Titel: | Ueber nasse Processe bei der Kupfergewinnung; von Friedr. Bode, Civil-Ingenieur in Hannover. |
Autor: | Friedrich Bode |
Fundstelle: | Band 231, Jahrgang 1879, S. 254 |
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Ueber nasse Processe bei der Kupfergewinnung; von
Friedr. Bode,
Civil-Ingenieur in Hannover.
Bode, über nasse Processe bei der Kupfergewinnung.
Bei dem Studium der hydrometallurgischen Kupfergewinnung seit dem J. 1865 kam ich
nebenher in den Besitz eines, wie ich glaube, ziemlich vollständigen
Literaturnachweises, den ich hiermit, nebst kurzer Andeutung der Methoden selbst,
vorlege in der Meinung, daſs er vielleicht Manchem dienlich sein kann, selbst wenn
sich Lücken darin finden sollten. Ich schlage dabei fast denselben Weg ein, welchen
B.
Kerl (Handbuch, Bd. 2 S. 578) und
R.
Wagner (Jahresbericht, 1865 S. 150)
gehen, um die Uebersicht der Operationen und Methoden zu erleichtern. Hiernach sind
folgende Punkte zu beachten: I) Versetzung des Kupfers in den löslichen Zustand. II)
Auslaugen der löslichen Kupfersalze. III) Behandlung der Laugen. IV) Die Ausfällung
des Kupfers. V) Behandlung der Producte und Rückstände.
Anhangsweise werde ich der Anwendung der Elektrolyse noch einige Beachtung widmen, da
sich hierbei nicht wohl anders als vom nassen Wege reden läſst, welcher aber in der
angegebenen Eintheilung nicht recht unterzubringen ist.
1. Versetzung des Kupfers in löslichen
Zustand.
1) Extraction durch Wasser findet in
der Natur ohne Zuthun bei Bildung der Cementwässer durch
Verwitterung statt. Das Schmöllnitzer Cementwasser hat nach A. Hauch (Oesterreichische
Zeitschrift, 1860 Nr. 36) 0k,28 Kupfer in 1cbm. Der daraus, früher mit bis zum vierfachen
Betrage an Fällungseisen, abgeschiedene Cementkupferniederschlag war sehr unrein (12
bis 90 Proc. Kupfer). Auf die von Patera
vorgeschlagenen Verbesserungen komme ich später zurück.
Schneller als durch Verwitterung ist die Extraction durch
Rüstung der Erze möglich. Piquet (Berg- und hüttenmännische Zeitung, 1865 8. 202)
beschreibt die Behandlung der kupferhaltigen Kiese in Huelva (Spanien), die früher
in Haufen geröstet und mit Wasser ausgelaugt wurden, wobei man nur 1,5 Proc. Kupfer
ausbrachte, 50 Proc. desselben verloren gab. Piquet
führte Kernröstung (vgl. A. Schertel 1872 206 284) in
geschlossenen Oefen (zu je 400t Ladung) mit
Condensationskammern ein und gewann hierbei 3 bis 4 Proc. arsenhaltigen Schwefel.
Das Röstgut wird mit Wasser ausgezogen, die Kerne später nochmals geröstet und
gelaugt. Auf diese Weise soll „fast alles Kupfer“ gewonnen werden. An den
Gruben der Riotinto-Company scheint man trotzdem sich
nicht dieses Verfahrens zu bedienen, da, nach mir gewordenen mündlichen Berichten,
man aus dem Erzklein der Gruben dort ebenfalls nur die Hälfte des vorhandenen
Kupfers ausbringt.
Ueber das ähnliche, aber ältere Verfahren zu Agordo in Venetien ist eine neuere
Abhandlung von Mazzuoli veröffentlicht (vgl. 1877 224
458. Wagner's Jahresbericht, 1877 S. 161), auf welche
unter dem Abschnitte „Behandlung der Laugen“ noch zurückzukommen ist. Cobley (Wagner's
Jahresbericht, 1875 S. 190) röstet nach einem englischen latente
kupferhaltige Pyrite, die hinreichend Schwefel besitzen, um sie, alsdann gepulvert,
mit Wasser auszulaugen und das Kupfer mit Schwefelwasserstoff zu fällen. Es ist
nicht ersichtlich, was hieran originell ist, selbst nicht, wenn die später noch zu
erwähnende Modifikation für schwefelärmere Erze mit in Betracht gezogen wird.
Auſser der Röstung wird behufs schnelleren Aufschlieſsens der Kupferverbindungen auch
noch das „Sulfatisiren“ der zu extrahirenden Erze oder Producte vorgenommen.
