Titel: Neuerungen im Metallhüttenwesen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 295 (S. 25–29)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj295/ar295008

Neuerungen im Metallhüttenwesen.

(Fortsetzung des Berichtes Bd. 294 * S. 131.)

Mit Abbildungen.

Der Engelbach-Bretherthon'sche Kupferschachtofen mit Lufterhitzung und beweglichem Herde (Fig. 1) soll nach Angabe der Erfinder (Eng. and Min. Journ., 6. Januar 1894) zum Niederschmelzen von Schwefel metallen, insonderheit von schwefelhaltigen Kupfererzen, dienen und ein voraufgehendes Rösten der Erze überflüssig machen. Das Charakteristische desselben besteht einerseits darin, dass als Brennstoff Erdöl benutzt wird, andererseits, dass mit ihm ein beweglicher Herd verbunden ist, in den die Schmelzproducte des Schmelzofens abgelassen werden, um von hier, nachdem sie sich in Schlacke und Stein geschieden haben, durch besondere in verschiedener Höhe angebrachte Stichöffnungen abgestochen zu werden.

Textabbildung Bd. 295, S. 25

Die Beheizung des Schachtofens mit flüssigem Brennstoff geschieht in folgender Weise: Die Kühlkästen sind über dem Herde angebracht; in denselben befinden sich auf allen Seiten Düsen, die mit in die Wand des Herdes gelegten Kanälen in Verbindung stehen. Diese letzteren sind wiederum durch eine Röhre mit einer Verbrennungskammer verbunden, in welcher das aus erhitzter Luft, Wasserdampf und Erdöl bestehende Gemisch verbrannt wird. Die oxydirend gehaltene Flamme durchstreicht die Kanäle, tritt aus diesen in die Düsen und von hier in den Ofen, das Schmelzen der eingebrachten Erze besorgend. Das Oel wird durch eine Röhre, die mit einem auf dem beweglichen Herde angeordneten Dampfkessel verbunden ist, eingeblasen. Die zur Verbrennung dienende Luft wird in dem beweglichen Herde, in welchem die Schmelzproducte des Schachtofens gesammelt werden, erhitzt. Diese Erhitzung erfolgt durch die strahlende Hitze der in dem Herde befindlichen Schmelzproducte in einem System von Röhren, welche durch die ersteren, sowie deren heisse Gase erhitzt werden. Sollte die Abhitze der flüssigen Schmelzproducte nicht hinreichen, um die Luft auf 600 bis 700° C. zu erhitzen, so wird die Wirkung derselben durch eine mit dem beweglichen Herde verbundene Feuerung verstärkt. Die Luft wird durch ein Gebläse in das Röhrensystem, die Verbrennungskammer, und von hier zugleich mit dem Erdöl und Wasserdampf in die Kanäle und schliesslich durch die Düsen in den Schachtofen eingetrieben.

Die Trennung der aus dem Schachtofen in den fahrbaren Herd fliessenden Schmelzproducte in Stein und Schlacke ist, da die Abmessungen des Herdes hinreichend sind, um die ersteren zum Stillstande kommen zu lassen, eine sehr gute. Sollte ausser Schlacke und Stein auch noch Speise fallen, so wird auch diese durch eine besondere Stichöffnung für sich aufgefangen.

Die Vortheile dieses Ofens bestehen darin, dass das Rösten der Erze fortfällt, dass der Brennstoffverbrauch gering ist, und dass die Hitze der Schmelzproducte zum Vorwärmen der Gebläseluft benutzt wird.

Nicht mindere Beachtung verdient der Kupferschmelzofen von Walker (Eng. and Min. Journ., 16. December 1893), der sich sowohl durch einfache Construction, als auch durch einen geringen Brennstoffverbrauch besonders für solche Districte empfiehlt, die, fern von der Cultur, mit hohen Brennstoffpreisen zu rechnen haben. Ein fernerer Vortheil dieses Ofens ist auch noch der, dass die Gestellwände kühler bleiben und deshalb bedeutend länger halten, als bei den gewöhnlichen Oefen, bei welchen das Gestell oft so heiss wird, dass es meist nur nach anstrengendster Arbeit unter Aufwendung der verschiedensten Mittel möglich wird, dasselbe zu kühlen.

