Titel: | Neuerungen auf dem Gebiete der Elektrometallurgie. |
Fundstelle: | Band 289, Jahrgang 1893, S. 38 |
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Neuerungen auf dem Gebiete der
Elektrometallurgie.
(Fortsetzung des Berichtes Bd. 288 S.
256.)
Mit Abbildungen.
Neuerungen auf dem Gebiete der Elektrometallurgie.
Es sei hier noch nachträglich bemerkt, dass der gewichtigste Grund, weshalb die
consequente Durchführung der Elektrolyse zur Darstellung von Zink in grossen Mengen
wünschenswerth ist, in dem Umstand liegt, dass die grösste Menge des gegenwärtig
erzeugten Zinkes nicht etwa aus Sauerstoffverbindungen (Galmei), sondern aus
geschwefelten Verbindungen (Blende) dargestellt wird. Wenn nun auch nach dem
Vorgange von Liebig und Eichhorn die Abröstung der Zinkblende bezieh. die Ueberführung derselben
in Zinkoxyd jetzt so grosse Schwierigkeiten nicht mehr macht, so ist dieselbe doch
immerhin (zur Zerlegung des gebildeten Zinksulfates) mit einem grossen Aufwand an
Brennstoff und Arbeitslöhnen verknüpft. Hierbei ist nicht zu übersehen, dass alles
unzersetzt gebliebene Zinksulfat den Reductionsprocess in sofern erschwert, als
dasselbe hierbei durch Kohlenstoff zu Zinksulfid (ZnS) reducirt wird nach der
Formel
ZnSO4 + 4C = ZnS + 4CO
und die hierbei entstandene nicht unerhebliche Menge von
Kohlenoxyd die Bildung von Zinkstaub (Poussiere) ganz besonders begünstigt.
Der Aufwand an Brennstoffen; Retorten bezieh. Muffeln, Oefen und Arbeitslöhnen ist
sowohl bei dem belgischen, als auch dem schlesischen Zinkdestillations-Verfahren ein
ganz erheblicher. Ausserdem erfordert dasselbe sehr geschickte Arbeiter und liefert
eventuell ein ziemlich unreines Zink.
Auf der anderen Seite aber ist es nicht sehr schwer, durch eine sorgfältige Abröstung
der Zinkblende bei niedriger Temperatur, zu deren Erzeugung ein bemerkenswerther
Aufwand an Brennstoff schon aus dem Grunde nicht erforderlich ist, weil bei der
Verbrennung von Zinkblende (ZnS) zu Zinksulfat (ZnSO4) Wärme entwickelt wird, sämmtliches Zinksulfid zu Zinksulfat zu
oxydiren. Dieses kann dann sofort als Elektrolyt dienen, indem es mit Wasser oder
mit schwefelsäurehaltigem Wasser ausgelaugt wird, wobei ein eventueller Gehalt an
Blei als unlösliches Bleisulfat zurückbleibt.
2) Kupfer. Die Gewinnung von Kupfer mit Hilfe des
elektrischen Stromes, sowohl die Raffination von Schwarzkupfer als auch die
Darstellung von Kupfer direct aus den Erzen, sowie anderen kupferhaltigen
Hüttenproducten, zeigt einen erfreulichen Fortschritt. Zur Zeit dürften nach einer
sehr massigen Schätzung zum Mindesten 50 bis 60 grössere Werke existiren, welche
Kupfer auf elektrolytischem Wege erzeugen. Ihre Methoden und Einrichtungen sind so
vervollkommnet, dass sie für die Elektrometallurgie anderer Metalle geradezu als
mustergültig gelten können. In engstem Zusammenhang steht diese Zunahme der
elektrolytischen Kupfergewinnung mit dem gewaltigen Aufschwünge der Elektrotechnik
überhaupt. Denn für elektrische Zwecke wird zur Zeit fast nur noch elektrolytisch
raffinirtes Kupfer verwendet, welches in Folge seiner ausserordentlichen Reinheit
eine nicht unwesentlich grössere Leitungsfähigkeit für den elektrischen Strom hat,
als gewöhnliches Raffinatkupfer. So ist z.B. durch Versuche festgestellt worden (Iron, 1892 S. 72), dass nach dem Elmore'schen Kupferraffinationsverfahren hergestellter
Kupferdraht ein um 4½ Proc. besseres Leitungsvermögen als das reinste Handelskupfer
besitzt.
