LXVIII. Ueber die durch Hrn. A. Patera mit den Joachimsthaler Erzen durchgeführten Hüttenprocesse. Aus der österreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1855, Nr. 48 u. 49. Uber Patera's Hüttenprocess für die Joachimsthaler Erze. Hr. Adolph Patera, k. k. Assistent an der Montanlehranstalt in Pribram, hat bereits vor einigen Jahren seine ersten Versuche über die Aufarbeitung der reichen Joachimsthaler Erze begonnen.Man s. die früheren Mittheilungen im polytechn. Journal Bd. CXXIV S. 57 und Bd. CXXXVII S. 57. Der Zweck dieser Versuche war anfänglich bloß die Gewinnung des Silbers, und es wurde von ihm hiezu das Extractionsverfahren in Anwendung gebracht. Später widmete derselbe sein Augenmerk auch der gleichzeitigen Gewinnung des nicht unbeträchtlichen Kobalt- und Nickelgehaltes dieser Erze. Diese Arbeiten, welche ihren ununterbrochenen Fortgang nahmen, sind nunmehr so weit gediehen, daß die erfolgreiche Anwendung des Extractionsverfahrens zur Gewinnung des Silbers im Großen durch Hrn. Patera für die Joachimsthaler Erze in jeder Beziehung festgestellt wurde. Von nicht minderem Erfolge waren aber auch die Versuche zur Ausbringung des Kobalts und Nickels begleitet. Es gelang Hrn. Patera namentlich durch zweckmäßige und sinnreiche Uebertragung einiger analytischer Methoden auf die Darstellung im Großen, die bisherigen ungenügenden Hüttenprocesse zur Gewinnung dieser drei Metalle aus ihren Erzen zu vermeiden. Bekanntlich wies Karsten bei der Amalgamation, wo die Erze mit Chlornatrium geröstet werden, nach, daß sich hierbei Chlorsilber bilde. In der Folge wurde von Gmelin und Rivero der Vorschlag gemacht zum Ausziehen des Chlorsilbers Ammoniak statt Quecksilber anzuwenden. Mit Ausnahme von Frankreich jedoch, wo einige Versuche nach diesem Verfahren ausgeführt wurden, erfreute sich die Methode keiner weiteren Anwendung. Im Anfange dieses Jahrhunderts entdeckte Wetzlar die Löslichkeit des Chlorsilbers in heißer Kochsalzlösung. Diese Thatsache wurde von Augustin im Mannsfeldischen zur Extraction im Großen benützt. Da beim Rösten zur Amalgamation das Chlornatrium erst später zugegeben wird, und es sich darum handelt, zuerst die Schwefelmetalle in schwefelsaure Salze überzuführen, so vermied Ziervogl gänzlich den Zusatz von Chlornatrium, löste das gebildete schwefelsaure Silberoxyd in Wasser und fällte endlich daraus das Silber durch Kupfer. Alle diese bis jetzt bekannten Methoden der Extraction waren jedoch für die reichen Joachimsthaler Erze, welche im Durchschnitt 5 Mark Silber und 5–10 Proc. Nickel und Kobalt enthalten, nicht anwendbar. Das Augustin'sche Verfahren erschien nicht geeignet, weil beim Rösten mit Chlornatrium ein zu bedeutender Verlust an Silber sich ergab. Die Methode von Ziervogl aber konnte nicht angewendet werden, weil die Erze eine beträchtliche Menge Arsen enthalten; es bildete sich nämlich beim Rösten arsensaures Silberoxyd, welches von der Chlornatriumlösung nicht aufgenommen wird. Die von Gmelin und Rivero vorgeschlagene Methode ist endlich eine in ihrer Ausführbarkeit noch nicht festgestellte, und es konnte daher auf dieselbe nicht weiter reflectirt werden. Hr. Patera versuchte zuerst das Rothgültigerz, welches den Hauptreichthum der Joachimsthaler Vorkommen