Gerade dieser letztere, den gewöhnlichen Kupferschmelzöfen so oft anhaftende Uebelstand, der auf den Old Dominion Copper Co. Werken zu Globe in Arizona bei den Kupferschmelzöfen sich häufig in lästigster, den Betrieb störender Weise bemerkbar machte, war die Veranlassung zu Versuchen, eine continuirliche zweckentsprechende Kühlung des Gestelles aufzufinden, deren Endergebniss der von Walker erdachte Ofen mit Wasser- und Luftkühlung war.

Walker legte um das Gestell einen Windmantel, durch welchen der kalte Wind streichen muss, bevor er in den eigentlichen Windkasten eintritt. Der Wind tritt durch das Rohr f (Fig. 2 bis 4) in den Mantel o, der durch eine in der Nähe des Rohres f gelegene Zwischenwand g getheilt ist, so dass der Wind gezwungen ist, den ganzen Mantel o bis an die andere Seite der Scheidewand g zu durchstreichen, bevor er durch die Oeffnung h (Fig. 3) in |26| den darüber befindlichen Windkasten h tritt. Aus diesem gelangt er durch Düsen i in den Ofen e.

Ein mit diesem Windmantel ausgerüsteter Versuchsofen war nach 2½monatlichem Betriebe in den Gestellwänden nicht derart warm geworden, dass der eiserne Mantel irgendwie gefährdet worden wäre; desgleichen war das Arbeiten am Ofen ein ungleich besseres als zuvor, da die früher sehr lästige strahlende Hitze des Ofens durch den Windmantel fast vollkommen zurückgehalten wurde, ausserdem aber war die Ersparung an Brennstoff durch die Nutzbarmachung der vom Ofen ausgestrahlten Wärme, welche zum Vorwärmen des Windes benutzt und dadurch zum grössten Theil wieder in den Ofen zurückgeführt wurde, eine nicht unerhebliche.

Das Versuchschmelzen mit zwei ganz gleichen Oefen, von denen der eine mit dem von Walker erfundenen Windmantel ausgestattet war, und wobei beide Oefen mit den gleichen Erzen und Koks von gleicher Qualität beschickt wurden, fiel zu Gunsten des mit Windmantel versehenen Ofens aus. Nach 20 Tagen fand man, dass letzterer auf 300 k Erz 2,5 k Koks weniger benöthige, und dass das Durchsetzquantum desselben bei gleichen Arbeitslöhnen ein grösseres sei als bei dem anderen Ofen. Hierzu würde bei genügend langer Dauer der Versuche als dritter Vortheil noch der Umstand hinzugekommen sein, dass die Gestellwände länger halten und die Reparaturkosten geringere sind.

Textabbildung Bd. 295, S. 26

Bei diesen Versuchen stellte sich übrigens heraus, dass die Grösse des Querschnittes des Windmantels für den Erfolg desselben von grösster Wichtigkeit ist, wie dies ja auch eine rein theoretische Erwägung ergibt. Anfänglich wurde derselbe aus localen Gründen bedeutend kleiner gewählt als der des Windzuleitungsrohres, später indessen bedeutend vergrössert. Hierdurch stieg die Temperatur des Windes um 27° C.; desgleichen erzielte man eine Koksersparung von 3 k für 300 k Erz. Eine zu starke Vergrösserung des Querschnittes erwies sich wiederum als schädlich. Der beste Querschnitt wird der sein, bei welchem der den Mantel durchstreichende Wind von den Gestellwänden so viel Wärme wegnimmt, dass dieselben auf ungefähr gleicher Temperatur bleiben. Bei zu kleinem Querschnitt eilt der Wind zu rasch durch den Mantel, bei zu grossem zu langsam, um diese Bedingungen erfüllen zu können.

Seit kurzer Zeit ist in Nordamerika, besonders in Arizona, Colorado, Montana u.s.w., ein neuer Erzschmelzprocess in Aufnahme gekommen, der von seinem Erfinder Austin der Pyritic smelting-process, zu deutsch Kiesschmelzprocess, genannt worden ist. Bei dem bisherigen kurzen Lebensalter desselben ist es schwer, schon jetzt ein zutreffendes Bild desselben zu entwerfen, da die wenigen Mittheilungen über diesen Process meistens von Austin selbst herstammen und deshalb mit einer gewissen Vorsicht zu gebrauchen sind; noch schwerer ist es, ein einigermaassen stichhaltiges Urtheil über das Verfahren zur Zeit abzugeben. Deshalb ist auch trotz der muthmaasslichen Bedeutung des neuen Processes die Stellung der Hüttenleute bis auf wenige Ausnahmen eine abwartende, um nicht zu sagen ablehnende, und es folgt an dieser Stelle auch nur eine sachliche Beschreibung desselben:

