IX. Das chilenische Verfahren zur Amalgamation der Silbererze. Nach französischen Quellen bearbeitet von Fr. Prime, Prof. der Metallurgie zu Gaston in Pennsylvanien. Aus dem American Chemist, September 1873, S. 87. Prime, über das chilenische Verfahren zur Amalgamation der Silbererze. Das früher in Chile gebräuchliche Verfahren zur Entsilberung silberhaltiger Erze war der gewöhnliche Patio-Proceß; dasselbe wurde aber bald durch eine andere Methode verdrängt, welche zur Grundlage des jetzt dort allgemein üblichen Verfahrens wurde. Diese Methode bestand in der Behandlung reichhaltiger geschwefelter Erze mit schwefelsaurem Kupferoxyd, Chlornatrium und Quecksilber in Kupfergefäßen. Nach Verlauf einer verhältnißmäßig kurzen Zeit war fast alles Silber amalgamirt, freilich nur unter Aufwand einer großen Quecksilbermenge, indem der Verlust an diesem Reagens häufig 200 bis 250 Theile auf 100 Theile Silber betrug. Dennoch wurde dieses Verfahren zur Extraction von Erzen, deren Silbergehalt mehr als 0,02 Procent war, vielfach angewendet und zwar sowohl wegen der zur Ausführung des Processes erforderlichen kurzen Zeit – indem derselbe bei Anwendung von Wärme kaum zwei Stunden beanspruchte – als auch wegen der geringen Menge des in den Rückständen verbleibenden Edelmetalles, welche kaum 0.0003 Proc. betrug. Die enorme Menge des in den Revieren von Chanarcillo geförderten Chlorsilbers, Jodsilbers und Chlorbromsilbers erheischte bald die Einführung einer noch rascher ausführbaren, wenn auch weniger exacten Entsilberungsmethode als die, welche mittelst des bisherigen Verfahrens möglich war. Um eine Vorstellung von der Menge der zu entsilbernden Erze zu geben, wird die Angabe genügen, daß die einzige Grube „Descubridora“ in den Jahren 1831 bis 1851 die Summe von dreiundneunzig Millionen Dollars producirte. Bei dem zur Verhüttung dieser Erze angewendeten neuen Processe wurden dieselben ebenso wie bei dem früheren Verfahren gequetscht und gepocht. Das Pochmehl wurde mittelst eines Wasserstromes durch Gerinne in eisenblechene Sümpfe von 6 1/2 Fuß Durchmesser und 9 3/4 Fuß Tiefe so geführt, daß der Strom in mehrere hinter einander befindliche Sümpfe trat, bis dieselben mit der Trübe gefüllt waren, worauf man sie acht bis zehn Stunden lang sich selbst überließ, so daß die Schlämme sich absetzen konnte. Nach Verlauf dieser Zeit wurde das klare Wasser abgezogen und die Schlämme wurde in die „tinas“ (Tienen) umgestochen. Diese tinas sind hölzerne, mit gußeisernen Böden versehene Kufen von 5 Fuß 10 Zoll bei 3 Fuß 11 Zoll engl.; in ihrer Achse läuft eine mit eisernen, über den Boden hinwegschleifenden Armen oder Flügeln versehene Welle um. Jede tina wurde mit einer Erzcharge von etwa anderthalb Tonnen beschickt. Die Erze waren ein Gemenge von Chlorsilber, Jodsilber und Bromsilber mit einer aus kohlensaurem Kalk, kohlensaurem Baryt, Thon und Eisenoxyd bestehenden Gangart. Diese Erzcharge wurde nun mit einer Quecksilbermenge versetzt, welche ungefähr das Zwanzigfache des im Erze enthaltenen Silbers betrug. Hierauf wurde die Welle angelassen; dieselbe machte ungefähr vier Umdrehungen per Minute. Diese Operation wurde zwanzig Stunden lang fortgesetzt; nach Verlauf dieser Zeit galt der Amalgamationsproceß für vollständig erfolgt. Nun wurde ein Strom Wasser in die tina zugelassen und das Durchrühren der Masse mittelst der Flügelwelle fortgesetzt. Dadurch wurden die Schlämme in Sümpfe geführt; sobald das Wasser aus der tina. klar abfloß, wurde eine am unteren Theile