α) Raffination von Schwarzkupfer.
Die elektrolytische Kupferraffination hat vor der gewöhnlichen hüttenmännischen
Raffination grosse Vorzüge. Zunächst sind die elektrolytischen
Reinigungsmethoden bedeutend einfacher wie die hüttenmännischen; sodann
gestatten sie eine vollkommene Gewinnung fast sämmtlicher im Kupfer enthaltener,
durch hüttenmännische Processe jedoch nur schwer und unvollständig zu
entfernender Stoffe, vor allem der Edelmetalle und des Nickels. Durch die
Gewinnung und Verwerthung derselben verringern sich die Betriebskosten der
elektrolytischen Anlagen nicht unwesentlich. Diese, sowie andere Gründe
veranlassten im J. 1876 die Hüttenwerke in Oker a. Harz, das gewonnene Rohkupfer
auf elektrolytischem Wege zu raffiniren. Ihr Vorgehen kann als bahnbrechend
bezeichnet werden; denn heute haben fast alle grösseren Kupferhütten
elektrolytische Raffinerien eingerichtet, und ein grosser Theil des auf den
Markt gebrachten Kupfers ist auf elektrolytischem Wege raffinirt. Ein Gleiches
lässt sich von Amerika, dem grössten Kupferproducenten der Erde, berichten.
Einer Mittheilung des Electrical Engineer, 1892 S.
598, zufolge werden jetzt jährlich in den Vereinigten Staaten von Nordamerika
etwa 43800 t Kupfer elektrolytisch raffinirt.
Fast allgemein ist man in neuerer Zeit davon abgekommen, sehr unreines
Rohmaterial als Ausgangsproduct für die Kupferraffination zu verwenden; man
sucht vielmehr durch Schmelzoperationen den Kupfergehalt auf mindestens 85 bis
97 Proc. zu bringen. In Amerika treibt man diese Reinigung auf sogar 97 bis 98
Proc. Unreine Anoden bringen nämlich sehr viele und fast nicht oder doch nur
sehr schwer zu beseitigende Uebelstände mit sich, die den normalen Gang
der Raffination stark beeinträchtigen. Zunächst hat es sich herausgestellt, dass
es unmöglich ist, aus stark verunreinigtem Kupfer Anoden zu giessen, die eine
genügende Festigkeit haben. Man hat diesem Uebelstand durch sogen.
„Anodenskelette“ – Kupferstreifen oder Kupferdrahtnetze, um welche
der Kupferstein gegossen wird – oder aber durch Verwendung von porösen Zellen,
in welche Kupfersteinbrocken eingefüllt wurden, abzuhelfen versucht, doch ohne
praktischen Erfolg. Trotz der Anodenskelette geht fast ⅓ der Anoden als Abfall
verloren, während die porösen Zellen sich bald derartig mit einem feinen Schlamm
vollsetzen, dass sie ausser Betrieb gesetzt werden müssen.
Sodann haben stark verunreinigte Kupferanoden den ferneren Uebelstand, dass sie
sich in dem Elektrolyten sehr unregelmässig lösen; schon nach verhältnissmässig
kurzem Betriebe zeigen sich derartige Anoden an manchen Stellen sehr stark
angefressen, während an anderen gar kein Angriff des Elektrolyten erfolgt ist.
Diese Unregelmässigkeiten geben natürlich gleichfalls zu theilweisem Abfallen
und grosser Schlammbildung Veranlassung. Ferner wird durch die nicht
angegriffenen Oberflächentheile der Anoden, die den elektrischen Strom gar nicht
oder doch nur sehr schlecht leiten, der innere Widerstand des Bades oft ganz
beträchtlich vergrössert.
Ein Gehalt an Zink, Cadmium, Mangan und Eisen in den Anoden unterstützt zwar in
etwas die normale Wirkung des elektrischen Stromes; allein dieser geringe
Vortheil wird mehr als vollkommen durch hiermit verknüpfte Nachtheile wieder
aufgehoben. Die genannten Metalle, besonders Eisen und Mangan werden nämlich an
der Anode als Oxydsalze gelöst, hingegen fortwährend an der Kathode wieder zu
Oxydulsalz reducirt, zu welchem Kreisprocess natürlich fortgesetzt ein Theil des
elektrischen Stromes verwandt wird. Durch diese Nebenprocesse wächst die
Stromspannung im Bade nicht unerheblich, während zugleich die verbrauchte
Strommenge nach Borcher's Elektrometallurgie, S.