Der Austin'sche Pyriticprocess ist in den westlichen Erzdistricten Nordamerikas entstanden, also in Gegenden, welche arm an Brennstoffen sind, und diese nur unter Aufwand bedeutender Transportkosten, die unter Umständen die Verhüttung selbst werthvoller Erze unlohnend machten, zu beschaffen vermögen. Es sind hier vor allem die sogen. rebellischen oder schwer schmelzbaren Erze gemeint, welche mit zunehmender Tiefe der Gruben sich meistens einfinden und zur Ansammlung ihres Edelmetallgehaltes in Werkblei, Kupfer- oder Rohstein ein sehr umständliches Rost- und Schmelz verfahren benöthigen, welches mit einem beträchtlichen Aufwand an Brennstoffen verknüpft ist.

Sind jene westlichen Erzgebiete nun auch arm an kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, so finden sich doch in diesen Gegenden ganz enorme Ablagerungen an Schwefelkiesen, und diese brachten den Schöpfer des Pyriticprocesses auf den Gedanken, dieselben statt Koks als Brennstoff bei der Verschmelzung quarziger Erze im Schachtofen zu benutzen. Wie eine einfache calorimetrische Berechnung ergibt, wird bei der Verbrennung von Schwefelkies (FeS2) zu Eisenoxydul und schwefliger Säure eine so bedeutende Wärmemenge frei, dass dieselbe nicht nur zur Verflüssigung der sich bildenden Schlacke genügt, sondern auch noch zum Schmelzen von Nichtsulfiderzen ausreichend ist. Die natürlichen in grossen Massen vorkommenden Sulfide können somit an Stelle von Koks, Steinkohle oder Holzkohle in einem gewöhnlichen Schachtofen, welcher den veränderten Bedingungen gemäss ein wenig abgeändert ist, als Brennstoff verwendet werden. Sie werden den Schmelzsätzen in passenden Mengen zugesetzt, wobei sie zugleich in ausgedehntem Maasstabe auch als Zuschläge dienen; als Schmelzproducte erhält man eine Eisensilicatschlacke und einen Stein, in welchem die verwerthbaren Metalle sämmtlich enthalten sind. Das Verfahren soll in erster Linie zum Verschmelzen von Dürrerzen, d.h. Erzen mit Gold- und Silbergehalt ohne nennenswerthen Gehalt an Kupfer und Blei, dienen. Ausserdem aber soll es sich in gleicher Weise zur Verhüttung kupferhaltiger Erze eignen, wobei das Kupfer, sowie die edlen Metalle in einem Steine angereichert und in dieser Form zu Markte gebracht werden.

Der Pyriticprocess steht somit zwischen einem Röst- und dem Bessemerprocess von Manhés, Von ersterem unterscheidet er sich dadurch, dass durch Anwendung hoch erhitzter Gebläseluft eine raschere Oxydation der Sulfide und hierdurch eine Schmelzhitze erzeugt wird, die der der kohlenstoffhaltigen Brennstoffe nahe kommt; vom Bessemerprocess, bei dem gleichfalls der verbrennende Schwefel die für den Process nöthige Wärme liefert, dadurch, dass sich die Gebläsedüsen über dem flüssigen Schwefelmetallbade befinden, wodurch die Gebläseluft ohne Einwirkung auf letzteres bleibt und die Metalle somit als Schwefelmetalle gewonnen werden.

Grosse Schwierigkeiten soll das Zusammensintern des Schwefelkieses oberhalb der Schmelzzone verursachen, indem derselbe oft zu festen Gewölben, welche den abziehenden |27| Gasen grossen Widerstand leisten, zusammenbackt. Um dieses den ganzen Betrieb leicht in unangenehmster Weise hemmende Zusammensintern nach Möglichkeit zu verhüten, werden die Sulfide in grossen Stücken von 10 bis 20 k in den Ofen gegeben.

Auch soll, wie leicht erklärlich, die Anwendung eines heissen Gebläsewindes (540° C.) für den Erfolg des Processes von grossem Werthe sein; freilich ist heisser Gebläsewind im Allgemeinen nur durch Aufwand von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen möglich, indessen steht zu erwarten, dass bei zweckmässiger Ausnutzung der Abhitze des Ofens besondere Brennstoffe entbehrlich werden.

