Titel: Zur Metallurgie und Docimasie des Nickels.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1880, Band 236 (S. 480–486)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj236/ar236190

Zur Metallurgie und Docimasie des Nickels.

(Schluſs des Berichtes S. 409 dieses Bandes.)

Ueber das Verhalten des schmelzenden Nickels gegen Kohlenstoff und Silicium hat W. E. Gard (1878 227 109) Versuche angestellt. – M. Jungk (1876 222 94) beobachtete die Bildung von Graphit in geschmolzenem Nickel, die von einem Kobaltgehalt begünstigt wird. – Nach Boussingault (Comptes rendus, 1878 Bd. 86 S. 509) liefert selbst längere Zeit in einem Cementationsofen erhitztes Nickel nur ein an Kohlenstoff armes Product. Bei höherer Temperatur wurde zwar ein im Kohlenstoffgehalt sehr hartem Stahl entsprechendes Product erhalten, dessen Eigenschaften aber von denen des ursprünglichen Nickels nicht wesentlich verschieden waren; namentlich zeigte es nicht die Eigenschaft der Härtbarkeit. Legirungen von Eisen mit 5, 10 und 15 Proc. Nickel zeigten keine gröſsere Widerstandsfähigkeit gegen das Rosten. Eine an Nickel reiche Legirung von 37 Proc. Nickel wurde jedoch unter Wasser ebenso wenig angegriffen wie das Meteoreisen von St. Catarina.

Die Darstellung gröſserer Guſsstücke von Nickel und Kobalt beschrieb Cl. Winkler (1876 222 175). Im Anschlüsse daran theilte J. Wharton (1877 226 551) mit, daſs er schon seit d. J. 1871 30k schwere Nickelguſsstücke darstellte, aber auf Verlangen auch über 100k schwere Stücke herstellen könne. – Durch Zusatz von ⅛ Proc. Magnesium ist es Fleitmann (1879 232 282) gelungen, ganz dichte Guſsstücke von Nickel und Kobalt zu erhalten.

Ueber die Darstellung ductilen Nickels berichtete jüngst Cl. Winkler im „Bergmännischen Verein zu Freiberg“ (Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 1880 S. 87): Durch Entfernung des Kohlenstoffes und Siliciums aus dem Nickel durch Umschmelzen mit Nickeloxyd oder mehrtägiges Glühen in einer Oxydumhüllung gelingt es nicht, eine befriedigende |481| Ductilität desselben zu erzielen, indem es eine ausgesprochene Neigung besitzt, krystallinisches Gefüge anzunehmen, oder selbst zu krystallisiren, wodurch der Zusammenhang der Masse beeinträchtigt wird. Ob zwar es i. J. 1877 Hüttenmeister Edelmann gelang, Nickel von hoher Dehnbarkeit darzustellen, das sich zu dünnem Draht und Blech verarbeiten lieſs, konnten die Bedingungen zur Erreichung eines unfehlbaren Erfolges nicht genügend festgestellt werden. Bei Wiederholung des Fleitmann'schen Verfahrens konnte man in Pfannenstiel keine günstigen Erfolge erzielen. Dagegen gelang es Hüttenmeister Bischof, durch einen umsichtig geleiteten Garungsproceſs Kobalt und Nickel von der Dehnbarkeit und Zähigkeit des besten weichen Eisens darzustellen.

Nach Garnier soll Eisen mit etwas Nickel legirt nicht oxydirbar, dabei hart und zähe werden und sich deshalb ausgezeichnet zu Kesselblechen, Stangen u. dgl. eignen. Ein solches Roheisen-Nickel kann leicht erhalten werden, indem man (caledonisches) Nickelerz im Eisenhochofen zusetzt. Nach Rad. v. Wagner (Jahresbericht, 1878 S. 233) war auf der letzten Pariser Ausstellung von Noury und Comp. aus Saint-Denis eine Eisen-Nickellegirung für Werkzeuge ausgestellt.

