Titel: Deville, über das Platin und die es begleitenden Metalle.
Autor: Sainte-Claire Deville, Henri Etienne
Debray, Henri Jules
Fundstelle: 1859, Band 154, Nr. LXIII. (S. 287–295)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj154/ar154063

LXIII. Ueber das Platin und die es begleitenden Metalle; von H. Sainte-Claire Deville und H. Debray.

(Fortsetzung von S. 205 des vorhergehenden Heftes.)

Mit Abbildungen auf Tab. II.

VI. Metallurgie des Platins.

Wir wollen nun die Verfahrungsarten auf trocknem Wege beschreiben, durch welche es uns gelungen ist:

  • 1) das benutzte und durch den Gebrauch veränderte Platin wiederherzustellen;
  • 2) reines Platin im Großen darzustellen;
  • 3) Legirungen darzustellen, welche außer den das Platin in seinem Erz begleitenden Metallen auch die im Osmium-Iridium befindlichen enthalten;
  • 4) Legirungen von Platin mit Iridium und Rhodium darzustellen, welche die für chemische Geräthschaften erforderlichen Eigenschaften besitzen.70)

1. Wiederherstellen des Platins.

Um das Platin von verdorbenen Platingeräthschaften wieder benutzbar zu machen, muß man es in Zainform gießen, nachdem man es von allen fremdartigen Substanzen, welche es enthalten kann, gereinigt hat. Unsere Schmelzmethode haben wir bereits S. 130 dieser Abhandlung beschrieben. Wir haben daher nur noch anzugeben, wie die Reinigung des Metalles bewerkstelligt werden muß.

Gold. – Da nur solches Gold abzuscheiden ist, welches zum Löthen der Platinstücke gedient hat, so braucht man das Platin bloß in ein sehr schwaches Königswasser zu bringen, welches das Gold rasch angreift und von dem Platin nur sehr wenig auflöst.

Unreinigkeiten des Platins. – Die gewöhnlichen und oxydirbaren Metalle, sowie die Metalloide, welche dem Platin während seines Gebrauchs einverleibt werden oder sich mit ihm verbinden konnten, verschwinden |288| nothwendig während des Schmelzens in dem aus Kalk bestehenden Tiegel oder Ofen, entweder durch Oxydation, wie das Silicium, oder durch Verflüchtigung, wie das Blei, Silber etc., oft auch durch Oxydation und Verflüchtigung, wie das Kupfer, Blei, Silber und Palladium. Das Osmium verschwindet während des Schmelzens vollständig, so daß, wenn das Feinen gut ausgeführt wurde, das geschmolzene Platin viel reiner ist als im ursprünglichen Zustande. Solches Platin ist so geschmeidig und weich wie das Kupfer, und daher für Medaillen vorzüglich geeignet; für die meisten chemischen Geräthschaften ist es aber zu weich.

2. Darstellung reinen Platins im Großen.

Das Blei und die das Platin in seinem Erz begleitenden Metalle legiren sich mit großer Leichtigkeit; wenn aber Eisen mit dem Platin verbunden ist, so verhindert dasselbe in sehr kräftiger Weise die Wirkung des Bleies auf die Erzkörner, welche jedoch nach und nach vollständig im Blei aufgelöst werden können. Auf das Osmium-Iridium äußert das Blei gar leine Wirkung; nach dem Zusammenschmelzen des Platinerzes mit Blei findet man alles Osmium-Iridium ohne die geringste Veränderung am untern Theil des platinhaltigen Bleikönigs.

Um das Osmium-Iridium vom Platin abzuscheiden, braucht man es daher nur mit Blei zu schmelzen, indem man einen Kunstgriff anwendet, um die Auflösung des Platins im Bleie zu beschleunigen; dieser besteht darin, daß man das Blei durch Bleiglanz oder Schwefelblei ersetzt, welches bekanntlich durch das Eisen zersetzt wird, wobei Blei frei wird, das sich mit dem Platin legirt.