Der Process dürfte sich wohl nur für solche Gegenden eignen, welche keine zu dichte Bevölkerung aufweisen, also nicht für cultivirte Länder geeignet sein, und zwar deshalb, weil es so gut wie unmöglich sein dürfte, die grossen Massen von schwefliger Säure, welche durch den Process in einer für die Gewinnung von Schwefelsäure durchaus ungeeigneten Form erzeugt werden, zu condensiren bezieh. unschädlich zu machen.

Im Vorstehenden wurde angedeutet, dass der Pyriticprocess von Austin eine gewisse Aehnlichkeit mit dem Kupfersteinbessemerprocess von Manhés habe. In der That sind denn auch beide Processe von Charles Maurice Allen in Butte City, Montana, Nordamerika, zu einem einzigen Processe vereinigt worden, so dass also in einem einzigen Hitzgange aus rohen schwefelhaltigen Kupfererzen metallisches Kupfer ohne Anwendung von kohlehaltigem Brennstoff gewonnen werden soll, mit welchem Erfolge, bleibt abzuwarten.

Zur Ausführung dieses Verfahrens bedient sich Allen des nebenstehenden Schachtofens (Fig. 5); derselbe besteht aus einem doppelten wassergekühlten Blechmantel. Die Wasserkühlung macht jedes besondere Ofenfutter überflüssig. Auch der Boden besteht aus doppelten, mit Wasserkühlung ausgestatteten Eisenplatten. Der Ofen besitzt ein Schlackenloch b, sowie ein Stichloch a für das gewonnene Metall. Ausserdem hat derselbe zwei Reihen von Düsen c und d, von denen die untere sich knapp über dem Herdniveau befindet, während die zweite Reihe über dem Schlackenloch b angebracht ist. Das Eintragen der Erze erfolgt durch die Oeffnung C. Da während des Betriebes ein mehrfaches Stoppen des Windes nöthig ist, so hat Allen hierfür eine besondere Düse erfunden (Fig. 6). Dieselbe besitzt eine Kammer E, in welcher sich eine Anzahl Stopfen D befinden. Diese Kammer hat zwei Schieber e und e1. Soll nun die Düse gestoppt werden, so wird der untere Schieber e1 zurückgeschoben; in Folge dessen ein Stopfen D in die Düse herunter fällt, um dann durch den Winddruck in die Düsenmündung getrieben zu werden. Hierdurch wird augenblicklich der Wind gestoppt, gleichzeitig aber auch das Eindringen von geschmolzenen Massen in die Düse verhindert.

Textabbildung Bd. 295, S. 27

Zum Wiederöffnen der verschlossenen Düse bedient man sich der Stosstange s, durch welche der Stopfen ohne Schwierigkeit in den Ofen gestossen werden kann. Aus diesem Grunde müssen die Stopfen aus einem Materiale bestehen, welches den Schmelzprocess nicht nachtheilig beeinflusst; sie werden deshalb zweckmässig aus demselben Stoff hergestellt, welcher im Ofen verarbeitet wird.

Bei der Ausführung des Verfahrens wird zunächst ein Holzfeuer auf dem Herde des Ofens angemacht und sodann so viel Koks zugesetzt, bis das Feuer bis oberhalb der obersten Düsenreihe brennt. Ein schwacher Wind wird hierauf durch die oberen Düsen eingeblasen, während die unteren Düsen durch die vorbeschriebenen Stopfen verschlossen bleiben. Ist der Koks vollständig in Glut, so werden die rohen sulfidischen Erze aufgegichtet und gleichzeitig der Wind verstärkt. Unter gleichmässig verstärktem Blasen werden dann weiter Koks und Erz zugesetzt, bis die geschmolzenen Metallsulfide bis zur oberen Düsenreihe stehen. In diesem Zeitpunkte werden in der vorstehend beschriebenen Weise die Stopfen der unteren Düsenreihe in den Ofen gestossen und ein Windstrom von geeigneter Pressung durch dieselbe eingeblasen. Derselbe durchstreicht die geschmolzenen Metallsulfide, und der Sauerstoff verbrennt den Schwefel derselben zu schwefliger Säure, während die Metalle frei werden, ganz wie beim Bessemern des Kupfers. Das in den Sulfiden enthaltene Kupfer bleibt als solches, während das Eisen zu Eisenoxydul oxydirt und durch die vorhandene Kieselsäure verschlackt wird.