Meiffrer in Marseille (Englisches Patent Nr. 1075 vom J. 1878) stellt eine Silber ähnliche Legirung, welche der Einwirkung des Schwefelwasserstoffes widerstehen soll, dar, indem er 65 Th. Eisen mit 4 Th. Wolfram schmilzt und granulirt; ebenso werden 23 Th. Nickel mit 5 Aluminium und 5 Kupfer zusammengeschmolzen, wobei zur Vermeidung von Oxydationen ein Stück Natrium zugefügt wird. Die granulirten Metalle werden dann zusammengeschmolzen.

Docimastische und analytische Methoden zur Bestimmung des Nickels. Badoureau beschreibt auch a. a. O. die auf den besuchten Nickelhütten üblichen analytischen Methoden.

In Varallo werden 2g des gepulverten Erzes oder Steines durch Königswasser gelöst, das Kupfer wird durch Schwefelwasserstoff gefällt und die abfiltrirte Flüssigkeit zur Trockne verdampft, der Rückstand unter Zusatz einiger Tropfen Salpetersäure gelöst und mit Chlorkalk gefällt. Sodann löst man alles in Essigsäure und fällt durch Kochen das Eisen aus. Das Filtrat wird mit etwas Schwefelsäure versetzt und nun Nickel und Kobalt mittels einer Bunsen-Batterie galvanisch gefällt. Die ganze Bestimmung soll blos 5 Stunden in Anspruch nehmen. – Zum Probiren der Erze schmilzt man in Varallo 5g mit Borax, Soda und metallischem Arsen zusammen; die erhaltene Speise wird mittels des Löthrohres in der Boraxprobe untersucht.

In Scopello werden 2g des Probegutes in Salzsäure unter Zusatz von etwas Salpetersäure gelöst; das Kupfer wird mit Schwefelwasserstoff gefällt, abfiltrirt und ausgewaschen, das Kupfersulfuret in einer Platinkapsel geröstet, dann mit Salpetersäure gelöst, die Lösung filtrirt |482| und Kupferoxyd im Filtrate kochend heiſs mit Aetzkali gefällt. Das erste Nickel, Kobalt und Eisen enthaltende Filtrat wird mit einigen Tropfen Salpetersäure gekocht, nach erfolgter Abkühlung genau mit Ammoniak neutralisirt, mit viel Wasser verdünnt und mit Natrium- oder Ammoniumacetat in der Kochhitze das Eisen gefällt; der Niederschlag enthält jedoch stets einen Theil des Nickels. Im Filtrate werden Nickel und Kobalt durch Aetzkali gefällt, nach dem Auswaschen geglüht, abermals mit heiſsem Wasser gewaschen und schlieſslich als Oxyde gewogen. Nur bei genaueren Bestimmungen werden letztere im Wasserstoffstrom reducirt.

In Dobschau (Dobsina) in Ungarn werden 2g,5 des Probegutes gepulvert und in der Muffel auf kleinen Röstscherben geröstet. Nachher schmilzt man die geröstete Masse mit 50 Proc. schwarzen Flusses (aus 2 Th. Salpeter und 5 Th. Weinstein) in feuerfesten Thontiegeln in einem Windofen, in welchem 60 solcher Tiegel zugleich eingesetzt werden können; die Schmelzung dauert 2 Stunden. Man erhält ein Korn einer Speise, welche die Zusammensetzung (FeCuNiCo)4 As hat. Dieses wird gewogen auf einem Scherben mit etwas Borax in der Muffel geschmolzen. Eisen, Kobalt, Nickel und Kupfer werden nun nach einander verschlackt, wobei die Schlacke schwarz, blau, braun und bläulich grün gefärbt wird. In diesen einzelnen Abschnitten werden bei einer parallelen Reihe von Proben die Operationen unterbrochen und die einzelnen Könige gewogen. Unter den erhaltenen Gewichten wählt man die drei sich möglichst gleich kommenden aus, welche am Ende der Verschlackung von Eisen, Kobalt und Nickel sich ergeben haben; das der letzten Probe entsprechende gibt das Gewicht des gebildeten Viertel-Arsenkupfers Cu4 As an und durch Subtraction von den vorhergehenden Proben entsprechenden Gewichten erhält man die Gewichte von Ni4 As und Co4 As. Multiplicirt man diese so erhaltenen Zahlen mit 0,713, 0,611 bezieh. 0,612, so erhält man die Gewichte von Kupfer, Nickel und Kobalt.