Behandlung im Kleinen. – Man schmilzt in einem Tiegel einige Kilogramme Platinerz mit dem gleichen Gewicht Bleiglanz und ein wenig Glas, oder statt des letztern besser einem Gemenge von Glas und Borax. Man treibt die Hitze auf die lebhafte Rothgluth (den Schmelzpunkt des Silbers) und rührt von Zeit zu Zeit mit einer gußeisernen Stange um, bis alles Erz verschwunden ist, und man unter dem Druck der Stange nur noch einige Körner von Osmium-Iridium fühlt. Bei dieser Operation liefert der Bleiglanz, indem er mit dem im Platinerz enthaltenen Eisen und demjenigen der Rührstange in Berührung kommt, das Blei zum Auflösen des Platins. Man steigert alsdann die Hitze und schüttet auf die Masse Bleiglätte, bis alle Entbindung von schwefliger Säure aufhört und die Schlacke eine bleihaltige und oxydirte geworden ist. Um die Reaction zwischen der Bleiglätte und dem Bleiglanz zu begünstigen, rührt man von Zeit zu Zeit mit einer gußeisernen Stange um. Die Operation muß in der Art geleitet werden, daß am Ende dem Blei aller Schwefel |289| entzogen ist; die erzeugte Legirung hat beiläufig das vierfache Gewicht des angewandten Platins.

Man läßt den Tiegel langsam erkalten, und nachdem das Blei gänzlich erstarrt ist, löst man den König ab; man beseitigt dann mit der Säge das untere Zehntel, welches das Osmium-Iridium enthält, und bewahrt es auf, um es bei der folgenden Operation (behufs des Anreicherns mit Osmium-Iridium) zuzusetzen. Man kupellirt hernach, und indem man die Kupellation bei hoher Temperatur und in einem lebhaften Luftstrom fortsetzt, gelangt man dahin fast alles Blei abzutreiben, so daß man nur noch dieses bleihaltige Platin in einem aus Kalt bestehenden Ofen nach den schon beschriebenen Verfahrungsarten zu schmelzen und zu feinen hat. Im Anfang des Schmelzens entwickelt sich ein Bleirauch, welchen man in eine Zugesse leitet. Während des Feinens ist der Osmiumgeruch fast unmerklich.

Behandlung im Großen. – Hierzu wird das Verfahren etwas abgeändert.

1) Schmelzen mit dem Bleiglanz. – Dieses Schmelzen kann man in einem kleinen Flammofen vornehmen, dessen aus Ziegeln bestehende Sohle halbkugelförmig seyn muß. Um 100 Kilogr. Erz auf einmal behandeln zu können, braucht diese Sohle nur einen Inhalt von beiläufig 50 Litern zu haben. Ein kleiner Ofen, dessen Sohle ungefähr 1 Met. Länge, 1 1/2 Decimeter mittlere Tiefe und eine Breite von 50 Centimetern hat, wäre zur Behandlung von 100 Kilogr. Erz mehr als ausreichend. Wenn man dem Feuerungsraum dieselbe Breite gibt wie der Sohle, nämlich 50 Centimeter auf 35 bis 40 Centimet. in der andern horizontalen Dimension, so erhält man eine hinreichende Hitze; man müßte aber eine Brennmaterialschicht von wenigstens 30 Centimet. Dicke anwenden, um beständig eine reducirende Flamme zu haben, damit die Oxydation des Bleiglanzes und folglich die Bleierzeugung nicht zu rasch erfolgt.

Nachdem der Ofen geheizt ist, bringt man das Gemenge von Bleiglanz und Erz zu gleichen Gewichten hinein, und schmilzt unter beständigem Umrühren, bis sich ein Bleistein und die Legirung von Platin mit Blei gebildet hat. Man wirft dann ein wenig schmelzbares Glas auf die Masse, steigert die Hitze, und bringt nun nach und nach die 200 Kilogr. Bleiglätte hinein, welche beiläufig erforderlich sind, um die Operation zu beendigen und den Schwefel auszutreiben. Nach beendigter Reaction läßt man das Metallbad in vollständigster Ruhe, damit sich das Osmium-Iridium auf den Boden niederschlägt, und nachdem man die bleihaltige |290| Schlacke abgestochen hat, schöpft man das bleihaltige Platin mittelst eines gußeisernen Löffels ab und gießt es in Eingüsse. Der untere Theil des Bades, welcher das Osmium-Iridium enthält, wird beim folgenden Schmelzen zugesetzt, bis er sehr reich an Osmium-Iridium ist.71)

