Titel: Weltz, über Schwefelwasserstoffgas als Fällungsmittel bei Zugutemachung kupferarmer Schwefelkiese etc.
Autor: Weltz, Carl
Fundstelle: 1862, Band 164, Nr. LXXIX. (S. 289–302)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj164/ar164079

LXXIX. Schwefelwasserstoffgas als Fällungsmittel bei Zugutemachung kupferarmer Schwefelkiese etc.; von Carl Weltz, Berg- und Hütteningenieur in Norwegen.

Aus der berg- und hüttenmännischen Zeitung, 1862, Nr. 15.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Bei dem Vorkommen massiver und fast immer mehr oder weniger kupferhaltiger Schwefelkiese hier in Norwegen tritt sehr häufig der Fall ein, daß der Kupfergehalt auf die Weise in der Masse vertheilt ist, daß jede mechanische Scheidung der gewonnenen rohen Erze, behufs Concentration des Kupfergehaltes in denselben, wenn auch nicht geradezu unmöglich wird, sich doch als ökonomisch unzulässig herausstellt. Da nun wieder die gewonnene Erzmasse in den meisten Fällen zu kupferarm war, um einer unmittelbaren Schmelzung unterworfen werden zu können, so suchte man früher durch Anwendung des bekannten sogenannten Kernröstungsprocesses eine mechanische Scheidung zu ermöglichen.

Ob dieser Proceß hier in Norwegen indeß, bei seinen vielen Mängeln und großen Unvollkommenheiten, jemals ein zufriedenstellendes Resultat geliefert hat, ist, allem Anscheine nach zu urtheilen, sehr zu bezweifeln. Nur an solchen Orten, wo die ausgeschiedenen Kerne oder auch die Rückstände von der Kernscheidung bei Verhüttung anderer schwer schmelzbarer, kieselreicher Kupfererze als vielleicht einziges erhaltbares und deßhalb willkommenes Flußmittel Anwendung finden konnten, und wobei also das in den Kiesen enthaltene wenige Kupfer nur als Nebenproduct |290| angesehen und unter diesen Umständen gewonnen wurde, – erschien der Betrieb dieser kupferarmen Schwefelkiesgruben einigermaaßen motivirt.

Von den Vorgängen dieses Processes, in großen Rösthaufen unter freiem Himmel den atmosphärischen Einflüssen Preisgegeben und dadurch beeinträchtigt, konnte dann auch ein immer nur sehr unsicherer Erfolg erwartet werden, indem die Concentration des Kupfers in den Kernen nur an einzelnen Orten des Rösthaufens und überhaupt nur theilweise vor sich gehen konnte. Dadurch wurde dann wieder die nachfolgende Handscheidung eben so schwierig ausführbar, als unvollkommen, so daß der Unterschied des Kupfergehaltes zwischen Kern und Rinde häufig entweder ganz unbedeutend ausfallen mußte, oder auch die Scheidungskosten unverhältnißmäßig theuer zu stehen kamen. Immer aber mußte bei Gewinnung eines nur sehr geringen Theils Kupfer aus den Erzen wieder ein an Kupfer ziemlich reiches Residuum als unbrauchbar abgesetzt werden; denn die Rückstände auf nassem Wege mittelst Cementation weiter zu benutzen, wie es jetzt in Agordo der Fall ist, ließ sich der durch langen Transport zu hohen Eisenpreise wegen nicht mit Vortheil ausführen.

Unter diesen Umständen war also von einem fortgesetzten Betriebe dieser an Kupfer meistens nur sehr armen, aber damit zugleich auch sehr mächtigen Schwefelkieslagerstätten nur wenig zu erwarten. Um nun dem gänzlichen Darniederliegen der betreffenden Gruben womöglich vorzubeugen, wurde der erfolgreiche Entschluß gefaßt, durch Gewinnung von Schwefel aus den Schwefelkiesen dieselben aufrecht zu erhalten, ein Gedanke, welcher trotz der von der Küste ziemlich entfernten Lage der meisten Schwefelkiesgruben zur Ausführung gekommen ist, und waren ohne Zweifel die früheren weniger guten Communicationsmittel Schuld daran, daß man keinen Schwefel gewann, da ein verhältnißmäßig so billiger Handelsartikel, wie es der Schwefel ist, keine sehr hohen Transportausgaben zu tragen vermag. Um nun die bei den gewöhnlichen Schwefeltreiböfen anzuwendenden theuern eisernen und thönernen Retorten oder Röhren entbehrlich zu machen, wurde versucht, durch unmittelbare Einwirkung der freien Flamme auf die Kiese diese abzutreiben, indem man bei Gewinnung des Schwefels auf diese Weise nicht allein eine möglichst vollkommene Abschwefelung der Kiese erwarten zu können glaubte, sondern sich auch eine Ersparung an Brennmaterial in Aussicht stellte.