Daſselbe geschah in Stadtbergen mit Röstgasen, deren schweflige Säure und
Schwefelsäure zur Wirkung kommt (vgl. A. Gerhardt,
Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, 1872 S. 305). Nur die
letzten Laugungen erfolgten hier mit Wasser; wir werden Näheres alsbald noch unter
der folgenden Nummer kennen lernen, wo die Extraction mit Säuren besprochen
wird.
Warren de la Rue und Müller
(Wagner's Jahresbericht, 1867 S. 90) sulfatisiren Schwefelkiesabbrände durch Mischen
derselben in pulverförmigem Zustande mit Schwefelsäure, Bildung von Blöcken aus dem
Gemenge und Glühen derselben derart, daſs nur Eisensulfat zersetzt wird, Kupfer- und
Silbersulfat unzersetzt bleiben. Die letzteren werden mit Wasser ausgelaugt. Es ist
dies ein auf Kupfer erweiterter Ziervogel'scher
Proceſs. Ich vermuthe, daſs besonders der Kupferverlust relativ hoch ist, wenn man auf
möglichst hohes Silberausbringen ausgeht, und umgekehrt.
Auf der Hütte in Zalathna (Siebenbürgen) wird bei einem von A. Hauch angegebenen Processe, behufs dessen Durchführung ich mit thätig
war, ein Lechrückstand, bestehend aus Kupfer, Silber und Gold (auch wenig Blei) mit
60° Schwefelsäure in guſseisernem Kessel bis zum Eindicken der Masse gekocht; Kupfer
und ein Theil Silber geben lösliche Sulfate (der andere Theil des Silbers bleibt,
weil mit Gold legirt, unlöslich), die in Wasser aufgenommen werden. Die geklärte
Lauge läſst auf Zusatz von Kochsalz von bestimmter Menge Chlorsilber, die
entsilberte Lauge, mit Eisen, Kupfer fallen.
2) Extraction mit Säuren. Bei
Anwendung von Säuren auf Erze müssen dieselben möglichst frei von Kalk, überhaupt
Säure absorbirenden Verbindungen sein. Die Kupferhütte in Stadtbergen (A. Gerhardt) extrahirt (vorwiegend) Kupfercarbonate aus
einem Kieselschiefer der Zechsteinformation, theils durch Sulfatisirung, wie bereits
erwähnt, theils durch Salzsäure. Die Gehalte der Erzsorten waren i. J. 1869:
Kupfer
Kalk
Kohlensäure
Durch Sulfatisirung behandelte
2,15 Proc.
7,84 Proc.
8,32 Proc.
Mit Salzsäure extrahirte
1,55 „1,46 „
2,86 „1,90 „
4,64 „1,56 „
Die Sulfatisirung erfolgte in gemauerten Kästen mit aus Schwefelkies und Zinkblende
erzeugten Röstgasen. Die Laugung der sulfatisirten Erze geschah anfangs mit
schwachen Laugen des Processes, zuletzt mit Wasser; 0,88 Proc. Kupfer blieben in den
Rückständen. Die wässerige Endlauge, sowie die entkupferte Lauge hatten folgende
Zusammensetzung; 1cbm enthielt:
Wässerige Endlauge
Entkupferte Lauge
(1cbm = 1150k)
20,5° B.
k
k
Schwefelsaures Kupferoxyd
48,856
–
Schwefelsaures Eisenoxydul
62,584
131,109
Schwefelsaurer Kalk
10,620
10,890
Schwefelsaure Thonerde
20,625
20,823
Ueberschüssige Schwefelsäure
2,327
Spur
––––––––
––––––––
150,062
162,822.
Es kommen durchschnittlich: auf 5t Erz 3770l, auf 50k Kupfer 2780l
Laugen; die entkupferten Laugen werden auf Eisenvitriol versotten. Der
Eisenverbrauch beträgt 127k,2 auf 100k Kupfer.
Bei der Salzsäure-Laugerei desselben Hüttenwerkes läſst man zuerst schwache, nicht
mehr stark saure, alsdann frisch angesäuerte Laugen, hierauf schwache Salzsäure auf
das Erz wirken. Die Zusammensetzung der Laugen zeigt folgende Aufstellung:
Vor der Cementation
Nach der Cementation
15,7° B.
14,2° B.
a
b
a
b
Kupferchlorür
1,550
1,583
–
–
Eisenchlorür
10,333
7,829
11,520
9,870
Chlorcalcium
1,753
4,921
1,741
4,654
Schwefelsaurer Kalk
0,700
0,096
0,500
0,091
Chloraluminium
1,221
0,710
1,206
0,895
Chlor
0,030
0,006
0,217
0,001
Wasser
84,413
84,855
84,816
84,489
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
100,000
100,000
100,000
100,000.
Der Eisenverbrauch beträgt höchstens 126k,5 auf 100k
Kupfer. An Laugen kamen durchschnittlich auf 5t
Erz 3990l (a), bezieh. 4510l (b), auf 50k
Kupfer 5250l.