118, bis zu ⅓ zunehmen soll.
Fast noch unangenehmer wirkt ein Gehalt an Arsen, Wismuth und Antimon, welche
sich, wenn der Elektrolyt nicht sauer genug oder arm an Kupfer ist, sehr leicht
zugleich mit dem Kupfer auf der Kathode niederschlagen.
Auf Grund dieser einstweilen noch nicht zu beseitigenden Schwierigkeiten sind
bislang die auf der Verarbeitung von Kupferstein basirenden Verfahren
gescheitert, wie denn auch das bekannte Marchese-Verfahren, wonach Kupfersteine
mit etwa 40 und weniger Proc. Kupfer elektrolytisch verarbeitet werden sollten,
neuerdings in Casarza bei Sestri Levante als unvortheilhaft wieder aufgegeben worden ist.
In jüngster Zeit ist hin und wieder ein Kupferraffinirverfahren von Thofehrn genannt worden. Besonders hat Hippolyte Fontaine in seinem im vergangenen Jahre
erschienenen Buche L'Electrolyse demselben eine
eingehende Besprechung zu Theil werden lassen. Kann der Thofehrn-Process auch
nicht Anspruch auf Originalität machen, so bietet er doch eine ganze Reihe von
recht beachtenswerthen Einrichtungen, die im Folgenden im Auszuge wiedergegeben
sind.
Die elektrolytischen Bäder sind aus Beton oder Holz
hergestellt. Die Sohle besteht gleichfalls aus einer kräftigen
Betonschicht, die sich zwischen je zwei Reihen von Bädern nach der Mitte zu
etwas senkt und hier eine Rinne bildet, in welcher sich alle Flüssigkeit, die
aus undicht gewordenen Bädern oder Laugenleitungen herrührt, ansammelt und zu
einem Behälter fliesst. Zum Schütze gegen die zerfressende Wirkung des
Elektrolyten wird der Beton mit einem Anstrich von Theer versehen, desgleichen
alles Holz, welches mit der Lauge in Berührung kommt, in Theer gekocht, wodurch
es für dieselbe fast völlig unangreifbar wird. Ausserdem aber werden sämmtliche
Behälter aus Holz mit 1,75 mm starkem Bleiblech ausgekleidet.
Besondere Sorgfalt hat Thofehrn auf die Reinigung oder besser Reinerhaltung des Elektrolyten verwandt.
Bei allen Raffinationsprocessen nimmt der Elektrolyt aus den Anoden mit der Zeit
ganz bedeutende Mengen an Unreinheiten auf, die den normalen Gang der
Elektrolyse oft schwer beeinträchtigen und durch die gewöhnlichen
Reinigungsmethoden nur sehr schwer und unvollkommen beseitigt werden können.
Hierfür hat Thofehrn eine continuirliche und, was
die Hauptsache ist, fast vollkommen automatische Reinigung erfunden. Er benutzt
zu diesem Zweck in sehr geschickter Weise die Thatsache, dass eine durch Eisen,
Arsen u.s.w. verunreinigte Kupferlösung durch Erwärmen bei Gegenwart von
Sauerstoff von diesen Beimengungen befreit wird, indem sich dieselben höher
oxydiren und dadurch unlöslich werden. Bekanntlich macht man von diesem
Verhalten genannter Körper seit Jahren bei der Kupfervitriolgewinnung Gebrauch.
