommen werden. Bestimmte und feste Verbindungsverhältnisse von Blei mit Zink, oder von Zink mit Blei, je nachdem das eine oder das andere Metall in dem Gemisch vorwaltete, haben sich bei den Analysen niemals ergeben.

Bei diesen Schmelzversuchen fügte es sich, daß der Vorrath von reinem Blei zu Ende gegangen war und daß zu einem zufällig im Laboratorium vorhandenen Stück silberhaltigem Blei (Werke von der Friedrichshütte bei Tarnowitz, welche 1 3/4 bis 2 Loth Silber im Centner Blei enthalten mochten) gegriffen werden mußte, indem vorausgesetzt werden konnte, daß der sehr unbedeutende Silbergehalt des Bleies ohne allen Einfluß auf die Resultate der Schmelzversuche des Bleies mit Zink bleiben würde. Diese Voraussetzung ward auch durch den Erfolg bestätigt, allein bei der Untersuchung des Zinkgehalts der Bleilegirungen zeigte sich in überraschender Weise, daß der Silbergehalt des Bleies so gänzlich verschwunden war, daß die salpetersaure Auflösung des Bleies bei dem Zusatz von Salzsäure nicht einmal eine bedeutende Trübung veranlaßte. Der Silbergehalt des Werkbleies mußte daher an das Zink getreten seyn, und wirklich hatte das Zink den ganzen Gehalt des Bleies an Silber aufgenommen. Diese Thatsache war um so überraschender, als die Natur das Silber nach anderen Gesetzen in den Erzen vertheilt zu haben scheint, denn bei dem Zusammenvorkommen von Bleiglanz und Zinkblende, wie es so häufig stattfindet, ist es der Bleiglanz und nicht die Blende, in welchem das Silber vorzugsweise aufzusuchen ist. Mögen auch die regulinischen Metalle ein anderes Verhalten zu einander zeigen als die mit Schwefel verbundenen; so bleibt es, bei der vorausgesetzten und durch andere metallurgische Operationen bestätigten großen Verbindungsfähigkeit des Bleies mit dem Silber, doch immer eine auffallende Erscheinung, daß das Zink in der Schmelzhitze dem Blei den ganzen Silbergehalt zu entziehen vermag. Die Versuche |43| wurden im Jahr 1842 nicht weiter als bis zu dem Resultat verfolgt, daß das Blei seinen Silbergehalt um so vollständiger an das Zink abzutreten scheint, je vollständiger den Bedingungen entsprochen wird, unter denen die Absonderung des Bleies vom Zink in einem Gemisch von beiden Metallen bewerkstelligt wird. Das Pattinson'sche Verfahren zur Entsilberung silberarmer Werke, welches mit großem Recht eine sehr allgemeine Anwendung gefunden hat, schien allen Ansprüchen auf eine wohlfeile und ziemlich vollkommene Entsilberung des Bleies von geringem Silbergehalt so vollständig zu entsprechen, daß mir die Entsilberung der Werke durch Zink keine besondere Berücksichtigung für die praktische Metallurgie zu verdienen schien.

Erst als ich im Sommer 1851 durch eine mündliche Mittheilung des Hrn. Vivian erfuhr, daß man in Carmartenshire (Süd-Wallis) versucht habe, die Silberscheidung aus dem silberhaltigen Blei durch Zink zu bewerkstelligen15), nahm ich die Versuche aus dem Jahr 1842 wieder auf, und fand eine vollständige Bestätigung der schon damals erhaltenen und für die praktische Anwendung unbeachtet gebliebenen Resultate. Es ist mir nicht bekannt, ob man es in Süd-Wallis nur bei einzelnen Versuchen hat bewenden lassen, oder ob die Erfolge von dieser Silberscheidung dort nicht von der Art gewesen sind, daß sie zu einer Fortsetzung und zur Einführung einer wirklichen Arbeitsmethode Veranlassung gegeben haben. So einfach der Proceß nach den Versuchen im Laboratorium auch erscheint, so ließen sich aus solchen Erfolgen doch die Schwierigkeiten nicht übersehen, welche der Ausführung im Großen hindernd entgegentreten könnten, besonders weil schon die Laboratorienversuche ergeben hatten, daß das Zink zwar ein Mittel gewährt, eine völlig reine Silberscheidung zu bewirken, daß aber eine scharfe Gränze zwischen dem entsilberten Blei und dem silberhaltigen Zink nicht vorhanden ist. Außerdem war die Frage über die Scheidung des im Zink concentrirten Silbers zu erörtern, und durch Versuche im Großen nachzuweisen, ob sich die aus Zink, Blei und Silber bestehende Legirung durch den gewöhnlichen Zinkdestillationsproceß, ohne bedeutenden Silberverlust, werde zerlegen und das Silber rein daraus darstellen lassen. Sollte der Erfolg ungünstig ausfallen, so würde die Silberscheidung nur auf dem nassen Wege mittelst Schwefelsäure zu bewerkstelligen gewesen seyn, und dieß Scheidungsverfahren würde dann – bei der großen und deßhalb fast werthlosen Menge des dabei abfallenden |44| Zinkvitriols – die übrigen Vortheile des ganzen Silberscheidungsverfahrens leicht wieder aufheben können.

Der Werth der Silberscheidungsmethode für die metallurgische Praxis ließ sich daher nur durch Versuche im Großen feststellen. Der Hr. Minister für Handel, Gewerbe und öffentliche Arbeiten hat die Güte gehabt, die Genehmigung zur Ausführung von Versuchen im Großen auf der Friedrichshütte bei Tarnowitz in Oberschlesien zu ertheilen. Mit bekannter Sachkenntniß und mit großem Eifer sind von dem Hrn. Hüttenmeister Lange auf der Friedrichshütte die Versuche nicht bloß geleitet, sondern auch die im Lauf der Versuche sich als zweckmäßig ergebenden technischen Einrichtungen angeordnet worden, so daß es seinen Bemühungen zu danken ist, wenn der Werth des neuen Silberscheidungsverfahrens für die metallurgische Praxis mit einiger Zuverlässigkeit hat festgestellt werden können.

