LXXXVI. Beschreibung des Abtreibens durch Krystallisation, eines neuen metallurgischen Verfahrens zur Scheidung des Bleies vom Silber, von M. F. Le Play, Bergingenieur. Ueber Abtreiben des Bleies durch Krystallisation. Seit einem Jahre wendet man in mehreren Bleihuͤtten Großbrittaniens ein metallurgisches Verfahren mit großem Vortheile an, das allem Anscheine nach auf dem Continente den naͤmlichen Erfolg haben muß. Dieses Verfahren gruͤndet sich auf eine chemische Erscheinung, die von Hrn. H. L. Pattinson, einem geschikten englischen Ingenieur entdekt wurde, dem gleichfalls die Ehre gebuͤhrt, dasselbe auf die Industrie angewendet, und so eine wirkliche Umwaͤlzung in einem sehr wichtigen Zweige der Metallurgie vervollstaͤndigt zu haben.Wir haben das Patent des Hrn. Pattinson im polytechn. Journal Bd. LXIV. S. 144 mitgetheilt, glauben aber bei der Wichtigkeit des Gegenstandes folgende ausfuͤhrlichere Angaben uͤber die neue Abtreibmethode aus einem Aufsaze des Hrn. Le Play (welchen das Journal fuͤr praktische Chemie Bd. X. S. 321, aus den Annales des Mines liefert) noch nachtragen zu muͤssen.A. d. R. Damit man die ganze Wichtigkeit der Entdekung Hrn. Pattinson's wuͤrdigen koͤnne, halte ich es fuͤr nuͤzlich, mich zuvor in einige Voreroͤrterungen einzulassen. Der erste Theil der, uͤbrigens sehr verschiedenen, metallurgischen Verfahrungsarten, die bei der Behandlung der silberhaltigen Bleierze angewendet werden, hat immer den Zwek, das metallische Blei daraus zu ziehen. Das Silber concentrirt sich natuͤrlich in dem Blei, ohne daß es noͤthig waͤre, irgend eine besondere Maßregel zu nehmen, um die Vereinigung der beiden Metalle zu beguͤnstigen. Diesen verschiedenen Verfahrungsarten muß nun natuͤrlicher Weise eine Operation folgen, welche die Scheidung des Bleies und Silbers zum Zweke hat. Nun kannte man aber bis auf die lezte Zeit, um zu diesem Resultate zu gelangen, nur ein einziges Verfahren, welches folgende Operationen umfaßt: 1) das Abtreiben, eine Operation, bei welcher das silberhaltige Blei in eine den Schmelzpunkt uͤbersteigende Temperatur auf einem hohlen, aus erdigen Substanzen bestehenden Herd gebracht, und nachher der oxydirenden Wirkung eines Luftstromes unterworfen wird, der das ganze Blei als Oxyd oder Glaͤtte ausscheidet, und das Silber fast rein auf dem Heerde zuruͤklaͤßt; 2) das Glaͤttfrischen, eine Operation, wodurch das Bleioxyd reducirt und das metallische Blei wieder hergestellt werden soll; 3) Die Schmelzung der Ruͤkstaͤnde der Capelle, bei welcher ein anderer Theil Blei wieder hergestellt wird, der sich als Oxyd in die erdigen Substanzen hineingezogen hat, aus denen die Capelle besteht. Die Nachtheile des Abtreibens und der beiden sie ergaͤnzenden Operationen sind: der uͤble Einfluß, den die bleiigen Substanzen, welche durch den Luftstrom beim Abtreiben in der Huͤtte fortgerissen werden, auf die Gesundheit der Arbeiter ausuͤben; der betraͤchtliche Verlust an metallischem Blei, 7 Hunderttheile zum wenigsten, der erstlich von dem Abtreiben, sodann von der Reduction der Glaͤtten und der Ruͤkstaͤnde des Herdes herruͤhrt; endlich der betraͤchtliche Aufwand, der auf Brennmaterial und Handarbeit verwendet werden muß, und durch eine Operation nothwendig erfordert wird, die ziemlich verwikelte Manipulationen begreift. Es geht hieraus hervor, daß man eine große Menge Blei, das noch eine ansehnliche Menge Silber enthaͤlt, nicht mit Vortheil abtreiben kann. Das darin enthaltene Silber bleibt demnach ohne Werth. Das Verfahren des Hrn. Pattinson uͤbt keinen uͤblen Einfluß auf die Gesundheit der Arbeiter aus, es veranlaßt bei dem Blei nur einen Verlust, der gewoͤhnlich unter 2 Hunderttheilen betraͤgt; endlich ist es so oͤkonomisch, wenigstens unter den Umstaͤnden, in denen es in England angewendet wird, daß man es mit Vortheil bei Werkbleien anwenden kann, die nicht sehr reich an Silber sind, und die bis jezt nicht ohne Verlust behandelt werden