Aus den zu diesem Zwecke und in mehreren verschiedenartig construirten Apparaten angestellten Versuchen ließ sich indeß, der vielen Hindernisse und Störungen wegen, welche dabei eintraten, kein bestimmtes ökonomisch vortheilhaftes Resultat hinsichtlich der Schwefelgewinnung ableiten, und der Erfolg war insofern ein zweifelhafter. Aber eine andere, |291| bei Durchführung dieser Versuche beobachtete Erscheinung gab denselben sehr bald eine ebenso unerwartete, als in ihren Folgen erfreuliche Richtung und ließ die Schwefelgewinnung dadurch wieder in den Hintergrund treten. Es war dieß nämlich die bei diesen Versuchen unter gewissen Umständen sich entwickelnde Menge von Schwefelwasserstoffgas. Die Bildung oder Entwickelung dieser Gasart war so auffallend energisch und bedeutend, daß es sich erwarten ließ, dieses Gas als billiges Fällungsmittel für das Kupfer im Großen anwenden zu können.

Als Thatsache ließ sich hiernach die Möglichkeit der Erzeugung größerer Quantitäten Schwefelwasserstoffgas nicht länger bezweifeln; aber ob oder inwiefern die Anwendung desselben im Großen als Fällungsmittel für Kupfer auch als praktisch ausführbar und ökonomisch vortheilhaft angesehen werden konnte, darüber ließ sich vorläufig und ohne fortgesetzte Versuche noch nichts mit Sicherheit bestimmen. Für die Erlangung eines Resultats auch in dieser Beziehung kam nun ein günstiger Umstand sehr zu statten. Es war dieß das Vorhandenseyn großer Mengen Rückstände von den früheren, viele Jahre hindurch betriebenen Kernröstungsarbeiten, welche noch viel Kupfer und zwar theilweise in löslicher Form als schwefelsaures Kupferoxyd enthielten.

Bei den weiteren Versuchen war es deßhalb darauf abgesehen, diese durch Wasser in Lösung gebrachten Salze auf eine zweckdienliche Weise mit dem Schwefelwasserstoffgas in Berührung zu bringen. Um die Einwirkung des Gases zu erleichtern, die reine Ausfällung des Kupfers bewirken zu können, und zwar auf die Weise, daß nichts von dem Schwefelwasserstoffgase unbenutzt entweicht, hat sich dieß bisher auf keine andere Weise bewerkstelligen lassen, als dadurch, daß man das Gas in mehrere mit einander in Verbindung stehende Kammern eintreten und die Lauge in Regenform von oben durch diese Kammern tropfen ließ. Der Erfolg bei Anwendung eines solchen Fällungsapparates ist überhaupt ein sehr zufriedenstellender. Die Reaction geht mit Leichtigkeit und ohne Gasverlust vor sich. Das Präcipitat sinkt leicht in der Mutterlauge zu Boden, und der weiteren Behandlung des auf diese Weise erhaltenen Schwefelkupfers, als: Decantiren, Filtriren, Trocknen und endliche Verarbeitung desselben entweder zu Kupfervitriol oder regulinischem Kupfer, treten weiter keine wesentlichen Schwierigkeiten in den Weg. Das erzeugte Product ist nicht allein ein sehr billiges, sondern auch, je nach der Behandlung desselben, ein fast chemisch reines.

Es ist hierdurch also das Problem gelöst, einen chemischen Proceß, dessen Ausübung bislang nur dem Laboratorium vorbehalten war, auf die Anwendung im Großen mit Vortheil überführen zu können. Damit |292| zugleich gelang es denn auch, die vor Anwendung dieses Processes fast ganz werthlosen, an Kupfer armen Schwefelkieslagerstätten in jetzt sehr werthvolle Gruben umzuwandeln.

Wenden wir uns nach diesen geschichtlich einleitenden Mittheilungen zu dem Apparate selbst und dessen Betriebe, so wie er jetzt in der Praxis Anwendung findet und bei dem man bisher stehen geblieben ist, ohne jedoch damit die Meinung aussprechen zu wollen, daß er keiner weiteren Verbesserung fähig sey.

Da der Apparat keine sehr hohe Temperatur auszuhalten hat, indem diese nie zum Schmelzen des Schwefelkieses steigen darf, so läßt sich derselbe füglich auch aus gewöhnlichen, nur einigermaßen feuerfesten Bruchsteinen herstellen; quarzreicher feinkörniger Gneiß oder Granit, Glimmerschiefer, Sandstein u. dgl. mehr werden dazu auch tauglich seyn. Um demselben mehr Festigkeit zu ertheilen und außerdem dem Entweichen der Gase durch das Gemäuer so viel als möglich vorzubeugen, wird außer einer leichten Verankerung auch zugleich eine 6 bis 8 Zoll dicke Futtermauer angebracht und ein Zwischenraum von etwa 2 bis 3 Zoll zwischen dieser und dem äußeren Gemäuer mit feinem Sand, zerstoßener Schlacke u.s.w. ausgefüllt.