Sobald diese Umsetzung der Sulfide in Metall (Kupfer) und Schlacke genügend weit vorgeschritten ist, wird der Wind abermals gestoppt, damit sich Metall und Schlacke innerhalb des Ofens von einander trennen können. Dann wird zunächst der Schlackenstich geöffnet und die Schlacke zum grössten Theil abgelassen. Hierauf wird aus dem unteren Stichloch a das reducirte Metall (Kupfer) abgestochen und zwar bei rationellem Betriebe sofort als marktfähige Waare.

Nunmehr kann der Ofen von Neuem mit Sulfiden beschickt werden; von jetzt ab gibt man jedoch keinen Koks mehr zu, da die Verbrennungswärme der Sulfide ausreicht, den Process in Gang zu halten. Die geschlossenen Düsen werden abermals geöffnet und frischer Wind eingeblasen, wodurch die geschmolzene Masse bis zur Weissglut erhitzt und die neue Charge zum Schmelzen gebracht wird. In dieser Weise wird der Process continuirlich fortgesetzt, Schlacke und Metall werden abgelassen und frische Erze zugesetzt. Auf alle Fälle muss aber während des Blasens das geschmolzene Material so hoch stehen, dass es die unterste Düsenreihe bedeckt, auch muss der Wind von genügender Stärke sein, um ein Eindringen der geschmolzenen Materialien in die Düsen zu verhindern (D. R. P. Kl. 40 Nr. 73232 vom 25. April 1893).

Im Scientific Quarterly, 1893, bespricht B. Sadtler einige metallurgische Verbesserungen, welcher Besprechung wir das Nachstehende entnehmen:

Es ist bekannt, dass beim Schmelzen auf Stein durch ungenügende Ausscheidung desselben aus der Schlacke mitunter nicht unbedeutende Verluste entstehen. Es bestehen |28| deshalb verschiedene Mittel, um den Stein von der Schlacke möglichst vollständig abzusondern, von welchen in Amerika besonders die Vorherde und die grossen Schlacken topfe (settler) zu nennen sind. Indessen ist auch in ihnen eine vollkommene Separation des Steines nicht zu erzielen, weil nämlich diese Vorrichtungen mit Rücksicht auf ihre Transportfähigkeit nicht gross genug construirt werden können, um dem einfliessenden Steine und der Schlacke genügende Zeit zu einer gänzlichen Trennung zu lassen; auch die fortwährenden Erschütterungen während des Transportes wirken störend hierauf ein.

Diesem Uebelstande abzuhelfen, schlägt Dr. M. W. Iles vor, den transportablen Vorherd durch einen Flammofen zu ersetzen. Mehrere Schachtöfen, in denen das Steinschmelzen vor sich geht, werden zu einer Gruppe vereinigt und durch geeignete bedeckte Rinnen sämmtlich mit dem Flammofen verbunden, dessen Abmessungen derartige sind, dass die einfliessenden Ofenabgänge in ihm vollständig zu Ruhe kommen können. Die Schlackenrinnen werden von unten beheizt. Der Flammofenherd hat nach der einen Seite (nach vorn) eine beträchtliche Neigung, wodurch ein Sumpf gebildet wird, aus welchem von Zeit zu Zeit durch ein tief gelegenes Stichloch der sich ansammelnde Stein abgestochen wird. Dasselbe geschieht durch ein höher angebrachtes Stichloch mit der Schlacke. Die Feuerung wird derart geregelt, dass die Schlacke in dem Flammofen flüssig bleibt. Höhere Temperaturen müssen jedoch vermieden werden, weil sonst die meist basische Schlacke das feuerfeste Material des Flammofens zu stark angreift.

Als besondere Vortheile dieses Verfahrens werden folgende angegeben:

1) Die Abmessungen des Flammofenherdes, welche, da auf Transportfähigkeit keine Rücksicht genommen zu werden braucht, genügend gross gewählt werden können, gewährleisten ein vollkommenes Zu-Ruhe-kommen der Schlacke und des Steines.

2) Es entfällt die nochmalige Schmelzung der sich an den Wänden der Schlackentöpfe festsetzenden Krusten.