Die Rohlaugen werden durch überhitzten Wasserdampf zum Sieden gebracht, wobei
sich das in ihnen enthaltene Eisen als unlösliches basisches Salz oder Oxyd, die
übrigen Verunreinigungen als unlösliche Oxyde oder Peroxyde abscheiden und durch
Decantiren leicht beseitigt werden können. Aus derartig behandelten
Kupfervitriollaugen auskrystallisirtes Salz ist fast chemisch reines
Kupfersulfat. Nach einer von Werlich ausgeführten
Analyse besteht der in Oker gewonnene Kupfervitriol aus:
CuO
30,595
31,881
SO3
34,335
34,311
H2O
35,727
35,868
ZnOFe2O3
Spur
Spur
Diese auf der Oxydation der fremden Beimengungen beruhende Reinigung des
Elektrolyten wird bei dem Thofehrn-Process nicht in den Bädern selbst
vorgenommen, sondern erfolgt in einem besonderen Behälter. Die Bäder sind
nämlich terrassenartig unter einander aufgestellt und durch Heber aus Blei mit
einander verbunden. Eine Niveaudifferenz von 2 cm zwischen je zwei Bädern
genügt, um eine gute Circulation der Lauge zu bewerkstelligen. Aus dem untersten
Bade gelangt die Lauge durch einen Kanal in einen Sammelbehälter und wird aus
diesem mittels eines Injectors, einer Pumpe o. dgl. in einen über den Bädern
liegenden Behälter gehoben, in dem die Lauge oxydirt wird. Die aus dem
Zuleitungsrohr ausfliessende unreine Lauge wird nämlich von einem kräftigen
Luftstrahl getroffen und zerstäubt; zugleich aber befindet sich in dem oberen
Behälter eine Heizvorrichtung, welche die einfliessende Lauge schnell auf 35° C.
erwärmt.
Diese Temperatur genügt nach Thofehrn vollständig,
um bei Gegenwart von Luft eine rasche und vollständige Oxydation der fremden
Bestandtheile der Lauge zu bewirken. Die unlöslich gewordenen Oxyde u.s.w.
setzen sich zu Boden, und die geklärte Lauge verlässt vollkommen gereinigt den
Behälter, um von Neuem den Kreislauf durch die Bäderbatterie anzutreten. Die
Erwärmung der Lauge kann in verschiedener Weise geschehen. Sind Dampfmotoren in
der Nähe, so wird der Abdampf derselben zur Erhitzung der Lauge benutzt, indem
man ihn durch eine Bleischlange streichen lässt, welche sich in dem oberen
Laugenbehälter befindet. Es dürfte sich empfehlen, die Klärung der oxydirten
Lauge in einem besonderen Klärbottich von besonders grossen Abmessungen
vorzunehmen.
Textabbildung Bd. 289, S. 39Thofehrn's Bad. Auf die Herstellung der Anoden wird gleich grosse Sorgfalt verwendet.
Die zu raffinirenden Kupfersorten werden zunächst jede für sich eingeschmolzen,
die unreineren im Schachtofen angereichert, die reineren in einem Flammofen
einem oxydirenden Schmelzen unterworfen. Hierdurch wird das Rohkupfer von den
hauptsächlichsten Unreinheiten, wie Eisen, Schwefel, Arsen, Antimon u.s.w.
befreit, zugleich wird es aber auch stark sauerstoffhaltig. Dieser
Sauerstoffgehalt ist indessen für die spätere elektrolytische Raffination des
Kupfers nicht von Nachtheil, sondern bietet den Vortheil, dass durch den
Sauerstoffgehalt die Auflösungsfähigkeit des Kupfers erhöht wird, was
gleichbedeutend ist mit einer Ersparniss an elektrischer Energie. Ferner trägt
der Sauerstoff des zu Anodenplatten gegossenen Kupfers dazu bei, die noch im
Kupfer enthaltenen schädlichen Beimengungen zu oxydiren und dadurch unlöslich,
d.h. unschädlich zu machen. Ist jedoch der Sauerstoffgehalt der Anoden hierzu
nicht ausreichend, so wird der Rest der in den Elektrolyten übergegangenen
Verunreinigungen, wie schon oben beschrieben, durch die gemeinsame Wirkung von
atmosphärischer Luft und Wärme oxydirt und hierdurch unlöslich gemacht.
Das im Flammofen niedergeschmolzene, hochgare Kupfer wird nicht wie gewöhnlich
ausgeschöpft, sondern abgestochen und durch eine Rinne in eine Reihe flacher
Formen geleitet, die sich auf einem auf Schienen fahrbaren Wagen befinden.
In dem Maasse, wie sich die Formen füllen, wird der Wagen vor der Abstichöffnung
des Flammofens vorbeigeführt. Die Anoden haben eine schmale längliche Form und
an der einen Seite zwei Aufhängelappen. Hierdurch wird gegenüber den breiten
Platten mit Aufhängelagern an den Seiten eine bessere Circulation des
Elektrolyten erzielt; ausserdem aber befindet sich weniger Kupfer in den Bädern
und wandert zum Flammofen als rückgängiges Metall zurück.