Da ferner bei der unmittelbaren Einwirkung der Flamme auf den Schwefelkies bei Gegenwart von freiem Sauerstoff die Bildung von Schwefelwasserstoffgas verhindert oder auch der schon gebildete Theil desselben wieder zersetzt werden würde, so ist es auch eine Hauptbedingung für das Gelingen des Processes, allen freien Sauerstoff oder solche Verbindungen desselben, welche das Schwefelwasserstoffgas zerstören – wie z.B. die schweflige Säure – aus dem Apparate fern zu halten. Bei gewöhnlicher Rostfeuerung führt die Flamme, wie bekannt, immer mehr oder weniger unzersetzte Luft mit in den Ofenraum, und konnte deßhalb, um der eben angedeuteten Bedingung zu entsprechen, nur Generatorgasfeuerung und zwar mit Gebläseluft zum Ziele führen. Weiter unten werden wir diesen Umstand näher in Betrachtung ziehen.

Zur näheren Erläuterung der Einrichtung des Schwefelwasserstoff-Apparates mögen die Figuren 7, 8 und 9 dienen, und kommt derselbe folgendermaßen in Anwendung:

Anfangs wird der Kiesofen oder Kasten B, wie wir ihn der Kürze wegen nennen wollen, durch die Oeffnung e mit Schwefelkiesstücken von der Größe eines Kinderkopfes bis zu der einer Haselnuß bis etwa 6 Zoll unter der Feuerbrücke f besetzt, nachdem die Oeffnungen g, g, g, g mit gußeisernen Thüren verschlossen und mit Lehm luftdicht verstrichen sind. Dann bringt man auf den Rost a des Generators A eine Schicht glühender Kohlen, und füllt denselben nachgerade ganz bis zum Deckel |293| mit einem beliebigen, am besten unverkohlten Brennmaterial von der Größe einer geballten Faust und auch kleiner bis zu Sägespänen, oder mit Kohlenlösche. Die hermetisch schließbare Füllöffnung wird nun so lange offen erhalten, bis die Gluth die Formen c, c erreicht hat. Es ist hierzu nur ganz kurze Zeit nöthig, indem der natürliche Luftzug durch den Aschenfall und Reinigungscanal d, welcher ebenfalls so lange offen steht, durch den Generator hindurch dieß sehr bald bewirkt. Nachdem nun die Füllöffnung sowohl, als auch der Aschenfall d, erstere mittelst eines eisernen Deckels und letzterer mittelst Sand, Lehm- und Kohlenlösche etc. hermetisch verschlossen worden sind, wird durch die Formen c, c, je nach der Beschaffenheit und dem Bedarf des Brennmaterials, auch ein mehr oder weniger starker Gebläsestrom zugeführt, welcher die dadurch erzeugten Gase zwingt, ihren Weg durch den Rost a und dem Gascanal h nach der Feuerbrücke f zu nehmen. Hier werden dieselben mittelst der Windleitung i, welche durch mehrere kleine Oeffnungen k, k an der Feuerbrücke einmündet, wieder mit einer gewissen Quantität Verbrennungsluft in Berührung gebracht, durch die Oeffnung e mittelst eines glühenden Eisens entzündet und zum Theil verbrannt. Durch die hierdurch erzeugte Flamme wird nun wieder die nöthige Temperatur in dem mit Schwefelkies besetzten Kasten B hervorgebracht und der Schwefelkies selbst, ohne zu schmelzen, nur bis zum Glühen erhitzt. Beim Durchgange der vom Generator kommenden und auch an der Feuerbrücke nur unvollkommen verbrannten Gase durch den glühenden Schwefelkies erzeugt sich jetzt das Schwefelwasserstoffgas, welches mit den übrigen Gasarten und Verbrennungsproducten zugleich seinen Weg unter den Rücken l hin durch die Oeffnungen m, m, etc. und weiter durch den Canal n nach dem Fällungsapparat nimmt. Ist das Brennmaterial im Generator etwa bis zur Hälfte in demselben niedergesunken, so wird dasselbe durch neues ersetzt, welches durch die Füllöffnung ohne Weiteres eingeführt wird, und ohne daß hierdurch eine wesentliche Störung des Processes eintritt. Sobald der in dem Apparat befindliche Schwefelkies einen gewissen Theil seines Schwefelgehaltes abgegeben hat, und dadurch zur Erzeugung von Schwefelwasserstoffgas untauglich geworden ist, so wird etwa die Hälfte desselben durch die Oeffnungen g, g ausgezogen und durch e wieder mit neuem Schwefelkies besetzt. Der Proceß wird allerdings hierdurch so lange unterbrochen, als diese Arbeit währt; da sich dieselbe indeß nur höchstens ein Mal in 24 Stunden wiederholt und in wenigen Minuten ausführbar ist, so wird dadurch auch verhältnißmäßig nur sehr wenig Zeit verloren gehen. Je nach der Güte des Bau- und Brennmaterials kann dann auch ein solcher Apparat mit nur ganz kurzen Unterbrechungen fortwährend im Betriebe erhalten werden.