Bei der Löthrohrprobe in Scopello benöthigt man blos 0g,1 des gepulverten Probegutes. Man bedient sich hierbei eines Arsen haltigen Flusses, bestehend aus einer Mischung von gleichen Theilen Arsenigsäure, Cyankalium, Soda, gebrannten Borax und Holzkohle. Man nimmt ein vorher mit einer concentrirten Sodalösung getränktes Blatt Cigarettenpapier und formt daraus mittels einer einfachen hölzernen Form eine kleine Patrone. Die zu probirenden Stoffe werden nun, im Falle sie reich an Kupfer oder Schwefel sind, zuvor in kleinen, aus Fichtenholzkohle gefertigten Schälchen oder Tiegelchen geröstet, welche eine halbkugelförmige Höhlung besitzen. Man mischt nun 2 Theile des gerösteten oder ungerösteten Pulvers mit 3 Theilen des arsenikalischen Flusses in einer Achatschale und bringt das Ganze in die beschriebene Papierpatrone, mit welcher man, nachdem sie geschlossen |483| wurde, den Mischungsmörser auswischt. Sodann bringt man die Patrone in eines der beschriebenen Kohlenschälchen und dieses mittels einer Pincette in der linken Hand haltend, richtet man die innere Leitrohrflamme auf die Papierpatrone. Die Löthrohrlampe wird mit einer Mischung von gleichen Theilen 95 procentigen Weingeistes und rectificirten Terpentinöles gespeist. Die Papierpatrone verkohlt oder verbrennt, die Masse schmilzt und durch die Wirkung der Kohle und des Cyankaliums wird Nickel reducirt, welches sofort mit dem Arsen sich verbindend als Speise sich ansammelt. Man läſst die Probe rasch abkühlen und entfernt, bevor noch der Fluſs ganz erstarrt ist, mit einer Pincette sofort das Korn der gebildeten Speise, wäscht es mit Wasser und betrachtet es unter der Loupe. Falls die Speise frei von Kupfer ist, erscheint das Korn rund; enthält sie aber Kupfer, so zeigt das Korn Facetten, ungefähr wie ein Granatkrystall. Man bringt das Korn nun mit etwas Borax auf ein zweites Kohlenschälchen und richtet nun die äuſsere Löthrohrflamme darauf. Hierbei verflüchtigt sich ein Theil des Arsens als Arsenigsäure, ein anderer Theil geht mit dem vorhandenen Eisen in die Schlacke. So lange Eisen in dem Korn ist, raucht dasselbe und bedeckt sich mit einer bräunlichen Eisen haltigen Schlackenkruste. Hält man diesen Proceſs für beendigt, so nimmt man das Korn mit der Pincette weg und wiegt es. Hierauf schmilzt man es wieder mit etwas Borax um; derselbe darf sich nicht mehr färben und das Korn dadurch nichts an Gewicht verlieren. Es besitzt nun die Zusammensetzung M4 As, welche einem Gehalte von 61,7 Proc. Nickel und Kobalt entspricht. Geringe Mengen von Kobalt können durch Verschlackung verloren gehen; andererseits kann mitunter ein unbedeutender Ueberschuſs an Arsen zurückbleiben. Der Erfahrung gemäſs kann man 60 Procent des Kornes der Speise als das Gewicht von Nickel und Kobalt ansehen. Die Probe dauert im Ganzen ¼ Stunde und gibt den Gehalt an Nickel und Kobalt bis auf 0,5 Proc. genau an.

G. Ph. Schweder (Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 1877 S. 88) beschreibt eine Abänderung der Plattner'schen Kobalt- und Nickelprobe bei Kupfer haltigen Substanzen. In diesem Falle gibt diese sonst so vorzügliche Probe keine guten Resultate, weshalb man daher häufig das Kupfer mit Schwefelwasserstoff oder Eisen fällt, im Filtrat durch Salpetersäure Eisenoxydul in Oxyd überführt, dann durch Aetzkali die Oxyde von Kobalt, Nickel und Eisen fällt und den ausgewaschenen Niederschlag nun erst der Plattner'schen Probe unterwirft. Aber auch diese Operation ist bei viel Eisen zu umständlich. Deshalb bestimmt Schweder in einer Probe das Kupfer elektrolytisch, eine andere Probe behandelt er direct nach Plattner, zieht von dem erhaltenen Arsenregulus Arsenkupfer als Cu3As ab und kann nun das Kobalt durch Verschlackung auch noch bestimmen.