Wir empfehlen als Sohle des Flammofens einen gußeisernen Kasten anzuwenden, auf welchen die Ziegelsteine gelegt werden, damit das sehr schmelzbare platinhaltige Blei nicht tief zwischen den Ziegeln hinabdringen kann; aus demselben Grunde muß die Brücke hohl seyn und innerlich durch einen Luftstrom abgekühlt werden.

Kupellation. – Diese Operation wird in derselben Weise ausgeführt wie das Abtreiben des Silbers auf dem Treibherd; nur geht gegen das Ende derselben, obgleich man das Feuer verstärkt, die an Platin sehr reiche Legirung in den festen Zustand über, und man kann sie wegnehmen, nachdem man ihre Oberfläche rasch mit Wasser abgekühlt hat. Den größten Theil des Bleies kann man auch in einem, dem Herde zum Saigern des silberhaltigen Kupfers ähnlichen Apparat verbrennen; nur lassen hierbei die Stücke bleihaltigen Platins, auf welche eine oxydirende und sehr heiße Flamme einwirkt, Tröpfchen von Bleiglätte aussintern und verwandeln sich endlich in einen blumenkohlförmigen Kuchen, welchen man bloß noch zu schmelzen hat, nachdem er in Stücke zertheilt wurde.

Schmelzen des Platins. – Das Schmelzen und Feinen des Platins muß man in Oefen vornehmen, welche 15 bis 20 Kilogr. Platin enthalten. Wenn man den geschmolzenen Inhalt von drei oder vier dieser Oefen in dieselbe Form gießt, so kann man Zaine von 60 bis 80 Kilogr. erhalten, welche also schwerer sind als die größten jemals anzufertigenden Platingeräthschaften.

3. Ausbringen des Platins durch bloßes Schmelzen.

Man kann auf die einfachste Weise mit einem geeignet gewählten Platinerz eine dreifache Legirung von Platin, Iridium und Rhodium darstellen, welche vor dem Platin den Vorzug hat, daß sie etwas härter ist, auch der Einwirkung der Reagentien und der Hitze mehr widersteht.

|291|

Es ist einleuchtend, daß wenn wir dem Platinerz alle oxydirbaren oder flüchtigen Bestandtheile entziehen, eine Legirung von Platin, Iridium und Rhodium zurückbleiben muß. Das Gold, welches man dem Erz vor seiner Verarbeitung entziehen kann, und das Palladium sind flüchtig, und wenn man sie in dem zu schmelzenden Erze läßt, so wird man sie in den verdichtbaren Dämpfen finden. Das Osmium wird sich als Osmiumsäure verflüchtigen. Das Kupfer und das Eisen werden sich oxydiren und letzteres wird als Oxyd mit dem Kalk eine schmelzbare Verbindung bilden. Der größte Theil des Kupfers wird in die Flammen übergehen.

Folgende Tabelle enthält die Zusammensetzung der Legirungen, welche die wichtigsten Platinerze mittelst Austreibens ihrer oxydirbaren und flüchtigen Bestandtheile liefern.

Textabbildung Bd. 154, S. 291

Flußmittel. – Um diese Legirungen zu erhalten, braucht man nur das Erz in Kalk zu schmelzen; es wird sich Osmium entwickeln, welches man nöthigenfalls sammeln kann, indem man die es enthaltende Flamme in ein Rohr leitet, welches in einem Schornstein mit starkem Zug angebracht ist (in einer mit Ammoniak gefüllten Schale, deren Oberfläche die Gase zu belecken genöthigt sind, kann man den größten Theil der Osmiumsäure sammeln). Damit aber nicht der Kalk des Ofens selbst angegriffen wird, setzt man dem Erz ein Flußmittel zu, welches sich des Eisenoxyds bemächtigt und dasselbe in eine schmelzbare Substanz verwandelt, die in den Kalk des Ofens wie in eine Kapelle eindringt. Dieses Flußmittel ist der Kalk selbst, von welchem man eine dem Eisengehalt des Erzes gleiche Quantität zusetzt.72)