|294|

Das Verfahren, auf diese Weise Schwefelwasserstoffgas zu erzeugen, entweder behufs Fällung des Kupfers im Großen oder irgend eines anderen technischen Zweckes, beruht demnach auf der Einwirkung gewisser Generator-Gasarten auf Schwefelkies in erhöhter Temperatur, und mag der chemische Hergang dabei nach den bei der praktischen Ausführung beobachteten Erscheinungen etwa folgender seyn:

Wie bereits weiter oben erwähnt, kann der Generator mit jedem beliebigen, am vortheilhaftesten jedoch mit unverkohltem Brennmaterial gespeist werden. Durch mehrfach wiederholte Versuche hat sich nämlich ergeben, daß bei Anwendung von verkohltem Brennmaterial, im Vergleich zu dem unverkohlten, eine nur sehr mäßige Schwefelwasserstoffgas-Entwickelung erlangt wird. Dieser Umstand mußte zu der Folgerung veranlassen, daß die Destillationsproducte des unverkohlten Brennmaterials aus hauptsächlich wirksam bei unserem Proceß auftreten, und daß unter diesen Producten wieder – wie sich aus dem Folgenden näher ergeben wird – die Kohlenwasserstoffverbindungen ein ganz besonders kräftiges Agens abgeben. Es läßt sich dieß auch versuchsweise durch unmittelbare Einbringung von schon fertigem Theer oder Pech in den Apparat deutlich genug ersehen. Da ferner ein Gasgenerator mit aufwärtsgehender Verbrennung auch eine im Vergleich mit dem mit umgekehrter Verbrennung – unter übrigens gleichen Umständen – geringere Schwefelwasserstoffmengen liefert, so läßt sich aus dieser Erscheinung wieder schließen, daß auch der freie Wasserstoff wesentlich zur Schwefelwasserstoffbildung beiträgt. Es unterliegt nämlich der aus dem unverkohlten Brennmaterial sich entwickelnde Wasserdampf bei einem Generator mit umgekehrter Verbrennung beim Durchgange desselben durch die glühende Kohlenschicht einer vollständigen Zersetzung, und liefert deßhalb auch mehr freien Wasserstoff, als es bei gewöhnlichen Gasgeneratoren der Fall seyn kann, wo der in den oberen Regionen des Generators aus dem Brennmaterial sich entwickelnde Wasserdampf, ohne Gelegenheit zu haben mit glühenden Kohlen in Berührung zu kommen, unzersetzt mit in den Ofenraum gelangt. Außerdem scheint gerade durch diese umgekehrte Verbrennung die Erzeugung von größeren Kohlenwasserstoffmengen befördert zu werden, was bei den gewöhnlichen Generatoren nicht in dem Grade der Fall seyn wird.

Die bei der Holzköhlerei beobachteten Vorgänge und mehrfach bestätigten Erscheinungen, welche diese Meinung wesentlich unterstützen, und wonach unter anderm bei schneller Verkohlung weniger, bei langsamer Verkohlung hingegen mehr Kohle gewonnen wird, deuten auch hier auf ein ähnliches Verhalten des Herganges bei dem Verbrennungsproceß im Generator mit umgekehrter Verbrennung und schneller Verkohlung einerseits, und dem Verbrennungsprocesse |295| im gewöhnlichen Generator und langsamer Verkohlung andererseits. In dem Generator mit umgekehrter Verbrennung langt nämlich das Holz fast noch ganz unverändert vor dem Gebläsestrom an, wird hier plötzlich der Einwirkung einer höheren Temperatur ausgesetzt und dadurch wieder eben so plötzlich zersetzt. Durch eine solche plötzliche Zersetzung scheinen nun Verbindungen zu entstehen, welche sich durch größere Mengen chemisch gebundenen Kohlenstoffs auszeichnen. Der sehr bedeutende Kohlenverlust, welcher bei der Holzköhlerei durch eine zu schnell sich steigernde Temperatur im Meiler, also durch zu rasche Verkohlung und zu plötzliche Zersetzung des Holzes entsteht, möchte sich ebenfalls daraus erklären lassen, daß der Sauerstoff- und Wasserstoffgehalt der Holzfaser anstatt zu Wasser zusammen zu treten, Kohlenwasserstoff und Kohlensäure bildet, wodurch dann wieder eine entsprechende Quantität Kohlenstoff in Gasform entführt wird, welche für die Kohlengewinnung verloren ist. Die Vorgänge bei einem gewöhnlichen Generator mit aufwärts gehender Verbrennung mögen in dieser Beziehung wesentlich verschieden von den vorigen seyn. Hier wird nämlich das Holz, bei seinem Vorrücken nach unten, durch den aufsteigenden Gasstrom nachgerade erwärmt und endlich verkohlt, bis es in diesem schon verkohlten Zustande von dem Gebläsestrom oder natürlichen Zuge erreicht wird, und dabei wahrscheinlich eben so wesentlich von den vorigen verschiedene Zersetzungsproducte bildet. In dieser allmählich steigenden Temperatur, worin das Holz langsam niedersinkt, scheinen die Bestandtheile desselben auch wieder mit verschiedenen Verwandtschaftsäußerungen aufzutreten und eben so verschiedene Verbindungen mit einander einzugehen, so daß hier weniger Kohlenwasserstoff mit Kohlensäure, hingegen aber mehr Wasser resultirt. Durch diesen Vorgang, ganz analog mit dem einer langsamen Verkohlung, wird sich also derjenige Theil des. Kohlenstoffs im Holze des Meilers gewinnen lassen, welcher bei der vorigen umgekehrten Generatorverbrennung oder schnellen Verkohlung durch Bildung von Kohlenwasserstoff und Kohlensäure mit den übrigen Zersetzungsproducten entführt wurde, und also für den Verkohlungsproceß verloren gehen mußte. In den Lehrbüchern und Zeitschriften, welche diesen Gegenstand behandeln, findet man allerdings Analysen von Generatorgasen mitgetheilt; aus diesen läßt sich indeß ein Gehalt an Kohlenwasserstoffgas nur selten ersehen, und wenn dieß der Fall ist, so sind die gefundenen Mengen desselben immer nur verschwindend klein. Allerdings sind die meisten dieser Analysen mit gewöhnlichen Generatorgasen aus aufwärtsgehender Verbrennung hervorgegangen – vorgenommen, und deßhalb für unsern Zweck von weniger Bedeutung. Da es aber auch solche gibt, welche Generatorgase aus umgekehrter Verbrennung untersucht |296| haben, und da es ferner für die richtige Beurtheilung und das Verstehen unseres Processes von Wichtigkeit ist, den Kohlenwasserstoffverbindungen ihren Einfluß dabei einzuräumen, so mußte auf die Vorgänge des Gasgeneratorbetriebes hier etwas näher eingegangen werden.

Ferner möchte noch das bekannte Vermögen der sogenannten Pultfeuerung, sehr hohe Temperaturen hervorbringen zu können, unserer Meinung über die Kohlenwasserstoffbildung günstig seyn. Die Bedingungen nämlich, unter welchen das Holz hier zur Verbrennung kommt, sind denjenigen ziemlich ähnlich, welche bei dem Generator mit umgekehrter Verbrennung obwalten. Während nämlich durch die auch bei der Pultfeuerung eintretende plötzliche Zersetzung des Holzes der Kohlenstoff sich einer größeren Menge Wasserstoffs bemächtigt, wird ein verhältnißmäßig eben so großer Theil des Wasserstoffs der Wasserbildung entzogen werden müssen, und erst an der Feuerbrücke zur Verbrennung gelangen; und da die gebildete Kohlensäure auf ihrem Wege nach der Feuerbrücke wieder mit glühenden Kohlentheilchen in Berührung kommt, so wird dieselbe auch – zum Theil wenigstens – Gelegenheit bekommen, sich wieder zu Kohlenoxyd zu reduciren. Auf diese Weise mögen also bei der Pultfeuerung größere Mengen brennbarer Gasarten an der Feuerbrücke zur Verbrennung gelangen, als es bei der gewöhnlichen Rostfeuerung der Fall sehn wird. Da nun außerdem, wie bemerkt, durch die anderweitige Disposition eines Theils des Wasser- und Sauerstoffs die Wasserbildung auf dem Rost beeinträchtigt wurde, so wird auch die Wärme bindende Eigenschaft des Wasserdampfes, als in geringerer Menge vorhanden, weniger deprimirend auf den Wärmeeffect der zu verbrennenden Gase einwirken können.

Diesem nach wird also unser Gasgenerator folgende Gasarten liefern:

1) Stickstoffgas, aus der zugeführten Gebläseluft;

2) Kohlensäure, herrührend von der unmittelbaren Verbrennung des Brennmaterials vor dem Gebläse, von der Zersetzung des hygroskopischen Wassers durch Kohle und auch von der directen Verbindung des Kohlenstoffs mit dem Sauerstoff aus der Holzfaser;

3) Kohlenoxyd, erzeugt beim Durchgange der Kohlensäure durch die glühende Kohlensäule;

4) Wasserdampf, entstanden aus dem unzersetzten hygroskopischen Wasser des Brennmaterials und aus demjenigen Theile des Sauerstoffs und Wasserstoffs in der Holzfaser, welcher nicht zur Bildung von Kohlenwasserstoff und Kohlensäure verwendet wurde;

5) Wasserstoff, entsprungen aus der Zersetzung des hygroskopischen Wassers und aus der Holzfaser, insofern diese unter den obwaltenden |297| Umständen weder durch Kohlenstoff noch Sauerstoff gebunden wurde, endlich

6) Kohlenwasserstoff, hervorgehend aus der directen Verbindung des Wasserstoffs mit dem Kohlenstoff aus der Holzfaser, und dann auch noch aus den im Brennmaterial schon ursprünglich vorhandenen Kohlenwasserstoffverbindungen.