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Zur Untersuchung der neucaledonischen Erze und überhaupt solcher, welche keinen Schwefel und kein Arsen enthalten, empfiehlt Alfred Allen im Bulletin de la Société d'Encouragement, 1879 Bd. 6 S. 36 folgendes Verfahren. 2g des trocknen Erzes werden in einem Platintiegel mit saurem schwefelsaurem Kali unter Zusatz von etwas Salpeter geschmolzen. Nach beendigter Zersetzung wird die Masse mit heiſsem Wasser behandelt, der Rückstand mit etwas Salzsäure ausgekocht und das Ganze filtrirt. Nach vorsichtiger Neutralisation der Lösung mit Ammoniak wird durch überschüssiges Ammoniumacetat in der Kochhitze Eisenoxyd, Thonerde und Chromoxyd gefällt. Der Niederschlag wird in Salzsäure gelöst und abermals die drei Oxyde durch Ammoniumacetat gefällt. Die vereinigten Filtrate sammt den Waschwässern werden zum Kochen gebracht, mit etwas Ammoniak versetzt, so daſs noch immer etwas freie Essigsäure vorhanden ist, und in die stets heiſs gehaltene Flüssigkeit ein Strom von Schwefelwasserstoffgas eingeleitet. Auf diese Weise werden Nickel und allenfalls vorhandenes Kobalt als Sulfüre gefällt und vollständig von der Magnesia getrennt. Den Niederschlag wäscht man mit Schwefelwasserstoff und Ammoniumacetat haltendem Wasser, spült ihn vollständig vom Filter herab und behandelt ihn mit Salpetersäure unter Zusatz von etwas Schwefelsäure, wodurch die Schwefelmetalle in lösliche Sulfate überführt werden. Man setzt nun Ammoniak im Ueberschuſs zu, filtrirt einen geringen sich bildenden Niederschlag ab und erhält nun eine ammoniakalische Lösung von Nickel (und Kobalt); entweder unterwirft man diese in einer Platinschale in bekannter Weise der Elektrolyse, wobei man blos für die stete ammoniakalische Reaction der Lösung Sorge zu tragen braucht, oder die ammoniakalische Lösung wird direct eingedampft und der Rückstand gerade bis zur dunkeln Rothglut erhitzt. Man befeuchtet dann mit einigen Tropfen Salpetersäure und Schwefelsäure und erhitzt abermals vorsichtig. Auf diese Weise erhält man Nickel und Kobalt (auch Kupfer) als wasserfreie Sulfate.

Das Verfahren von Margaret S. Cheney und Ellen Swallow Richards (Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 1878 S. 41) beruht darauf, daſs Nickelphosphat bei Gegenwart von phosphorsaurem Natron vollständig löslich in Essigsäure ist, während phosphorsaures Eisenoxyd darin unlöslich ist. Das Erz oder der Stein wird in Salzsäure unter Zusatz von etwas Salpetersäure aufgelöst und die Schwefelwasserstoffgruppe durch Schwefelwasserstoff gefällt. Das Filtrat wird zur Vertreibung des Ueberschusses von letzterem gekocht, mit Salpetersäure Eisenoxydul in Eisenoxydsalz überführt und nun Ammoniak bis zur Bildung eines bleibenden Niederschlages zugesetzt, ohne daſs jedoch eine vollständige Fällung erfolgt. Setzt man nun Essigsäure zu bis zur Lösung des Niederschlages, so erhält man eine tief rothe, wenn auch trübe Flüssigkeit. Man bringt |485| nun diese Lösung zum Kochen und fügt phosphorsaures Natron im Ueberschuſs zu; der entstandene weiſse Niederschlag wird abfiltrirt und mit Essigsäure haltigem heiſsem Wasser ausgewaschen. Zum Filtrat wird nahe bei Südhitze kaustisches Kali bis zum Auftreten von Ammoniakgeruch zugefügt, das ausgefällte apfelgrüne Nickelphosphat abfiltrirt, theilweise ausgewaschen, in Schwefelsäure gelöst, die Lösung stark ammoniakalisch gemacht und Nickel elektrolytisch gefällt. Enthält das Probegut mehr als 3 Proc. Nickel, so ist das gefällte Eisenphosphat nochmals in Salzsäure zu lösen, mit Ammoniak nahezu zu neutralisiren, mit 25 bis 30cc Essigsäure zu versetzen und abermals mit einer gesättigten Natriumphosphat-Lösung zu fällen. Das noch geringe Nickelmengen enthaltende Filtrat wird dem von der ersten Fällung zugefügt.