3) Der unangenehme Rauch, welcher beim Ablassen der Schlacke aus dem Schachtofen mit entweicht, kann durch die bedeckten Schlackenrinnen in geeigneter Weise fortgeleitet werden, ohne die Arbeiter zu belästigen.

4) Die aus dem Flammofen abgelassene Schlacke kann, da sie frei von Stein ist, direct granulirt und weggeschwemmt werden.

5) Die Separation des Steines von der Schlacke ist in dem Flammofen eine selbsthhätige, so dass eine Scheidung desselben von letzterer durch Hand fortfällt.

In ähnlicher Weise wird auch durch eine von E. P. Mathewson angegebene Einrichtung eine sehr gute Trennung des Steines von der Schlacke erreicht. Mathewson benutzt einen Schachtofen mit offener Brust, bei welchem die Schlacke und der Stein unter dem gekühlten Bruststein in einen den Ofen umgebenden, oben abgedeckten Vorherd übertreten, welcher derart gross gewählt werden kann, dass Schlacke und Stein vollkommen zur Ruhe kommen können. Dieser Vorherd besitzt fast im Niveau der Formen ein Schlackenloch, sowie in seinem tiefsten Niveau einen Steinstich, ausserdem zwischen Schlackenloch und Steinstich eine dritte verschliessbare Oeffnung zum Reinigen des Ofentiegels. Diese Einrichtung soll ausser den bereits bei dem Iles'schen Verfahren angegebenen Vortheilen noch den besitzen, dass mit der Schlacke keine Ofengase aus dem Ofen entweichen können. Ferner ist durch den Vorherd auch das Ofeninnere zugänglich.

Sadtler überzeugte sich auf den Werken der Pueblo Smelting and Refining Company (Pueblo, Colorado) von der Wirksamkeit der Mathewson'schen Einrichtung. Die ohne Rauch aus dem Vorherde abfliessende Schlacke wurde versuchsweise längere Zeit durch einen grossen Schlackentopf geleitet, Nach 4stündigem Durchfliessen derselben wurde stets der Inhalt des Topfes untersucht und hierbei in den meisten Fällen kein Stein, nur ausnahmsweise eine dünne Scheibe Stein vorgefunden.

S. Bretherthon hat auf dem American Smelter in Leadville versucht, dadurch bei der Verarbeitung des Steines an Arbeitslöhnen zu sparen, dass er den Stein bei seinem Ausfluss aus dem Schlackentopf durch einen Druckwasserstrahl granulirte und hierdurch den Stein direct in eine für das Rösten geeignete Form überführte. Die im Schlackentopf zurückbleibenden Krusten sind nicht so hart wie der Kern und lassen sich leichter zerkleinern. Durch Absieben werden aus der granulirten Steinmasse alle grösseren Stücke ausgeschieden und sodann mit den Krusten zerkleinert. 75 Proc. der gesammten Steinmasse sollen bereits durch das Wasser derart granulirt werden, dass eine weitere Zerkleinerung überflüssig ist, so dass demnach nur 25 Proc. des Steines zerkleinert zu werden brauchen, wodurch gegen früher eine nicht unwesentliche Ersparung herbeigeführt werden dürfte.

Dr. B. Mohr in London verwendet die bei der Cementation des Kupfers als Nebenproduct gewonnenen Eisensulfatlaugen (FeSO4), nachdem er dieselben in Eisenoxydsalz (Fe2[SO4]3) übergeführt hat, zur Auslaugung von Kupfer aus Schwefelkupfererzen, aus denen ja bekanntlich Kupfer durch Eisenoxydsalze gelöst wird.