Mit Schwefelsäure werden rohe Erze – Rückstände von der Erzaufbereitung – auf der
Kapunda-Grube (Süd-Australien) extrahirt, die nur ⅝ Proc. Kupfer in Form von Oxyden
und Carbonaten enthalten (vgl. Bulletin de la Société
d'Encouragement, 1878 Bd. 5 S. 612). Die aus Kiesen an Ort und Stelle
erzeugte Säure wird mit dem Erz in Rührbottigen digerirt, dabei die Säure bis nahe
zum Kochen erwärmt. Aus der abgezogenen klaren Lauge wird mit Eisen-Cementkupfer
gefällt; aber nur 70 Proc. des Kupfers werden gewonnen. Die Gangart dürfte wohl
ausschlieſslich quarzig sein.
H. Wagner (1867 183 388) will arme oxydische Erze mit
Salzsäure behandeln und, falls sie mit kalkiger oder dolomitischer Gangart versetzt
sind, sie zuvor im Kalkofen brennen und das gebildete Kupferoxyd durch einen
Waschproceſs von der in Wasser zerfallenen Masse trennen. Die weiteren
Eigenthümlichkeiten des Verfahrens werden später noch zur Sprache kommen.
Auf der Hütte zu Braubach wird, wie Odernheimer
mittheilt (vgl. 1866 180 164), concentrirter Kupferstein, fein gemahlen, im
Flammofen todtgeröstet und unter Rühren in Salzsäure gelöst. Das Unlösliche enthält
Gold, Silber und Blei und wird der Bleiarbeit zugetheilt; aus der verdünnten klaren
Lauge wird unter Erwärmung Kupferoxydhydrat mit Kalkmilch abgeschieden.
Kuhlemann schildert in der Zeitschrift für Berg-, Hütten- und Salinenwesen, 1871 S. 180 die
Auslaugung des Kupfersteines der Halsbrückener Hütte bei Freiberg mit Schwefelsäure.
Die Zusammensetzung dieses Steines ist nachstehende:
Cu
69
bis
74 Proc.
Co, Ni
0,3
Proc.
Pb
3
„
7 „
As, Sb
0,5
bis
1,0 „
Aq
0,3
„
0,4 „
S
14
„
19 „
Fe
0,2
„
Der zerkleinerte Stein wird stark geröstet, damit
Schwefelkupfer in Kupferoxyd, Schwefelsilber in metallisches Silber übergeht;
Kupferoxyd wird durch Kochen mit verdünnter Schwefelsäure mit den übrigen Metalloxyden aufgelöst,
Silber, event. auch Gold und Bleisulfat bleiben als unlöslicher Rückstand, ebenso
auch Antimonsäurehydrat, secundär abgeschieden aus antimonsauren Salzen. Das Kupfer
wird als Vitriol ausgebracht.
Die Aufarbeitung alter Schlackenbestände mit 2 Proc. Kupfer auf den Demidoff'schen Werken zu Nischnei-Tagilsk versuchte Aubel (1867 184 137) durch Ausziehen mit 8°
Schwefelsäure. Die fein gepulverte Schlacke wurde im Flammofen oxydirend gebrannt,
einerseits um das Eisenoxydul (43,2 Proc.) in Eisenoxyd überzuführen, welches stark
geglüht unlöslich wird, andererseits um die Antheile an vorhandenem Stein in
lösliche Verbindungen zu verwandeln.
Fitzgerald (Wagner's
Jahresbericht, 1877 S. 165) will nach einem englischen Patente Kupfer (und
andere Metalle) aus den Erzen gewinnen, indem er sie mit Salpetersäure übergieſst und Luft durch die erwärmte Mischung leitet. Die
flüchtigen Producte werden aufgefangen.
Ueber die nasse Behandlung von bereits erzeugtem Kupfer behufs dessen Entsilberung
liegen folgende Arbeiten vor. In Fahlun werden silber- und goldhaltige
Kupfergranalien mit erwärmter Schwefelsäure bei Luftzutritt benetzt, der erhaltene
Kupfervitriol zum gröſsten Theile aber wieder reducirend geröstet und der Rost auf
Kupfer verschmolzen (Berg- und hüttenmännische Zeitung,
1866 S. 104).
Analog wird verfahren auf der Altenauer Hütte (Kuhlemann,
Zeitschrift für Berg-, Hütten- und Salinenwesen, 1871 S. 180) und zu Oker
(Bräuning, * 1878 228 43); doch wird auf beiden
Werken Kupfervitriol ausgebracht und abgesetzt. Auſser Silber und Gold bleibt alles
in den Granalien enthaltene Blei, Antimon und Arsen im Rückstande. Auf der Altenauer
Hütte ergab für das J. 1869 die Vitriolgewinnung folgendes:
Auf 100 Ctr. Granalien
Kupfervitriol
357,29
Ctr.