der Kufe angebrachte Oeffnung gelüftet und das nebst dem Amalgam abfließende Quecksilber wurde in einem gußeisernen Behälter, der „cocha“, aufgefangen. Hierauf wurde das Amalgam durch ein Stück dicken Baumwollenzeugs gepreßt und für die spätere Destillation bei Seite gelegt. Die Arbeitslöhne, Quecksilberverluste und verschiedene andere Ausgaben beliefen sich auf 9 Dollars 30 Cents per Tonne Erz mit weniger als 0,005 Proc. Silbergehalt. Die ganze Operation, einschließlich der Aufbereitung der Erze, beanspruchte einen Zeitaufwand von ungefähr sechzig Stunden. Die von der Fluth mitgenommenen, in Sümpfen aufgefangenen Schwänzel und Aefter enthielten noch eine geringe, gegen 0,0008 bis 0,001 Proc. betragende Menge Silber bei Erzen von dem vorhin angegebenen Gehalte und bei reicheren Erzen von derselben Beschaffenheit nie über 0,002 Proc. Das ausgebrachte Feinsilber enthielt kaum 0,01 Proc. fremdartige Beimengungen. Das im Vorstehenden beschriebene Verfahren wurde später verschiedentlich abgeändert. Die zur Behandlung des Erzes in den tinas mit Ausschluß des Auswaschens des Amalgams erforderliche Zeit wurde auf sechs Stunden reducirt und nach diesem abgekürzten Verfahren wurden Erze bis zu einem Silbergehalte 30 Proc. verhüttet. In Folge eines mit der größeren Teufe der Gruben zunehmenden Gehaltes der Erze an Sulfureten traten Veränderungen in den Ergebnissen der eben beschriebenen Amalgamationsmethode ein; der Metallgehalt der Fluthafter und Schwänzel nahm in solchem Grade zu, daß das Silberausbringen sich verminderte. Diese After und Schwänzel, welche zur Zeit des Amalgamationsverfahrens über die Halde gestürzt wurden, bildeten in der Nähe der Hüttenwerke enorme Haufen armer Erze, deren Haltigkeit täglich größer wurde und zwar um so mehr, als auch die auf den Scheidebänken sowie bei der Klaubarbeit abfallenden geringeren Erze hinzukamen. Es wurden demzufolge Versuche zur Extraction des Silbers aus diesen gewaltigen Massen von Schwänzeln etc. gemacht. Zuerst probirte man es mit dem Röst- und Chlorirungsverfahren, wie es in Freiberg üblich ist, erhielt aber in Folge der Unerfahrenheit der Hüttenarbeiter sehr ungenügende Resultate. Dann versuchte man es mit dem Chloriren und der darauf folgenden Behandlung mit Ammoniak; aber die mit dieser Methode erzielten Ergebnisse waren wegen der hohen Ammoniakpreise noch weniger lohnend und aufmunternd. Auch das Ziervogel'sche Verfahren blieb ohne befriedigende Resultate. Hierauf nahm man seine Zuflucht zu dem Eingangs dieser Mittheilung erwähnten, seit langer Zeit schon aufgegebenen Processe. Wie oben angegeben, wurden die (negrillo genannten) reichhaltigen geschwefelten Erze in kupfernen Kesseln mit Kupfervitriol, Kochsalz und metallischem Quecksilber behandelt. Die dabei stattfindenden Reactionen sind die durch die nachstehenden Formeln versinnlichten: CuSO⁴ + 2 NaCl = CuCl² + Na²SO⁴ d.h. das schwefelsaure Kupferoxyd wandelt sich in Gegenwart des Chlornatriums zu Kupferchlorid um. Dieses letztere wird beim Erhitzen durch das Kupfer des Kessels zu Kupferchlorür: Cu²Cl + Cu = Cu²Cl² Das Kupferchlorür wirkt in Gegenwart des Schwefelsilbers und des metallischen Quecksilbers auf das erstere, während die Affinität des Quecksilbers zum Silber diese Reaction befördert: Ag²S + Cu²Cl² + n Hg = 2 AgHg + CuCl² + CuS + (n – 2) Hg. Somit entsteht Silberamalgam. Wie wir bereits oben sahen, war dieser Proceß in seiner früheren Ausführungsweise mit einem bedeutenden Quecksilberverluste verbunden. Die Reaction, durch