Bei Anwendung dieser Methode kann man gröſsere Mengen des Probegutes, 10 bis 15g, zur Untersuchung verwenden, was bei Fällung des Eisens als basisches Acetat, abgesehen von anderen Umständen, nicht angeht, und die Zeitdauer einer Probe ist eine viel kürzere, etwa 8 bis 10 Stunden. (Vgl. C. Zimmermann 1880 235 327, A. Classen 1879 232 283, Schweder 1877 225 65 und Wrightson 1877 225 67.)

Ph. Dirvell (Comptes rendus, 1879 Bd. 89 S. 903) schlägt folgende neue Methode zur Trennung von Nickel und Kobalt vor: Setzt man einer wässerigen Lösung von Kobaltnitrat oder Sulfat einen Ueberschuſs eines Gemisches einer in der Kälte gesättigten Phosphorsalzlösung mit einer Lösung von Ammoniumbicarbonat zu, so bildet sich ein blauer Niederschlag. Beim langsamen Erwärmen entweicht Kohlensäure, und sobald Ammoniakgeruch wahrzunehmen ist, hört man mit dem Erhitzen auf und setzt noch 2 bis 3cc Ammoniak hinzu. Der Niederschlag löst sich dann gröſstentheils wieder auf; beim Erhitzen auf 100° bildet sich jedoch wieder ein rothvioletter, sich leicht absetzender Niederschlag von der Zusammensetzung CoNH4PO4 + 2H2O, welcher bei 110° Ammoniak verliert und bei Rothglut in Pyrophospat übergeht. Lösungen der entsprechenden Nickelsalze geben bei gleicher Behandlung eine blaue, beim Erwärmen sich nicht verändernde Flüssigkeit.

Zur quantitativen Trennung verfährt man in folgender Weise: 30g Phosphorsalz werden in der Kälte in 250g Wasser gelöst; hierzu fügt man eine Lösung von 30g verwitterten Ammoncarbonates in 30g Wasser und übersättigt mit Kohlensäure bis zum Verschwinden des Ammoniakgeruches. Die beiden Oxyde von Kobalt und Nickel, von den anderen Metallen auf bekannte Weise getrennt, werden im Wasserstoffstrom reducirt und die Metalle gewogen. Hierauf löst man sie in Salpetersäure und verdampft die Lösung im Wasserbade zur Trockene. Der Rückstand wird in 50g Wasser gelöst, mit einem groſsen Ueberschuſs der Phosphorsalzlösung versetzt und in eingangs beschriebener |486| Weise verfahren. Der erhaltene Niederschlag wird mit kaltem Wasser gewaschen, auf einem Filter bei 100° getrocknet und gewogen oder geglüht. 100 Theile des Glührückstandes enthalten 40,4 Th. Kobalt. Durch zu langes Kochen kann vielleicht eine kleine Menge Nickel in den Niederschlag eingehen, welcher dann etwas blasser gefärbt ist, was man leicht durch Vergleichung der Farbe mit der eines reinen in einem Glase enthaltenen Niederschlages ermitteln kann. In diesem Falle decantirt man die blaue Lösung ab, löst den Niederschlag in einer gerade hinreichenden Menge von Phosphorsäure und wiederholt die beschriebene Behandlung mit Ammonbicarbonat und Ammoniak. Aus dem schlieſslich sich ergebenden, das Nickel enthaltenden Filtrate fällt Dirvell dasselbe mit Schwefelwasserstoff, glüht den Niederschlag mit Schwefel und wiegt das Metall als Sulfid. – Dieses Verfahren ist nicht genau.

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