Rohvitriol (als Zwischenproduct)
17,00
„
Silberschlamm
14,84
„
Schwefelsäure 60 bis 66° B
189,65
„
Steinkohlen, Dampfkessel
229,30
„
„ Siedepfannen
109,70
„
„ Trockenstube
22,50
„
„ in Summe
361,50
„
Durchschnittlich in 24 Stunden an Granalien
verarbeitet
6,40
„
Desgleichen in 24 Stunden an Vitriol erhalten
22,88
„
Die jährliche Verarbeitung an Kupfergranalien betrug
2306
„
Um bei der Kupferentsilberung die Erzeugung von Kupfervitriol zu vermeiden, dessen
Unterbringung nicht immer so leicht sein mag, als die des Kupfers, wurde folgender
Weg vorgeschlagen (1868 187 433): Calciniren der Kupfergranalien, Mahlen und Sieben
des Kupferoxydes, Rösten des Mehles mit Eisenvitriol oder Schwefelkies derart, daſs
Silbersulfat unzersetzt bleibt, alles Kupfersulfat zerlegt wird. Darauf Auslaugen
des Silbers mit warmem Wasser nach Ziervogel (und,
falls der Rückstand noch zu silberreich, chlorirende Röstung desselben mit Kochsalz und
Extraction des Chlorsilbers nach Augustin mit heiſser
Kochsalzlauge) und Zutheilung der erschöpften Rückstände zur trockenen Kupferarbeit.
Aehnlich sollen goldhaltige Schwarzkupfer granulirt, calcinirt, gemahlen und
gesiebt, endlich nach Plattner mit Chlorgas entgoldet
werden.
Auf der Tajovaer Kupferhütte (Ungarn) wird nach Kerpely
(Bergend hüttenmännische Zeitung, 1871 S. 190 und
285) Schwarzkupfer durch kalte Kochsalzlauge entsilbert. Der Erfolg beruht
wesentlich darin, daſs kalte Kochsalzlauge das gleiche Lösungsvermögen für das
Chlorsilber, sowie für die der Entsilberung günstigen Chloride des Eisens und
Kupfers besitzt, wie die bis dahin allgemein angewendete heiſse Chlornatriumlösung
bei 62 bis 75°, hingegen die Chloride des Bleies und Antimons erheblich weniger zu
lösen fähig ist. Das zu Mehl verwandelte Kupfer wird, mit 9 bishis 10 Proc. Fabriksalz gemengt, unter den nöthigen Vorsichtsmaſsregeln
geröstet, das geröstete Mehl mit Salzlösung von 22° B. bei 12 bis 18° Temperatur
ausgelaugt (Versuche im Kleinen zeigten, daſs die Lösungsfähigkeit der Kochsalzlauge
für Chlorsilber sich erst unter 7° vermindert), dann mit kaltem Wasser ausgesüſst.
Die entsilberten Rückstände kommen zum Reductionsprocesse; die Silberlaugen geben
über Kupfergranalien Cementsilber unter Bildung von Kupferchlorid, welches, mit dem
aus den gerösteten Kupfermehlen durch die Salzlauge entführten, durch Eisen
entkupfert wird. Das erhaltene Cementkupfer ist noch gering silberhaltig und geht
zur Röstung zurück, während die nach Fällung des Kupfers abflieſsende Lauge ihre
Circulation zur weiteren Silberlösung fortsetzt.
3) Extraction durch Chloration. Die
Chloration kann erfolgen auf trockenem und nassem Wege, sowie auch auf beiden Wegen
combinirt.
a) Chloration auf trockenem Wege, durch Röstung mit
Kochsalz. Hierher gehört die Verarbeitung der kupferhaltigen Schwefelkies-Abbrände
der Schwefelsäurefabrikation nach Hendersons Verfahren,
über welches eine Anzahl werthvoller Arbeiten vorliegt. Die erste Notiz gab, so weit
ich nachkommen kann, Henderson selbst (Wagner's Jahresbericht, 1868 S. 117). Nach ihm brachte
Clapham weitere Mittheilungen (vgl. 1871 199 302),
jedoch mehr statistischer Natur. Hiernach erschien von Wedding und Ulrich eine ausführliche
Abhandlung (Zeitschrift für Berg-, Hütten- und
Salinenwesen, 1871 S. 298); kurz darauf begann Lunge seine Mittheilungen in diesem Journal (*1872 204 288. 1874 214 464.
*1875 215 229. *1876 219 323. 1877 224 197). Später gab Bräuning eine Beschreibung des Verfahrens zu Oker (vgl. *1878 228
142).