welche das Kupferchlorid zu Chlorür umgewandelt wurde, erfolgte damals auf Kosten des Metalles der Kupferkessel und des Quecksilbers. Dadurch entstanden die großen Verluste an letzterem und die Gefäße wurden rasch zerstört. Als man daher zu diesem Verfahren zurückkehrte, war es die erste Sorge, das Kupferchlorür für sich in besonderen Gefäßen und auf anderem Wege zu erzeugen. Das jetzige Verfahren zur Darstellung des Kupfersalzes ist nun das folgende. Zunächst wird das Kochsalz in Wasser gelöst und zwar nimmt man auf je 100 Theile Erz 5 Theile Salz. Ebenso wird der Kupfervitriol in Wasser zu einer 20° Baumé starken Salzlauge gelöst, und mit der Chlornatriumlösung bis zur Sättigung versetzt, wodurch das Kupfersulfat zu Chlorid umgewandelt wird. Das letztere wird in einen Holzbottich gebracht, in welchem sich metallisches Kupfer befindet; hierauf wird die Flüssigkeit durch den in den Bottich eingeleiteten Dampf von 3 Atmosphären Spannung zum Kochen gebracht. Bei der Temperatur von 100° Cels. wirkt nämlich das Kupferchlorid auf das metallische Kupfer ein und es bildet sich Kupferchlorür, welches zur Amalgamation verwendet wird. Die Beendigung dieser Reaction wird daran erkannt, daß, wenn man 50 Kub. Cent. der Lösung aus dem Bottich herausnimmt und in 1000 K. C. (1 Liter) Wasser gießt, ein weißer pulverförmiger Niederschlag von Kupferoxychlorid entsteht und die Flüssigkeit ganz farblos wird. Das auf diese Weise erhaltene Kupferchlorür muß möglichst bald nach seiner Darstellung verbraucht und zur Vermeidung der Bildung von unlöslichem Oxychlorid vor Berührung mit der Luft sorgfältig geschützt werden. Zur Verhütung dieser Oxydation säuert man die Chlorürlösung schwach mit Schwefelsäure an. Wir wollen jetzt zur Behandlung der Erze selbst übergehen. Dieselben werden zunächst in Schliech oder Pulver verwandelt. Zu diesem Zwecke dient die trapiche, eine Maschine, die den in Oelmühlen, Cementfabriken u.s.w. gebräuchlichen Kollergängen oder Schleppzeugen ähnlich ist. Den Haupttheil derselben bilden zwei verticale gußeiserne Räder oder Cylinder von je vier Tonnen (80 Centner) Gewicht, die mit einem schmiedeisernen oder stählernen Rande oder Reifen versehen sind. Diese Räder laufen an einer durch einen beliebigen Motor getriebenen Achse und machen zehn bis zwölf Umgänge in der Minute; sie bewegen sich auf einer entweder aus Gußeisen oder aus Stahl angefertigten Scheibe, der solera, auf welcher das Erz ausgebreitet und durch die Räder oder Cylinder zu feinem Pulver zermahlen wird. Während des Umganges der Räder läuft ununterbrochen Wasser auf die Scheibe, durch welches der Erzschliech weggeführt wird; die Menge desselben wird von der Feinheit des Kornes, welche der Schliech erhalten soll, bedingt. Die Trübe tritt in mehrere hinter einander angebrachte Sümpfe, in denen sich der Schliech absetzt, und fließt aus dem letzten derselben klar ab. Ist der erste Sumpf vollständig mit Trübe gefüllt, so wird das Wasser von ihm abgestellt; nach achtstündiger Ruhe hat sich die Schlämme vollständig abgesetzt. Das klar gewordene Wasser wird abgelassen und die einen dicken Teig bildenden Schlämme werden auf eine ebene Bühne oder Sohle gestochen, auf der man sie an der Luft vollständig trocken werden läßt. Die Schlämmsümpfe sind an der Basis etwa 16 1/4 Fuß lang, 6 1/2 Fuß breit und 3 Fuß 4 Zoll hoch. Zum Behufe des Amalgamirprocesses selbst wird der gehörig getrocknete Erzschliech in Fässer gefüllt, deren Fassungsraum von einer bis zu vier Tonnen geht; man gibt denen von der letztgedachten Capacität, welche 5 Fuß 10 Zoll Höhe bei 4 Fuß 10 1/2 Zoll Durchmesser haben und deren Dauben etwa 3 Zoll dick sind, gegenwärtig den Vorzug. Die sonstige Einrichtung der Amalgamirfässer stimmt mit derjenigen der früher in Freiberg üblichen fast ganz überein. Eine Charge besteht aus vier Tonnen Schliech, mit soviel von der saumure (der Kupferchlorürlösung) versetzt, daß beide einen dicken Teig bilden. Diesem wird magistral in einer dem Silbergehalt des Erzes und der Natur seiner Gangart entsprechend verschiedenen Menge zugesetzt. Ist die Gangart kalkig, so ist mehr magistral nöthig, als wenn sie thonig oder eisenschüssig ist, da die erstere einen Theil des Kupferchlorürs zersetzt. Für ein weniger als 0,002 Proc. Silber enthaltendes Erz mit gemischter Gangart werden 28 bis 30 Liter magistral angewendet. Die Fässer gehen zunächst zwanzig bis dreißig Minuten lang um, damit die Beschickung Zeit hat, eine teigförmige Consistenz anzunehmen; dann wird das Quecksilber zugesetzt, dessen Menge das zwanzig- bis fünfundzwanzigfache von dem Gewichte des im Erze enthaltenen Silbers beträgt. Hierauf läßt man die Fässer mit einer Geschwindigkeit von vier oder fünf Umgängen per Minute rotiren. Sechs Stunden genügen zur Vollendung dieser Operation. Enthalten die diesem Hüttenprocesse unterworfenen Erze viel Chlorsilber oder Bromsilber, so werden dem Quecksilber auf jede 100 Pfund Silber 25 Pfund Blei zugesetzt und zwar in Form von Amalgam; dasselbe dient zur Verhütung einer Chlorirung des Quecksilbers. Die durch das Chlorsilber hervorgerufene Reaction läßt sich durch nachstehende Gleichung versinnlichen: 2 AgCl + Cu²Cl² + n Hg = 2 CuCl² + 2 AgHg + (n – 2) Hg. Das Blei chlorirt sich leichter als das Quecksilber; das durch die Zersetzung des Chlorsilbers und Bromsilbers frei gewordene Brom und Jod wirken auf das erstere ein und verbinden sich mit ihm zu Chlorblei und Bromblei. Auf diese Weise wird zunächst der durch die chemische Verbindung eines Antheils vom Quecksilber bedingte, dann aber auch in zweiter Reihe ein anderer, weit bedeutenderer Verlust an diesem letzteren Metalle vermieden, nämlich derjenige, welcher durch die Zertheilung des Quecksilbers in kleine Tropfen (das Zerschlagen oder Zerstäuben) durch die Einwirkung des entstandenen Quecksilberchlorids bewirkt wird, welches letztere, wenn es sich einmal gebildet hat, diese Kügelchen mit einem wenn auch äußerst dünnen Häutchen überzieht, welches die Homogenität des Metalles zerstört und die Wiedervereinigung der Kügelchen verhinderte. Auf diese Weise wird das Quecksilber in ein Pulver verwandelt und dadurch großer Verlust herbeigeführt. Die Anwendung von Blei reducirt diesen Quecksilberverlust von 150 auf 25 Theile Quecksilber per 100 Theile Silber. Ist die Amalgamation vollständig erfolgt, so wird das Amalgam ausgewaschen, was auf dieselbe Weise geschieht, wie bei dem Freiberger Verfahren. Hierauf folgt das Raffiniren des Amalgams, welches noch Kupferoxyd und Schwefelkupfer enthält. Das erstere ist in Folge der Einwirkung des Kalkes der Gangart auf das Kupferchlorid, das letztere in Folge der Reaction des magistral auf das Schwefelsilber der Erze entstanden. Der Raffinirproceß zerfällt in zwei Theile, in den mechanischen und in den chemischen Theil. Der erstere wird in einer tina ausgeführt, welche in ihrer Form und Einrichtung der bereits beschriebenen entspricht. Man bringt das Amalgam in die Kufe und versetzt je 100 Theile desselben mit 10 Theilen