bildet, auf nassem Wege mit Schwefelnatrium zu behandeln. Es sollte hierdurch Schwefelarsen aufgelöst und das Silber als fein vertheiltes Schwefelmetall ausgeschieden werden, welches letztere durch eine Auflösung von Kupferchlorid in Chlorsilber verwandelt wurde; zur Extraction des Chlorsilbers diente endlich unterschwefligsaures Notron oder Chlornatrium. So schön dieser Versuch aber in theoretischer Beziehung war, so ergab sich dennoch bei der Durchführung des Verfahrens in größerem Maaßstabe, daß dasselbe zu umständlich sey. Auch konnten Kobalt und Nickel auf diese Art nicht gemeinschaftlich mit Silber gewonnen werden. Hr. Patera führte demnach eine Versuchsreihe durch, wobei sämmtliche drei Metalle durch einen Proceß dargestellt werden konnten. Die Resultate dieser Versuche, deren Erfolg ein gelungener war, setzten Hrn. Patera in den Stand, dem hohen k. k. Finanzministerium einen umfassenden Antrag für die Ausbeutung im Großen, mit einer bedeutenden Kostenersparung gegenüber der currenten Manipulation, zu unterlegen. Im Folgenden ist eine gedrängte Uebersicht des von Hrn. Patera seiner Vollendung zugeführten Verfahrens der Zugutebringung zusammengestellt. Die gesammte Aufarbeitung der reichen Joachimsthaler Erze zerfällt in folgende Operationen:     I. Rösten.    II. Auflösen.   III. Silberfällen.   IV. Silberreduciren.    V. Silber-Einschmelzen.   VI. Trennung des Nickels und Kobalts vom Arsen und Eisen.  VII. Trennung des Nickels vom Kobalt. VIII. Fällen des Nickels.    IX. Reduciren des Nickels. I. Rösten. Das von der Grube in erbsengroßen Stücken gelieferte Erz wurde in Partien von einem halben Centner in einem kleinen Flammofen nach dem Verfahren von Regnault und Cumenge unter Darüberleiten von Wasserdämpfen geröstet. Der Röstofen war ein gewöhnlicher ungarischer Flammofen mit Vorwärmherd und Flugstaubkammern. Der Dampf wurde aus drei Düsen auf das glühende Erz strömen gelassen. Die zum Rösten erzeugte Hitze war eine sehr mäßige und das Erz wurde nur selten umgekrählt. In 5 bis 6 Stunden dampfte es nicht mehr. Jede so behandelte Partie war demnach in 6 Stunden gut geröstet. Nickel und Kobalt waren im gerösteten Erze als gelbe, wasserfreie arsensaure Salze vorhanden, das Silber in metallischem Zustande. Flugstaub fiel nur wenig ab und derselbe war auch im Verhältnisse zu dem reichen Erze nicht beträchtlich silberhaltig. Er bestand aus mitgerissenen Erztheilchen, metallischem Arsen und Asche vom Röstholze. Ein Verlust an Silber fand nach dem angeführten Verfahren des Röstens nicht statt, weil die chemische Veränderung des Erzes bei ziemlich niedriger Temperatur vor sich ging und weil die flüchtigen Röstproducte größtentheils mit den Wasserdämpfen condensirt wurden. Die von der Grube, wie schon erwähnt, in erbsengroße Stücke gequetscht übernommenen Erze wurden ohne weitere Zerkleinerung geröstet. Dieselben waren zwar vollkommen durchgeröstet, weil sich aber beim nachherigen Auflösen einige Schwierigkeiten ergaben und auch die Rückstände noch verhältnißmäßig reich blieben, so ließ Hr. Patera, um beim weitern Zerkleinern keinen Metallverlust zu haben, dieselben nach dem Rösten naß mahlen. Es ging dieß sehr leicht von statten, da das Erz durch das Rösten mürbe geworden war. Endlich