XLVII. Ueber die auf den Rammelsbergschen Hütten am Communion-Unterharze gebräuchlichen Kupferproben; von Bruno Kerl, Lehrer an der Bergschule zu Clausthal. Aus der Berg- und hüttenmännischen Zeitung, 1853, Nr. 7. Kerl, über Kupferproben. Auf den Unterharzer Hütten sind folgende Kupferproben in Anwendung: 1. Die Probe auf trocknem Wege für Producte, welche nicht zu kupferarm sind, und zwar a. für geschwefelte Substanzen, als dreimal geröstetes Kupfererz mit 6, Bleistein mit 17–30, Rohstein mit 45–55, Kupferstein mit 58 und Abzugstein mit 82 Procent Schwarzkupfer. Man röstet jedesmal zwei Probircentner – (1 Probircentner = 1/4 Loth Civilgewicht = 3,654 Gramm.) 8–12 Stunden auf einem mit Kreide ausgeriebenen flachen Scherben unter der Muffel bis zum Aufhören der Gasentwickelung und brennt die Probe zur Reduction der dabei gebildeten schwefel-, arsen- und antimonsauren Salze mit Unschlitt ab. Sodann theilt man die Probe und setzt dieselbe, mit schwarzem Fluß, Borax und Glas beschickt, und mit Kochsalz bedeckt einer 13–15 Minuten langen Schmelzung, nachdem die Flamme durch die Kohlen geschlagen ist, im Windofen aus. Das hierbei erfolgende Schwarzkupferkorn wird mit vier Bleischweren auf der Kapelle gar gemacht. Man setzt zuerst auf die abgeathmete Kapelle die Hälfte Blei mit dem Kupfer auf, fügt, wenn letzteres durchgeglüht ist, die andere Hälfte Blei hinzu und läßt bei möglichst starker Hitze antreiben. Sollte dieß nach einiger Zeit noch nicht geschehen seyn, so öffnet man das Mundloch der Muffel ein wenig, damit Luft zutritt und die Verschlackung der Kruste durch Oxydation herbeiführt. Nach dem Antreiben läßt man einige Zeit kühler gehen und verstärkt dann die Hitze allmählich bis zum Blicken oder Garwerden des Kupfers, indem man bei theilweise geöffneter Muffelmündung fortwährend Luft zutreten läßt. Das Blicken findet statt, sobald das Kupfer ruhig wird und einen blaulichgrünen Schein annimmt. Alsdann wird das Korn mit Kohlenstaub bedeckt und die Kapelle in kaltes Wasser geworfen. Gleichzeitig mit dem Schwarzkupfer behandelt man eine gleich große Quantität reines Garkupfer mit dem vierfachen Blei und rechnet den bei dieser Gegenprobe erhaltenen Verlust dem Kupfergehalte der Hauptprobe zu, was bei folgender Methode des Auswägens stattfindet. Der König von Probe und Gegenprobe wird auf die Waagschalen gelegt und zum leichteren so viel Gewicht hinzugefügt, bis das Gleichgewicht hergestellt ist. Zieht man dann das aufgelegte Gewicht von 100 ab, so erhält man den Garkupfergehalt. Erfolgen z.B. von 100 Pfd. Schwarzkupfer 49 Pfd. und von 100 Pfd. Garkupfer, der Gegenprobe, 55 Pfd. Garkupfer, so müssen zum ersteren Korn 6 Pfd. hinzugelegt werden, um Gleichgewicht zu haben. Der Garkupfergehalt des Schwarzkupfers beträgt alsdann 100 – 6 = 94 Pfd. b. Bei oxydirten Substanzen, z.B. den Verblasenschlacken mit 63–68 und den Garschlacken mit 64–70 Procent Schwarzkupfer fällt das Rösten weg und es bedarf nur des reducirenden und solicirenden Schmelzens und des Garmachens. c. Legirungen, wohin hauptsächlich das Schwarzkupfer mit 78–96 Procent Garkupfergehalt gehört, werden nur gargemacht. Diese trockene Probe hat viele Mängel, sie ist langwierig, beschwerlich, kostspielig und ungenau wegen der leichten Verschlackbarkeit des Kupfers durch die beigemengten Gebirgsarten und das Kali des schwarzen Flusses. Gehalte von einigen Pfunden können gar nicht mit Sicherheit bestimmt werden. War die Abröstung nicht vollständig, so bildet sich eine Kupferverlust verursachende spröde Steinschicht, welche beim Ausschlagen des Kupferkorns wegspringt. Weit zweckmäßiger als auf den Harzer Hütten wird die trockene Probe auf den Freiberger Hütten ausgeführt, und zwar in folgender Weise: man röstet 1 Probircentner (= 3,75 Gramm.) getrocknetes und feingeriebenes Erz bei Zusatz von etwas Kohlenstaub oder möglichst erdenfreiem Graphit auf einem mit Röthel ausgestrichenen Scherben unter der Muffel so lange ab, bis sich keine schweflige Säure mehr entwickelt. Sodann wird das Röstgut in einem eisernen Mörser gerieben, mit 40–60 Pfd. kohlensaurem Ammoniak innig