Titel: Aubel, über Extraction kupferhaltiger Schlacken mittelst Schwefelsäure.
Autor: Aubel, Karl
Fundstelle: 1867, Band 184, Nr. XXXIII. (S. 137–139)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj184/ar184033

XXXIII. Ueber eine neue Extractionsmethode kupferhaltiger Schlacken mittelst verdünnter Schwefelsäure; von Ingenieur Carl Aubel.

Aus dem Berggeist, 1867, Nr. 27.

Das hier in Kürze mitzutheilende Verfahren der Extraction kupferhaltiger Schlacken ist von mir bereits im Jahre 1861 zu Nischnei-Tagilsk auf den uralischen Werken des Fürsten Demidoff versuchsweise ausgeführt worden, und zwar an Hunderten von Centnern alter Schlacken, die noch von den Anfängen der dortigen Kupferverhüttung herrührten. Meine Methode beruht darauf, daß beim oxydirenden Rösten der Schlacke im feingepulverten Zustande in einem Flammofen: 1) der Gehalt an Eisenoxydul (in dem untenstehend berührten Falle 43,2 Proc.) fast vollständig in Eisenoxyd, welches bekanntlich im stark geglühten Zustände in schwachen Säuren unlöslich ist, übergeführt wird, und 2) der Kupfergehalt, welcher nicht schon als Oxyd und Oxydul, also sicher mit Schwefel verbunden in Gestalt von Steintheilchen in der Schlacke vorhanden, in diese von Säuren leicht zersetzbare Form übergeführt wird.

Das Verhalten der Schlacke19) im fein vertheilten Zustand beim oxydirenden Rösten in einem Flammofen ist aus nachstehender tabellarischer Zusammenstellung über den Verlauf des Röstprocesses ersichtlich.

Dauer
der Röstzeit.
Kupfergehalt, bestimmt durch
Behandlung der Probe mit
Eisengehalt in Form
von

Salpetersalzsäure.
verdünnter
Schwefelsäure
von
8° Baumé

kochendem
Wasser.

Oxydul
FeO

Oxyd
Fe²O³
Unabgeröstete Schlacke 0,02 0,432 0,0026
Abgeröstet 1/2 Stunde 0,018 0,00125 0,375 0,064
„ 1 St. 0,0180 Theil Eisen 0,0015 0,311 0,135
„ 1 1/2 St. 0,0195 deßgl. 0,00175 0,294 0,157
„ 2 St. 0,019 0,001 0,281 0,168
„ 2 1/2 St. 0,0185 0,005 0,00075 0,261 0,191
„ 3 St. 0,0185 0,0145 0,217 0,240
„ 3 1/2 St. 0,0195 0,0125 0,182 0,280
„ 4 St. 0,0195 0,015 0,137 0,325
„ 4 1/2 St. 0,0195 0,017 0,128 0,338
„ 5 St. 0,020 0,018 0,120 0,346
„ 6 St. 0,020 0,019 0,105 0,365
Todtgeröstete Schlacke 7 St. 0,021 0,019 0,093 0,377
|138|

Die Kupferbestimmungen wurden nach der colorimetrischen Methode von Heine ausgeführt, wobei meine 12 Normalgläser (Typen) von à 250 Kubikcentimeter Inhalt, mit welchen ich die zu bestimmende Kupferprobe verglich, folgende Gehalte zeigten:

Gramme Kupfer Gramme Kupfer Gramme Kupfer
1) 0,0010 5) 0,0030 9) 0,0060
2) 0,0015 6) 0,0035 10) 0,0070
3) 0,0020 7) 0,0040 11) 0,0085
4) 0,0025 8) 0,0050 12) 0,0100

Es verdient besonders hervorgehoben zu werden, daß, um geringe Kupfergehalte zu bestimmen, diese Reihenfolge der Normal-Probegläser äußerst praktisch ist, und kann der Fehler bei einiger Uebung höchstens 0,0015 betragen; auch ist von der zu untersuchenden Erz- oder Schlackenprobe die Menge von 1 Gramm völlig ausreichend.

Die Eisenbestimmungen wurden nach Margueritte's Methode, durch Titrirung mit übermangansaurem Kali ausgeführt, und zwar der Oxydulgehalt durch Auflösung der Probe bei Luftabschluß mit Hülfe eines Kautschukventils und Austreibung der Luft mittelst Kohlensäure in concentrirter Salzsäure, der Oxyd- resp. ganze Eisengehalt deßgleichen, jedoch nach vorheriger Reduction mit Zink.

