Titel: | Ueber fabrikmässige Gewinnung von Lithium und seiner Begleiter Rubidium und Cäsium aus dem Lepidolith; von Dr. Heinrich Peterson. |
Autor: | Heinrich Peterson |
Fundstelle: | Band 224, Jahrgang 1877, Nr. , S. 176 |
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Ueber fabrikmässige Gewinnung von Lithium und
seiner Begleiter Rubidium und Cäsium aus dem Lepidolith; von Dr. Heinrich Peterson.
Peterson, über Lithiumgewinnung aus dem Lepidolith.
Wohl selten dürfte einem Mineral in so hohem Maße die Aufmerksamkeit und das
Interesse der Chemiker zu Theil geworden sein, wie grade dem Lepidolith. Viele haben
sich mit dem Studium desselben befaßt und Methoden zur Gewinnung von Lithium
angegeben; leider aber haben sich diese nur von untergerordnetem Werthe für den
Praktiker erwiesen. Die große Anzahl der bis heute veröffentlichten Angaben über
Aufschließung und Verarbeitung des Lepidolithes leidet nämlich an zwei die
praktische Ausführung nicht zulassenden Hauptübeln: an dem allzu großer
Umständlichkeit, noch mehr aber daran, daß auf die im Lepidolith enthaltene Thonerde
Die Filsinger-Schering'sche Methode (1876
222 271) erstreckt sich zwar auf die
Gewinnung der Thonerde und zeigt eben hierin mit meiner mehrere Jahre
hindurch fabrikmäßig ausgeführten Lithumgewinnung Aehnlichkeit; im Uebrigen
aber leidet sie an allen Schwierigkeiten der bis dahin veröffentlichten
Methoden von Jaß
Müller, Hauer, Schrötter u. A. nie die gebührende
Rücksicht genommen wurde. Die hohe Bedeutung derselben erhellt am besten aus dem
Vergleiche der Analysen des Lepidolithes und des Haardter Thones, welch letzterer in
der Fabrik von Chr. Fikentscher zu Zwickau in Sachsen auf
Kalialaun im großen Style verarbeitet wird.
Lepidolith.
Haardter Thon.
Thonerde
28,54
Proc.
27,02
Proc.
Kieselsäure
50,39
Proc.
66,81
Proc.
Eisenoxyd
0,73
Proc.
3,35
Proc.
Erdalkalien
1,52
Proc.
0,80
Proc.
Alkalien
etwa 16,00
Proc.
etwa 2,00
Proc.
Wasser
2 bis 3,00
Proc.
Aus diesen Analysen entnehmen wir zunächst die große chemische Verwandtschaft beider
Rohstoffe und, wenn man von den Preisen derselben absieht, die ungleich bessere
Eignung des Lepidolithes zur Alaunbereitung vermöge seines größern Reichthums an
Thonerde und Alkalien, beziehungsweise wegen seines geringern Gehaltes an
Kieselsäure und Eisenoxyd.
Der Umstand, daß sich der Haardter Thon nicht unbeträchtlich billiger stellt und
durch seine physikalischen Eigenschaften leichtere Verarbeitung zuläßt, kann uns
keinesfalls hindern, für die Ausbeutung des Lepidolithes ein Verfahren zu wählen,
das außer vielen andern Vortheilen noch den der besten Verwerthung des
Gesammtgehaltes an Thonerde bietet. Es befürwortet sich die Einhaltung der Fikentscher'schen Alaungewinnungsmethode von selbst, wenn
man ins Auge faßt, daß der hierbei als Nebenproduct gewonnene Kalialaun die Kosten
der Aufschließung vollkommen deckt.
Alle Chemiker, welche die verschiedensten Methoden über Verarbeitung des Lepidolithes
mitgetheilt haben, betrachten die Thonerde als einen unwillkommenen Gast und scheuen
weder Mühe noch Kosten, dieselbe sammt den Erdalkalien, dem Mangan und Eisen
auszuscheiden.
Um nun auch die Thonerde des Lepidolithes zu verwerthen, wird letzterer in einem
gewöhnlichen Flammofen zunächst zu Glas geschmolzen. Gute Construction des Ofens vorausgesetzt, geht das Schmelzen des Steines
leicht von Statten, wenn man ohne Unterbrechung heizt und die Hitze nicht
zum Abdampfen oder sonstigen Arbeiten benutzt. Wenn der Ofen einige Zeit
einmal in Betrieb steht, kann man bei einem Verbrauch von etwa 6 Ctr. Kohle
5 Ctr. gebrochenen Stein alle 2 Stunden gar schmelzen. Die mit
eisernen Krücken aus dem Ofen geschaffte Schmelze wird mit kaltem Wasser geschreckt,
damit sie spröde und zum nachfolgenden Zerkleinern geeigneter werde. 100 Th. des
durch Stampfen und Schlämmen in feinstes Pulver verwandelten Glases, dessen
Thonerdegehalt zur Umbildung in Alaun an concentrirter Schwefelsäure 88 Th.