Das Mohr'sche Verfahren bezweckt nun, sowohl die durch die Auflösung des Kupfers zu Oxydul reducirten Eisenoxydlösungen, als auch die bei der nachherigen Cementirung des Kupfers sich bildende Eisensulfatlösung möglichst schnell in Eisenoxydlaugen, welche von Neuem zur Kupferauflösung benutzt werden, umzuwandeln. Diese Umwandelung geht zwar von selbst durch den Sauerstoff der Luft vor sich; allein dieser Oxydationsprocess ist ein zu langsamer, um für technische Zwecke von Werth zu sein. Mohr benutzt bei seinem Verfahren die bekannte Eigenschaft der Eisenoxydulsalzlösungen, durch Zusatz eines alkalisch reagirenden Metalloxydes unter Ausscheidung von basischen Oxydsalzen sich schnell zu Eisenoxydlösungen zu oxydiren. Die bei der Cementation des Kupfers fallenden Eisenoxydullaugen werden mit Kalkhydrat versetzt, bis ein Theil des Eisens als Eisenoxydulhydrat ausgeschieden ist. Die so vorbereiteten Laugen werden dann der Einwirkung des Luftsauerstoffes ausgesetzt. Das zuerst ausgeschiedene Eisenoxydulhydrat wird durch den Sauerstoff rasch in Eisenoxydhydrat verwandelt. Letzteres setzt sich unter weiterer Aufnahme von Sauerstoff mit dem Eisenoxydulsalz in neutrales und basisches Eisenoxydsalz um. Nachdem die ausgeschiedenen basischen Eisenoxydsalze durch Zusatz von Säure gelöst worden sind, wird die so erhaltene Eisenoxydulsalzlösung in bekannter Weise von Neuem zum Auslaugen des Schwefelkupfers aus seinen Erzen benutzt (D. R. P. Kl. 40 Nr. 64452 vom 23. Februar 1892).

|29|

Um kupferhaltige Laugen, wie solche bei manchen Hüttenprocessen gewonnen werden, zu verwerthen, verfährt Dr. Carl Hoepfner in Giessen folgendermaassen:

Die Lauge wird, falls das Kupfer als Sulfat vorhanden ist, mit einer genügenden Menge Kochsalz versetzt, um das Kupfersulfat in Chlorid überzuführen:

CuSO4 + 2NaCl = Na2SO4 + CuCl2.

Enthält sie dagegen überschüssiges Kochsalz, so wird sie mit einer diesem überschüssigen Kochsalz entsprechenden Menge Kupfervitriol versetzt. Hierdurch wird bewirkt, dass in der Lösung Kupferchlorid und Glaubersalz vorhanden sind.

Diese Lösung wird in einem Rührwerk mit metallischem Kupfer behandelt, wodurch sämmtliches Kupfer als unlösliches Kupferchlorür und etwa vorhandenes Silberchlorid metallisch ausgeschieden werden:

CuCl2 + Cu = Cu2Cl2

2AgCl + 2Cu = Cu2Cl2 + 2Ag.

Statt metallischen Kupfers kann auch Kupferoxydul oder Kupfercarbonat zur Ausfällung benutzt werden.

Die zurückbleibende Lauge enthält nur Spuren von Kupfer und geringe Mengen Eisen, Nickel u.s.w. Diese können durch Oxyde, Carbonate oder Sulfide entfernt werden, wodurch reines Glaubersalz zurückbleibt und durch Auskrystallisiren gewonnen werden kann.

Das ausgefällte Kupferchlorür, welches ausser dem Silber auch noch Wismuth, Arsen und Antimon enthält, wird in Form von Kupferchlorür gelöst und dafür Sorge getragen, dass diese Lösung von jenen Stoffen frei bleibt. Dasselbe kann entweder auf elektrolytischem Wege auf Kupfer verarbeitet oder aber mit Aetzkalk behandelt werden, wodurch das Kupfer in Form von Oxydul oder Oxyd gewonnen wird:

Cu2Cl2 + Ca(OH)2 = Cu2(OH)2 + CaCl2

(D. R. P. Kl. 40 Nr. 66096 vom 2. Juli 1890).

Ein zweites von Dr. Carl Hoepfner erfundenes Verfahren bezweckt die Herstellung von Kupferoxydul aus Schwefelkupfererzen.

Die kupferhaltigen Erze werden gemahlen und sodann mit einer zweckmässig erwärmten Lösung von Kupferchlorid in Kochsalz oder Calciumchlorid, welche Kupferchlorür reichlich zu lösen vermögen, behandelt, wobei sämmtliches Schwefelkupfer in Form von Kupferchlorür unter gleichzeitiger Reduction der Kupferchloridlösung zu Kupferchlorür in Lösung geht. Diese Lauge wird von den Erzrückständen getrennt und von ihrem etwaigen Gehalt an Silber, Wismuth, Eisen, Arsen, Antimon durch bekannte Mittel befreit.