gemengt und so lange unter der Muffel erhitzt, bis das glühende Erz nicht mehr riecht. Durch das kohlensaure Ammoniak werden nicht allein die beim Rösten gebildeten Salze, namentlich die schwefelsauren, reducirt, sondern auch der Schwefel als Schwefelammonium mit hinweggenommen. Auf diese Weise erreicht man eine vollkommene Abröstung. Um beim jetzt folgenden reducirenden und solicirenden Schmelzen in der Beschickung jeden Schwefelgehalt zu vermeiden, wendet man statt des schwarzen Flusses, da der Weinstein zuweilen Gyps enthält, ein Gemenge von Potasche und Stärkmehl an, und zwar beschickt man das Röstgut mit zwei Centner gereinigter Potasche, 20 Pfd. Stärkmehl, 40–50 Pfd. Boraxglas und wohl noch, zur bessern Ansammlung des Kupfers, mit 10–20 Pfd. Blei oder Glätte. Sodann wird die gutgemengte Beschickung mit Kochsalz bedeckt, welches mittelst Chlorbariums zuvor von einem Gehalte an schwefelsaurem Natron gereinigt ist, auf das Kochsalz ein Stückchen Kohle gelegt, was für die Reduction förderlich ist, und die Probe 3/4 Stunden lang einem starken Feuer ausgesetzt. Das erfolgende Schwarzkupferkorn macht man mit etwas Borax auf dem Scherben unter der Muffel gar. Um die Scherben herum legt man abgeäthmete glühende Kohlen und setzt, sobald erstere in Gluth gekommen, das Schwarzkupfer mit Borax, in ein Skarnitzel gewickelt, auf. Nach dem Einschmelzen wird die Muffel so lange offen erhalten, bis das Kupferkorn zur Ruhe kommt und einen eigentümlichen, seine Reinheit bekundenden bläulichgrünen Schein zeigt, worauf das Ablöschen der aus der Muffel genommenen Probe mit Wasser erfolgt. Nach dem Garwerden überzieht sich das Korn mit einer Oxydhaut, so daß sich der darüber gehaltene Probirhaken nicht mehr darin abspiegelt. Das Kupferkorn theilt man wohl mit dem Meißel in zwei Theile, um aus dem Bruchansehen auf die Reinheit zu schließen. Obgleich dieses Verfahren auf die möglichste Umgehung eines Kupferverlustes gerichtet ist, so läßt sich ein solcher doch nicht ganz vermeiden, weßhalb man bei einem Kupfergehalt der Probe von 20–30 Proc. auf je 10 Pfd. Kupfer 1 Pfd. Verlust rechnet. Die Freiberger Methode des Garmachens auf dem Scherben, welche auch zu Victorfriedrichshütte am östlichen Harze ausgeführt wird, ist dem Garmachen auf der Kapelle vorzuziehen, weil man nach ersterer gleichzeitig mehrere Proben anstellen kann und keiner Gegenproben bedarf. Bei armen Kupfererzen mit 1/4–1/2 Pfd. Kupfer beschickt man in Freiberg 10–15 Probircentner wenn sie Schwefelkies enthalten mit gleichen Quantitäten Borax, Bouteillenglas, etwas Stärkmehl oder Colophonium und verschmilzt dieselben auf einen Stein, den man dann wie Erz behandelt; bei oxydirten Erzen schlägt man 2–3 Proc. Schwefelkies zu wie schon Fuchs (Bergwerksfreund, Bd. VII S. 17) in Vorschlag gebracht hat. Beim reducirenden Schmelzen armer gerösteter Erze wird auch wohl zur Ansammlung des Kupfers ein Zusatz von 8–10 Procent Antimonoxyd gegeben. Auch Plattner's quantitative Kupferprobe vor dem Löthrohr gibt sehr gute Resultate. 2. Die Proben auf nassem Wege kommen am Unterharze beim Probiren der Vitriole und Schlacken in Anwendung, und zwar: a. für Vitriole die etwas modificirte schwedische Kupferprobe. Die schwedische Probe, wie man sie überall beschrieben findet (z.B. Bodemann's Probirkunst S. 188), und wie sie auch in Freiberg ausgeführt wird, besteht darin, daß man 1 Centner Erz mit etwa 5 Centner concentrirter Schwefelsäure digerirt, zur Trockne abdampft, etwas Kochsalz und Schwefelsäure hinzusetzt, filtrirt und aus dem Filtrat das Kupfer durch Eisen bei mäßiger Wärme ausscheidet. Dieses wird nach gehörigem Auswaschen auf ein gewogenes Filter gebracht und nach dem Trocknen gewogen oder durch Glühen bei Luftzutritt in Oxyd verwandelt. Diese Probe gestattet zwar die genaue Bestimmung geringer Kupfermengen (1/4–1/2 Pfd.), erfordert aber zur Ausfällung des Kupfers nach dem angegebenen Verfahren bis zu zwölf Stunden Zeit. Zur Umgehung dieses bedeutenden Zeitaufwandes ist von Dr. Varrentrapp in Braunschweig das folgende Verfahren angegeben, welches auf dem Vitriolhofe zu Goslar bei der Untersuchung der gemischten Vitriole mit Vortheil ausgeführt wird: 1 Loth (Civilgewicht) Vitriol wird in einem Kolben in Wasser aufgelöst, etwas Schwefelsäure hinzugefügt und nach dem Einwerfen von einigen Eisendrahtstiften so lange gekocht, bis das Kupfer vollständig ausgefällt ist. Man erkennt dieß theils an der veränderten Farbe der Flüssigkeit, theils daran, daß in einer genommenen Probe durch einen hineingetauchten Eisendraht kein Kupfer auf demselben mehr ausgeschieden wird. Das Kochen geschieht über einem mit einem Eisendrahtnetz bedeckten Dreifuß. Ist die Flüssigkeit kupferleer geworden, so füllt man den Kolben so oft mit heißem Wasser und gießt dasselbe von dem zu Boden gegangenen Kupfer ab, als sich noch Gasblasen an den Eisendrähten entwickeln; sodann thut man durch Umkippen des mit Wasser gefüllten Kolbens das Kupfer nebst den Drähten in eine Porzellanschale, reinigt dieselben mittelst eines Pinsels von anhaftendem Kupfer, süßt dieses nochmals in der Schale aus, dampft bei Zusatz von Weingeist, welcher eine Oxydation verhindern soll, im Wasserbad zur Trockne ab und wiegt das Kupfer. Eine solche Probe läßt sich in 1/2 Stunde beendigen. Man kann in Braunschweig die zur Anstellung solcher Proben erforderlichen Gerätschaften käuflich erhalten, nämlich einen Dreifuß mit Drahtnetzen, eine Kupferschale, welche als Wasserbad für einzusetzende größere Schalen direct dient; für kleinere Schalen ist eine mit runden Löchern versehene Kupferplatte bestimmt, welche auf die mit Wasser gefüllte Kupferschale gelegt wird. Sehr hübsch sind die aus birnförmigen Beuteln von vulcanisirtem Kautschuk bestehenden Spritzflaschen, welche sich nach dem Ausdrücken des Wassers immer wieder von selbst füllen, wenn man ihre Spitze in Wasser eintaucht. Andere in Vorschlag gebrachte Methoden auf nassem Wege sind zwar genau, aber entweder zu zeitraubend, wie Levol's Methode (Bergwerksfreund, Bd. V, S. 412) oder für unreine Erze und Hüttenproducte weniger geeignet, als für reinere Legirungen, wie Pelouze's Methode, mit titrirter Schwefelnatriumlösung, welche sich außerdem leicht verändert (polytechn. Journal Bd. CII S. 36). Byer's galvanisches Verfahren (polytechn. Journal Bd. LXXX S. 275) ist unpraktisch.Unlängst hat Hr. Dr. Schwarz eine maaßanalytische Methode zur Bestimmung des Kupfers in Kupfervitriol, Bronze, Messing, Kupferrohstein etc. angegeben (polytechn. Journal Bd. CXXVII S. 51), welche für Geübte nichts zu wünschen lassen dürfte.A. d. R. Im Mansfeld'schen bestimmt man wohl den Kupfergehalt in armen Kupferschiefern (Sanderzen) auf die Weise, daß man die gebrannten Schiefer mit Königswasser zersetzt, die saure Lösung mit Schwefelwasserstoff, den entstandenen kupferhaltigen Niederschlag mit Salpetersäure und die entstandene Lösung, zur Abscheidung des Bleies, mit Schwefelsäure behandelt. Die zurückbleibende Kupfervitriollösung dampft man zur Trockne ab, erhitzt die trockene Masse bis zur Rothgluth in einem Platintiegel und bestimmt das Kupfer als wasserfreies schwefelsaures Kupferoxyd. b. Für Schlacken wendet man am Unterharze statt der sonst gebräuchlichen trockenen Probe jetzt meist die Heine'sche Kupferprobe mit kupferhaltigen blauen ammoniakalischen Musterflüssigkeiten von verschiedener Farbenintensität an. Ein Centner sehr fein geriebene Schlacke wird mit etwas Salpeter, Kochsalz und Schwefelsäure anhaltend erhitzt, filtrirt etc. Heine's Methode, welche nur zur Ermittelung geringer Kupfermengen geeignet ist, hat in neuerer Zeit Jacquelin zur Bestimmung auch größerer Kupfergehalte tauglich gemacht. Dieselbe ist wegen schneller Ausführung, großer Einfachheit, hinreichender Genauigkeit und geringer Kosten für die zweckmäßigste Kupferprobe zu halten (polytechn. Journ. Bd. CXII S. 38). Schlacken, welche außer Kupferoxyd keine in Ammoniak löslichen Substanzen, wie Nickel, Zink etc. enthalten, kann man noch mit Salpetersäure digeriren, die Flüssigkeit mit Ammoniak übersättigen, filtriren, das blaue Filtrat zur Trockne abdampfen und den Rückstand glühen, wobei Kupferoxyd erfolgt. Dieses Verfahren wird in Freiberg angewandt.