Die den elektrischen Strom erzeugenden Dynamomaschinen sind für eine
Normalproduction von 1 g für 1 Ampère, Stunde und Bad construirt, so dass bei
100 Bädern mit einem täglichen Gesammtausbringen von 2400 k Kupfer jedes Bad in
der Stunde 1 k raffinirtes Kupfer liefert. Den Widerstand zwischen je zwei
Bädern berechnet Thofehrn zu 0,15 Volt; ausserdem
nimmt er den Verlust in den Leitungen mit 5 Proc. an. Der Querschnitt derselben
ist so bemessen, dass auf jedes Quadratmillimeter derselben 1 Ampère kommt; die
zu beiden Seiten der Bäder laufenden Leitungen haben nur den halben Querschnitt
der Hauptleitungen. Die Bäder sind hinter einander geschaltet. Auf beiden
Längsseiten der Bäder laufen je zwei Leitungen und zwar liegen die äusseren
höher als die inneren. Auf beiden Leitungen befinden sich Querstäbe aus Eisen,
welche oben mit dünnen Kupferbändern bedeckt sind; an beiden Enden der Stäbe ist
das Kupferband nach unten umgeschlagen, so dass ein Contact von Kupfer auf
Kupfer bewirkt wird. Diese auf den Leitungen liegenden Querstäbe tragen nun die
Elektroden und zwar die inneren und zugleich unteren die Anoden, die äusseren
und zugleich oberen die Kathoden. Die Hintereinanderschaltung der Bäder bringt
es natürlich mit sich, dass die Leitungen, welche in dem einen Bade den Strom zu
den Kathoden führen und demgemäss aussen laufen, den Strom in dem nächst
folgenden Bade zu den Anoden leiten, hier also zu inneren und unteren Leitungen
werden. Aus den beigefügten Figuren sind diese Einrichtungen noch deutlicher
ersichtlich.
Bei seinen ersten Versuchen wandte Thofehrn eine
Stromstärke von noch nicht 30 Amp./qm an, seitdem er aber die Oxydationswirkungen
der Anoden und des Elektrolyten selbst zu beherrschen gelernt hatte, benutzt er
eine Stromstärke von 50 Amp./qm, in gewissen Fällen sogar eine solche von 60
Amp./qm.
Es dürfte indessen selbst bei Befolgung aller von Thofehrn angegebenen Vorsichtsmassregeln nicht rathsam sein, über 50
Amp./qm
hinaus zu gehen.
Die Zusammensetzung des Elektrolyten richtet sich nach der Qualität des zu
verarbeitenden Kupfers und der Stromstärke, letztere wiederum nach der Reinheit
des Kupfers, so zwar, dass ein unreineres Kupfer eine geringere Stromstärke und
verdünnteren Elektrolyt benöthigt, Thofehrn
empfiehlt in dieser Beziehung
1) Für die Verarbeitung von Schwarzkupfer mit 92 bis 98 Proc. Kupfer
a) 30 Amp./qm
b) Elektrolyt, bestehend aus
Kupfersulfat
150
Gew.-Th.
Schwefelsäure
50
„
Wasser
800
„
2) Für Rohkupfer, welches, wie oben beschrieben, im Flammofen oxydirend
geschmolzen wurde
a) 50 Amp./qm
b) Elektrolyt, bestehend aus
Kupfersulfat
200
Gew.-Th.
Schwefelsäure
55
„
Wasser
745
„
3) Für Bessemerkupfer mit 98 bis 99 Proc. Kupfer
a) 60 Amp./qm
b) Elektrolyt, bestehend aus
Kupfersulfat
250
Gew.-Th.
Schwefelsäure
60
„
Wasser
690
„
Der Arbeitsgang bei dem Thofehrn-Process ist folgender:
Bei der Inbetriebsetzung dürfen nicht sämmtliche Bäder zugleich besetzt werden,
da sonst auch sämmtliche Bäder zu gleicher Zeit fertig und gleichzeitig neu
besetzt werden müssten. Man bringt aus diesem Grunde die Bäder nach und nach in
Betrieb, was wiederum den Vortheil hat, dass 2 bis 3 Arbeiter im Stande sind,
ohne Sonntagsarbeit 120 Behälter in 3 Monaten vollständig zu entladen und von
Neuem zu beladen. Es würde dies einer Jahresproduction von 400 bis 500 t
raffinirten Kupfers entsprechen.