Betrachten wir diese verschiedenen Gasarten ihrem Einflusse nach, welchen sie auf die Schwefelwasserstoffbildung auszuüben im Staude sind, so wird:

ad 1. Der Stickstoff sowohl die Feuerbrücke als auch die übrigen Theile des Apparates passiren können, ohne irgendwo chemisch einzuwirken.

ad 2. Die Kohlensäure scheint auf den Schwefelkies in erhöhter Temperatur gar keinen Einfluß zu haben.

ad 3. Das Kohlenoxyd, ohne irgend eine Einwirkung auf erhitzten Schwefelkies oder Schwefeldampf auszuüben, wird größtentheils an der Feuerbrücke zu Kohlensäure verbrennen, und auf diese Weise als Hauptbrennmaterial zur Hervorbringung der nöthigen Temperatur im Apparate beitragen.

ad 4. Der Wasserdampf spielt bei unserem Proceß jedenfalls eine etwas zweideutige Rolle. Obgleich derselbe auf den glühenden Schwefelkies (FeS²) wahrscheinlich keine zersetzende Wirkung hat, so wird sich eine solche doch gewiß einfinden, sobald der Schwefelkies durch den Einfluß der erhöhten Temperatur einen Theil seines Schwefelgehaltes verloren hat, und es werden Schwefelwasserstoff und Eisenoxyd entstehen, was insofern für unseren Zweck erwünscht ist. Aber das auf diese Weise entstandene Eisenoxyd oder Oxydul wird sich wahrscheinlich wieder auf Kosten des schon gebildeten Schwefelwasserstoffes in Schwefeleisen umwandeln, wodurch also der eben angedeutete Vortheil sehr problematisch erscheinen muß.

ad 5. Derjenige Theil des freien Wasserstoffs, welcher der Verbrennung an der Feuerbrücke entgeht, wird beim Zusammentreffen mit dem Schwefeldampfe im Apparate mit demselben unmittelbar zu Schwefelwasserstoff zusammentreten, und erscheint deßhalb sehr wirksam für unsern Proceß.

ad 6. Endlich aber tritt allem Anscheine nach der Kohlenwasserstoff als das wirksamste Agens für unsern Proceß auf, indem bei Gegenwart von Schwefeldampf in einer gewissen Temperatur die Zersetzung desselben schnell und vollkommen vor sich zu gehen scheint. Der neben Bildung von Schwefelwasserstoffgas hierbei zugleich frei werdende Kohlenstoff läßt in Form von ungemein feinen Partikelchen in dem Präcipitate sich nachweisen.

|298|

Demnach läßt sich erwarten, daß, je mehr die Construction des Apparates und die darin auszuführenden Arbeiten dazu geeignet sind, vielen freien Wasserstoff und viele Kohlenwasserstoffverbindungen mit dem glühenden Schwefelkies möglichst vollkommen in Berührung zu bringen, desto größer der Erfolg unseres Processes seyn wird.

Was nun die Anwendung dieses Schwefelwasserstoffgases zur Kupferfällung betrifft, so wird dasselbe mit den Verbrennungsproducten zugleich in ein System von Kammern geführt, welche mit gewissen Rauchkammern der Schmelzöfen Aehnlichkeit haben. Oben auf den Kammern sind durchlöcherte hölzerne oder bleierne Kästen angebracht, welche die kupferhaltige Lauge aufnehmen und durch die Löcher als feinen Regen in die Kammern wieder entlassen. Die Lauge kommt hier mit dem Schwefelwasserstoff in Berührung, ein Theil Schwefelkupfer wird ausgefällt, und mit der übrigen Lauge in einen zickzackförmigen Canal geführt. Hier setzt sich das gefällte Schwefelkupfer ab, und die aufs Neue geklärte Lauge wird auf dieselbe Weise wieder in die Kammern zurückgeführt, und dieß so lange wiederholt, bis alles Kupfer ausgefällt ist, und die Mutterlauge nach Schwefelwasserstoff riecht. Sobald dieser Zustand eintritt, wird das Präcipitat nebst der Mutterlauge in ein Decantirungsgefäß abgelassen und eine neue Partie Kupferlauge unter Behandlung genommen. In dem Decantirungsgefäß setzt sich das Schwefelkupfer sehr bald ab, und, nachdem die Mutterlauge decantirt worden ist, wird das Schwefelkupfer auf aus thierischen Stoffen – Haare oder Wolle – hergestellte Filter abgelassen, und hier gewaschen, um es von den Eisensalzen zu befreien. Das Präcipitat, auf den Filtern in einem plastischen Zustande zurückgehalten, läßt sich in jede beliebige Form bringen, wird in das Trockenhaus geschafft, und entweder durch Hülfe der Luft allein, oder durch künstliche Wärme getrocknet.

Dieß Product enthält, je nach den Umständen, von 20 bis 40 Proc. Kupfer, und ist mit mehr oder weniger freiem Schwefel und Kohle verunreinigt. Aufbewahrt in größeren Quantitäten, ist es sehr geneigt zur Selbstentzündung, kann aber leicht durch ein festes Zusammenpacken, wodurch die Luft ausgeschlossen wird, davor geschützt werden.

Aus der Beschaffenheit des auf diese Weise erhaltenen Präcipitats läßt sich nun leicht ersehen, daß es für die weitere Bearbeitung entweder zu Kupfervitriol oder regulinischem Kupfer ein vorzügliches Material abgibt.

