Reduction und Scheidung von Gold, Silber, Blei und Kupfer durch Aufblasen von Luft auf die geschmolzenen Schwefelmetalle; von Heinr. Roeſsler. Mit Abbildung auf Tafel 17. Roeſsler, über Scheidung von Gold u.a. Wir sind längst gewohnt, auf die Alchymisten und auf die verlassenen chemischen und metallurgischen Methoden früherer Zeiten vornehm herabzusehen, und doch hat sich schon mehrfach gezeigt, wie viel sich mit den letzteren erreichen läſst, wenn wir uns die Mühe geben, sie mit den unendlich verbesserten und vervielfachten Hilfsmitteln der modernen Wissenschaft umzubilden und wieder zur Anwendung zu bringen. So lächeln wir auch darüber, daſs die Alten das Gold vom Silber trennten, indem sie die Legirung mit Schwefel zusammenschmolzen und auf die geschmolzene Masse Glätte aufstreuten, oder gar, indem sie, wie von den Persern erzählt wird, das Gold haltige Silber 3mal mit Kupfer und 3mal mit Schwefel schmolzen. Aber gerade hier muſs man bei näherer Ueberlegung staunen, wie klug diese Methoden ausgedacht waren und wie sehr dabei die wenigen Hilfsmittel ausgenutzt wurden. In der That bieten jene Verfahren den Schlüssel zu einer ganzen Anzahl von metallurgischen Operationen und die veränderte Anwendung ihres Principes wird vielleicht noch manche Umwälzung im Hüttenwesen hervorrufen. Es ist mit unseren jetzigen Affinirmethoden auf nassem Wege so leicht, Gold und Silber auf billige Weise zu scheiden, und es macht auch so wenig Schwierigkeiten, Silber von Kupfer in den verschiedensten Verhältnissen zu trennen, daſs man hier wohl kaum je wieder zu dem alten Schmelzwege zurückkehren wird. Eine der schwierigsten Aufgaben ist aber, eine an Kupfer reiche Legirung, welche zugleich viel Gold hält, mit Schwefelsäure ohne allzu groſse Kosten zu scheiden, und dies gerade hat die nächste Veranlassung gegeben, auf die alten Methoden zurückzugreifen. Man nimmt in der Scheidekunst an, daſs eine zur Auflösung nait Schwefelsäure geeignete Gold- und Silberlegirung 900 fein sein, d.h. nicht über 100 Tausendtheile Kupfer enthalten soll. Hat man nun z.B. 1k einer Legirung, welche aus 200g Gold, 300g Silber und 500g Kupfer besteht, so müſste man, um sie auf den Gehalt von 900 zu bringen, die 4fache Menge Feinsilber hinzuschmelzen und demnach die Scheidekosten für 5k anstatt für 1k aufwenden. Dabei wird aber der Goldgehalt so verdünnt, daſs die Reinscheidung sehr schwer fällt und man deshalb zu einer Anreicherung in einem Theil des Silbers und zu einer zweiten Scheidung schreiten muſs. Hätte man nun aber ein Mittel, um von der Legirung den Kupfergehalt wegzunehmen, so behielte man nur 200g Gold und 300g Silber und, da man die 3fache Menge Silber auf das Gold rechnet, so wären nur noch 300g Silber hinzuzulegen und man hätte die Scheidekosten nur für 800g aufzuwenden, anstatt wie oben für 5k. Auch wäre es dann leicht, durch einmalige directe Scheidung gutes Gold zu erhalten. Auf solch ein Mittel hat nun die alte Scheidung mit Schwefel geführt; dieser nimmt nämlich beim Zusammenschmelzen mit oben beschriebener Legirung sowohl Silber, als Kupfer auf, letzteres aber weit begieriger, so daſs, wenn nicht genug Schwefel für beide da ist, das leiste Kupfer geschwefelt wird, während das meiste Silber mit dem Gold metallisch bleibt und sich am Boden der Schmelze absetzt. Diese Arbeit wäre freilich sehr unvollkommen, denn es bliebe ein ziemlicher Theil des Silbers und Goldes in dem Schwefelmetall, während auf der anderen Seite das unten sitzende Metall auch noch einen gröſseren Theil des Kupfers festhielte. Zudem hat es groſse Schwierigkeiten, das Schwefelmetall wieder in Metall zu verwandeln, und man erhält dabei eine geringhaltige Legirung, welche nicht frei von Gold ist und auch noch geschieden werden muſs. Auf Grund von Beobachtungen, die vom Verfasser und von L. Opificius in der Frankfurter Scheideanstalt gemacht worden sind, ist man nun aber dazu gekommen, ein neues verbessertes Verfahren auszubilden, welches nicht allein für Scheideanstalten, sondern auch