LXXIV. Verbesserungen in der Gewinnung des Kupfers aus den Kupfererzen, so wie des in denselben enthaltenen Silbers oder Goldes, worauf sich William Newton, Civil-Ingenieur im Chancerylane, Grafschaft Middlesex, in Folge einer Mittheilung am 30. Mai 1843 ein Patent ertheilen ließ. Aus dem London Journal of arts, Jun. 1845, S. 325. Newton's Verbesserungen in der Gewinnung des Kupfers etc. Die Erfindung besteht in einem Verfahren, wodurch das Kupfer in gewissen Materialien, die durch bekannte Operationen aus Kupfererzen gewonnen und Schwefelmetalle oder Stein genannt werden, in schwefelsaures Kupfer (Kupfervitriol) umgewandelt wird, welches leztere (oder das daraus gewonnene Kupferoxyd) dann zur Production metallischen Kupfers dient. Auch kann in gewissen Fällen zugleich Silber und Gold, wo solche vorhanden sind, ausgezogen werden. Die Erze, aus welchen hauptsächlich Kupfer gewonnen wird, enthalten Schwefelkupfer, in Verbindung mit Schwefeleisen und mit verschiedenen erdigen Substanzen vermengt (Kupferkies). Auch aus andern Erzen, in welchen das Kupfer als Oxyd enthalten ist, wird es gewonnen. Einige Kupfererze enthalten außer Kupfer und Eisen auch Zinn, Zink, Gold und Silber, leztere manchmal in einem Verhältniß, welches ihre Ausbeutung lohnt. Das gewöhnliche Verfahren, das Kupfer aus den Schwefelkupfer und Schwefeleisen enthaltenden Erzen zu gewinnen, besteht darin, das Erz zu rösten und dadurch einen Theil Schwefel auszutreiben und Eisenoxyd zu erzeugen. Das geröstete Erz wird geschmolzen, wobei sich die erdigen Substanzen mit dem Eisenoxyd verbinden und Schlake bilden. Das Kupfer, ein Theil des Eisens und der andern im Erz enthaltenen Metalle bleiben mit Schwefel zu Schwefelmetallen verbunden zurük, welches Product man Stein zu nennen pflegt. Dieser Stein wird nun geröstet und so ein weiterer Antheil Schwefel ausgetrieben, ferner eine Portion Eisenoxyd und einige andere Oxyde gebildet. Das neue Product wird geschmolzen, wobei das Eisen- und die andern Oxyde in die Schlake übergehen und wieder Kupfer als Schwefelkupfer gewonnen wird, welches übrigens noch mit Schwefeleisen und andern Schwefelmetallen verbunden ist. Die Menge des Schwefels und Eisens in diesem Product nimmt um so mehr ab, je öfter der Stein geröstet wird, und in demselben Verhältniß nimmt die Menge des Kupfers zu. Das so erhaltene Schwefelkupfer wird blauer, weißer oder gesprenkelter Concentrationsstein (blue, white or pimpled metal) genannt; lezterer wird vom stärkst gerösteten, der blaue vom wenigst gerösteten Stein erhalten und der weiße ist ein durchschnittliches Product. Den Erzen, welche das Kupfer als Oxyd enthalten, mengt man gerösteten Stein bei und schmelzt sie mit einander, wodurch sie ebenfalls zu Schwefelkupfer werden und man obige Concentrationssteine erhält. Wenn das Erz außer dem Kupfer und Eisen so wenig andere Metalle enthält, daß der Antheil, welcher davon im Concentrationsstein zurükbleibt, nicht verhindert, durch die folgenden Operationen das Kupfer von der gewünschten Qualität zu erhalten, so wird der Concentrationsstein der eigentlichen Röstung unterworfen, die man so lange fortsezt, bis beinahe aller Schwefel ausgetrieben ist. Es erzeugen sich dabei abermals Eisen- und andere Oxyde, welche in die Schlake übergehen; das Product wird Schwarzkupfer genannt. Dasselbe enthält noch etwas Schwefel, Eisen und andere Metalle. Mit dem Schwarzkupfer wird nun der Proceß des Gahrmachens vorgenommen, durch welchen es für die Anwendung hinlänglich von Schwefel, Eisen und anderen Metallen befreit wird, wo es dann Gahrkupfer genannt wird. Enthalten die Kupfererze Gold oder Silber, so bleiben dieselben oder der größte Theil davon in dem Stein, dem Concentrationsstein und im Schwarzkupfer zurük. Wenn die Erze so viele fremdartige Metalle (außer dem Eisen) enthalten, daß sie durch obige Processe nicht hinlänglich abgeschieden werden konnten, um das Kupfer zu seinem Zwei tauglich zu machen; oder wenn man mehr als gewöhnlich von andern Metallen gereinigtes Kupfer will, so unterwirft man den Concentrationsstein einer kurzen Röstung, der noch eine Schmelzung folgt, wobei man außer der Schlake noch zwei Producte erhält. Das obere enthält Kupfer und Eisen in geschwefeltem Zustand und wird gewöhnlich König (Regulus) genannt; auch sind wohl noch andere Metalle darin enthalten; das untere ist Schwarzkupfer, welches Kupfer und etwas Schwefel und Eisen enthält; von den fremdartigen Metallen sind in lezterem mehr enthalten als im König; wenn das Erz Gold oder Silber enthielt, so enthält das Schwarzkupfer von diesen mehr als der König. Das bei dieser Operation erhaltene Schwarzkupfer nennt der Patentträger zur Unterscheidung vom andern „rükständigesrükstänständiges Schwarzkupfer.“ Der erwähnte Kupferkönig wird der Röstung unterworfen, um Schwarzkupfer zu erhalten, welches nachher gahr gemacht wird, wobei man Gahrkupfer erhält, welches zu einigen Zweken schon vorzüglich geeignet ist. Auch das oben erwähnte „rükständige Schwarzkupfer“ wird gahr gemacht, wodurch Schwefel, Eisen und ein Theil der andern Metalle davon abgesondert werden, so daß man das Kupfer in einem für viele Zweke hinreichend reinen Zustand erhält. Sein Handelswerth aber ist geringer, als der des Kupfers aus dem König. Wenn das „rükständige Schwarzkupfer“ so viel Gold oder Silber enthält, daß sich deren Abscheidung lohnt, so wird es mit so viel Kupferkies oder Schwefelkies geschmolzen, daß die darin vorhandenen Metalle in Sulphuride verwandelt werden können; das Product enthält außer diesen Schwefelmetallen dann auch eine bedeutende Menge Schwefeleisen aus den Kiesen; es gleicht dem blauen und weißen Concentrationsstein, und kann dann eben so wie diese weiter behandelt werden. Alle oben genannten Producte, der Stein, die verschiedenen Concentrationssteine, der König, das „rükständige Schwarzkupfer“ (wenn es Gold oder Silber, oder beide enthält), so wie auch das Product vom Schmelzen des „rükständigen Schwarzkupfers“ – welche alle geschwefeltes Kupfer und geschwefeltes Eisen enthalten – bilden die Materialien aus welchen nach dem Verfahren des Patentträgers Silber, Gold und Kupfer gewonnen werden sollen. Am besten eignet sich für dieses Verfahren ein geschwefeltes Material, welches wie der blaue oder weiße Concentrationsstein zusammengesezt ist. Dasselbe wird gepulvert und in einem Ofen, bei Zutritt der atmosphärischen Luft, erhizt, wobei es sich entzündet und verbrennt; der Schwefel und das Kupfer verbinden sich dabei mit dem Sauerstoff und erzeugen schwefelsaures Kupfer und Kupferoxyd; eben so entsteht aus dem Schwefeleisen schwefelsaures Eisen und Eisenoxyd; wenn Schwefelsilber vorhanden ist, entstehen auch schwefelsaures Silber und Silberoxyd. Man befördert diese Verbrennung durch Umstören und ein Gebläse und die Operation ist als beendigt zu betrachten, wenn keine Verbrennung mehr wahrgenommen werden kann. Die Hize soll dabei am Anfang sowohl, als später nur gerade hinreichend seyn, um die Verbrennung zu unterhalten und diese nicht schneller als in 10 Stunden beendigt seyn, indem dadurch ein größerer Theil des Products in Wasser auflöslich wird, als bei Anwendung eines stärkern Hizegrads. Diese Operation nennt der Erfinder die Verwandlung in Sulphate (sulphating operation) und das Product das schwefelsaure Material (sulphated material). Lezteres wird auf bekannte Weise mit schwefelsäurehaltigem Wasser ausgelaugt, wobei Kupfer, Eisen und Silber (wenn solches vorhanden) aufgelöst werden. Der unaufgelöste Rükstand besteht hauptsächlich aus Schwefelkupfer, ferner Eisen, zum Theil geschwefelt, hauptsächlich aber rothem Oxyd, und etwa vorhanden gewesenem Gold oder Silber und heißt der schwefelsaure Rükstand (Vitriol-Rükstand, sulphated residuum). Wenn die beim Auslaugen gewonnene Lösung Silber enthält, so wird dasselbe durch Einlegen von Kupferplatten herausgefällt und dann fein gemacht. Die Lösung enthält dann noch schwefelsaures Kupfer und Eisen, wird in Bleikesseln concentrit und dann in einen Flammofen gebracht, um trokenen Kupfer- und Eisenvitriol zu erhalten. War Gold im geschwefelten Material, so bleibt es im schwefelsauren Rükstand. Enthält lezterer Silber, aber nur 1 Theil auf wenigstens 109 Theile Kupfer, so sezt man denselben einer weitern Portion gerösteten Kupfererzes mit Silbergehalt zu und schmelzt ihn damit zusammen, um einen Stein zu erzeugen, welcher das Silber aus dem Rükstand sowohl als aus dem frischen Erze als Schwefelsilber enthält. Dieser Stein kann sogleich dem Säuerungsproceß etc. unterworfen werden; besser aber ist es, ihn vorher in Concentrationsstein zu verwandeln und dann wie oben weiter damit zu verfahren. Es wird auf diese Weise noch eine Portion Kupfer und Silber aus dem schwefelsauren Rükstand in Auflösung gewonnen; man erhält dabei wieder einen schwefelsauren Rükstand, der aber gewöhnlich weniger als 100 Theile Kupfer auf 1 Theil Silber enthält. Ein solcher Rükstand wird dann besser mit so viel Kupfer- oder Schwefelkies geschmolzen, daß sein Kupfer und Silber sich schwefeln; auf diese Weise erhält man ein ziemlich silberreiches geschwefeltes Material, welches durch die weitere obige Behandlung zulezt einen schwefelsauren Rükstand liefert, welcher kaum 50 Theile Kupfer auf 1 Theil Silber enthält und reicher schwefelsaurer Rükstand genannt wird. Dieser wird am besten geröstet, um aus dem Schwefelkupfer Kupferoxyd zu erzeugen und der Rükstand mit einer Mischung von Schwefelsäure, Salpetersäure und Wasser (unter Erwärmen) digerirt und so Kupfer und Silber aufgelöst. Das Silber wird sodann auf obenerwähnte Weise gefällt, und hierauf der Kupfervitriol aus der Auflösung gewonnen. Die Säuremischung bewirkt gewöhnlich keine vollkommene Lösung des reichhaltigen Rükstands; der etwa unaufgelöste Theil wird daher einer weitern Portion schwefelsauren Rükstands zugesezt, welcher weniger als 100 Theile Kupfer auf 1 Theil Silber enthält. Man schmilzt sie dann, wie oben erwähnt, mit Kupfer- oder Schwiefelkies u.s.f. Statt sie auf diese Art zu behandeln, schmelzt der Erfinder zuweilen die schwefelsauren Rükstände (wozu er reichhaltige vorzieht und sie vorher röstet) mit Bleiglätte oder metallischem Blei. Von der Bleiglätte vermengt er 12 Theile und 1 Theil Steinkohlenklein mit 4 Theilen des Rükstands und erhält auf diese Weise eine Legirung von Blei, Silber und etwas Kupfer. Das Silber kann aus dieser Legirung durch Kupellation gewonnen werden. Bedient man sich metallischen Bleies, so muß dieses vorher granulirt und mit dem (zuvor gerösteten) Rükstand zu 20 Theilen auf 8 Theile des leztern und 1 Theil Kohlenklein vermengt werden; auch dabei erhält man eine Legirung von Blei, Silber und Kupfer, aus welcher man das Silber durch Kupellation gewinnt. Wenn das ursprüngliche geschwefelte Material außer dem Silber auch Gold enthielt, so befindet sich dasselbe im unaufgelösten Theil, welcher nach der Digestion des reichhaltigen schwefelsauren Rükstands mit Schwefelsäure und Salpetersäure zurükbleibt; in diesem Fall vermengt man den unaufgelösten Theil mit seinem vierfachen Gewicht Bleiglätte und seinem halben Gewicht Kohlenklein, um sie zusammenzuschmelzen; man erhält dann eine Legirung von Blei, Gold und gewöhnlich auch Silber; leztere beide werden durch Kupellation vom Blei getrennt, und hierauf Gold und Silber auf gewöhnliche Weise von einander geschieden. Es wurde gesagt, daß wenn das geschwefelte Material Gold enthielt, dasselbe im schwefelsauren Rükstand bleibt. Beträgt dessen Goldgehalt nicht über 4 Unzen per Tonne, so schmelzt man diesen Rükstand besser mit ebenfalls goldhaltigem Kupfererz, um einen Stein zu erzeugen, welcher dann auf besagte Weise weiter behandelt wird. Man erhält auf diese Weise eine reichhaltigere Kupfervitriolauflösung und einen über 4 Unzen Gold per Tonne enthaltenden schwefelsauren Rükstand. Dieser wird mit so viel Kupfer- oder Schwefelkies zusammengeschmolzen, daß das Metall desselben geschwefelt wird, welches Schwefelmetall dann auf obige Weise weiter behandelt wird; auch ein schwefelsaurer Rükstand wird erhalten, welcher eine noch größere Menge Gold enthält; dieser wird geröstet, um das darin enthaltene Schwefelkupfer in Kupferoxyd zu verwandeln und das Product der Röstung mit einer Mischung von schwefelsaure, Salpetersäure und Wasser unter Erwärmung digerirt und das Kupfer aufgelöst. Ein Theil des Rükstands bleibt unaufgelöst und enthält Gold; dieser unaufgelöste Theil wird mit seinem achtfachen Gewicht Bleiglätte und seinem gleichen Gewicht Kohlenklein verschmolzen, wodurch man eine Legirung von Blei und Gold erhält, aus welcher lezteres durch Kupellation abgeschieden wird. Das Gold kann auch aus dem unaufgelösten goldhaltigen Antheil welcher nach der Digestion des schwefelsauren Rükstands mit Schwefelsäure und Salpetersäure zurükbleibt, durch Digestion desselben mit Salpetersalzsäure unter Erwärmung gewonnen werden; das so aufgelöste Gold wird durch die bekannten Mittel gefällt und dann fein gemacht. Auch im Goldscheidewasser bleibt gewöhnlich noch ein unauflöslicher Rükstand, welcher, um das etwa darin enthaltene Gold oder Silber zu gewinnen, mit Kupfer- oder Schwefelkies geschmolzen und dann wie oben weiter behandelt wird. Enthält der schwefelsaure Rükstand, welcher mit Bleiglätte oder Blei geschmolzen wird, viel Kupfer, so hat die erzeugte Legirung einen solchen Gehalt an diesem Metall, daß dessen Gewinnung der Mühe lohnt; zu diesem Behuf wird die Legirung den bekannten Processen der Saigerung und Darrung oder Reinigung unterworfen. Man erhält dadurch gold- und silberhaltiges von Kupfer beinahe vollkommen freies Blei; dieses wird, um das Gold und Silber zu gewinnen, kupellirt und das dabei erhaltene Kupfer dem Gahrmachungsproceß unterworfen. Silber oder Gold, oder beide, kann man auch aus dem sogenannten „rükständigen Schwarzkupfer“ erhalten, durch Schmelzen desselben (ohne vorgängiges Rösten) mit Blei oder Bleiglätte und Behandlung der erhaltenen Legirung nach dem für die Legirung aus dem schwefelsauren Rükstand vorgeschriebenen Verfahren. Doch ist obiges Verfahren vorzuziehen, weil dabei viel weniger Blei verloren geht. Das aus dem geschwefelten Material erhaltene schwefelsaure Kupfer dient zur Gewinnung metallischen Kupfers. Diese kann durch die verschiedenen bekannten Verfahrungsweisen bewerkstelligt werden; das beste Verfahren ist aber, den Kupfervitriol mit Stein, Concentrationsstein oder Kupferkönig zu vermengen; durch Schmelzen dieses Gemenges wird Schwarzkupfer erhalten, welches sich zum Gahrmachen eignet. Man nimmt zur Vermengung mit Stein so viel Material, daß darin zweimal so viel Kupfer enthalten ist, als im Stein; verwendet man Concentrationsstein oder Kupferkönig so soll der Vitriol ungefähr eben so viel Kupfer enthalten als der Zusaz. Die mit Wasser zu verdünnende Schwefelsäure zum Auslaugen des geschwefelten Materials kann man durch Zersezung des Kupfer- und Eisenvitriols gewinnen, die bei diesem Verfahren erhalten werden. Man sezt sie zu diesem Behufe (in irdenen Retorten oder Oefen) einer starken Rothglühhize aus und concentrirt die abdestillirte Schwefelsäure in geeigneten Gefäßen. Der Rükstand enthält Kupfer- und Eisenoxyd und gewöhnlich auch basischschwefelsaures Kupfer und Eisen und ist statt schwefelsauren Kupfers zum Schmelzen mit dem geschwefelten Material zur Gewinnung von Schwarzkupfer zu verwenden, wozu man 2 Theile dieses Rükstands statt eines Theils Kupfervitriol anwendet. Das Schmelzen obiger verschiedener Gemenge geschieht am besten in einem gewöhnlichen Kupferschmelzofen mit Zusaz geeigneter Flußmittel. Die dabei erhaltenen Schlaken, welche viel Metall und wenig Schwefel enthalten, werden bei jenen Schmelzungen zugesezt, wo die Mischung weniger Metall und viel Schwefel enthält; auf diese Weise wird das Metall aus den Schlaken gewonnen und die Schmelzung befördert.