Ich wiederhole kurz Folgendes. Bis zum J. 1851 wurde am Tyne in England noch kein
Kupfer producirt, 1869 wurden aber daselbst allein schon 4100t erzeugt, davon etwa 280t in Kupfervitriol bestehend.
Clapham schätzte die englische Kieseinfuhr für 1870 auf
400000t. Erst seit etwa 2 Jahren geht in
Deutschland eine Kupferhütte in Duisburg, begründet auf Verarbeitung von Abbränden
spanischer Riotinto-Kiese: in Oesterreich soll die chemische Fabrik in Aussig Kupfer
aus Abbränden ungarischer Kiese extrahiren; zu Oker werden die ordinären
Rammelsberger Erze nach ihrer Benutzung auf Schwefelsäure zugute gemacht. Der Gehalt
der spanischen Abbrände an Silber (etwa 0,0027 Proc.) und Gold (0,0001 Proc), obwohl
schon früher bekannt, wird erst seit 1870 nutzbar gemacht; der Kupfergehalt geht von
2 bis 5 Proc. der rückständige Schwefel beträgt durchschnittlich wohl ebenso viel,
von 48 bis 49 Proc. im ursprünglichen Kies. Henderson
wünscht in den Rückständen den Schwefel in gleicher bis höchstens 1½facher Menge des
Kupfers.
Die Abbrände werden mit Walzwerken oder Kollergängen fein zerkleinert, hierbei
gleichzeitig mit Salz (7,5 Proc. vom Gewicht des Abbrandes, in Oker mit 15 Proc.
rohem Kalisalz) gemischt und geröstet. Die Röstung geschieht in Handöfen, Flammöfen,
Muffelöfen oder aus beiden Systemen combinirten Oefen oder mechanischen Oefen von
Gibb und Gelsthorp bei
niedriger Temperatur. Hierauf folgt Auslaugen zunächst mit den Endlaugen früherer
Operationen, dann mit heiſsem Wasser, endlich mit schwacher aus dem Röstprocesse
herrührender, in Thürmen condensirter Salzsäure (in Oker auch noch mit heiſser 8°
Schwefelsäure). Das gelöste Kupfer wird mit Eisen gefällt. Ueber die Vorgänge bei
der chlorirenden Röstung, die Zusammensetzung der Laugen u.s.w. enthalten die
Abhandlungen von Wedding und Ulrich, Lunge und Bräuning genaue Nachweise.
Vom Gesammtkupfergehalt bleiben nach Wedding und Ulrich 3 bis 4 Proc. in den Rückständen; nach Lunge finden sich in den Rückständen von der Laugerei
0,15 bis 0,18 Proc. Kupfer; nach Bräuning 0,3 bis 0,8
Proc. Kupfer in den Rückständen zu Oker, wo 75 Th. Rückstand auf 100 Th. Abbrand
kommen und der letztere 7,8 Proc. Kupfer hat. Die Oker'schen Rückstände werden aber
auf den Oberharzer Hütten als Zuschläge weiter verwendet.
Auf diese Rückstände („purple ore“) und ebenso
auf die entkupferten Laugen, wie auf die Entsilberung der extrahirten Laugen komme
ich. an geeigneter Stelle wieder zurück.
Clark und Smith extrahiren
ebenfalls nach vorheriger Chloration auf trockenem Wege. Weiteres unter
„Entsilberung der Kupferlaugen.“
b) Chloration auf nassem Wege. Dadurch, daſs Eisenchlorid leicht Chlor abgibt, bildet es ein
kräftiges Chlorirungs- und (indem das Chlor sich mit Wasserstoff verbindet)
Oxydationsmittel. E. Kopp (1871 199 400)
veröffentlichte ein Verfahren der Verarbeitung von Erzen auf nassem Wege, welches
auf diese Wirkungen des Eisenchlorides gegründet ist. Behandelt man Schwefelmetalle
und Speisen mit dem letzteren durch öfteres Uebergieſsen, so gehen Kupfer, Antimon,
Arsenik, Nickel, Blei, Zink in Lösung; die Wirkung wird beschleunigt, sobald man
etwas Schwefel- oder Salzsäure zusetzt. Wenn man Schwefelsäure freies Eisenchlorid
und Kochsalz verwendet, so enthält die ablaufende Lauge schon nach kurzer Zeit
schwefelsaure Metallsalze, sowie auch Glaubersalz und freie Schwefelsäure, welche
die Oxydation befördert. Das Eisenchlorid selbst und das entstandene schwefelsaure
Eisenoxyd geht, indem es die Schwefelmetalle angreift, in Eisenchlorür und
Eisenvitriol über, die sich bei Luftzutritt wieder oxydiren und, in Schwefelsäure
oder Salzsäure löslich, aufs Neue wirken. Ein Zusatz von etwas Säure ist dann
nöthig, wenn die Entstehung unlöslicher Eisenoxydsalze auftritt. Für die Behandlung
von Kiesabbränden behufs Kupferextraction schlägt Kopp
vor: Zerfallenlassen an der Luft und Besprengen mit Kochsalzlösung, wodurch alles
Kupfer als Chlorkupfer in Lösung gebracht werden kann. Zusatz von etwas Salzsäure,
welche direct Eisenchlorid bildet, zur Salzlösung, befördert die Reactionen.
Nach einem im Wesentlichen auf vorstehenden Grundsätzen beruhenden Verfahren
behandelte Chr. Jezler (1875 217 458) Abbrände der
Schwefelkiese von Borsa Banya mit wenig über 1 Proc. Kupfer nach dem Zerfallen an
der Luft mit verdünnter heiſser Salzsäure von 2 bis 3° B., wobei neben dieser das
entstehende Eisenchlorid wirksam ist. Er extrahirt unter Erwärmung so lange, bis die
Farbe der Lauge von Gelb in Blau umschlägt, worauf die etwa 16° starke Lauge in die
Cementbottige abgelassen wird. Versuche auf der Tajovaer Hütte (Ungarn), das Kupfer
aus antimonreicher Speise mit Eisenchlorid haltiger Kochsalzlauge zu extrahiren,
gaben ungenügende Resultate (vgl. 1871 202 557).
Chalandre (1871 200 335) nahm 1870 ein englisches
Patent, die Anwendung des Eisenchlorides betreffend, dessen Inhalt identisch ist mit
dem Kopp'schen Verfahren. Whelpley und Storer (Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, *1873 S. 688) rösten
schwefelhaltige feine Kupfererze in einem eigenthümlichen Ofen (Wasserofen genannt)
oxydirend, lassen das geröstete Erz sofort im Ofen in ein Bad von Chlor-Natrium und
Chlorcalcium fallen, mit dem auch die entstandene schweflige Säure in reichlicher
Berührung ist und verwandeln hierdurch Kupferoxyd in Chlorür unter Bildung von Gyps
bezieh. Natriumsulfat; durch die Gegenwart von Kochsalz soll die Fällung des
Chlorürs verhindert werden. Nach Beseitigung des Eisenchlorürs und des Gypses wird
das Kupfer aus der Lösung mit Kalkmilch als Oxydhydrat niedergeschlagen und hiermit
zugleich Chlorcalcium wieder erhalten (vgl. 1867 185 285).
King (Wagner's
Jahresbericht, 1876 S. 184) erwärmt Kupfercarbonate führende arme Erze oder
solche Pyrite, die Spuren von Silber enthalten, in einer Kochsalzlösung. Die in
Lösung gegangenen Metalle sollen in einer der üblichen Weisen abgeschieden
werden.
A. Gurlt (Berggeist, 1878)
machte Versuche, aus Erzklein der Riotinto-Grube Kupfer durch Besprengen und
Feuchthalten der Erze mit Kochsalzlauge und Schwefelsäure; schon in 10 bis 14 Tagen
soll über die Hälfte des Kupfers in lösliches Chlorid übergeführt sein. Bei dieser
Behandlung spielt, wie Gurlt bemerkt, das leicht
gebildete Kupferoxychlorid eine Rolle als energisches Oxydationsmittel, indem es das
Schwefelkupfer zunächst in Sulfat überführt, das sich aber in Chlorid und Oxychlorid
verwandelt. Seesalz erwies sich wegen seines Gehaltes an Chlormagnesium besonders
vortheilhaft, da letzteres durch Wasseranziehung die Erzhaufen feucht erhält.
Emmens (Bulletin de la Société
d'Encouragement, 1878 Bd. 5 S. 616) röstet Kupfererze, welche auch andere
Metalle enthalten können, bei Zusatz von Fluſsspath mit oder ohne Kochsalz, laugt
unter Zusatz von Kochsalz (oder Salpeter) und von soviel Schwefelsäure aus, um
daraus die Salzsäure (oder Salpetersäure) zu entbinden, und schlägt nach und nach
über Schwefelkies (oder Eisenvitriol), Kupfer, Zink, Eisen, sowie zuletzt mit einem
Alkali nieder. Die Restlauge wird zur Trockne verdampft und die daraus erzielte
Lösung wieder benutzt. Der Salpetersatz wird besonders bei silberhaltigen Erzen
verwendet.
Krassinsky und Wissoq (Wagner's Jahresbericht,
1869 S. 136) versetzen die wässerigen Auszüge unter Zuführung von Wasserdampf
gerösteter Erze von schwefelsauren Metallsalzen mit Kochsalzlösung, lassen
Glaubersalz auskrystallisiren und scheiden die Chlormetalle der Mutterlauge durch
Kalk als Oxyde ab. Auf diese Weise entledigt man sich der Gangarten, sowie auch
schädlicher Substanzen, wie Arsen und Antimon.