Ein zu entleerendes Bad wird aus der Circulation ausgeschaltet, die Lauge in den
Sammelbehälter abgelassen und nun zunächst die fertigen Kupferplatten
ausgehoben. Dieselben werden in einem Wasserbehälter gründlich abgespült und in
das Magazin gebracht. Von den im entleerten Bade hängenden Anodenplatten werden
die noch nicht genügend aufgezehrten Platten gegen andere, bereits abgebrauchte
ausgetauscht und die Anodenreste in Wasser abgespült und zur Schmelzerei
zurückgegeben. Dieses rückgängige Kupfer macht ungefähr 8 bis 10 Proc. des
vorgelaufenen aus.
Das entleerte Bad wird nunmehr sorgfältig gereinigt, der Schlamm herausgenommen
und auf etwaige Edelmetalle weiter verarbeitet. Der gereinigte Behälter wird mit
Kathodenblechen und neu gegossenen Anodenplatten beschickt, der Elektrolyt
zulaufen gelassen und schliesslich der elektrische Strom wieder
durchgeleitet.
Aus einem sehr detaillirten Kostenanschlage für eine Raffinationsanlage nach Thofehrn mit einer Jahresproduction von 750 bis
1000 t raffinirten Kupfers entnehmen wir folgende Zahlen:
Kosten der Anlage
186500
Frs.
190 t Kupfer in den Bädern100 t
Rohkupferstock
1 t zu1350 Frs
256500135000
„„
Kohlen und Materialvorrath
28500
„
–––––––––––
Zusammen
606500
Frs.
Betriebskosten
88200
„
Die Darstellungskosten des elektrolytisch raffinirten Kupfers stellen sich bei
einer Jahresproduction von 900 t für die Tonne auf 98,00 Frs. Rechnet man die
Anodengiesserei ab, so verbleiben für die elektrolytische Raffination einer
Tonne Kupfer 75,22 Frs. = 60,2 M. Darstellungskosten.
Diese Kosten werden aber je nach dem Gehalt an Edelmetallen im Rohkupfer
durch deren Gewinnung wenigstens theilweise gedeckt, meistens soll sich schon
hieraus ein ziemlich beträchtlicher Gewinn ergeben. Ausserdem aber wird
fehlerfreies elektrolytisches Kupfer stets etwas höher als gewöhnliches
Raffinatkupfer bezahlt.
Bislang ist der Thofehrn-Process auf drei grösseren Werken eingerichtet worden
und zwar auf dem Werke von M. Grammont zu
Pont-de-Chéruy (Isère), dem der Société des cuivres de
France gehörigen Werke zu Eguilles (Vaucluse) und dem Werke von Richard, Radisson und Co. zu Lyon.
Eine ebenso interessante als bedeutsame Modifikation der elektrolytischen
Kupferraffinationsverfahren ist der Elmore'sche
Kupferraffinationsprocess, welcher auch in Deutschland von Elmore's Metall-Actiengesellschaft in Cöln
eingeführt worden ist. Das Verfahren besteht bekanntlich in der Hauptsache
darin, dass auf einer in einem elektrolytischen Bade befindlichen Walze aus
Eisen oder Kupfer durch den elektrischen Strom Kupfer niedergeschlagen wird. Um
dem Kupferniederschlag die nöthige Festigkeit und Dichtigkeit des Gefüges zu
geben, rotirt die Walze während der ganzen Dauer des elektrolytischen Processes
und währenddess gleitet ein Achatstein in der Längsrichtung der Walze stetig hin
und her und glättet und verdichtet das gefällte Kupfer. Hat der
Kupferniederschlag die gewünschte Stärke erreicht; so wird der Process
unterbrochen, und das Kupferrohr von der Walze durch geeignete Maschinen
entfernt. Die so hergestellten ausserordentlich reinen und festen Rohre können
sodann den verschiedensten technischen Zwecken dienen; sie werden nicht nur als
Dampfrohre, Kühlrohre, Schlangenrohre und bei grösserem Durchmesser als
Kattundruck- und andere Walzen verwendet, sondern es können fast alle
Gegenstände mit kreisförmigem Querschnitt, wie z.B. Töpfe, Kessel mit flachem
und gewölbtem Boden, Patronenhülsen für schwere und Schnellfeuergeschütze,
schliesslich Stäbe, Bänder, Draht und Bleche hergestellt werden.