Die Schwefelbestimmung wurde dreifacher Controle halber zunächst nach der Methode von Plattner mit titrirter Chlorbaryum-Lösung ausgeführt, dann aber zur Sicherheit ein Ueberschuß derselben zugesetzt, der schwefelsaure Baryt abfiltrirt und gewogen, im Filtrat aber schließlich das überschüssige Chlorbaryum mit kohlensaurem Ammoniak ausgefällt und der so entstandene kohlensaure Baryt mit Normal-Salpetersäure zurücktitrirt. Alle diese verschiedenen Bestimmungsmethoden stimmten sehr gut überein und ergaben im Mittel 1,67 Proc. Schwefel.

Die anderen Bestandtheile der Schlacke wurden auf dem gewöhnlichen Wege der analytischen Chemie bestimmt.

Aus unserer Tabelle ist vor Allem ersichtlich, daß eine 6stündige Röstzeit, wobei die Post nur in Heller Rothgluth gehalten zu werden braucht, vollkommen genügend ist, um den Kupfergehalt der Schlacke |139| für die Auflösung in nur 8° Baumé starker Schwefelsäure geeignet zu machen. Obgleich zwar alsdann noch nicht alles Eisenoxydul in Oxyd übergeführt ist und somit auch bei der Extraction noch ein kleiner Theil desselben in Lösung gehen wird, so steht dieses doch, da man nach dem Niederschlage des Kupfers mittelst Eisen die Lösung so wie so auf Eisenvitriol versiedet und resp. verwerthet, in keinem Verhältniß mit den Kosten des Brennmaterials, welche ein weiterer Röstproceß verursachen würde. Die Auflösung der nur kurze Zeit abgerosteten Schlacke in kochendem Wasser stellte ich an, um zu erfahren, ob nicht vielleicht schon auf diese Welse der ganze Kupfergehalt derselben in Form von CuO, SO³ in Lösung zu bringen sey, da nach Le Play die Kupferschlacken stets für eine gewisse Kupfermenge mehr Schwefel enthalten, als der gleichzeitig mit der Schlacke erfolgende Stein. Wenngleich auf diese Weise, wie die Tabelle zeigt, von 2 Proc. nur 0,175 Kupfer in wässerige Lösung gebracht werden konnte, so möchte es dennoch sehr gut möglich seyn, durch einen passenden Zusatz von Schwefelkies den Zweck vollkommen zu erreichen. Mir gestattete es meine Zeit nicht, die Versuche in dieser Weise anzustellen.

Nach unserer vorstehend beschriebenen Behandlung entspricht also die Schlacke allen Anforderungen, welche an ein zur Extraction taugliches Kupfererz nur gestellt werden können. Es ist der Kupfergehalt in der Form vorhanden, daß er von der verdünnten Säure leicht und schnell aufgelöst wird. Sodann ist der Eisengehalt fast vollständig in das unlösliche Eisenoxyd übergeführt. Ferner enthält das Röstgut keine störenden Erdarten, resp. Basen, wie Kalk, Thon etc., die beim Extractionsproceß zunächst mit Säuren gesättigt werden müßten, um eine Wieder-Ausfällung des in Lösung gegangenen Kupfers zu verhindern. Endlich ist, namentlich durch letztgenannten Umstand bedingt, das Röstgut sehr leicht wegen seines feinen, sandartigen Zustandes zum Auslaugen, beziehungsweise Filtration geeignet.

Das Wesentlichste bei dem Abröstungsproceß besteht in der Anwendung einer rein oxydirenden Flamme, die ohne Mühe durch Gebrauch von Reisigholz zu erzielen steht, weil sich sonst einestheils durch Umwandlung, resp. Reduction des Eisenoxyds (Fe²O³), leicht metallisches Eisen bilden könnte (welches das bei der darauffolgenden Behandlung des Röstgutes mit verdünnter Schwefelsäure in Lösung gebrachte Kupfer direct wieder niederschlagen würde), und anderntheils sich auch ein Theil Kupferoxydul (Cu²O) bilden könnte, das sich nach der Formel: Cu²O + SO³ = CuO, SO³ + Cu Oxydsalz und metallisches Kupfer umsetzt und so der Extraction entgienge.

|137|

Die Durchschnittsprobe der fein gepulverten Schlacke wurde vor dem Abröstungsproceß einer genauen chemischen Analyse unterworfen, welche in 100 Theilen ergab:

Kieselerde37,02
Thonerde8,35
Magnesia2,50
Kalk4,73
Eisenoxydul43,20
Eisenoxyd0,26
Kupfer2,00
Schwefel1,67
––––––
99,73

Die von einem alten Haldensturz genommene Schlacke stammte sicher sowohl vom Roh- als Kupfersteinschmelzen, woher sich auch der hohe Kupfergehalt datirt.

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