erfordert, werden, da außer der Thonerde im Glase noch etwa 16 Proc. Alkalien dem
Angriffe der Säure dargeboten werden, mit dem gleichen Gewichte Schwefelsäure von
66° B. unter Anwendung von Dampfwärme und unter beständigem Umrühren in einer
mit Blei ausgekleideten Wanne mehrere Stunden lang behandelt. Der vor dem Erstarren
in besondere Tröge gebrachte Brei wird zur weitern
Einwirkung der Säure 24 Stunden bei Seite gestellt, alsdann mit vielem Wasser
längere Zeit unter fortwährendem Umrühren gekocht; die noch heiße Um empfindliche Verluste an Cäsiumalaun zu vermeiden, darf man die
Flüssigkeit nicht abkühlen lassen. Flüssigkeit von dem nach
halbtägiger Ruhe verdichteten Sedimente abgezogen oder besser sofort nach
Einstellung des Kochens durch bleierne Filterpressen (System Wegelin und Hübner, Maschinenfabrik in Halle)
filtrirt, wieder ausgekocht und abermals filtrirt. Die vereinigten Flüssigkeiten
werden nun in mit Dampf geheizten Bleipfannen rasch auf 40° B. eingedampft
und zur Krystallisation in flache Bleibottiche gebracht, worin sich nach
vollständigem Erkalten alles Rubidium und Cäsium, mit nur wenig Kalium verunreinigt,
als Alaun abscheidet.
In dieser Form wird, wie Redtenbacher mitgetheilt, ihre
Trennung durch öfteres Umkrystallisiren viel leichter bewerkstelligt, wie in Form
von Platindoppelsalzen. Die von den auskrystallisirten Alaunen getrennte Mutterlauge
wird, um die in überschüssiger Schwefelsäure darin gelöste Thonerde in Kalialaun überzuführen, mit
der nöthigen Menge einer abgekühltenUm die Bildung von unlöslichem basischem Alaun zu verhindern.,
concentrirten Potaschelösung unter Umrühren versetzt. Bei sorgfältig ausgeführten
Vorarbeiten ist annähernd der 4. Theil des angewendeten Glases an trockner Potasche
erforderlich. Der hierbei entstehende, nur mit Spuren von Eisen verunreinigte
Kalialaun scheidet sich während des Erkaltens nahezu vollständig in Mehlform aus.
Die von diesem abgezogene, noch saure Mutterlauge wird nun stark verdünnt und behufs
Abscheidung des letzten Antheiles an Thonerde mit der nöthigen Menge Potasche so
lange digerirt, als eine abfiltrirte Probe mit Ammon noch Reaction zeigt. Die von
der Thonerde völlig befreite Flüssigkeit wird filtrirt, auf 35° B.
eingedampft, wobei sich alles noch vorhandene schwefelsaure Kali und ein großer
Theil des schwefelsauren Natrons (als wasserfreies Salz) ausscheidet. Die von diesen
Salzen nach dem Erkalten abgegossene Mutterlauge wird wieder erwärmt und mit
gepulverter, thonerdefreier Soda bis zur möglichsten Ausscheidung des Lithiums
versetzt. Die Ueberführung der Sulfate in Chloride mittels Ba
Cl2 kann ich nicht
empfehlen.
Die geringe Menge des durch Soda unausfällbaren Lithiums wird aus der mit Ammon
versetzten Mutterlauge mittels phosphorsauren Natrons gefällt, das phosphorsaure
Lithium durch Glühen mit Aetzkalk in Aetzlithium verwandelt, dieses durch Kochen mit
Wasser ausgelaugt und, wie angegeben wird, weiter behandelt.
Das mittels Soda gefällte, mit Eisen, Calcium und Magnesium im geringen Grade, mit
schwefelsaurem Natrium ziemlich stark verunreinigte Lithiumcarbonat wird in der
nöthigen Menge heißen Wassers gelöst und mit Kalthydrat kausticirt. Die vom
unlöslichen Calcium- und Magnesiumcarbonate, bezieh, vom Calciumphosphate
abgezogene kaustische Lithiumlauge dampft man schließlich auf 40° B. ein,
überläßt sie dem freiwilligen Klären und fällt aus der klaren, wieder erhitzten
Lösung alles Lithium mit reinem, verwittertem Natriumcarbonat. Der so erhaltene
Niederschlag wird vorerst mit wenig Wasser, dann mit Alkohol gewaschen, gepreßt und
getrocknet. Die nach dem Ausfällen des Lithiums verbleibende Aetznatronlauge kann
für verschiedene Zwecke verwendet werden. Das auf diese Weise gewonnene
Lithiumcarbonat ist vollkommen rein, locker, blendend weiß und färbt die
Spiritusflamme prächtig purpurroth.
Wer die Schwierigkeiten kennen gelernt, mit welchen man aus dem nach andern Methoden
dargestellten Lithiumcarbonate die vom Käufer nicht geduldete Verunreinigung mit Chlor oder
Schwefelsäure beseitigt; wer überdies die erheblichen, unvermeidlichen Verluste an
Präparat kennt, welche durch das nothwendig öfter zu wiederholende Auswaschen
desselben herbeigeführt werden, wird meine Methode berücksichtigen, nach welcher man
nahezu den Gesammtgehalt an Lithium, Rubidium und Cäsium, ich möchte sagen, mit
einem Schlage rein erhält, nach welcher außerdem die bisher unbeachtet gebliebene
Thonerde des Lepidolithes, sowie das zur Arbeit verwendete Natrium und Kalium in
sehr gesuchten Formen nutzbar gemacht wird. Zur Erzielung größtmöglicher Ausbeute
ist es selbstverständlich unerläßlich, daß man feinstes Pulver des vollständig zu
Glas geschmolzenen Lepidolithes in Arbeit zieht und bei der Behandlung desselben
jede gebotene Vorsicht streng beachtet.