wurde auch diese zweite Methode des Zerkleinerns entbehrlich, da die Erze durch die Quetsche hinlänglich fein gebracht werden konnten. II. Auflösen. Das Auflösen geschah in hölzernen Gefäßen. Das geröstete Erz wurde in Partien von 37 1/2 Pfund, entsprechend einem halben Centner ungeröstetem Erze, zuerst mit verdünnter Schwefelsäure bis gegen 40° C. erwärmt. Letzteres geschah durch Einleiten von Wasserdämpfen. Nach fünfstündiger Einwirkung wurde der Erzrückstand ausgewaschen. Diese vorläufige Behandlung mit Schwefelsäure hatte zum Zwecke, den größten Theil des Kobalts und Nickels aufzulösen. Silber hingegen konnte von der in verdünntem Zustande angewandten Schwefelsäure nicht angegriffen werden; dasselbe wurde aber hierdurch bloß gelegt und so der nachherigen Einwirkung der Salpetersäure leichter zugänglich gemacht. Nach Entfernung der schwefelsauren Nickel- und Kobaltlösung wurde verdünnte Salpetersäure auf das Erz gegeben und wieder mit Wasserdampf bis circa 40° C. erwärmt. Das Silber wurde hierdurch energisch angegriffen unter Entwickelung stark rother Dämpfe. Nach 4 bis 5 Stunden hörte die Entwickelung der rothen Dämpfe auf, obwohl die Lösung noch stark sauer war; ein Beweis, daß sich bei dieser Temperatur vom Silber nichts mehr löste. Es wurde hierauf mit heißem Wasser so lange ausgewaschen, bis die ablaufende Flüssigkeit weder Silber noch Nickel enthielt. Hatte die Einwirkung der Salpetersäure bei der Temperatur von 40° aufgehört und man erhitzte die Auflösung sammt dem Erzrückstande in einer Porzellanschale ohne weiteren Säurezusatz bis zum Kochen, so entwickelten sich wieder rothe Dämpfe, es wurde sonach wieder Silber und Nickel aufgelöst und es sank der Halt der Rückstände bis auf 11 Loth per Centner, während er bei einer nur bis 40° erhitzten Auflösung 2 Mark 14 Loth per Centner (15 Procent von dem in Arbeit genommenen Silber) in den Rückständen betrug. Durch solche wiederholte Versuche wurde festgestellt, daß bei höherer Temperatur ohne neuen Säurezusatz ärmere Rückstände erhalten werden. Es ist aber höchst wahrscheinlich, daß durch Anwendung höherer Temperatur außerdem in kürzerer Zeit und mit weniger Säure dasselbe günstige Resultat erzielt werden könne. Beim Auflösen des Silbers in hölzernen Gefäßen wird ein Theil der Silberlösung von diesen aufgesaugt. Hr. Patera untersuchte einen schadhaft gewordenen Bottich, welcher aus 14 Dauben bestand. Von diesen wurden 2 Stück zu Asche verbrannt und es ergab sich in letzterer ein Inhalt von einem halben Loth Silber, daher in dem ganzen Gefäße mit sammt dem Boden gewiß gegen 4 Loth Silber enthalten sind. Dieses Silber kann aber leicht ohne Verlust wieder gewonnen werden, wenn man die schadhaften Holzgeräthe verbrennt und die erhaltene Asche mit Wasser auslaugt, wodurch ein sehr silberreiches Product zurückbleibt, welches wieder der Manipulation zugetheilt werden kann. III. Silberfällen. Die beim Auflösen mit Salpetersäure erhaltene Lauge enthielt Silber, Nickel, Kobalt, etwas Eisen und Arsensäure. Das Silber wurde daraus durch Chlornatrium als Chlorsilber präcipitirt. Der entstandene Niederschlag setzt sich sehr schnell zu Boden, wenn man die Flüssigkeit in Bewegung bringt. Es wurde dieß durch eine mit Löchern versehene hölzerne Scheibe bewerkstelligt, welche an einem Stiel befestigt war und welche einige Male in die Flüssigkeit gestoßen wird. Das Chlorsilber wurde von der Nickellösung durch Abziehen der letzteren mittelst gläserner Heber getrennt und kam zum Reduciren. Die so getrennte Nickellösung erscheint noch trübe von fein zertheiltem Chlorsilber und zartem aufgeschlemmtem Erzpulver. Man läßt sie stehen, wo sich in beiläufig 12 Stunden das wenige, mit etwas Erzpulver verunreinigte Chlorsilber vollständig absetzt. Das hier erhaltene Chlorsilber kommt ebenfalls zum Reductionsproceß. Die aber nun vollkommen silberfreie Kobalt-Nickellösung wurde zur Gewinnung dieser Metalle benützt. IV. Silberreduciren. Das mit Chlornatrium gefällte, gut ausgewaschene Chlorsilber wird in einem Bottich mit Wasser, welches mit etwas Schwefelsäure sauer gemacht ist, übergossen und durch hineingelegtes Brucheisen reducirt. Das reducirte Silber wurde ausgewaschen, in leinenen Spitzbeuteln abfiltrirt, ausgepreßt und getrocknet. Das Auswaschen muß hinreichend fortgesetzt werden, widrigenfalls man beim nachherigen Einschmelzen Speise (Arsen, Nickel, Kobalt) oder Lech (Schwefeleisen) bekommt, je nachdem die arsensaure Nickellösung oder das schwefelsaure Eisenoxydul nicht vollkommen entfernt sind. Diese Salze werden, wenn sie vorhanden sind, beim Einschmelzen durch die Kohle reducirt und bilden lästige silberhaltige Nebenproducte. V. Silbereinschmelzen. Das durch Eisen reducirte Silber wurde im Graphittiegel eingeschmolzen und in Barren gegossen. Da das gefällte Silber einige Procente Erzrückstand enthielt, so mußte eine entsprechende Menge Fluß zugegeben werden, um denselben zu verschlacken. Diese Beimengung des Rückstandes kann jedoch beim currenten Betriebe durch längeres Absetzenlassen der Lauge leicht vermieden werden. VI. Trennung des Nickels und Kobalts vom Arsen. Die durch Chlornatrium vom Silber befreite Nickel-Kobaltlauge wurde, nachdem das Chlorsilber vollkommen davon getrennt war, zur Darstellung des Nickels und Kobalts benutzt. Die Lauge enthielt nebst den genannten Metallen noch Arsensäure. Hr. Patera wählte zur Trennung der letzteren vom Nickel und Kobalt die Methode, welche auch in Birmingham in Anwendung seyn soll. Man setzt nämlich zu der Lösung eine Auflösung von Eisenchlorid, welches aus calcinirtem Eisenvitriol und Salzsäure dargestellt wird. Das Eisensalz bildet, wenn es in hinreichender Menge zugesetzt wird, basisch arsensaures Eisenoxyd. Neutralisirt man nun die Auflösung mit fein gepulvertem kohlensaurem Kalk, so fällt das basisch arsensaure Eisenoxyd mit dem etwa überschüssig zugesetzten Eisenoxyd heraus, und die Lösung enthält nun weder Arsen noch Eisen. Enthält der zum Fällen benutzte gepulverte Kalkstein aber Eisenoxydul, so fällt dasselbe aus der neutralen Lösung nur langsam heraus. Man beschleunigt jedoch die Fällung desselben durch Kochen. Aus diesem Grunde und um die Lauge auf ein geringeres Volumen zu bringen, wurde sie in Bleipfannen eingedampft. VII. Trennung des Kobalts vom Nickel. Die arsen- und eisenfreie, abgedampfte, vollkommen neutrale Nickel- und Kobaltlauge wurde nun mit einer Auflösung von unterchlorigsaurem Kalk (Chlorkalk) versetzt, wodurch das in der Lösung enthaltene Kobaltoxydul in Kobaltoxyd verwandelt wird, welches in der neutralen Lauge nicht auflöslich ist und als schwarzer Niederschlag zu Boden fällt. Die Chlorkalklösung muß mit einiger Vorsicht zugesetzt werden, da durch einen Ueberschuß nebst dem Kobalt auch das Nickel (ebenfalls schwarz) gefällt wird. Man läßt dann das Gefällte absetzen, trennt die über dem Niederschlage stehende Nickellösung durch einen gläsernen Heber von dem Niederschlage und bringt letzteren in einen Spitzbeutel. Das erhaltene Kobaltoxyd wird in den meisten Fällen so rein seyn, daß es unmittelbar in den Handel kommen kann. Sollte jedoch ein Raffiniren nöthig seyn, so macht dieß keine Schwierigkeit, da man es nicht mehr mit einem Rohproducte, sondern schon immer mit einem sehr wenig verunreinigten Educte zu thun hat. In Folge vielfacher Versuche ergab sich als am zweckmäßigsten, das Kobalt durch Chlorkalk nicht vollständig zu fällen und lieber eine geringe Menge beim Nickel zu lassen. Denn einige Procente Kobalt thun der Güte des Nickels keinen Eintrag, während umgekehrt geringe Mengen von Nickeloxyd das Kobaltoxyd bedeutend verschlechtern. VIII. Nickelfällen. Die neutrale Nickellauge wurde in großen hölzernen Gefäßen mit einer Auflösung von frisch gebranntem Kalk in Wasser versetzt. Hierdurch wird Nickel als Oxydulhydrat gefällt, welches in leinenen Spitzbeuteln abfiltrirt, hierauf ausgepreßt und getrocknet wurde. IX. Reduction des Nickeloxydes. Das getrocknete Nickeloxydulhydrat wurde geglüht und fein gemahlen. Das gepulverte Oxydul wurde mit 5 Procent ordinärem Kornmehl und etwas Runkelrübensyrup und Wasser zu einem möglichst steifen Teig gemacht. Dieser wird in einem Rahmen fest eingestampft und dann in Würfel geschnitten. Die Würfel werden schnell getrocknet, damit sie durch Gähren des Mehls nicht die Form verlieren, dürfen jedoch nicht verkohlen, da sie sonst brüchig werden. Die getrockneten Würfel wurden in Kohlenpulver verpackt und in einem Tiegel einer heftigen Weißgluth ausgesetzt. Das Nickel wird hierdurch reducirt und die poröse Masse schweißt zusammen und behält, wenn das Nickel rein war, die Würfelform bei. Sollte aber das Nickel noch unrein seyn, so genügt es, früher das Oxydulhydrat mit 10–15 Procent Soda zu rösten, wodurch die letzten Antheile Arsen und Schwefel entfernt werde. Die erhaltenen Würfel sind rauh, sie werden daher in ein um seine Achse bewegliches Faß gegeben, mit Wasser abgerollt und so polirt. Die Erze, welche von Hrn. Patera nach der hier angeführten Methode verarbeitet wurden, hatten einen Durchschnittshalt von 6 Mark Silber, 2 Procent Kobalt und 8 Procent Nickel, und es wurden im Ganzen 41 Centner Erz auf diese Art zerlegt. Den wirklichen Abgang an Silber in dieser Manipulation berechnete Hr. Patera mit 155/1000, jenen des Kobalts und Nickels aber, wiewohl derselbe vorläufig ziffermäßig noch nicht nachweisbar ist, als ebenfalls sehr unbedeutend. Was die ökonomische Seite der Manipulation anbelangt, so stellte sich im Vergleiche mit den bisherigen Verfahren eine sehr günstige Bilance heraus. Da die in Rede stehende Manipulation den speciellen Zweck verfolgte, die reichen Joachimsthaler Erze mit Vortheil aufzuarbeiten, so glaubt Hr. Patera nach dem jetzigen Standpunkte seiner Versuche, dieselbe nur für reichere Erze als besonders zweckmäßig und vortheilhaft anführen zu sollen. Spätere Versuche werden lehren, unter welchen Modificationen dieselbe auch für ärmere Erze ihre geeignete Anwendbarkeit finden könne. Was die Reinheit der von Hrn. Patera dargestellten Metalle betrifft, so ist bezüglich des Silbers zu erwähnen, daß dasselbe fast chemisch rein ist. Es ergibt sich dieß schon als eine nothwendige Bedingung der Darstellungsart. Ein Gleiches gilt von dem Kobaltoxyde, wie im Obigen bereits angeführt wurde. Was die äußere Form des Nickelmetalls anbelangt, so bleibt das Joachimsthaler Product nicht hinter dem sächsischen zurück. Bezüglich der inneren Reinheit fügen wir hier eine Analyse bei, welche im Laboratorium der k. k. geologischen Reichsanstalt ausgeführt wurde. Das Eisen wurde von Nickel und Kobalt durch Ammoniak getrennt, die ersteren beiden Metalle in der salzsauren Lösung, welche freie Säure enthielt, durch Einleiten von Chlor und Fällen des gebildeten Kobaltoxydes mit kohlensaurem Baryt. Es wurden in 100 Theilen gefunden: Nickel   86,40 Kobalt   12,00 Kupfer    Spur Eisen     0,22 Schwefel     0,10 Kieselerde         1,40 ––––––– 100,12. Nach einer anderen Analyse, welche Hr. E. Wysoky zu Joachimsthal ausführte, enthält es 98,44 Proc. Kobalt und Nickel, Spuren von Kupfer und Schwefel, 0,56 Proc. Eisen und 1,0 Proc. Kieselerde. Im Folgenden sind zum Vergleiche einige Analysen von Nickelsorten angeführt, aus welchen hervorgeht, daß das von Hrn. Patera dargestellte Nickel den im Handel vorkommenden besten Sorten nicht nur gleichsteht, sondern sie auch häufig noch an Reinheit übertrifft.     I. Von Henkel in Kassel aus Speise nach Schnabel.    II. und III. Deutsches Nickel von Laurent.   IV. Englisches Nickel nach Lassaigne.    V. Dillenburger Nickel nach Heusler.   VI. und VII. dto. nach Rolke und Soutzos. VIII. Sogenanntes Gersdorff'sches Nickel von Thalhof nach Pohl. Textabbildung Bd. 139, S. 279 Nummer; Nickel; Kobalt; Kupfer; Eisen; Arsen; Antimon; Schwefel; Kohle; Rückstand; Kieselerde. So weit sind wir dem Berichte über diese interessanten hüttenmännischen Arbeiten gefolgt, welche einen Beweis liefern, daß beharrliches wissenschaftliches Streben auch praktisch zu günstigen Resultaten führen muß, wenn die erforderliche Aufmerksamkeit bei der Ausführung herrschend bleibt. Wir halten die durch Hrn. Patera's Arbeiten gewonnenen Resultate für eine bleibende Bereicherung der Hüttenkunde. Die verdiente Anerkennung wissenschaftlicher Fachmänner hat bereits den früheren Leistungen Patera's einen ehrenvollen Platz in der Literatur des Hüttenwesens gesichert und seinen Namen auch außerhalb der Gränzen unseres Vaterlandes rühmlich bekannt gemacht. Die durch ihn eingeleitete Urangelb-Erzeugung wurde bei der Münchener Industrie-Ausstellung durch eine dem Joachimsthaler Bergoberamte – bei welchem Patera's Arbeiten vollbracht wurden – zuerkannte Medaille verdientermaßen ausgezeichnet. Wir erfüllen nur eine angenehme Pflicht, indem wir den mehrjährigen Bestrebungen eines so ausdauernden Hüttenmannes einen etwas umständlicheren Artikel widmeten. Wir wünschen, daß es nicht beim Versuche bleibe, sondern was sich als richtig bewährt hat, auch in die currente Manipulation eingeführt werde.