für Blei- und Kupferhüttenwerke von groſser Bedeutung zu werden verspricht und das deshalb auch zum Patent (* D. R. P. Anmeldung Kl. 40 Nr. 1721 vom 23. März 1882) angemeldet worden ist. Man hat nämlich gefunden, daſs der hier zunächst liegende Zweck der Operation, die gemischte Legirung in einen alles Gold und das leiste Silber enthaltenden und in einen anderen aus Kupfer mit dem gröſseren oder kleineren Rest von Silber bestehenden, aber von Gold ganz freien Theil zu theilen, weit besser zu erreichen ist, wenn man die Legirung mit einem Ueberschuſs von Schwefel schmilzt, so daſs Kupfer und Silber vollständig geschwefelt werden, und wenn man dann durch Aufblasen von Luft auf das geschmolzene Schwefelmetall einen Theil des Schwefels verbrennen läſst. Es wird hierbei zunächst alles Gold, welches bei Ueberschuſs von Schwefel auch in gröſserer Menge von dem Schwefelmetall aufgenommen wurde, dann das meiste Silber niedergeschlagen und man erhält eine hochhaltige Legirung, welche von dem darüber stehenden, von Gold freien Schwefelkupfer getrennt werden kann. Kommt nämlich die Luft auf die geschmolzene Oberfläche der Schwefelmetalle, so oxydirt sich der Schwefel und es scheiden sich unter Entwicklung von schwefliger Säure kleine Metallische Theilchen, zunächst Gold und Silber, aus und sinken zu Boden. Aber auch Kupfer wird an der Oberfläche metallisch ausgeschieden, indem durch die Luft gebildete Oxydtheilchen sich mit Schwefelmetalltheilchen wechselseitig zerlegen, Schwefligsäure entweichen und die reducirten Metalltheilchen zu Boden sinken lassen. Bei der auſserordentlichen Feinheit der Vertheilung der ausgeschiedenen Metalltheilchen in der Schmelze findet das Kupfer beim Herabsinken durch die geschmolzene Schwefelmetallsäule ausreichend Gelegenheit, sich gegen Gold und Silber auszutauschen und so kommt es, daſs man, besonders im Anfang des Processes, fast ausschlieſslich nur diese beiden Metalle am Boden des Schmelzgefäſses ausgeschieden findet. Das Aufblasen von Luft wirkt hier ähnlich, wenn auch viel besser, wie das Aufstreuen von Glätte bei den Alten; denn auch dort wurde durch den Sauerstoffgehalt der Glätte Schwefel verbrannt und zugleich regulinisches Metall abgeschieden. Würde man bei einer genügend hohen Säule bei dem richtigen Punkt aufhören zu blasen, so könnte man eine Absonderung am Boden des Tiegels bekommen, welche fast ausschlieſslich aus Gold besteht, und man hätte auf diese Weise auf einfache Art das erreicht, was die Perser durch wiederholtes abwechselndes Schmelzen mit Kupfer und mit Schwefel bezweckten, indem sie mit dem Kupfer jedesmal auch einen Theil des Silbergehaltes durch Schwefel wegnahmen und schlieſslich von Silber fast freies Gold zurückbehielten. Will man aber den Proceſs nur als Vorbereitung zur Schwefelsäurescheidung betreiben, so wird man zufrieden sein, wenn man alles Gold mit dem gröſseren Theil des Silbers metallisch niederschlagen kann, während der Rest des Silbers mit dem Kupfer und frei von Gold sich in dem darüber stehenden Schwefelmetall befindet. Wird dann das Schwefelkupfer in einem anderen Tiegel ebenfalls durch Aufblasen von Luft zu Metall reducirt, so hat man die gemischte Legirung in einen wesentlich aus Gold und Silber bestehenden und in einen von Gold freien, an Kupfer reichen Theil getrennt, welche beiden Theile dann auf bekannte Art leicht rein zu scheiden oder auch als solche zu Legirungen zu verwenden sind. Es ist dabei zu bemerken, daſs auch hier übereinstimmend mit den Beobachtungen, welche die Alten bei ihrer Scheidung mit Schwefelantimon machten, Antimon, Zinn und Blei, die gewöhnlichen Verunreinigungen der Edelmetalllegirungen, im Wesentlichen mit dem Gold niederfallen, so daſs leicht ein ziemlich reines und nur Silber haltiges Schwefelkupfer und daraus ein reines und geschmeidiges Metall erhalten werden kann, welches sich sehr wohl zu Silberlegirungen verwenden läſst. Die Luft kann durch Pumpen oder Cylindergebläse auf die Schmelze getrieben, oder auch, falls der