Es sind besonders zwei Umstände, von denen man voraussetzen durfte, daß sie die Ausführung des Processes begünstigen würden. Zuerst die große Differenz im specifischen Gewicht, wovon schon oben die Rebe war, welche die mechanische Absonderung des entsilberten Bleies von dem silberhaltigen Zink nothwendig erleichtern mußte, und dann die Differenz der Temperaturen, in welchen das Blei noch ganz flüssig bleibt, während die strengflüssigere Legirung von Zink mit Silber schon längst erstarrt ist. Man glaubte darauf rechnen zu können, daß es gelingen werde, die erstarrte Legirung von Zink mit Silber von dem darunter befindlichen und noch flüssigen Blei so vollständig abzuheben, daß eine weitere Nacharbeit nicht erforderlich seyn werde, als das entsilberte Blei entweder mit der Kelle aus dem Schmelzkessel auszuschöpfen, oder den letztern durch ein unten am Boden desselben befindliches und mit einem Hahn zum Ablassen versehenes Rohr von seinem Inhalt zu befreien. Nothwendig erschien es nur, das Zink möglichst vollständig mit dem Blei in Berührung zu bringen und dem Metallbade sodann, unter Beachtung der gehörigen Temperaturen, die nöthige Ruhe zu gewähren, ehe die Absonderung des mit Silber angereicherten Zinks von dem entsilberten Blei auf irgend eine Weise vorgenommen ward.

Die ersten Versuche wurden in einem auf der Friedrichshütte schon vorhandenen gewöhnlichen gußeisernen Kessel vorgenommen, welcher zur Entsilberung silberarmer Werke nach dem Pattinson'schen Verfahren bestimmt ist. Es ward derselbe nur noch mit einem aufrecht stehenden rechenartigen Rührwerk von geschmiedetem Eisen versehen, welches mit Leichtigkeit rechts und links gedreht werden konnte, um eine möglichst vollständige Mischung des silberhaltigen Bleies mit dem Zink bewerkstelligen |45| zu können, und welches sich nach beendigter Rührarbeit leicht aus dem Kessel entfernen ließ, um dem aus dem Metallbade aufsteigenden silberhaltigen Zink kein Hinderniß entgegenzusetzen.

1. Versuch. 20 Ctr. 4 1/4löthiges Werkblei wurden eingeschmolzen, dann mit 1 Ctr. (5 Procent) Zink versetzt, mit Kohlenpulver bedeckt und zwei Stunden lang in mäßiger Schmelzhitze erhalten, während welcher Zeit das Rührwerk in steter Bewegung war. Nach Verlauf dieser Rührzeit blieb das Metallbad in gleichbleibender und nur gegen das Ende verminderter Temperatur noch sechs Stunden lang ruhig stehen und ward dann mit Wasser begossen, um die obere Metallschicht zum Erstarren zu bringen. Alsdann ward das erstarrte Metall abgehoben und das flüssige Blei mit Kellen ausgeschöpft. Es war vollständig entsilbert, indem es nur 1/64 Loth Silber im Centner enthielt.

2. Versuch. 20 Ctr. 3löthiges Werkblei mit 1 Ctr. Zink versetzt, wurden in starker Hitze, übrigens aber unter gleichen Umständen, eingeschmolzen und behandelt. Die Rührzeit dauerte nur eine Stunde und das Metallbad blieb nach erfolgtem Umrühren nur vier Stunden lang ruhig stehen. Nachdem die Erstarrung erfolgt und das erstarrte Metall abgehoben worden war, ward das entsilberte Blei ausgekellt und zeigte sich ganz frei von Silber.

3. Versuch. 20 Ctr. 3löthiges Werkblei wurden mit 2 1/2 Procent (1/2 Ctr.) Zink versetzt und in der hohen Temperatur wie bei dem Versuch 2 behandelt. Auch bei diesem Verhältniß des Zinkes zum Blei trat eine vollständige Entsilberung ein.

4. Versuch. 20 Ctr. 2 1/2löthiges Werkblei wurden mit 3/4 Procent oder mit 3/16 Ctr. Zink versetzt und in derselben Art wie bei Versuch 2 behandelt. Das Blei war nicht vollständig entsilbert, sondern hielt noch 1/2 Loth Silber im Centner zurück.

In ähnlicher Art wurden noch mehrere Versuche ausgeführt, um das Minimum von Zeit und von Zink zu ermitteln, welche zur vollständigen (oder doch bis zu einem Silberrückstand von nur 1/64 Loth im Centner des entsilberten Bleies führenden) Entsilberung des Werkbleies erforderlich sind. Es zeigte sich, daß für die Methode des Abhebens eine Stunde Rührzeit und 1 1/2 Procent Zink als die Minima betrachtet werden müssen, und daß der Zeitraum der Ruhe des Metallbades, um die Trennung des Zinkes vom Blei herbeizuführen, also der Zeitraum vom beendigten Rühren bis zum Abheben der oberen Metallschichten, von der Menge des eingeschmolzenen |46| Metalles abhängt und bei einem Kessel, in welchem sich 25 Ctr. geschmolzenes Metall befinden, nicht unter vier Stunden betragen darf.

(Die Fortsetzung folgt im nächsten Heft.)

|43|

Wir verweisen auf das Patent von Parkes und die Versuche von Gurlt im polytechn. Journal Bd. CXXIII S. 305.

A. d. Red.

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