Das nach dem Elmore-Verfahren gewonnene Kupfer hat nicht nur eine ganz
aussergewöhnliche Reinheit, wodurch die daraus hergestellten Rohre, Gefässe
u.s.w. viel widerstandsfähiger gegen organische Säuren sind, sondern es zeigt
auch eine ganz bedeutende Festigkeit. Die absolute Festigkeit des Elmore-Kupfers
kommt nach den Untersuchungen der Prof. Unwin und
Kennedy der des weichen Stahles gleich; in
einem Falle erreichte die Festigkeit eines Elmore-Bleches sogar 42,28 t auf den
Quadratzoll. Ebenso günstig sind die Ergebnisse bezüglich der Elasticität.
Ausser diesen Versuchen liegen auch Versuche von W.
Parker vor. Dieser stellte gelegentlich des Platzens eines gelötheten
kupfernen Dampfleitungsrohres auf der „Elbe“, einem 3000 t-Postdampfer der Royal Mail Company, wobei 9 Menschen ihr Leben einbüssten,
vergleichende Versuche mit gezogenen, gelötheten und elektrolytischen
Elmore-Kupferrohren an. Unter seinen Augen wurden in den Werken der Elmore's Patent Copper Depositing Company, Limited
zu Haigh Park bei Leeds 4 Rohre von 5 mm Wandstärke hergestellt, wozu die Walzen
170 Stunden im Bade verbleiben mussten. Die gezogenen und gelötheten Rohre
hatten dieselben Abmessungen. Mit diesen 3 Rohren verschiedener Herstellungsart
wurden sowohl Druck- als auch Zugfestigkeitsversuche angestellt, deren Ergebnisse in der
folgenden Tabelle zusammengestellt sind:
Material
Druckfestigkeit
Zugfestig-keitBruch-spannungink/qmm
Bruch-spannungin
Atmo-sphären
Bemerkungen
Elmore
242,5
Das Material dehnte sich, wo-bei sich das
Rohr gleichmässigerweiterte bis zu einer Ab-nahme der
Wandstärke von4,8 auf 1,6 mm.
37,3
Gezogen
154,7
Aehnliche Formveränderungen,aber weniger
gleichmässig.
31,9
Gelöthet
154,7
Bruch in der, Nähe der Löth-stelle.
21,1
Hiernach zeigen das gezogene und das gelöthete Rohr eine gleiche Druckfestigkeit,
während das auf elektrolytischem Wege erhaltene Elmore-Rohr eine um 57 Proc.
höhere Druckfestigkeit besitzt. Auch hinsichtlich der Zugfestigkeit ist das
Elmore-Rohr den gezogenen und gelötheten überlegen, wie die letzte Spalte der
Tabelle zeigt.
Bei höheren Temperaturen angestellte Versuche ergaben beim Elmore-Rohr eine
schnellere Abnahme der Zug- und Druckfestigkeit als bei den gezogenen und
gelötheten Rohren; immerhin zeigte sich aber das Elmore-Rohr den beiden
letzteren Rohren bei einer Temperatur von 190 bis 200° C. noch mehr als
gewachsen.
Gleich beachtenswerthe Vorzüge besitzt nach dem Elmore-Verfahren hergestellter
Kupferdraht. Nach Versuchen, die Clark, Forde und
Taylor anstellten, besitzt Elmore-Draht ein um
4½ Proc. höheres Leitungsvermögen für den elektrischen Strom als alle bis jetzt
auch aus elektrolytischem Kupfer fabricirten Kupferdrähte. Der Grund hierfür
liegt in der Herstellungsmethode; während nämlich das elektrolytisch raffinirte
Kupfer nach dem gewöhnlichen Verfahren nochmals eingeschmolzen und in Stangen
gegossen wird, die man zu Draht auszieht, vermeidet Elmore das nochmalige Einschmelzen des elektrolytisch bereits
raffinirten Kupfers, wodurch selbst bei der grössten Sorgfalt Unreinheiten in
das Kupfer hineingelangen. Die elektrolytisch gewonnenen Kupfercylinder werden
in Bänder zerschnitten und diese direct zu Draht ausgezogen.
(Fortsetzung folgt.)