|292|

Apparat. – Nachdem man das Erz mit seinem Flußmittel gemengt hat, bringt man es in den Flammofen Fig. 7, Tab. II, welcher nach denselben Principien wie die schon beschriebenen construirt ist; man hat nur ein wenig vor dem Löthrohr E, P ein mit einem Pfropf aus Kalk versehenes Loch T angebracht, durch welches man das Erz einführt. Man wird bemerken, daß das Löthrohr E, P mehr gegen den Boden des Apparats angebracht ist, so daß das Erz auf einen Punkt der Sohle fällt, wo die Hitze am größten ist; dieser Punkt liegt ein wenig vor dem Centrum der Sohle. Man führt das Erz nach und nach in der Weise ein, daß man ein Los fast ganz schmilzt ehe man ein anderes hineinbringt, und setzt die Operation fort, bis die Sohle durch die Schlacken ganz zerstört ist, was nach Verlauf einer gewissen Zeit eintritt, welche von der Beschaffenheit der Erze abhängt. Man gießt das geschmolzene Platin und reinigt dann den Ofen mit der größten Sorgfalt, indem man die Stücke wo man einige Platinkörner vermuthet, mit Salzsäure digerirt und mit viel Wasser schlämmt. Die gallertartige Kieselerde, welche mit den sehr feinen Platinkörnern zurückbleibt, wird vom Wasser mitgerissen und das Platin bleibt zurück. Man schmilzt das Platin in einem andern Ofen um, und kann es erst dann als rein betrachten, wenn es in der oxydirenden Flamme den Osmiumgeruch nicht mehr verbreitet und den Kalk nicht mehr angreift. Manchmal ist ein drittes Schmelzen mit Feinen nach den schon für das Platin beschriebenen Verfahrungsarten erforderlich.

Beispiel. – Wir wollen als Beispiel die Verarbeitung von zwei Platinerzen aus Columbien beschreiben.

Erste Operation. – Dazu diente ein Platinerz aus Columbien, von vorzüglicher Reinheit, welches wir Hrn. Claudet in London verdanken. Wir passirten dieses Erz durch das Sieb, um diejenigen Theile, welche am meisten Sand und Osmium-Iridium enthalten und in der Regel die feinsten sind, abzusondern. Letztere wurden mit Blei und Bleiglätte behandelt und dann kupellirt.

Kil.
1) Durch das feine Sieb gegangener Theil 0,234
2) Auf dem Sieb zurückgebliebener Theil 2,827
–––––
3) Menge des angewandten Erzes 3,061

Dieses Erz, auf die schon beschriebene Weise behandelt, gab in einem Ofen von 8 Centimet. Durchmesser, auf zweimal:

|293|
Gewicht.
Kil.
Erhaltenes Platin.
Kil.
Ausbeute.
1) Feine Theile 0,234 0,133,7 57,1
2) Grobe Theile 2,827* 2,606,0 92,2
–––––––––––––––––––––––
3,061 2,739,7

Im Mittel wurden auf diese Weise 98,5 Proc. Platin erhalten.

Zweite Operation. – Erz aus Columbien, von Hrn. Mathey in London erhalten.

Dieses Erz wurde mittelst Siebens in drei Portionen getheilt; man erhielt:

Gewicht.
Kil.
Erhaltenes Platin.
Kil.
Ausbeute.
Feine Theile, durch das Seidensieb
abgesondert

0,098,8

0,055

55,7 Proc.
Mittelfeine Theile, durch ein grobes
Sieb abgesondert

1,270,0

1,161

91,4 „
Geschiebe, worunter einige ziemlich
große

0,180,0

0,160

88,9 „
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1,548,8 1,376 88,9 im Mittel.