Die nunmehr reine Kupferchlorürlösung wird hierauf in zwei Theile getheilt. Aus dem einen Theil wird am zweckmässigsten durch Aetzkalk alles Kupfer als Kupferoxydul ausgefällt, während die andere Portion in Kupferchlorid, welches von Neuem zum Auslaugen der Schwefelkupfererze benutzt wird, umgewandelt wird. Diese Umwandelung geschieht durch Zusatz von Säuren unter gleichzeitiger Einwirkung von Sauerstoff oder Chlor. Für besonders geeignet für diesen Zweck hält Hoepfner die schweflige Säure, welche sich hierbei in der Lauge zu Schwefelsäure oxydiren soll, die wiederum durch vorhandenes Chlorcalcium unter Bildung von Gyps und Salzsäure, welch letztere das Kupferchlorür in Kupferchlorid umsetzt, ausgefällt wird.

In Formeln ausgedrückt stellt sich das ganze Verfahren folgendermaassen dar:

1) 2 CuCl2 + 2 CuS = 2Cu2Cl2 + 2S,

2) Cu2Cl2 + CaO = Cu2O + CaCl2,

3) Cu2Cl2 + SO2 + 2O + H2O = Cu2Cl2O + H2SO4,

4) Cu2Cl20 + H2SO4 + CaCl2 = 2 CuCl2 + H2O + CaSO4,

5) 2CuCl2 + 2CuS = 2Cu2Cl2 + 2S

u.s.w.

In dieser Weise kann in fortlaufendem Kreisprocess aus rohen sulfidischen Erzen Kupferoxydul gewonnen und hierbei der Gehalt der Extractionslauge an Kupferchlorid constant erhalten werden (D. R. P. Kl. 40 Nr. 73179 vom 19. Juli 1892).

Wyndham H. Wynne und Dr. W. Stahl in Niederfischbach haben sich ein Verfahren patentiren lassen, um mittels Natriummonochromat aus den durch Extraction chlorirend gerösteter Kiesabbrände gewonnenen Kupferlaugen die meistens vorhandenen, oft nicht unerheblichen Mengen an Wismuth, Blei und Silber auszufällen. Dies ist erforderlich, da besonders das Wismuth die technischen Eigenschaften des Kupfers verschlechtert; schon 0,5 Proc. Wismuth sind auf die Walz-, Schmied-, Ziehbarkeit und das Leitungsvermögen des Kupfers von höchst nachtheiligem Einfluss. Auch Silber und Blei üben auf gewisse Eigenschaften desselben einen ungünstigen Einfluss aus; ausserdem lässt der Werth des Silbers eine möglichst vollständige Abscheidung desselben vor der Cementation als zweckmässig erscheinen.

Wynne und Dr. W. Stahl fanden bei ihrem Suchen nach einem Fällungsmittel für die genannten drei Elemente das Natriummonochromat als das geeignetste Reagens, da es nicht allein leicht rein und verhältnissmässig billig in grossen Quantitäten zu beschaffen ist, sondern auch leicht regenerirt und fortlaufend als Fällungsmittel benutzt werden kann.

Die nicht zu saueren Kupferlaugen werden je nach ihrem Gehalt an Wismuth, Blei und Silber mit gelöstem Natriummonochromat (auf etwa 10 cbm Lauge 3 bis 10 k Chrom at) versetzt und dann durch Wasserdampf auf etwa 60° C. erhitzt. Hierbei werden Wismuth und Blei vollkommen, Silber aber zum grössten Theil als basische Chromate gefällt. Die in Lösung gebliebenen minimalen Silbermengen fällt man mit Jodnatrium. Hierauf wird nach genügendem Absitzen die nunmehr reine Kupferlauge durch Abhebern und Filtriren von dem gelben Niederschlage getrennt. Letzteren sammelt man in grösseren Mengen an und schmilzt ihn mit Soda, worauf er mit Wasser ausgelaugt wird. Die Lösung enthält dann das regenerirte Fällungsmittel (Natriummonochromat), während der Rückstand ohne Schwierigkeit auf seine Metalle verarbeitet werden kann.

Das Verfahren verdient ohne Zweifel die Beachtung der Hüttenleute, da es ohne erhebliche Kosten nicht nur das so schädliche Wismuth, welches bislang bei der Cementirung des Kupfers zugleich mit diesem ausgefällt wurde, und da es durch den gewöhnlichen Kupferraffinirprocess nicht entfernt werden konnte, in das Raffinirkupfer mit überging, zu beseitigen gestattet, sondern auch zugleich eine vollständige Gewinnung des Silbers gewährleistet (D. R. P. Kl. 40 Nr. 75 403 vorn 18. Mai 1893).

(Fortsetzung folgt.)

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: