Titel: | Ueber die Entsilberung des silberhaltigen Bleies durch Zink; vom Geh. Oberbergrath Dr. Karsten in Berlin. |
Fundstelle: | Band 127, Jahrgang 1853, Nr. XXV., S. 121 |
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XXV.
Ueber die Entsilberung des silberhaltigen Bleies
durch Zink; vom Geh. Oberbergrath Dr. Karsten in Berlin.
Aus Karsten's und v. Dechen's Archiv Bd. XXV S.
192.
Karsten, über die Entsilberung des silberhaltigen Bleies durch
Zink.
(Schluß von S. 46 des vorhergehenden Heftes.)
Diese vorläufigen Versuche bestätigen nur im Großen, was die Laboratorienversuche im
Kleinen schon ergeben hatten, nämlich daß das silberhaltige Blei durch Zink
vollständig, oder fast vollständig entsilbert werden könne. Um aber die für die
metallurgische Anwendung der Methode sehr wichtige Frage über das Minimum des
Verhältnisses des Zinkes zu den silberhaltigen Werken entscheiden zu können, dazu
war der Erfolg dieser Versuche nicht geeignet. Es trat nämlich eine bestimmte Gränze
zwischen dem Zink und dem Blei nicht ein und man war daher genöthigt, ungleich mehr
erstarrtes Metall aus dem Kessel zu heben, als vielleicht erforderlich gewesen seyn
würde. Es würde eine große Unvollkommenheit und Unsicherheit in der Arbeitsmethode
eingetreten seyn, wenn man bei diesem zwar einfach erscheinenden, aber unreinlichen
und eine zuverlässige Trennung der silberhaltigen und der entsilberten Producte
nicht zulassenden Verfahren stehen geblieben wäre.
Die Versuche wurden daher dahin abgeändert, daß man nicht die oberen Metallschichten
allein, sondern den ganzen Inhalt des Kessels an flüssigem Metall erstarren ließ und
nach erfolgter Erstarrung eine so geringe Schmelzhitze anwendete, daß nur das
entsilberte Blei im unteren Theil des Kessels wieder in den flüssigen Zustand
gebracht ward und das darüber stehende Zinksilber als eine Scheibe abgehoben werden
konnte. Aber auch diesen Weg mußte man, ungeachtet der dabei ebenfalls
stattfindenden vollständigen Entsilberung der Werke, wieder verlassen, weil die
Gränze zwischen dem entsilberten Blei und dem silberhaltigen Zink durch Uebergänge
von zinkhaltigem Blei und silberhaltigem Zinkblei vermittelt ward, also nicht
hinreichend scharf war, um die Schmelzung bloß auf das entsilberte Blei beschränken
zu können. Außerdem stand dem Verfahren des vollständigen Erstarrens und des
theilweisen, auf das entsilberte Blei sich beschränkenden Wiederflüssigmachens des
Kesselinhalts der Umstand entgegen, daß wegen des erforderlichen großen
Zeitaufwandes und des bedeutenden Verbrauchs an Brennmaterial, von einer solchen
Methode, selbst in dem Fall, wenn der Erfolg der Trennung der Metallgemische ein günstigerer gewesen
wäre, eine praktische Anwendbarkeit nicht erwartet werden konnte.
Einen günstigeren Erfolg für die Trennung der Metallgemische glaubte man durch eine
Einrichtung des Schmelzgefäßes (des Kessels), nach welcher man dasselbe oben mit
einem Einschnitt, oder mit einem Schlitz zum Ablassen des silberhaltigen Zinkes
versah, herbeiführen zu können. Dieser Schlitz ward mit Treibherdmasse geschlossen.
Durch diese Art des Verschlusses der Ablaßöffnung für die oberen Metallschichten
schien ein einfaches und zuverlässiges Mittel gegeben zu seyn, die oberen
Metallschichten, soweit sie noch silberhaltig seyn würden, aus dem Kessel
abzuzapfen, indem man das Niveau der Treibherdmasse, durch Herauskratzen derselben
aus dem Schlitz (ähnlich wie bei den Glättegasen der Treibherde) nach und nach
erniedrigen und dadurch das Ablassen des flüssigen Metalles bis zu der
erforderlichen Tiefe bewerkstelligen konnte. Wenn man auf diese Weise bis zu
derjenigen Metallschicht im Schmelzkessel gelangt seyn würde, welche aus schon
entsilbertem Blei bestand, so ließ sich das fernere Ablassen der oberen
Metallschichten augenblicklich einstellen und es konnte dann zum Ausschöpfen des
entsilberten Bleies geschritten werden. Diese Einrichtung des Kessels entsprach
insofern den Erwartungen, als sie eine ungleich reinlichere Arbeit gestattete.
Dennoch war man genöthigt dieß Verfahren wieder zu verlassen, weil sich ein
unerwartetes und nicht zu beseitigendes Hinderniß einstellte. Die obersten Schichten
des Blei und Silber haltenden Zinkes flossen nämlich ohne Schwierigkeit aus der
Schlitzöffnung bis zu dem Niveau ab, welches durch das Herausziehen der den Schlitz
verschließenden Treibherdmasse jedesmal vorgezeichnet war. Sobald man sich aber dem
Niveau näherte, in welchem die Gränze des entsilberten Bleies erwartet werden
konnte, floß dieses selbst und nicht mehr die streng- und zähflüssigere Masse
der silberhaltigen Legirung aus dem Schlitz ab. Dieß letztere Metallgemisch drückte
mit seinem Gewicht auf das darunter befindliche leichtflüssigere Metall und nahm
theils dessen Stelle ein, theils erstarrte es an den Kesselwänden und mußte
losgebrochen und aus dem Kessel ausgehoben werden. Der Zweck der Einrichtung des
Kessels war auf diese Weise ganz verfehlt und das Arbeitsverfahren in dem Kessel
gestaltete sich hinsichtlich der Trennung der beiden Metallschichten ebenso
mangelhaft und unreinlich wie bei den früheren Versuchen. Auf die vollständige
Entsilberung der Werke, wenn übrigens den vorhin erwähnten Bedingungen entsprochen
war, hatte diese mangelhafte Trennung der Metallgemische keinen Einfluß.
Es blieb nun noch das – anscheinend letzte – Mittel übrig, die
vollkommnere Trennung der silberfreien und der silberhaltigen Metallmassen zu
versuchen. Dieß bestand darin, dem Schmelzkessel die Einrichtung zu geben, daß das
entsilberte Blei durch ein im Niveau des Kesselbodens einmündendes gußeisernes Rohr
abgelassen ward. Um aber dem zu schnellen und stürmischen Abstießen des Bleies,
besonders bei der anfänglichen großen Druckhöhe des flüssigen Metalles im Kessel,
zuvorzukommen und durch ein langsames Sinken des Niveau der Metallfläche im Kessel
das regelmäßige Niedersinken des silberhaltigen Zinkes und Bleies im Kessel
herbeizuführen, also um der früher schon erkannten Mangelhaftigkeit der Trennung der
Metallgemische vorzubeugen, welche vorzüglich durch das Hängenbleiben des
strengflüssigeren Metallgemisches an den Kesselwänden herbeigeführt ward, traf man
die Einrichtung, daß die 1 1/2 Zoll im Durchmesser weite und mit einem gußeisernen,
durch die Ofenmauerung geführten Abflußrohr versehene Oeffnung zum Ablassen des
entsilberten Bleies mit einem bis auf den Kesselboden reichenden geschmiedeten
eisernen Schieber vollständig geschlossen werden konnte. Der Schieber bewegte sich
zwischen zwei Leitschienen, die an der inneren Wand des Kessels angegossen waren,
und die Schieberstange ragte so weit über dem oberen Kesselrande hervor, daß die
Abflußöffnung mit Bequemlichkeit geschlossen und die Größe der Abflußöffnung, wenn
zum Ablassen des entsilberten Bleies geschritten werden sollte, sehr genau durch die
Höhe bis zu welcher der Schieber aufgezogen ward, bestimmt werden konnte.
Diese Einrichtung des Schmelzkessels hat sich am mehrsten bewährt. Der Gang der
Arbeit in demselben war folgender:
25 Centner 1 3/4löthige Werke wurden, mit vier Centner Zink versetzt, eingeschmolzen
und dann 1 Stunde lang in starker Rothglühhitze umgerührt. Das Verhältniß des Zinkes
zu dem zu entsilbernden Werkblei ward aus dem Grunde so groß angenommen, weil man
eine Concentrationsarbeit durchzuführen beabsichtigte, bei welcher dasselbe Quantum
des zuerst eingesetzten Zinkes zur Entsilberung für das demnächst einzutragende
Werkblei dienen sollte. Nur durch die Einführung einer Concentrationsarbeit konnte
die Silberscheidung aus den Werken mittelst des Zinkes als ein im Großen mit
Vortheil anzuwendendes Verfahren erscheinen. Der Zweck der Arbeit bestand also
wesentlich darin, das entsilberte Werkblei abzuzapfen, das silberhaltige
Metallgemisch von Zink, Blei und Silber aber in dem Schmelzkessel zurückzulassen und
zur Entsilberung von einer zweiten, dritten u.s.f. Post von Werkblei zu verwenden.
Dabei konnte es nicht zum Nachtheil gereichen, vielmehr war es ein Vortheil der Methode,
wenn man, um versichert zu seyn daß mit dem entsilberten Blei nicht zugleich auch
noch etwas Metall abgezapft werden könnte, welches noch einen Silbergehalt hatte,
ein größeres Quantum Metall in dem Kessel zurückließ, als der Berechnung nach nöthig
gewesen wäre, weil man durch die folgenden Concentrationsarbeiten um so
zuverlässiger auf eine vollständige Entsilberung rechnen konnte.
Nachdem das Rührwerk herausgenommen war, und das Metallbad vier Stunden lang in der
Rothglühhitze gestanden hatte, ward das vollständig entsilberte Blei so weit
abgezapft, bis der Inhalt des Kessels noch etwa sechs Centner betrug. – Zu
diesem Rückstande wurde ein zweiter Einsatz, ebenfalls
von 25 Centner 1 3/4löthige Werke hinzugefügt und wie vorhin behandelt. Der Inhalt
des Kessels ward abermals bis auf einen Rückstand von sechs Centnern entleert. Das
abgelassene Blei war vollständig entsilbert.
Den zum drittenmal in den Kessel eingesetzten und mit dem
Rückstande von etwa sechs Centnern vom zweiten Schmelzen zu behandelnden 25 Centner
1 3/4löthigen Werken mußten- aus Gründen, die weiter unten erörtert werden
sollen-zwei Centner Zink beigefügt werden. Das abgelassene Blei war frei von
Silber. Der Rückstand im Kessel betrug etwa sechs Centner.
Zu dem Rückstande im Kessel wurde die vierte Post von 25
Centner 1 3/4löthigen Werken, nebst zwei Centner Zink eingetragen und die
Entsilberung in der bekannten Art bewerkstelligt. Die Entsilberung war vollständig
und das entsilberte Blei ward bis auf den Rückstand von etwa sechs Centnern
abgezapft.
Die fünfte und die sechste
Post, eine jede von 25 Centner 1 3/4löthigen Werkes, konnten dem im Kessel
verbliebenen Rückstande vom vierten und fünften Schmelzen, ohne einen gleichzeitigen
Zusatz von frischem Zink hinzugefügt werden. Bei beiden Schmelzungen fand sich das
Blei vollständig entsilbert.
Als man aber die Concentration des Silbers im Zink noch weiter fortzuführen
beabsichtigte und dem im Kessel verbliebenen Rückstande eine siebente Post von 25
Centner 1 3/4löthigen Werken hinzugefügt hatte, ohne zugleich einen neuen Zusatz von
Zink zu geben, konnte die Entsilberung des Werkblei nicht mehr bewirkt werden, indem
das abgelassene Blei 3/4 Loth Silber im Centner zurückhielt.
Es waren also zur Entsilberung von 150 Centnern 1 3/4löthigen Werken – weil
das siebente Concentrationsschmelzen, als verunglückt, nicht in Rechnung gebracht
werden kann – 8 Ctr. oder 5 1/3 Proc. Zink erforderlich gewesen, welches Quantum sehr von der
früheren Angabe, daß es zur Entsilberung der Werke nur eines Zusatzes von 1 1/2
Procent Zink bedürfe, abweicht, worüber eine nähere Erklärung gegeben werden muß,
aus welcher zugleich hervorgehen wird, daß das Entsilberungsverfahren auf dem bisher
verfolgten Wege für die praktische Anwendung diejenigen Vortheile nicht gewähren
kann, welche es nach den Versuchen im Kleinen in einem hohen Grade zu versprechen
schien.
Ein Zusatz von 1 1/2 Procent Zink ist zur vollständigen Entsilberung des Werkblei
vollkommen zureichend, wenn nur eine einmalige Schmelzung stattfindet. So können
z.B. 25 Centner Werkblei durch 42 Pfd. Zink sehr gut entsilbert werden, obgleich die
Schwierigkeit der Trennung des geringen Quantums silberhaltigen Metallgemisches von
dem entsilberten Blei so groß ist, daß sie bei der metallurgischen Behandlung im
Großen nicht überwunden werden kann. Weil aber auch der räumliche Inhalt der
gußeisernen Schmelzgesäße eine gewisse Gränze hat, welche sich nicht füglich
überschreiten läßt, so bleibt, um das Verhältniß des silberhaltigen Metallgemisches
zu dem in dem Schmelzkessel jedesmal vorhandenen entsilberten Blei zu vergrößern,
nichts weiter als die Concentrationsarbeit übrig. Wenn man nun den zu entsilbernden
Werken gleich bei dem Schmelzen das doppelte, dreifache u.s.f. Quantum Zink, welches
zur Entsilberung erforderlich ist, in der Absicht hinzufügt, um diesen größeren
Zusatz, nach erfolgtem jedesmaligem Abzapfen des entsilberten Bleies, zur
Entsilberung eines zweiten, dritten u.s.f. Einsatzes von Werkblei zu benutzen, so
wird nur eine sehr unvollständige Entsilberung erfolgen. Die Entsilberung wird auch
dann unvollständig bleiben, wenn, sogleich bei dem Eintragen des zum zweiten,
dritten u.s.f. Concentrationsschmelzen bestimmten Quantums von Werkblei das zur
Entsilberung erforderliche Zink mit eingesetzt, also der mit 1 1/2 Proc. berechnete
Zinkzusatz einem jeden neuen Einsatz von Werken unmittelbar beigegeben wird, wenn
man daher, mit Bezug auf das angeführte Beispiel, die erste Schmelzarbeit aus 25
Centner Werkblei und 42 Pfd. Zink, die zweite (dem Rückstande im Kessel vom ersten
Schmelzen hinzuzufügende) Schmelzarbeit ebenfalls aus 25 Centner Werken und 42 Pfd.
Zink, deßgleichen die dritte, vierte u.s.f. Schmelzung aus diesem Verhältniß der
Werke zum Zink bestehen lassen wollte.
Die Ursache dieses für die Entsilberung der Werke durch Zink sehr ungünstigen
Erfolges ist der Rührarbeit zuzuschreiben, welche zu einer vollständigen Vermengung
der Blei- und Zinktheilchen, ohne welche die Entsilberung der ersteren durch
die letzteren nicht würde erfolgen können, ganz unvermeidlich ist. Durch die stete
Bewegung des Metallbades wird, ungeachtet der Bedeckung desselben mit Kohlenstaub, dessen Oberfläche
der erkältenden Einwirkung der Atmosphäre ausgesetzt ist und welcher daher wegen der
niedrigen Temperatur eine reducirende Einwirkung auf Metalloxyde nicht ausüben kann,
eine Oxydation des Bleies und des Zinkes herbeigeführt. Dieser Oxydationsproceß
wirkt doppelt nachtheilig auf den Erfolg der Entsilberungsarbeit. Einmal dadurch,
daß die sich bildenden Oxyde der unmittelbaren Berührung der Blei- und
Zinktheilchen hinderlich sind, und dann und vorzüglich dadurch, daß sie, indem sie
sich auf die Oberfläche des Metallbades begeben, mit der Kohlenstaubdecke eine
schwammartige Masse (Schaum) bilden, welche auch die in dem Metallbade aufsteigenden
zerschlagenen Zinkkörner, deren Bildung durch die Rührarbeit veranlaßt wird, in sich
aufnimmt. Diese Zinkkörnerchen erstarren in dem Schaum und werden in diesem dem
Metallbade entzogen. Ohne diese Oxyd- und Schaumbildung würde die
Entsilberung des Werkbleies durch Zink – in Uebereinstimmung mit den
Resultaten, welche die Versuche im Kleinen in den Laboratorien ergaben –
nicht allein in ungleich kürzerer Zeit, sondern auch bei einem sehr geringen
Verhältniß des Zinkes zum Werkblei erfolgen können. Das Quantum des durch diese
Schaumbildung entstehenden Abhubes ist aber sehr bedeutend und beträgt, dem Gewicht
nach, mehr als das Doppelte des Gewichts des durch den Entsilberungsproceß zu
erlangenden regulinischen silberhaltigen Metallgemisches. Zwar läßt sich diese
Schaumbildung vermindern, wenn die Oberfläche des geschmolzenen Metallbades vor dem
Eintreten der Rührarbeit vollkommen von den nichtmetallischen Beimengungen des
Werkbleies (Abstrich) gereinigt und ein reiner Metallspiegel dargestellt wird,
allein der Abhub bleibt auch dann noch sehr beträchtlich und es hat nicht gelingen
wollen, die Bildung desselben zu verhindern. Die Oxydation und die Schaumbildung
werden um so mehr befördert, je unreiner das Werkblei und je stärker die Schicht
ist, bis zu welcher sich die Schaumdecke über dem Metallbade schon angehäuft hat. Es
ist daher bei dem Concentrationsschmelzen durchaus nothwendig, vor dem Ablassen des
entsilberten Bleies den bei jeder Schmelzarbeit gebildeten Schaum vorher abzuheben.
Dadurch wird aber dem Kesselinhalt bedeutend viel Zink entzogen und es erklärt sich
daraus die Nothwendigkeit der weit über das erforderliche Verhältniß hinausgehenden
Zusätze von frischem Zink.
Die Bildung der großen Menge von Schaum ist es, durch welche der sonst ganz einfache
Entsilberungsproceß als ein unzuverlässiges und unreinliches, aber auch zugleich als
ein ökonomisch nicht vortheilhaftes metallurgisches Verfahren erscheinen muß. Die
Laboratorienversuche hatten keine Veranlassung zu der Befürchtung gegeben, daß die
Schaumbildung die Klippe seyn könnte, an welcher der Entsilberungsproceß im Großen
scheitern würde. Eine Decke von Talg, statt des Kohlenstaubes, wenn sie bei der
Temperatur im Schmelzgefäß zulässig wäre und nicht schnell der Verkohlung unterläge,
würde zwar die Schaumbildung vermindern, aber die Oxydbildung nicht verhindern
können, auch würden die Kosten der Entsilberung von silberarmen Werken durch die
Anwendung einer Talgdecke bedeutend erhöht werden. Der Schaum besteht aus einem
Gemenge von oxydirtem Blei und Zink, in welchem sich (mehr oder weniger Silber
enthaltende) Zinkkörnchen eingewickelt befinden. Daß der Kohlenstaub durch seine
Lockerheit und Porosität die Schaumbildung begünstigt, ist unzweifelhaft, allein
jede andere Decke würde der Oxydbildung auch nicht entgegenwirken können. Der Erfolg
der Oxydbildung besteht aber immer darin, daß durch die Oxyde die Entsilberung der
Werke erschwert, also die dazu erforderliche Zeit in einem hohen Grade verlängert
wird, und daß sie zur Schaumbildung Veranlassung geben, durch welche dem Metallbade
regulinisches Zink in einer ganz mechanischen Weise entzogen wird. Für den
ökonomischen Erfolg des Processes führt die Schaumbildung außerdem noch den
Nachtheil herbei, daß dadurch das Haufwerk, welches eine neue Zwischenarbeit
erfordert, sehr vermehrt wird. Die Mittel, um die Schaumbildung zu verhindern,
würden dieselben seyn, welche man anzuwenden hätte um der Bildung der Oxyde in dem
Metallbade entgegen zu Wirten. Dazu gibt es, wie es scheint, zwei Wege. Einmal die
Anwendung einer solchen Decke für das Metallbad, daß der Zutritt des Sauerstoffs der
Atmosphäre während der Rührarbeit ganz verhindert wird. Eine solche Decke wird indeß
schwer zu ermitteln seyn. Der zweite wirksamere Weg würde darin bestehen, die
vollständige Berührung der Blei- und Zinktheilchen zu ermöglichen, ohne das
flüssige Metallbad stundenlang in Bewegung zu setzen, also die Rührvorrichtung ganz
abzuwerfen. Wie und mit welchem Erfolge dieß bewerkstelligt werden kann, soll später
angegeben werden.
Aus dem bisherigen Vortrage ergibt sich wenigstens, daß die Uebertragung des
Silbergehalts des Bleies an das Zink ohne allen Metallverlust erfolgt, indem die
Temperatur, in welcher dieser Austausch stattfindet, noch unter den Gränzen
derjenigen Temperaturen liegt, bei welchen das Zink und das Blei verdampfen. Der
Metallverlust, wenn er stattfindet, kann nur durch mechanische Verzettelung
veranlaßt werden. Die eigentliche Quelle eines Metallverlustes bei dem
Entsilberungsproceß würde daher nur bei der Darstellung des Silbers aus dem Zink,
Blei und Silber enthaltenden Metallgemisch aufzusuchen seyn, vorausgesetzt, daß es gelingen sollte, die
Schaumbildung bei der Entsilberung des Bleies in dem Schmelzgefäß zu verhindern.
Aber abgesehen von diesem die Entsilberungsarbeit erschwerenden Umstande, blieb noch
eine zweite, nicht minder wichtige Frage zu erörtern, die nämlich, ob das
entsilberte Blei durch die Behandlung mit Zink nicht so viel von diesem Metall
aufnimmt oder zurückhält, daß es dadurch zu den Zwecken, zu welchen das Blei
verwendet zu werden pflegt, unbrauchbar wird?
In dem Schmelzkessel, der nach erfolgter Rührarbeit und nach beendigter Ruhezeit von
dem Schaume befreit worden ist und zum Ablassen des entsilberten Bleies bereit
steht, findet sich eine Schichtenreihe von Metallgemischen, bei denen das Verhältniß
der beiden Metalle, des Bleies und des Zinkes, sehr verschieden angetroffen wird.
Die folgenden Angaben beziehen sich natürlich auf eine Schmelzoperation, bei welcher
eine vollständige Entsilberung des Bleies stattgefunden hatte.
Die oberste und silberreichste Schicht enthält, außer Zink und Silber noch zwei Proc.
Blei. Der Zinkgehalt und mit demselben der Silbergehalt treten in den darunter
folgenden Schichten in demselben Verhältniß zurück, in welchem der Bleigehalt
zunimmt. Eine etwa 1 1/4 Zoll unter der Oberfläche des Metallbades genommene Probe
enthielt noch 8,6 Procent Zink; 1/2 Zoll tiefer betrug der Zinkgehalt noch 2,5
Procent und bald unter dieser Schicht ward das entsilberte Blei angetroffen, welches
noch 3/4 Proc. Zink enthielt. Dieser Zinkgehalt des Bleies blieb bis zu der den
Boden des Kessels bedeckenden Metallschicht constant, so daß es scheint, daß das
Blei, wenn es mit dem Zink in Berührung gewesen ist, auch unter den für die Trennung
beider Metalle günstigsten Verhältnissen immer noch 3/4 Proc. Zink zurückhält.
Das ursprüngliche Verhältniß des Zinkes zum Blei, wenn beide Metalle zugleich in den
Schmelzkessel eingetragen worden sind, hat auf die Menge des in dem entsilberten
Blei zurückbleibenden Zinkes keinen Einfluß. Es mochten mit 20 oder 25 Centnern
Werken 4 oder 1 Centner Zink in dem Schmelzkessel vorhanden seyn, immer hielt das
entsilberte Blei 3/4 bis 1 Proc. Zink zurück. Auch eine mehr oder weniger erhöhte
Temperatur des Metallbades hat auf den Zinkgehalt des entsilberten Bleies keinen
Einfluß gezeigt. Sogar in den Zinkdestillationsmuffeln, in welchen Bleioxyd
enthaltendes oder mit demselben gemengtes Zinkoxyd reducirt und in die Vorlage
übergetrieben wird, ist ein von Zinkgehalt freies Blei als Rückstand in der Muffel
nicht zu erhalten, selbst wenn dabei eine übermäßig hohe Temperatur angewendet wird.
Versuche im Kleinen bestätigen ebenfalls dieses Verhalten der beiden Metalle, geben
aber auch einen belehrenden Aufschluß darüber, daß die Trennung der beiden Metalle in einer sehr
kurzen Zeit erfolgt, wovon sich bei der Arbeit im Großen nur aus dem Grunde das
Gegentheil zeigt, weil die durch die Rührarbeit veranlaßte Oxydbildung die Trennung
der beiden Metalle erschwert.
So gering auch der Rückhalt an Zink in dem entsilberten Blei gefunden worden ist, so
könnte doch die Unausführbarkeit der Darstellung von ganz zinkfreiem Blei in manchen
Fällen wohl ein Hinderniß zur Einführung des Silberscheidungsverfahrens durch Zink
abgeben. Es ist nicht zu läugnen, daß schon der Gehalt von 3/4 Procent Zink dem Blei
einige Sprödigkeit mittheilt, wodurch es zu manchen Zwecken, z.B. zur Bereitung von
Bleiröhren, weniger brauchbar seyn könnte, als das ganz reine Blei. Auch für die
Bereitung des essigsauren Bleioxyds möchte ein Zinkgehalt nicht vortheilhaft seyn.
Für die Bleiweißfabrication scheint der geringe Gehalt an Zink gleichgültig. Dagegen
wird behauptet, daß dieser geringe Rückstand an Zink das Blei zur Anwendung für die
Fabrication des Bleischrotes unbrauchbar mache. Für manche Bleihütten, auf welchen
ein ganz reines Blei nicht dargestellt werden kann, möchte dagegen eine um 3/4
Procent größere Verunreinigung des Bleies mit Zink nicht von großer Erheblichkeit,
und für diese Bleihüttenwerke würde die Entsilberung der Werke durch Zink sehr zu
empfehlen seyn, wenn sich ein Verfahren ermitteln ließe, bei welchem die Rührarbeit
ganz wegfallen, also die Bildung der Oxyde, folglich auch die des Schaums verhindert
werden könnte. Ein solches Mittel würde in Ermangelung einer das Metallbad
vollständig gegen die Oxydation schützenden Decke, nur darin zu finden seyn, daß man
entweder in einem ganz gereinigten und abgeschäumten Bleibade flüssiges Zink
tropfenweise aufsteigen, oder daß man in einer Säule von flüssigem Zink rein
abgeschäumtes geschmolzenes Werkblei tropfenweise, oder in einem schwachen Strahl
niedersinken ließe. Die Zusammensetzung einer Schmelzvorrichtung, bei welcher das
geschmolzene Zink in einer flüssigen Säule von gereinigtem Werkblei aufsteigt, würde
sich, weil man mit zwei geschmolzenen Metallen in der Schmelzhitze zu arbeiten hat,
nicht leicht construiren lassen. Dagegen hat Hr. Lange
eine einfache Vorrichtung angewendet, das gereinigte Werkblei in einer flüssigen
Zinksäule tropfenweise, oder doch in einem schwachen Strahle niederfallen zu lassen
und dadurch zu entsilbern. Ein Rückstand an Zink in dem auf diese Weise entsilberten
Blei war indeß eben so wenig als bei der Rührarbeit zu vermeiden.
Die Vorrichtung besteht darin, daß über dem mit einem Abflußrohr nebst
Schiebervorrichtung versehenen Schmelzgefäß ein Schrotgießsieb, oder eine eiserne Schale mit
Oeffnungen von etwa 1/30 Zoll im Durchmesser angebracht, und daß ein besonderer
Bleikessel zum Einschmelzen des zu entsilbernden Werkbleies aufgestellt wird. Daß
der Bleikessel durch dieselbe Feuerung, welche dem Schmelzgefäß zugetheilt wird,
erhitzt werden kann, bedarf der Bemerkung nicht, obgleich es vorzuziehen ist, jedem
der beiden Schmelzgefäße eine besondere Feuerung zuzutheilen, damit die Arbeiten
nicht von einander abhängig sind. Das zur Entsilberung des Werkbleies bestimmte
Schmelzgefäß erhält die Gestalt eines Cylinders, welcher im Verhältniß zu seiner
Höhe einen geringen Durchmesser haben muß, damit die Zinksäule eine möglichst große
Höhe erhält. Während das Zink in dem Schmelzgefäß einschmelzt, muß in dem Bleikessel
das zu entsilbernde Werkblei eingeschmolzen und von allen Unreinigkeiten die sich
auf die Oberfläche begeben haben möchten, vollständig befreit seyn. Auch die
Oberfläche des Zinkes muß rein abgeschäumt werden. Zum Einschmelzen des Zinks ist
eine Temperatur anzuwenden, welche die Schmelzhitze des Metalles nicht bedeutend
übersteigt. Wenn beide Metalle eingeschmolzen und abgeschäumt sind, wird das
Werkblei mit einer Gießkelle aus dem Bleikessel genommen und in kreisender Bewegung
so lange in das Schrotgießsieb oder in die Schale eingetragen, bis das zur
Entsilberung bestimmte Schmelzgefäß ganz mit flüssigem Metall angefüllt ist. In der
Hauptsache ist dabei zu beobachten, daß das flüssige Werkblei nur in Tropfen, oder
wenigstens in einem unterbrochenen feinen Strahl durch die Sieböffnungen in das
Entsilberungsgefäß niederfällt, damit jedes Bleitheilchen mit dem Zink in Berührung
kommt. Nachdem das Gefäß angefüllt ist, bleibt es mit seinem Inhalt drei StundenStuden lang ruhig stehen und es ist dabei nur Sorge dafür zu tragen, daß das
Metall in dem Zustande der Flüssigkeit erhalten wird, um das entsilberte Blei nach
Verlauf von drei Stunden abzapfen zu können. Auf den Rückstand im Schmelzgefäß wird
sofort wieder frisches Werkblei durch das Gießsieb eingetragen bis das Schmelzgefäß
abermals angefüllt ist, worauf dann dasselbe Verfahren wieder eintritt, wie es bei
der ersten Entsilberung angegeben ist. Darauf erfolgt ein drittes, viertes u.s.f.
Eintragen, wobei das ursprünglichurspünglich eingeschmolzene und bei dem jedesmaligen Ablassen des entsilberten
Werkbleies in dem Schmelzgefäß zurückbleibende Zink als das Entsilberungsmittel
dient. Nach den Erfahrungen des Hrn. Lange soll mit der
Benutzung eines und desselben Quantums von Zink zur Entsilberung so lange
fortgefahren werden, bis das Zink – nach der Berechnung des Silbergehalts des
zu entsilbernden Werkblei – den vierten Theil seines Gewichts an Silber
aufgenommen hat. Zink, welches schon mehr als 25 Procent Silber enthält, soll nur eine
unvollständige Entsilberung bewirken.
Es ist indeß nicht unbemerkt zu lassen daß, wegen Mangel einer zweckmäßigen
Schmelzvorrichtung – man hatte den weiten Schmelzkessel mit dem unteren
Abflußrohr nebst Schieberöffnung beibehalten müssen – ein größeres Quantum
als 60 Centner Werkblei auf diese Weise noch nicht entsilbert worden ist, und daß
durch spätere Erfahrungen möglicherweise einige Modificationen eintreten könnten,
welche aber nur zum Vortheil des Silberscheidungsverfahrens ausfallen würden.
Das entsilberte Blei ist zwar – wie bereits bemerkt – ebenfalls nicht
frei von einem Rückhalt von Zink, indeß scheint dieser Rückhalt weit geringer als
bei dem Rührverfahren zu seyn, denn die untersten Schichten des silberfreien Bleies,
zunächst dem Kesselboden, enthielten nur 0,25 Procent Zink und von unten nach oben
nahm der Zinkgehalt in dem silberfreien Blei von 0,25 bis 1 Procent zu.
Hiermit wurden die Versuche zur Entsilberung des Werkbleies mittelst des Zinkes
geschlossen und es trat nun der zweite Theil des Entsilberungsprocesses ein, die
Scheidung des Silbers vom Zink durch Destillation.
Das bei der Entsilberung des Werkblei erhaltene Zink enthält immer noch einen Antheil
von Blei, der hinreichend ist um das Silber auf dem Test fein zu brennen, nachdem
das Zink aus dem Metallgemisch ausgeschieden und die Verbindung des Silbers mit Blei
in der Zinkdestillationsmuffel zurückgeblieben ist. Wäre der Bleigehalt nicht
zureichend, so würde man noch etwas Blei hinzuzufügen haben, um das Silber in den
Destillationsgefäßen in dem Blei anzusammeln und das reiche Werkblei demnächst auf
dem Test fein zu brennen.
Die ersten Versuche zur Entfernung des Zinks aus der
Zink-Blei-Silber-Legirung durch Destillation aus den in den
oberschlesischen Zinkhütten gebräuchlichen Muffeln gaben ein so unbefriedigendes
Resultat, daß man besorgen mußte in die Nothwendigkeit versetzt zu werden, die
Scheidung auf dem nassen Wege mittelst Schwefelsäure vorzunehmen. Es fand nämlich
ein bedeutender Silberverlust statt, der ganz unerklärbar schien, weil die Analysen
ergaben, daß weder das überdestillirte Zink noch das entweichende Zinkoxyd eine Spur
von Silber enthielt. Das Silber wird also bei der Zinkdestillation nicht
verflüchtigt und die Zinkdämpfe sind frei von Silberdämpfen, wenigstens in dem Fall,
wenn das Silber durch das Blei in den Muffeln gebunden ist. Da das Blei nothwendig
als ein Ansammlungsmittel für die Silberkörnchen dienen muß, so war keine Veranlassung
vorhanden den Versuch anzustellen, ob das Verhalten des Silbers bei der Destillation
des Zinkes ein anderes seyn werde, wenn eine bleifreie Legirung von Zink und Silber
dem Destillationsproceß unterworfen wird. Da indeß das Silber ungleich später
verdampft als das Blei, so hat jene Vermuthung sehr wenig Wahrscheinlich für
sich.
Der Grund des Silberverlustes bei der Destillation ward bald in dem Durchreißen des
Sanddammes gefunden, mit welchem die Oeffnung zum Auskratzen der Schlacke in der
Vorsetzplatte der Zinkmuffeln geschlossen worden war. Ein solcher Sanddamm wird bei
den Muffeln in Oberschlesien angewendet, wenn die zur Destillation gelangenden
zinkischen Geschicke Blei enthalten, wobei sich derselbe immer recht gut bewährt
hatte. Nachdem man durch Erfahrung belehrt war daß der Damm nicht zureiche, um Blei
in größeren Quantitäten in den Muffeln zurückzuhalten, wurden zu diesem besonderen
Zwecke Muffeln angefertigt, welche vorne, 4 Zoll hoch vom Boden, bis auf eine 3/4
Zoll im Durchmesser große Stichöffnung, ganz geschlossen waren. Die Stichöffnung
ließ sich durch die gewöhnlichen Mittel leicht verschließen und wieder öffnen, wenn,
nach beendigter Destillation, zum Ablassen des in der Muffel zurückbleibenden
silberreichen Bleies geschritten werden sollte.
Die Muffel ward für jede Destillation mit einem Centner von dem aus Zink, Blei und
Silber bestehenden Metallgemisch besetzt. Von vier Destillationen, also aus vier
Centner des Metallgemisches, welches nach den sorgfältigsten Proben 94 1/2 Loth
Silber enthielt, wurden 242 Pfd. Blei mit 88 9/22 Loth Silber erhalten. Der
Silberverlust beträgt zwar noch 6 1/11 Loth, aber dieser Verlust ist nur durch
Verzettelung entstanden und größtentheils als kleine Silberkörnchen in den beiden
Muffeln, welche man zu dem Versuch angewendet hatte, zum Theil auch in dem Gekrätz
zurückgeblieben, woraus es theils bei den folgenden Destillationen, theils durch die
Wäsche oder durch eine andere zweckmäßige Verarbeitung zum größten Theil wieder
gewonnen werden wird.
Die Entsilberung des bleihaltigen Zinkes durch die Destillation ist also hiernach
nicht den geringsten Schwierigkeiten unterworfen.
Vergleicht man die Erfolge der Entsilberung des Werkbleies durch Zink mit denen,
welche durch die gewöhnliche Treib- und Frischarbeit erhalten werden, so wird
man schon im voraus die Ueberzeugung gewinnen müssen, daß der Metallverlust bei dem
ersten Verfahren bedeutend geringer als bei dem letzteren seyn müsse. Bei der
eigentlichen Entsilberung, nämlich bei dem Uebertragen des Silbergehalts der Werke
an das Zink, kann ein
höchst unbedeutender Metallverlust nur allein durch mechanische Verzettelung
entstehen. Der eigentliche Verlust an Zink, Blei und Silber ist bei dem
Destillationsproceß zu suchen, welchem das silberhaltige Metallgemisch unterworfen
wird. Die Entsilberungskosten des Werkbleies auf der Friedrichshütte sind seit einer
langen Reihe von Jahren sehr genau bekannt. Sie betragen für 100 Ctr. Werke:
4 1/2 Loth Silberverlust, à 26 Sgr. 3 Pf.
3 Thlr.
28 Sgr
1 Pf.
4 1/2 Centner Bleiverlust bei den
Treib-, Frisch- und
Schlackenschmelzarbeiten,
à 6 Thlr.
27 „
–
„
– „
Löhne an die Treiber, Frischer
und Schlackenschmelzer
3 „
25 „
– „
An Brennmaterial und
anderen Materialien
6 „
– „
– „
–––––––––––––––––
40 Thlr.
13 Sgr.
1 Pf.
Nach den Resultaten, welche die letzte Entsilberungsarbeit durch Zink lieferte, hat
Hr. Lange die Kosten in folgender Art berechnet:
2 1/2 Loth Silberverlust, à 26 Sgr. 3 Pf.
2 Thlr.
5 Sgr.
7 Pf.
1/2 Centner Blei, à 6 Thlr.
3 „
– „
– „
1/2 Centner, Zink à 4 Thlr. 20 Sgr.
2 „
10 „
– „
Löhne an die Schmelzer und
Hülfsarbeiter
1 „
22 „
6 „
Brennmaterial
4 „
– „
– „
–––––––––––––––––
13 Thlr.,
8 Sgr.
1 Pf.
Diese Berechnung wird zwar für jedes andere Hüttenwerk verschieden ausfallen, je
nachdem die Preise der Metalle, die Höhe der Löhne und die Kosten für das
Brennmaterial verschieden und zum Theil auch veränderlich sind; immer wird aber der
geringe Metallverlust bei der Entsilberung der Werke durch Zink den wesentlichen
Vortheil gewähren, daß silberarme Werke, welche die Entsilberungskosten durch die
Treib- und Frischarbeit nicht mehr tragen, durch Zink noch mit Vortheil
entsilbert werden können, insofern der unvermeidliche geringe Rückhalt des Bleies an
Zink die Entsilberungsmethode überhaupt rathsam erscheinen läßt. Aber auch dieser
geringe Rückstand an Zink wird unbezweifelt durch das Umschmelzen des entsilberten
Bleies auf dem Treibherde entfernt werden können.