Nach einem zweiten Schmelzen hatte der Zain 11 Gramme verloren, wodurch sich die Ausbeute auf 88,1 Procent reducirt.

Dieses Erz enthielt eine sehr große Menge Palladium, nämlich nach der Analyse 1,48 Procent.

4. Darstellung von Legirungen in verschiedenen Verhältnissen.

Die von uns oben angegebene Methode gestattet Legirungen von Platin mit Iridium und Rhodium in mannichfaltigen Verhältnissen darzustellen, indem man entweder Erze von verschiedener Zusammensetzung in geeigneter Weise vermengt, oder Erzen von bekannter Zusammensetzung Osmium-Iridium (oder Platinrückstände von bekannter Zusammensetzung) beimengt. Das Schmelzen geschieht auf dieselbe Weise wie beim Platin; es dauert aber etwas länger, weil man eine beträchtlichere Menge Osmium oxydiren muß und die Legirung etwas strengflüssiger ist. Auch muß das Feinen länger fortgesetzt werden als beim Platin, wenn man Legirungen erhalten will, welche sehr reich an Iridium und dabei hinreichend hämmerbar sind.

|294|

Es handelt sich jetzt darum, durch Versuche im Großen die Gränze zu bestimmen, bis zu welcher das Iridium dem Platin beigemischt werden darf, um eine hämmerbare Legirung zu erhalten. Als Anhaltspunkt bei derartigen Versuchen wollen wir einige Ziffern mittheilen.

Versuche über das Legiren des Platins mit Iridium allein. – Wir vermengten ein, sehr wenig Rhodium enthaltendes russisches Platinerz in verschiedenen Verhältnissen mit Osmium-Iridium, welches mittelst Zink zertheilt und dann geröstet worden war, um ihm den größten Theil des Osmiums zu entziehen; das Ganze schmolzen wir mit Zusatz von überschüssigem gepulvertem Kalk. Die gefeinte Masse wurde mit dem Hammer probirt, wobei es sich herausstellte, daß man auf diese Weise sehr harte, jedoch sehr hämmerbare Legirungen erhalten kann, welche bis 15 Procent mehr Iridium enthalten als sich schon im Erz befand.

Ein anderer Versuch wurde mit geröstetem Osmium-Iridium und vollkommen reinem Platin gemacht. Wir erhielten so eine Legirung, welche enthielt:

Platin 78,7
Iridium 21,3
–––––
100,0

Dieselbe war von vorzüglicher Beschaffenheit, denn sie wurde vom Königswasser fast gar nicht angegriffen, und war zugleich hart und hämmerbar.73)

Je mehr man den Iridiumgehalt vermindert, desto weicher wird die Legirung. Die Legirungen mit 10 bis 15 Procent Iridium besitzen vortreffliche Eigenschaften; aus denselben verfertigte Gefäße widerstehen den Reagentien und dem Feuer viel besser; sie sind strengflüssiger als das Platin, dabei härter und nicht so leicht aus ihrer Form zu bringen.

Versuche über das Legiren des Platins mit einem Gemisch von Iridium und Rhodium. – Da gewisse Specien von |295| Osmium-Iridium viel Rhodium enthalten, so dachten wir daß man dieselben als Zusatz bei den Legirungen benutzen könnte. Sie lieferten uns wirklich gute Resultate. Wir versetzten z.B. ein Gemisch von Iridium und Rhodium, welches aus gefällten Rückständen dargestellt war, so lange mit reinem Platin, bis die Legirung sehr geschmeidig wurde; sie hatte dann die Zusammensetzung:

Platin 75,4
Rhodium 5,0
Iridium 19,6
–––––
100,0

Aus der Platingeräthschaften-Fabrik der HHrn. Desmoutis und Chapuis in Paris erhielten wir eine Legirung von sehr guten Eigenschaften, welche sehr starr ist und den Säuren besser widersteht als das gewöhnliche Platin; unsere Analyse ergab für sie folgende Zusammensetzung:

Platin 91,2
Indium 5,4
Rhodium 4,1
–––––
100,7

Darstellungsweise dieser Legirungen. – Hierzu braucht man nur einem Platinerz von bekannter Zusammensetzung so viel geröstetes Osmium-Iridium zuzusehen, daß man nach dem Schmelzen und Feinen ein Metall von geeigneter Geschmeidigkeit und Härte erhält. Dieses Schmelzen geschieht in derselben Weise wie bei der schon beschriebenen Behandlung des Erzes. Wenn das Osmium-Iridium schwierig zu rösten ist, kann man es zuerst mit Zink behandeln, und dann das Zink entweder durch die Hitze verdampfen oder in Salzsäure auflösen; das Rösten ist hernach sehr leicht zu bewerkstelligen, z.B. in Muffeln welche durch ein irdenes Rohr mit einem gut ziehenden Schornstein in Verbindung stehen. Der nach dem Rösten verbleibende Rückstand wird nach dem Waschen mit Salzsäure nur noch Rhodium und Iridium enthalten, nebst Spuren von Zink, welche bei den nachfolgenden Operationen gar nicht hinderlich sind. Man calcinirt denselben stark in einem mit Kohle bedeckten Tiegel, um ihm Dichtigkeit zu ertheilen, damit er der Gewalt des in den Kalkofen geleiteten Gasstroms zu widerstehen vermag.

In allen Handbüchern der Chemie fanden wir die Ansicht aufgeführt, daß das Iridium die Güte des Platins beeinträchtigt. Wir kamen von diesem Irrthum selbst erst vor einigen Jahren zurück, als wir direct an Iridium sehr reiche Platinerze schmolzen und uns von der Güte der so erhaltenen Legirungen überzeugt hatten.

(Der Schluß folgt im nächsten Heft.)

|287|

Die Aluminium-Gesellschaft zu Nanterre ließ sich diese Verfahrungsarten patentiren; sie hat ihr Patent in Frankreich an die HHrn. Desmoutis, Chapuis und Quenessen. Fabrikanten von Platinapparaten zu Paris, in England an Hrn. Mathey, Fabrikant von Platinapparaten zu London, abgetreten.

|290|

Wenn diese bleihaltige Masse reich an Osmium-Iridium ist, schmilzt man sie auf einer geneigten kleinen Sohle. Hierbei fließt platinhaltiges Blei ab, welches man den folgenden Behandlungen zusetzt, und man erhält eine Masse von Osmium-Iridium, welcher man das Blei durch Salpetersäure entziehen kann (das gebildete salpetersaure Blei liefert durch Zersetzung mit Schwefelsäure wieder die Salpetersäure), oder die man kupellirt und dadurch in eine an Iridium reiche Masse umwandelt, auf deren Benutzung wir unten zurückkommen.

|291|

Der Kalk hat dasselbe Aequivalent wie das Eisen, daher, um die Verbindung F²O³, CaO zu bilden, nur die Hälfte des als Flußmittel zugesetzten Kalks erforderlich ist; der Rest desselben verbindet sich mit der Kieselerde, Thonerde, dem Eisen, der Zirkonerde und den anderen im Sand des Erzes enthaltenen Substanzen.

|293|

Zur Behandlung dieser 2,827 Kil. wurden 1050 Liter Sauerstoffgas verbraucht, also für 1 Kilogr. Erz 371 Liter.

|294|

Von Hrn. Chapuis erhielten wir eine vortreffliche Iridium-Legirung, welche sehr hart und sehr starr, aber doch vollkommen hämmerbar ist; nach unserer Analyse hat sie folgende Zusammensetzung:

Platin75,2
Iridium23,3
Rhodium1,7
–––––
100,2

Ein sehr dünnes Blech derselben, welches 1 Gramm wog, mußte fast einen Monat lang im Königswasser liegen bleiben, um die Hälfte desselben aufzulösen, obgleich das Königswasser alle zwei Tage erneuert wurde.

Aus den chemischen Fabriken im Elsaß wird uns berichtet, daß diese Legirungen, selbst wenn sie weniger Iridium enthalten, viel besser als das reine Platin der kochenden Schwefelsäure widerstehen.

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