metallischen Quecksilbers; dann wird ein Wasserstrom zugeleitet und der Welle eine Geschwindigkeit von 60 Umgängen per Minute ertheilt. In dieser Weise wird das gesammte beigemengte Schwefelkupfer nebst einer allerdings nur sehr geringen Menge des Oxydes entfernt. Die Operation ist vollendet, wenn das Wasser ganz klar abläuft. Zum Behufe der chemischen Reinigung läßt man das Wasser aus der tina ablaufen und setzt per 100 Theile Amalgam 2 Theile kohlensaures Ammoniak zu. Man läßt die Welle vier bis fünf Stunden lang umgehen und wäscht dann das Amalgam aus, worauf es von Kupferoxyd gänzlich befreit ist. Die Destillation des Amalgams erfolgt in einem verschlossenen Gefäße per descensum (d.h. die Destillation ist eine in absteigender Richtung erfolgende). Der Ofen besteht aus einer gußeisernen Glocke, deren unterer Theil in einem Wasserbehälter steht, in welchem sich das verdampfte Quecksilber condensirt. Der obere Theil der Glocke ist von einer kreisförmigen Mauer umgeben, so daß zwischen dieser und der Glocke selbst ein ringförmiger Raum von ungefähr 3 bis 5 Zoll Breite bleibt, in den das Brennmaterial zu liegen kommt. Das als Rückstand dieser absteigenden Destillation erhaltene schwammförmige Silber (Silberschwamm, pina) wird in einem Flammofen umgeschmolzen. Das Metallbad muß wiederholt tüchtig durchgekrückt werden; dadurch wird das noch vorhandene Arsen beseitigt, indem sich dasselbe in Folge des Contactes mit den eisernen Krücken und Rührhaken zu Arseneisen verbindet, welches an der Oberfläche des Silbers schwimmt und leicht abgezogen werden kann. Das auf diese Weise erhaltene Silber hat einen Feingehalt von 980 Tausendteln. Das soeben beschriebene Verfahren ist anwendbar für alle Silbererze, mit Ausnahme von silberhaltigem Kupferkies, silberhaltigem Bleiglanz, silberhaltiger Blende und derjenigen Silbererze jeder Art, welche mehr als 1 Proc. freies Arsen enthalten, indem das letztere den Quecksilberverlust bedeutend vermehrt. In dieser Weise ist es möglich, Schwänzel und After von nicht mehr als 0,0004 Proc. und Erze von nur 0,0006 Proc. Silbergehalt zu verhütten. So lange die Haltigkeit der dieser Behandlung unterworfenen Erze nicht über 0,005 Proc. beträgt, bleiben in den von diesem Processe herrührenden Rückständen nicht mehr als 0,00015 bis 0,0002 Proc. Silber zurück. Die mittelst des oben beschriebenen Amalgamationsprocesses verhütteten Erze werden nicht, wie es sonst üblich ist, zu einem gleichmäßigen Durchschnittsgehalte mit einander gattirt, sondern man hat es für vortheilhafter gefunden, die reichen Geschicke für sich zu behandeln. Im letzteren Falle geht die Amalgamation weit rascher von Statten und die Zinsen des Kapitals laufen eine weit kürzere Zeitdauer, so daß die Verhüttungskosten der Rückstände zum größten Theile ausgeglichen werden. Das Quecksilber hat nach fünf- bis sechsmaliger Verwendung zum Amalgamiren so viele Beimengungen aufgenommen, daß dadurch der Amalgamationsproceß verzögert wird. Es wird dann durch Zusatz von 20 Grm. Natriumamalgam auf je 100 Kilogrm. Quecksilber am besten gereinigt. Die Amalgamirwerke werden gewöhnlich in der Nähe eines Wasserlaufes angelegt, um sowohl das Wasser selbst als auch die Triebkraft für die verschiedenen Operationen zur Hand zu haben. Ein solches Werk, welches 8 Tonnen Erze täglich zu verarbeiten im Stande ist, besteht aus: 1) Einem Flächenraum von 550 Yards zum Aufschütten der Erze. 2) Zwei trapiches, zu deren Betrieb ein Motor von sechs Pferdekräften erforderlich ist. 3) Vier Schlämmsümpfen zum Ansammeln des Schliechs. 4) Einem Flächenraum vonvou 1100 Yards zum Trocknen der aufbereiteten Erze. 5) Zwei Amalgamirfässern mit einem Motor von acht Pferdekräften. 6) Einem Bottich zur Aufnahme des Wassers aus den Amalgamirfässern und zur Wiedergewinnung des zerstäubtenzerstäubteu Quecksilbers. 7) Einem Bottich oder einer Kufe zum Auswaschen des Amalgams. 8) Einem Destillirofen. 9) Einem Flammofen zum Umschmelzen des Silberschwammes (der pina) 10) Einem Holzbottich zur Darstellung des magistral, nebst einem kleinen Kessel. 11) Zwei Kufen zum Auflösen des schwefelsauren Kupferoxyds und des Chlornatriums. 12) Einem aus hydraulischem Cement construirten Bassin für die saumure. 13) Einem Kessel zur Darstellung der saumure. Außerdem gehören noch dazu Bassins zum Klären und Reinigen des Waschwassers etc. Zu diesem Zwecke läßt man das Wasser durch ein Bett von Aetzkalk hindurchfiltriren, wodurch gleichzeitig die Kupfersalze wiedergewonnen werden. Das Wasser wird dadurch klar und selbst trinkbar. Das Personal eines solchen Amalgamirwerkes besteht aus einem Ober- und einem Unterinspektor, einem Probirer, einem Buchhalter, einem Meister und zehn Hüttenarbeitern. Die Kosten der Amalgamation einer Tonne Erz von 0,002 Proc. Silbergehalt stellen sich in folgender Weise: Pulvern des Erzes 1 Doll. 49 Cents Diese Werthe sind in Courant angegeben. Quecksilber, magistral, saumure 3 „ 72 „ Raffinerie des Amalgams – „ 4 „ Destillation desselben – „ 4 „ Schmelzen und Affiniren des Silbers – „ 9 „ Gezäh- und verschiedene andere Kosten – „ 93 „ bis 1 Dollar 3 Cents. Hierin sind weder Interessen einbegriffen (da die Operation nur eine kurze Zeit erfordert), noch ein Tilgungsfond des Kapitals. Der größte Vorzug des chilenischen Amalgamationsverfahrens liegt in seiner großen Einfachheit. Dieser Proceß macht eine große Menge von den vorbereitenden Operationen unnöthig oder vereinfacht dieselben bedeutend. Vergleicht man das neue Verfahren beispielshalber mit der europäischen Amalgamationsmethode, wie dieselbe früher in Freiberg ausgeführt wurde, so wird man sofort erkennen, daß das chilenische Verfahren sowohl in Bezug auf rasche Ausführbarkeit, als auf Einfachheit dem Freiberger Processe sehr weit überlegen ist. Die schwierige Operation des Röstens mit ihren heiklen Manipulationen, welche die Ursache fast aller Silberverluste ist, fällt gänzlich weg. In Hinsicht auf die Kürze der Zeit, welche seine Ausführung erfordert, übertrifft das beschriebene Verfahren die amerikanische Amalgamationsmethode, wie dieselbe in Mexiko üblich ist, in unvergleichbarem Grade und ersetzt die zweifelhaften und hypothetischen Reactionen dieses Processes durch sowohl exakte, als auch klar definirte Reactionen. Mit einem Worte: das chilenische Verfahren löst in der einfachsten Weise eine Frage der Silberhüttenkunde, welche bisher noch niemals anders als auf weitläufigen und schwierigen Umwegen beantwortet wurde, nämlich die Abscheidung des Schwefels aus dem Silber und die directe Vereinigung des letzteren mit Quecksilber. Schließlich wollen wir darauf aufmerksam machen, daß, während der Amalgamationsproceß überall, sobald dies möglich wird, dem Schmelzprocesse mit Blei weichen muß, dies bei uns nicht der Fall sein wird, da der erstere den letzteren weit übertrifft. Wer die chilenische Methode erfunden hat, ist bis jetzt unbekannt geblieben; es läßt sich nur nachweisen, daß dieser Proceß in Copiapo bereits seit 1862 ununterbrochen in Anwendung gewesen ist.