Das zur Zeit am meisten ausgeübte, die Chloration auf nassem Wege bewirkende
Verfahren ist das von Sterry Hunt und Douglas, welche mit Eisenchlorür und Kochsalz
extrahiren. (Vgl. 1870 196 132. 136. 457. 1873 207 60. 1877 224 510. 226 430. Wagner's Jahresbericht, 1875 S. 192. The Hunt and Douglas Proceſs, Boston 1876, wovon
Auszüge in der Berg- und hüttenmännische Zeitung, 1876
S. 186. 291. Wagner's Jahresbericht, 1877 S. 153.) Die
Grundlagen des Processes ergeben sich aus Folgendem.
Eisenchlorür zersetzt sich mit Kupferoxydul, Kupferoxyd und Kupfer nach den
Gleichungen: 2FeCl + 3CuO = CuCl + Cu2Cl + Fe2O3. 2FeCl + 3Cu2O = 2Cu + 2Cu2Cl + Fe2O3. Das Kupferchlorür ist unlöslich in Wasser, aber
löslich in starker heiſser Kochsalzlauge. Erfolgen die Reactionen gemeinschaftlich
zu gleicher Zeit, so wird das abgeschiedene Kupfer wieder gelöst: CuCl + Cu = Cu2Cl. Das Resultat ist somit eine vollständige Auflösung
des Kupfers in erheblichem Betrage in der Form des Chlorürs. Wird nun mit Eisen cementirt, so wird
gleichzeitig das Lösungsmittel wieder erhalten (Cu2Cl + Fe = 2Cu + FeCl).
Die Ausführung des Processes kann man aus dem Gesagten leicht abnehmen. Das
zerkleinerte Erz wird direct mit dem Hunt und Douglas-Bade behandelt, wenn Carbonate
oder Oxyd zu extrahiren sind; Erze mit viel Kupferoxydul (Rothkupfer) müssen aber
zuvor theilweise gebrannt werden, um das Oxydul in Oxyd überzuführen und zwar in dem
Maſse, daſs sich in dem Bade kein Kupfer abscheiden kann. Geschwefelte Erze werden
geeignet geröstet. Bei gröberem Erz kann man einfach durch Filtration laugen, bei
feinem Erz muſs man mit Rührern zu Hilfe kommen. Eine geringe Menge von
Eisenchlorür, die als Chlorid unwirksam wird, muſs dadurch ersetzt werden, daſs man
dem Bade von Zeit zu Zeit Eisenchlorür oder die zu seiner Bildung erforderlichen
Salze zufügt. Das Bad kann in verschiedener Weise hergestellt werden; die
Originalbeschreibung gibt an: 280 Th. Eisenvitriol und 120 Th. Salz in 1000 Th.
Wasser gelöst mit einem ferneren Zusätze von 200 Th. Salz. Dies gibt ein starkes
Bad; ein schwächeres wird aus denselben Zuthaten, aber mit 2000 Th. Wasser
erhalten.
Ungeeignet für den Proceſs sind mit viel Kalk und Magnesia vermengte Erze, da diese
das Bad zu stark verbrauchen. Weitere Bemerkungen werden später noch folgen. – R. Siemens sprach über den Hunt und Douglas-Proceſs
einige Bedenken aus (vgl. 1874 211 184), welche sich theilweise durch die später
bekannt gewordenen Beschreibungen erledigt haben dürften.
Auch A. Hauch hat, unabhängig von Hunt und Douglas, die
Wirkung des Eisenchlorürs benutzt (vgl. 1877 224 230. 1878 227 210), wie denn
überhaupt die chemischen Grundlagen des Hunt und Douglas-Processes zum Theil schon
lange bekannt waren, ohne daſs man indeſs durch eine so geschickte Durchbildung und
Anordnung zu einem brauchbaren Verfahren zu gelangen vermochte. – Kiss (1876 222 177) wendet vor der Entsilberung von
chlorirten Erzen mit unterschwefligsaurem Kalk zur Entkupferung ebenfalls ein Hunt
und Douglas-Bad an.
c) Chloration auf trockenem und nassem Wege. Für
Kupferextraction aus Pyritabbränden lieſs sich Stella
ein Verfahren patentiren, nach welchem der gepulverte Abbrand chlorirend geröstet
und mit Seewasser und Schwefelsäure digerirt wird (Wagner's
Jahresbericht, 1876 S. 184. 1877 S. 165).
4) Extraction mittels Ammoniak.