Vorläufig läßt sich der im Präcipitate enthaltene freie Schwefel leicht durch Destillation gewinnen.

Behufs Kupfervitriolfabrication ist eine mit einiger Vorsicht |299| durchgeführte Flammofenröstung und nachfolgende Lösung des gebildeten Salzes hinlänglich, um einen chemisch reinen Kupfervitriol zu gewinnen.

Soll endlich das Präcipitat zu regulinischem Kupfer verarbeitet werden, so läßt sich auch dieß durch einen sehr einfachen Flammofenproceß bewerkstelligen. Da sich nämlich Schwefelkupfer und Kupferoxyd gegenseitig zu regulinischem Kupfer reduciren, so wird eine gewisse Menge Schwefelkupfer auf einem Flammofenherde todtgeröstet, ein anderer Theil Schwefelkupfer dahingegen, um der Oxydation desselben vorzubeugen, schnell eingeschmolzen. Das Kupferoxyd im noch glühenden Zustande wird nach gerade mit dem geschmolzenen Schwefelkupfer zusammengebracht, bis das Aufhören der Entwickelung von schwefliger Säure zu erkennen gibt, daß das ganze Metallbad in regulinisches Metall umgewandelt worden ist, dessen weitere Behandlung hier als bekannt vorausgesetzt werden kann.

Das bisher Mitgetheilte mag hinreichen, um sich den Proceß mit seinen Eigenthümlichkeiten verdeutlichen zu können.

Was das ökonomisch Vortheilhafte desselben, der sogenannten Cementation gegenüber anbelangt, so liegt der Grund keineswegs allein darin, daß er das Eisen ganz und gar entbehrlich macht, sondern es sind noch andere Gründe vorhanden, welche denselben als vortheilhaft erscheinen lassen. Unter diesen will ich außer der Erzeugung eines fast chemisch reinen Kupfers oder Kupfervitriols, was unser Proceß zuläßt, nur auf den Zustand des zur Erzeugung von Schwefelwasserstoffgas angewendeten Schwefelkieses aufmerksam machen.

Der kupferhaltige Schwefelkies wird nämlich während der Schwefelwasserstofferzeugung und als Folge davon zu einer niedrigeren Schwefelungsstufe zurückgeführt, ohne oxydirt zu werden. Die hierdurch hervorgebrachte Porosität des Schwefelkieses disponirt nun wieder im hohen Grade die Bestandtheile dieser aufgelockerten Schwefelbrände, bei Einwirkung der Luft sich in verhältnißmäßig sehr kurzer Zeit fast vollständig zu oxydiren und schwefelsaure Salze zu bilden, wodurch es dann wieder möglich wird, selbst an Kupfer reichere Schwefelkiese, ohne größere Verluste auf nassem Wege zu Gute zu machen. Wie bekannt, hat es nämlich seine Schwierigkeiten, durch gewöhnliche Haufenröstung und Verwitterung das Kupfer in den Schwefelkiesen nur einigermaßen vollkommen in lösliche schwefelsaure Salze umzuwandeln. Die Ursache liegt in den Unvollkommenheiten der Haufenröstung überhaupt, dann aber darin, daß die schon während der Röstung sich bildenden schwefelsauren Salze wieder zersetzt werden. Der Hauptzweck der Röstung wird hierdurch gerade beeinträchtigt, das Ausbringen des Kupfers wieder höchst unvollkommen und der ganze Proceß |300| also auch wieder ökonomisch unzulässig. Unter diesen Umständen wird deßhalb auch gewöhnlich eine directe Schmelzung solcher reicheren Erze vorzuziehen seyn. Bei Behandlung der kupferhaltigen Schwefelkiese durch unseren Proceß wird diesem Uebel vorgebeugt und dadurch wieder die Möglichkeit gegeben, selbst reichere kupferhaltige Schwefelkiese mittelst des nassen Weges und seinen Vortheilen behandeln zu können, ohne zu reiche Rückstände absetzen zu müssen.

––––––––––

Da eine Uebersicht der Oekonomie des Betriebes mittelst Schwefelwasserstoffes bei Zahlenangaben dadurch hoffentlich deutlicher erscheinen wird, wenn dieß vergleichend mit irgend einem anderen Betriebe geschieht, wo die Verhältnisse und übrigen Umstände dieß zulassen, so werde ich hier eine vergleichende Zusammenstellung des Betriebes zu Foldal in Norwegen mit dem zu Agordo in Italien anstellen.

Die Zahlenangaben von Agordo sind aus Rivot's Kupferhüttenkunde – übersetzt von Dr. Hartmann – entnommen, während die angegebenen Resultate von Foldal unter eigener Betriebsführung erlangt sind.

Im Jahre 1853 waren die Ausgaben für die Cementation in Agordo, und zwar bei einer Production von 136 Tonnen Kupfer, folgende:



Eisen
Roheisen
Holz
Holzkohlen
Torf
Arbeitslöhne
Reparaturen, Gezähe und diverse Kosten
401,50
213,15
440,75
407,80
2400
Ton.



Schichten
à
à
à
à
à
224,00 Fr.
10,52 „
57,25 „
12,20 „
2 „
89436,00 Fr.
2224,34 „
25232,94 „
4965,16 „
4800,00 „
17000,00 „
–––––––––––
Summa der jährlichen Ausgaben 128876,47 Fr.

wonach also die Cementationsausgaben für 1 Tonne Kupfer auf etwa 947,62 Francs zu stehen kommen.

Bei Anwendung von Schwefelwasserstoffgas anstatt Eisen würden die Ausgaben für die Darstellung derselben Quantität Kupfer, nach dem wirklichen Verbrauche in Foldal, aber berechnet zu denjenigen Preisen, welche zu Agordo gelten, folgende gewesen seyn:

Schwefelwasserstoff Holz
Holzkohle
Torf
Arbeitslöhne
Reparaturen, Gezähe und diverse Kosten
646
323
969
8292
Ton.


Schichten
à
à
à
à
10,52 Fr.
57,25 „
12,20 „
2 „
6795,92 Fr.
18491,75 „
11821,80 „
16584,00 „
17000,00 „
–––––––––––
Summa der jährlichen Ausgaben 70693,47 Fr.
|301|

wonach also wieder bei Abwerfung des Cementations- und Anwendung des Schwefelwasserstoffprocesses eine jährliche Ersparung von 58182,97 Fr. zu erreichen seyn würde, indem, während bei ersterem 1 Tonne Kupfer auf 942,62 Fr. zu stehen kommt, bei letzterem dieselbe mit nur 519,82 Fr. dargestellt werden kann.

Die Kosten des Schwefelkieses, welcher zur Schwefelwasserstoffbildung benutzt wird, können hierbei keineswegs berücksichtigt werden, indem derselbe als Material für die Kupfergewinnung unter allen Umständen gewonnen und gefördert werden muß.

Es verdient noch bemerkt zu werden, daß das oben angegebene Verhältniß zwischen Holz, Kohle und Torf bei unserem Proceß keineswegs als ein bestimmtes oder constantes zu betrachten ist. Vorausgesetzt, daß das Holz sowohl, als auch der Torf dabei im lufttrockenen Zustande verwendet werden, so kann dieß Verhältniß auch in jeder beliebigen Weise abgeändert werden. Holz und Torf ersetzen sich nämlich, und zwar mit gleichem Effect, gegenseitig, so daß 1 Tonne Holz dieselbe Wirkung leistet, wie 1 Tonne Torf und umgekehrt, und kann sogar je nach den Umständen der Proceß nur mit einer dieser Sorten Brennmaterial, entweder Holz oder Torf, durchgeführt werden. Der jüngste Torf aus fast noch unzersetzten Vegetabilien, hauptsächlich Moosarten bestehend, hat bei uns die besten Resultate gegeben. Eben so läßt sich Buschwerk, Reisig, Späne u. dgl. m. mit gleich gutem Effect anwenden, wobei dann wieder die Anwendung von Kohle sehr eingeschränkt und sogar ganz überflüssig werden kann, indem dieselbe hauptsächlich nur dazu dient, die Entzündbarkeit des Torfes oder der größeren Holzstücke zu befördern und die Zwischenräume auszufüllen. Wenn also, bedingt durch locale Umstände, das eine oder andere dieser Brennmaterialien den Vorzug verdient, so werden dadurch auch wieder die übrigen mehr oder weniger entbehrlich gemacht.

Welche erfreuliche Folgen unser Proceß hier in Norwegen überhaupt ganz besonders für Foldal mitgeführt hat, läßt sich daraus schon abnehmen, daß die an Kupfer armen Schwefelkiesgruben vor einigen Jahren ganz darnieder lagen und erst wieder durch den Schwefelwasserstoff ins Leben gerufen sind. So z.B. wurden in Foldal früher häufig Versuche angestellt, die kupferhaltige Lauge, welche aus den Rückständen von der Kernröstung in großer Menge hervorquoll, durch Eisen zu Gute zu machen. Diese mißlangen indeß immer, nicht sowohl der Eisenpreise wegen, sondern ganz besonders dadurch, weil diese Lauge zugleich mit großen Mengen Eisenoxydsalzen – und deßhalb ganz blutroth gefärbt – hervortrat, wodurch dann natürlicherweise auch der Eisenverbrauch unverhältnißmäßig hoch ausfallen mußte. Seit Einführung unseres Processes |302| hier durch meinen verehrten, leider zu früh verstorbenen Freund, Bergmeister Sinding, werden jetzt diese Rückstände auf Kupfer benutzt, dabei nicht unbedeutende Mengen Kupfer gewonnen, und zwar zu ganz ungemein billigen Preisen.

Endlich bin ich bereit, nähere Auskunft über unseren Proceß mitzutheilen und füge, möglicher Anfragen wegen, hier meine Adresse bei, wie folgt:

Dovre Postaabnerie pr. Christiania in Norwegen.

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