konnten. Dieses sehr einfache Verfahren ist seinem Principe und seiner Ausfuͤhrung nach auf folgende Erscheinung gegruͤndet. Wenn man, nachdem die Blei- und Silberlegirung voͤllig in Fluß gekommen ist, sie nachher sehr langsam erkalten laͤßt, waͤhrend man die Metallmasse bestaͤndig umruͤhrt, so bemerkt man, daß sich nach Verlauf eines gewissen Zeitpunktes in der fluͤssigen Masse eine unablaͤßig zunehmende Menge unvollkommener Krystalle absezt, die man mit einem Schaumloͤffel wegnehmen kann, gerade wie die, welche unter den naͤmlichen Umstaͤnden eine Fluͤssigkeit absezen wuͤrde, die mit einem Salze gesaͤttigt ist, welches in der Waͤrme aufloͤslicher ist, als in der Kaͤlte. Wenn man das auf diese Weise in krystallinischem Zustande weggenommene Metall der Analyse unterwirft, so wie das, welches die Masse ausmacht, die man mit der Mutterlauge vergleichen koͤnnte, so findet man, daß das erstere viel aͤrmer und das zweite viel reicher ist als die urspruͤngliche Legirung. Man begreift uͤbrigens leicht, daß die Krystalle um so viel aͤrmer an Silber seyn muͤssen, als die Menge des aus dem fluͤssigen Bade ausgeschiedenen Metalls geringer ist, und im Gegentheil das zuruͤkbleibende Metall um so reicher seyn muͤsse, als die Menge der weggenommenen Metalle groͤßer ist. Die Erfahrung hat gelehrt, zum wenigsten unter Umstaͤnden, unter denen man bis jezt in englischen Huͤtten operirt hat, daß die naͤmliche Erscheinung hervorgebracht wird, von welcher Art auch immer der Reichthum der Legirung seyn mag. Wenn man also dieser Art von Scheidung durch die Krystallisation, eine gegebene Legirung, so wie die davon herkommenden Producte unterwirft, so erhaͤlt man zwei Reihen, eine von Legirungen, die immer reicher und reicher werden, die andere von Legirungen, die immer aͤrmer und aͤrmer werden, ohne daß es bei diesem doppelten Resultate der Operation eine andere Graͤnze gaͤbe, als die, welche von den oͤkonomischen Verhaͤltnissen abhaͤngt, unter denen operirt wird. In den Huͤtten, worin ich die neue Methode in ihrer Anwendung gesehen habe, begnuͤgte man sich, das arme Blei auf den Gehalt des Glaͤttebleies zu bringen, und man reicherte das reiche Blei nicht mehr an, als bis auf den zehnfachen Silbergehalt der urspruͤnglichen Legirung. Diese reiche Legirung wird nachher dem Abtreiben unterworfen; da sie nur den zehnten Theil des der Krystallisation unterworfenen Silbers enthaͤlt, so wird der von dem Abtreiben herruͤhrende Verlust offenbar auf den zehnten Theil dessen gebracht, den man nach der alten Methode erlitten haͤtte (0,007 statt 0,07). Neun Zehntel des Bleies kommen in den Handel, ohne einen anderen Abgang erlitten zu haben, als den, welcher aus der Umschmelzung einer kleinen Menge von Schlaken entspringt, die man von der Oberflaͤche des Bleibades im Anfange der Operation wegnimmt. Dieser Verlust steigt hoͤchstens bis zu einem halben Hundertel, dergestalt, daß der Gesammtverlust unter 2 Hunderteln bleibt. Da man uͤbrigens nur eine sehr kleine Menge Metall abzutreiben hat, so kann diese Operation mit aller Langsamkeit, die man nur wuͤnschen kann, geleitet und es koͤnnen so die traurigen Wirkungen der Bleidaͤmpfe auf die Gesundheit der Arbeiter fast ganz verhuͤtet werden. Das Abtreiben durch Krystallisation ersezt also nicht voͤllig die Cupellirung; es gestattet aber, was fast auf das Naͤmliche hinauslaͤuft, nach Belieben und in einem bedeutenden Verhaͤltnisse die Menge Blei zu beschraͤnken, auf die diese kostspielige Operation auf gewendet werden soll. Das Princip des neuen Verfahrens ist so einfach, daß jeder, der die Behandlung der Metalle kennt, leicht die Mittel auffindet, es in Anwendung zu bringen. Uebrigens muͤssen diese Mittel nothwendig in jeder Localitaͤt verschieden seyn, je nach der Natur und Bestimmung der Producte. Da endlich dieses Verfahren in England noch neu ist, so ist es nicht wahrscheinlich, daß man schon die beste Wahl unter den der Zahl nach unendlichen Verbindungen getroffen habe, die bei Anordnung der Manipulationen gemacht werden koͤnnen. Ich halte es dessen ungeachtet fuͤr nuͤzlich, hier einige einzelne Data in Bezug auf die Bleihuͤtte in Newcastle und vornehmlich numerische Nachweisungen zu geben, die geeignet sind, die Vorzuͤglichkeit von Hrn. Pattinson's Methode unter den dieser Huͤtte eigenthuͤmlichen Umstaͤnden zu wuͤrdigen. Die Einrichtung zum Abtreiben durch Krystallisation ist von der groͤßten Einfachheit. Sie besteht aus drei gußeisernen halbkugelfoͤrmigen Kesseln, von 1,20, Met. im Durchmesser, und 0,006 Met. in der Dike. Diese ruhen vermittelst einer oben angebrachten ringfoͤrmigen Randleiste auf einem Mauerwerke, worin die Kessel ganz hineingelassen sind, so daß die Mittelpunkte derselben sich in einer und derselben geraden Linie befinden. In dem naͤmlichen Mauerwerke, unmittelbar unter jedem Kessel, befindet sich ein kleines Steinkohlenfeuer, dessen Flamme, nachdem sie die aͤußere Oberflaͤche des Kessels beruͤhrt hat, durch mehrere, in dem Mauerwerke gleichfalls enthaltene Canaͤle geht, und von da in eine kleine, fuͤr die drei Kessel gemeinschaftliche Esse aufsteigt. Aus dem Boden jedes Kessels geht eine Roͤhre, vermittelst deren man nach Belieben das an demselben enthaltene fluͤssige Metall herauslassen kann. Die Muͤndungen dieser Roͤhren sind auf den großen Flaͤchen des Mauerwerkes angebracht, und befinden sich den Heizthuͤren gerade gegenuͤber. In einen Kessel werden ungefaͤhr drei Tonnen silberhaltiges Blei gebraͤcht, das sogleich durch den Einfluß des darunter befindlichen Feuerherdes fluͤssig wird. Sobald es voͤllig im Flusse ist, wird das Feuer weggenommen, und die Oeffnung des Rostes und Aschenloches hermetisch durch Baksteine und einen Thonkitt verschlossen. Die Fluͤssigkeit wird alsdann mit einer einfachen runden Eisenstange, die sich in einen schraͤg zugehenden Rand endigt, umgeruͤhrt. Uebrigens hat der Arbeiter keine besondere Sorgfalt darauf zu verwenden, er braucht nur diese Eisenstange bestaͤndig in allen Theilen des Bades herumzufuͤhren, und besonders nach dem Umfange der Oberflaͤche hin, wo das Metall vornehmlich zu gerinnen geneigt ist. Der Arbeiter nimmt die Krystalle weg, je nachdem sie sich absezen, und zwar mit einem Schaumloͤffel, der zu einer etwas hoͤheren Temperatur als die des Bades gebracht ist. Die zugleich mit den Krystallen abgenommene fluͤssige Masse des Bades fließt in Menge durch die Loͤcher des Schaumloͤffels, und trennt sich nach zwei oder drei Stoͤßen sehr gut von dem festen Theile, der sich alsdann in der Gestalt einer halb kristallinischen, halb teigigen poroͤsen Masse zeigt. Die Menge der Krystalle, die man bei jedem Schmelzen abnimmt, haͤngt von dem Reichthume der Legirung ab, welche man behandelt. Ist diese Legirung arm, so wird sie gewoͤhnlich in dem Verhaͤltnisse von 2/3 armer Krystalle und 1/3 reicher fluͤssiger Legirung getheilt. Dieses Verhaͤltniß kehrt man um, wenn die zu behandelnde Legirung einen sehr starken Silbergehalt hat. In jedem bestimmten Falle und fuͤr eine gegebene Menge ist der Unterschied des Reichthums zwischen den beiden Legirungen um so viel groͤßer, je sorgfaͤltiger die Operation verrichtet wurde. Indessen kann sie, ich sage es nochmals, in kurzer Zeit erlernt werden und erfordert von Seiten der Arbeiter nur eine mittelmaͤßige Geschiklichkeit. Um die vorgehenden Angaben durch ein Beispiel zu erlaͤutern, nehme ich an, was in England ziemlich haͤufig der Fall ist, daß man Blei zu behandeln habe, welches auf die Tonne 10 Unzen Silber enthaͤlt, indem man mit 3 Tonnen dieser Legirung operirt, naͤmlich: 60 Cntr. zu 10 Unzen Silber auf die Tonne, enthalten im Ganzen 30 Unzen. Bei der ersten Operation werden erhalten: (a)(b) 40 Cntr. zu20       –   4 1/2 Unz. Silber auf d. Tonne, im Ganzen21         –         –           –           –           –   9 Unz.21  – 30 Unz. Eine jede der Legirungen (a) und (b) wird mit den Legirungen von der naͤmlichen Beschaffenheit vereinigt, die durch die Behandlung eines oder mehrerer anderer Theile von den 3 Tonnen der urspruͤnglichen Legirung erhalten wurden. Man nimmt noch 3 Tonnen von jeder dieser neuen Legirungen, um sie der Krystallisation zu unterwerfen. Um aber die Reihe der Resultate besser uͤbersehen zu koͤnnen, wollen wir im Gedanken bei den folgenden Operationen die Behandlungen der zwei Producte (a) und (b) trennen. Die 40 Cntr. Legirung zu 4 1/2, Unzen und die 20 Cntr. Legirung zu 21 Unzen, der Krystallisation von einander abgesondert unterworfen, gaben: (à) 30 Cntr. zu10     –   2 1/2 Unze auf die Tonne enthalten im Ganzen10 1/2     –         –           –         –             –   3 3/4  5 1/4   9 Unz. (b') 10 Cntr. zu10     –   9 Unz. auf die Tonne enthalten im Ganzen33   –         –           –         –           –   4 1/216 1/2 21 Unz. ––––– ––––– 60. Das Ganze wie in 3 Tonnen der urspruͤngl. Legirung 30. Die Producte der dreifachen Operation, die mit den 3 Tonnen der urspruͤnglichen Legirung und mit den unmittelbaren Produkten vorgenommen wurde, sind also: (1)(2)(3) 30 Cntr. zu10   –10   –10   –   2 1/2 Unze auf die Tonne enthalten im Ganzen  9         –           –           –         –         –10 1/2   –           –           –         –         –33         –           –           –         –         –   3 3/4  4 1/2  5 1/416 1/2 30 Unz. Von diesen 3 Gruppen von Producten wird die erstere von Neuem behandelt, und erzeugt immer aͤrmere Producte; die dritte gibt bei Wiederanwendung derselben Mittel immer reichere Legirungen, und endlich die zweite, aus beiden Legirungen zusammengesezte Gruppe, die fast den Gehalt der urspruͤnglichen Legirung hat, wird wieder in den Kessel gebracht, wo man sie behandelt. Das Verhaͤltniß der nach einander folgenden Operationen ist jezt leicht zu begreifen. Indem man sich bemuͤht, eine Theilung der Producte zu erhalten, welche das Wesen des neuen Abtreibeverfahrens ausmacht, muß man sich huͤten, in eine allzugroße Verwikelung zu gerathen. Der in dieser Absicht angewendete Kunstgriff besteht immer darin, die Producte jeder Krystallisation auf solche Verhaͤltnisse zu bringen, daß die Legirungen, von der reichsten und aͤrmsten abgesondert, immer in den Gehalt der urspruͤnglichen Legirung zuruͤktreten, oder in eine kleine Anzahl zwischen den aͤußersten Glaͤnzen mitten inne liegender Legirungen, und die man bestaͤndig wieder vereinigt, um sie gemeinschaftlich zu behandeln. Uebrigens begreift man jezt, wie diese Einzelnheiten der Manipulation bis ins Unendliche verschieden seyn koͤnnen. Man kann z.B. bei der so eben beschriebenen Behandlung folgende Nuͤance anbringen, die ich in der Huͤtte in Newcastle habe anwenden sehen. Wir wollen z.B. die erste oben beschriebene Operation wieder vornehmen, und zwar in dem Augenblike, wo die 40 Cntr. armer Krystalle abgenommen wurden. Statt die 20 Cntr. reicher Legirung, die in dem Kessel bleiben, sogleich herauszulassen, indem man den Thonpfropf, der sie zuruͤkhaͤlt, durchbohrt, faͤhrt man fort, die fluͤssige Masse umzuruͤhren, bis daß noch die Haͤlfte des Metalles in Gestalt von Krystallen abgesezt wird. In diesem Augenblike scheidet man, statt diese Krystalle mit dem Schaumloͤffel abzunehmen, wie man es bisher machte, die fluͤssige Masse, welche sie umhuͤllt, davon, indem man einen Abstich macht, und die krystallinische Masse ruͤhrt, um dieser Fluͤssigkeit Abzug zu verschaffen. Man laͤßt so unmittelbar nach der ersten Operation eine neue Scheidung eintreten, die ohnedieß eine neue, in der vorhergehenden Beschreibung durch den Buchstaben (b') bezeichnete Schmelzung erfordert haben wuͤrde. Man kann bei einer einzigen Operation 1/6 des dazu angewendeten Bleies mit einem mehr als dreifachen Gehalt gegen den der urspruͤnglichen Legirung ausziehen, indem man naͤmlich mehr als die Haͤlfte des in dieser Legirung enthaltenen Silbers zuruͤkbehaͤlt.