Aetzammoniak sowohl wie kohlensaures und andere Ammoniaksalze gehen namentlich mit
Kupfercarbonat und Kupferoxydhydrat leicht Doppelverbindungen ein, aus denen sich
Schwefelkupfer durch die Sulfurete des Bariums und Calciums niederschlagen läſst.
Bei Ueberschuſs des Fällungsmittels bildet Schwefelammonium mit dem Schwefelkupfer ein
lösliches Sulfosalz. – Schon 1852 versuchte Barruel die
Anwendung ammoniakalischer Flüssigkeiten bei der nassen Kupfergewinnung. Langsdorf (Berg- und
hüttenmännische Zeitung, 1868 S. 414) berichtet über ähnliche Versuche, bei
denen er wegen der Flüchtigkeit des caustischen Ammoniaks sich des kohlensauren
Salzes bediente. Die Auslaugung war allerdings ziemlich befriedigend, die
ökonomischen Resultate dagegen ganz ungünstig. Das zur Fällung dienende
Schwefelbarium wurde aus Schwerspath mit Kohle dargestellt.
Clark und Smith (Bulletin de la Société d'Encouragement, 1878 Bd. 5 S.
619) rösten schwefelhaltige Erze und versetzen sie alsdann mit Chlorcalcium, um die
Schwefelsäure völlig zu binden und Silber und Kupfer als Chlormetalle zu erhalten.
Auf Zusatz von Ammoniak gehen letztere in Lösung, ebenso auch die etwa unverändert
gebliebenen Oxyde. Die ammoniakalische Lösung wird in einem Platingefäſs mit Kupfer
entsilbert, die Kupferlauge in einem anderen Gefäſse nach Zusatz von etwas
caustischem Kali zur Abtreibung des Ammoniaks mit überhitztem Dampf behandelt.
Daſselbe wird condensirt und wieder verwendet; Kupfer fällt als Oxyd aus. In der
angegebenen Quelle wird mit Recht bemerkt, daſs es wohl einfacher sein möchte, den
Chlorirungsproceſs, welcher lediglich die anderweitige Bindung der Schwefelsäure zum
Zwecke hat, ganz auszuscheiden, dafür die gerösteten Erze direct mit Wasser zu
erschöpfen und alsdann das Ammoniakverfahren nur auf den gebliebenen Rückstand
anzuwenden.
5) Andere Zuschläge als Kochsalz.
Soda, nach späteren Angaben Natronsulfat, schlägt Monnier beim Rösten geschwefelter Kupfererze zu (vgl. 1872 206 331. *1877
225 281). Die fein gemahlene Mischung wird geröstet, das entstehende saure Sulfat
soll die Erhaltung der Sulfate von Kupfer und Silber bewirken; hierauf Auslaugen mit
kaltem Wasser, Ausfällen von Cementsilber, Auskrystallisiren von über 60 Proc. des
Natronsalzes, Abdampfen der vor Abscheidung von Rupfersalzen bleibenden Mutterlaugen
in einem Ofen mit bleierner Sohle und constantem Laugenniveau, Auskrücken des
Salzgemenges, Vermengung desselben mit Kohle und Reduction des Kupfersalzes zu
Kupfer und Kupferoxydul, Herauslösung und Krystallisiren des Natronsulfates,
Verschmelzung des Kupfers und Oxyduls auf Kupfer.
Zu dem schon erwähnten Patente von Cobley ist hier noch
nachzutragen, daſs schwefelarme Erze mit Aetzkalk in geeignetem Verhältnisse in
Dunkelrothglut geglüht werden sollen, worauf sie der früher angegebenen Behandlung
unterliegen.
Bei dem am Snowdon-Gebirge ausgeübten „Snowdon-Processe“ werden geschwefelte
Erze ebenfalls mit (nicht über 5 Proc.) gelöschtem Kalk gemengt und zu Briquettes
geformt geglüht. Das Kupfersulfat wird vom Gyps und Schwefelcalcium durch Wasser getrennt
und das Kupfer durch Schwefelwasserstoff abgeschieden (Bulletin de la Société d'Encouragement, 1878 Bd. 5. S. 613).
Drouin und Baxeres de
Torres (D. R. P. Nr. 1577 vom 22. November 1877) behandeln behufs Kupfer-
und Silbergewinnung die mit Braunstein gerösteten Erze mit Säuren und einer Lösung
von Kochsalz oder ähnlich wirkenden Salzen bei Zusatz von Braunstein (vgl. S. 284 d.
Bd.). – Cobley und Dixon
(Englisches Patent vom März 1876) vermengen fein gepulverte Schwefelerze mit einer
wasserhaltigen Thonerde und mit Wasser oder Lösung von Chilisalpeter zu Kugeln
gebatzt, die man bei mäſsigem Luftzutritt und Vermeidung reducirender Gase
röstet.
(Fortsetzung folgt.)