Schmelzraum geschlossen ist, durch Körting'sche Dampfstrahlgebläse in denselben gesaugt und durch ein Absorptionsgefäſs gepreſst werden, in welchem sich zugleich die schweflige Säure in Schwefelsäure verwandelt und sich die mitgerissenen und verflüchtigten Metalltheilchen wieder absetzen. Der in der Frankfurter Scheideanstalt in Gebrauch befindliche Apparat (Fig. 22 Taf. 17) besteht aus einem Graphittiegel a, in welchem etwa 300k Schwefelmetall auf einmal geschmolzen werden; es geschieht dies bei aufgelegtem Tiegeldeckel und platt zugedecktem Ofen, worauf man die Deckel wegnimmt und die Blechhaube, welche unten einen auf den Schmelztiegel aufgepaſsten Graphitring c trägt, herunterläſst. Die Luft wird durch die Röhre d mit Heftigkeit auf das geschmolzene Bad getrieben, sobald das Gebläse e angelassen wird, und es beginnt sofort die Oxydation des Schwefels. Durch das Rohr f werden die Gase und mit verflüchtigte Metalltheilchen abgesaugt und zunächst durch die Absatz- und Kühlkammer g und dann durch das Absorptionsgefäſs h getrieben, welches mit 60°-Schwefelsäure mit einem Gehalt von Kupfervitriol oder Salpetersäure gefüllt ist (vgl. 1881 242 * 284). Durch das verschlieſsbare Thürchen i können während des Processes ohne Störung etwa gebildete Schlacken abgezogen werden und durch das Thürchen k wird die Kokesfeuerung besorgt. Gerade dadurch, daſs die bei der Schwefelverbrennung gebildeten Metalltheilchen fortwährend zu Boden sinken und die Luft immer wieder frische Schwefelmetalloberfläche findet, ist die Verbrennung eine sehr lebhafte und es fällt leicht, die zur Fabrikation von Schwefelsäure erwünschte Concentration der Gase zu erreichen. Man hat dann nichts zu thun, als dafür zu sorgen, daſs gerade so viel Feuchtigkeit in den Absorptionsapparat kommt, daſs fort und fort Säure von etwa 60° gebildet werden kann, und von Zeit zu Zeit den Ueberschuſs abzuzapfen. Es ist zunächst die in Vorstehendem beschriebene, in der Scheideanstalt schon seit einiger Zeit im Gebrauch befindliche Vorbereitung zur Schwefelsäurescheidung, welche dahin geführt hat, diese Methode auch auf Hüttenwerken zur Reduction und Scheidung der Metalle aus geschwefelten Erzen und Hüttenproducten in gröſserem Maſsstabe zur Anwendung zu bringen, und zwar in Verbindung mit der ebenfalls in der Scheideanstalt angewendeten und zum Patent angemeldeten neuen Methode zur Beseitigung und Verwerthung der Schwefligsäure (vgl. 1881 242 * 278), deren Einführung für sich allein bisher häufig daran scheitern muſste, daſs bei den gebräuchlichen Röstprocessen der Gehalt an Schwefligsäure zu gering wurde. Die zunächstliegende Anwendung ist, die Schwefelmetalle, seien sie nun aus den Erzen direct ausgeschmolzen oder im Laufe anderer Schmelzprocesse entstanden, wie sie sind, vollständig zu entschwefeln und auf diese Art direct metallisches Blei oder metallisches Kupfer zu erzeugen, welche nach Abstellung des Gebläses sofort ausgeschöpft werden können. Die Reduction verläuft sowohl bei Schwefelblei, als bei Schwefelkupfer sehr glatt, ohne zu groſse Metallverluste und unter Entwicklung hochpröcentiger Gase. Bei Eisen haltigen Steinen wird sich fortwährend etwas Schlacke auf der Oberfläche bilden, welche von Zeit zu Zeit abgezogen werden muſs. Silber und Gold haltiges Blei kommt zur Zinkentsilberung, zum Pattinsoniren oder Abtreiben und Silber und Gold haltiges Kupfer kommt in die Extraction oder zur Elektrolyse und wird je nachdem sofort aus dem Tiegel in Granaillen oder in Platten ausgegossen. Aber es kann und wird auch hier Vortheile bieten, mit der Reduction zugleich eine Scheidung zu verbinden und ähnlich wie oben einzelne Metalle ganz oder theilweise aus dem Schwefelmetallgemisch zu trennen, indem man zunächst nur einen Theil des Schwefels in dem Stein verbrennt und das ausgeschiedene Metall von dem darüberstehenden Schwefelmetall trennt. Auch hier fällt, wenn man Gold, Silber, Blei und Kupfer in einem Stein hat, zunächst der Goldgehalt, sodann das meiste Silber mit dem Blei und den verunreinigenden Metallen, wie Antimon und Zinn aus, während das Kupfer noch vorwiegend als Schwefelmetall bleibt. Für Anwendung auf Blei- und Kupferhüttenwerken werden besonders die folgenden Fälle hervorzuheben sein. Entgoldung von Kupferstein: Da fast in jedem Kupferstein geringe Mengen von Gold enthalten sind, welche bis jetzt zum gröſsten Theil in dem Kupfer verloren gingen, so wird es mit dem neuen Proceſs lohnen, diesen Goldgehalt und einen Theil des Silbergehaltes in einer kleinen metallischen Absonderung anzureichern, welcher dann der elektrischen Scheidung oder der Behandlung mit dünner Säure übergeben werden kann. Bei einer groſsen Kupferproduction wird diese Goldgewinnung schon einem beträchtlichen Werth entsprechen. Die groſse Menge des Steines kann dann nach Entfernung des Gold haltigen Metalles weiter mit demselben Verfahren reducirt, oder, wenn der Silbergehalt noch hoch genug ist, der bisherigen Entsilberungsmethode unterworfen werden. Entsilberung und Entgoldung gemischter Blei- und Kupfersteine und dabei Erzeugung von Werkblei einerseits und von Gold- und Silber freiem Kupferstein andererseits: Es ist leicht einzusehen, daſs die äuſserst feine Vertheilung der reducirten herabsinkenden Bleitheilchen ein weit vollkommeneres Ausziehen des Gold- und Silbergehaltes zu Wege bringt, als dies bei der sonst noch in Anwendung befindlichen, ziemlich rohen Verbleiungsmethode der Fall ist. Sollte der Bleigehalt zu gering sein, um alles Edelmetall mit zu Boden zu ziehen, so kann man mehr Schwefelblei zusetzen und das Gebläse von Neuem anlassen. Da, wie schon angeführt, auch die verunreinigenden Metalle, besonders Antimon und Zinn, mit dem Blei und den Edelmetallen aus dem Stein gezogen werden, so wird man auf diese Weise einen sehr reinen Kupferstein übrig behalten, aus welchem man durch Verblasen immer nach derselben Methode reines gutes Kupfer erhalten kann. Entgolden von Bleistein: Auch der oft sehr geringe Goldgehalt aus Bleierzen könnte mit der neuen Methode auf eine geringere Menge Werkblei angesammelt werden und, wenn dieses dann für sich abgetrieben wird, ein goldhaltiges Silber ergeben, worin der Goldgehalt besser verwerthet wird. Man hat nur das Verbrennen des Schwefels beim richtigen Punkte zu unterbrechen und die kleinere Partie ausgeschiedenen Bleies von dem darüber stehenden, noch unzersetzten Stein zu trennen. Es ist sicher nicht ausgeschlossen, die Reduction der Schwefelmetalle auch im Flammofen mit überschlagender Feuerung auszuführen, besonders wenn es sich um groſse Massen handelt und eine gleichzeitige Scheidung der Metalle nicht beabsichtigt wird; aber man wird die Vortheile, welche gut construirte, geschlossene Tiegelöfen bieten, besonders auch in Bezug auf die Verwerthung der Schwefligsäure, nicht unterschätzen dürfen, um so mehr, wenn man berechnet, welche gar nicht unbeträchtliche Mengen schon mit der oben beschriebenen, verhältniſsmäſsig kleinen Einrichtung verarbeitet werden können. Mit einem Körting'schen Strahlapparat Nr. 4 können stündlich 300cbm Gase durch die Absorptionsgefäſse gesaugt werden; bei einem Gehalt von 6 bis 8 Vol. Proc. an Schwefligsäure, welcher bei richtiger Einwirkung des aufgeblasenen Luftstromes zu erreichen sein wird, entspricht dies etwa 25k Schwefel oder über 100k zersetztem Schwefelmetall. Man würde also eine Tiegelfüllung von etwa 300k in 3 Stunden Verblasen und reduciren können und, wenn dies in 24 Stunden auch nur 4mal geschehen kann, so hätte man in einem solch kleinen Ofen etwa 1200k Stein verarbeitet. Dabei würden aber in diesen 24 Stunden nicht mehr als 500k Kokes verbrannt, der Körting'sche Apparat verbrauchte in 4 × 3 Stunden etwa 250k Steinkohlen und es würden dabei an 600k Schwefelsäure erzeugt, deren Werth nicht allein das Brennmaterial, sondern fast die ganzen Kosten des Processes bezahlen würde. Für eine groſse Anzahl von Blei- und Kupferwerken wird man aber der vollständigen Beseitigung der Schwefligsäure um einen groſsen Schritt näher gekommen sein.