Titel: | Beschreibung des Verfahrens zur Zugutemachung des Nickels und Kupfers aus nickelhaltigem Schwefel- und Kupferkies auf der Isabellenhütte bei Dillenburg; von Fr. Heusler. |
Fundstelle: | Band 155, Jahrgang 1860, Nr. CVII., S. 362 |
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CVII.
Beschreibung des Verfahrens zur Zugutemachung des
Nickels und Kupfers aus nickelhaltigem Schwefel- und Kupferkies auf der
Isabellenhütte bei Dillenburg; von Fr.
Heusler.
Aus den Mittheilungen für den Gewerbeverein des Herzogthums
Nassau, 1859. Nr. 14.
Verfahren zur Zugutemachung des Nickels und Kupfers aus
nickelhaltigem Schwefel- und Kupferkies.
Die im Dillenburgischen vorkommenden Nickelerze sind Kupfer- und
Schwefelkiese, die, nach einer neuerdings von Dr.
Casselmann vollzogenen Untersuchung mit Schwefelnickel
gemengt sind, und in denen ein Theil des Nickels durch eine äquivalente Menge Eisen
vertreten ist.
Die auf der Grube gewonnenen Erze werden ohne weitere Aufbereitung in großen Stücken
auf die Hütte zur Zugutemachung gebracht. Letztere zerfällt nach den verschiedenen
Operationen in drei Abtheilungen.
1te Abtheilung, die Arbeiten zur Darstellung eines concentrirten Nickelkupfersteins
vermittelst Röstung und Schmelzung umfassend.
2te Abtheilung, die Arbeiten zur Darstellung von Kupfernickel und Nickelmetall aus
dem concentrirten Steine auf nassem Wege umfassend.
3te Abtheilung, die Darstellung von Gaarkupfer aus den in der 2ten Abtheilung
erhaltenen Rückständen vermittelst Röstung und Schmelzung umfassend.
I. Abtheilung. Die Darstellung von
concentrirtem Nickelstein aus den Erzen.
Die Darstellung des concentrirten oder verblasenen Steins zerfällt in folgende
Operationen:
1) Das Rösten der Erze.
2) Das Schmelzen der gerösteten Erze zu Rohstem.
3) Das Rösten des Rohsteins.
4) Das Schmelzen des gerösteten Rohsteins zu concentrirtem
Stein.
5) Das Umschmelzen oder Raffiniren des concentrirten
Steins.
Der Zweck sämmtlicher Operationen ist: den Nickel- und Kupfergehalt der Erze
in einem Steine zu concentriren, der möglichst wenig Eisen und noch so viel Schwefel
enthält, daß der Stein spröde ist und sich leicht zerkleinern läßt.
1. Das Rösten der Erze.
Das Rösten der Erze hat den doppelten Zweck, den Schwefel theilweise zu entfernen
und das Eisen zu oxydiren, um es bei dem Schmelzen der Erze zum größern Theile
in die Schlacke überzuführen. Es ist dieserhalb ein starkes Rösten erforderlich,
denn nur bei starker Hitze wird der größere Theil des Eisens in Eisenoxyd übergeführt, und
dadurch bei dem Schmelzen in die Schlacke, da bekanntlich bei dem Schmelzen mit
Kohle das Eisenoxyd zu Oxydul reducirt wird, und dieses mit der Kieselsäure und
den Basen der Gebirgsart Schlacke bildet, während Eisenoxydul zu Eisen reducirt
wird, und als solches in den Rohstein übergeht.
Eine gute Röstung der Erze ist aus diesem Grunde eine ganz wesentliche Bedingung
zur Erzielung eines geeigneten Products.
Das Rösten geschieht in überwölbten Röststadeln, welche vorn zugestellt nur unten
einige Oeffnungen zur Hervorbringung des Zuges haben. Sie münden in eine
Schwefelkammer, welche neuerdings zur Condensation des Schwefels angelegt worden
ist. Aus der Kammer geht ein unterirdischer Zug in die gemeinschaftliche 65 Fuß
hohe Esse, welche gleichzeitig zum Zug für die Kesselfeuerung der Dampfmaschinen
dient.
Der Proceß des Röstens wird sich annähernd folgendermaßen angeben lassen.
Der Kupferkies zersetzt sich in Kupfer, Eisen und Schwefel, der Schwefel
verflüchtigt sich theilweise als Schwefelsäure und als schweflige Säure, theils
oxydirt er sich zu Schwefelsäure und verbindet sich mit Kupfer zu schwefelsaurem
Kupferoxyd.
Der Schwefelnickel zersetzt sich auf dieselbe Weise und es bildet sich
schwefelsaures Nickeloxydul. Das Eisensesquisulphuret des Kupferkieses zersetzt
sich in eine niedere Schwefelungsstufe des Eisens und Schwefel wird frei; dieß
niedere Eisensulphuret oxydirt theilweise zu schwefelsaurem Eisenoxydul. Der
Schwefelkies der Erze zersetzt sich ebenfalls in eine niedere Schwefelungsstufe,
in Einfachschwefeleisen und Schwefel; das Einfachschwefeleisen oxydirt
theilweise zu schwefelsaurem Eisenoxyd und Eisenoxydul.
Da die Röstung nie vollkommen ist, so wird immer noch ein Theil unzersetzter
Schwefelmetalle bleiben. In den gerösteten Erzen sind demnach enthalten:
1) Unzersetzte Sulphurete des Eisens, Kupfers und Nickels
(jedoch in geringer Menge).
2) Niedere Eisensulphurete, die durch Zersetzung der
höheren entstanden sind.
3) Schwefelsaure Salze des Eisens, Kupfers und Nickels.
4) Oxyde und Oxydule des Eisens, Kupfers und Nickels.
5) Gebirgsart, welche vorwiegend aus Kalkerde, Thonerde und
Kieselerde besteht.
2. Das Schmelzen der
Erze.
Die gerösteten Erze werden in circa 1 1/2zöllige
Stücke zerschlagen und im Krummofen über einer Brillenherdvorrichtung mit Kohks
zu Rohstein
verschmolzen. Da die Erze und Gebirgsart eine solche Zusammensetzung haben, daß
ohne weitern Zusatz eine gute, flüssige und reine Schlacke gebildet wird, so
werden dieselben ohne Zuschläge verschmolzen, und nur zuweilen etwas Quarz oder
kieselreiche Substanzen zugeschlagen, wenn im Verhältniß viele Basen, namentlich
Kalk und Eisen vorhanden sind.
Der bei dem Schmelzen stattfindende Proceß ist einfach der, daß die Oxyde und
Salze der Metalle durch den Kohlenstoff der Kohks zu Metallen reducirt werden,
die sich mit dem vorhandenen Schwefel zu Sulphureten verbinden, die das eine
Product des Schmelzens, den Rohstein bilden, während die Erden der Gebirgsart,
Kalk-, Thon- und Kieselerde mit dem Eisenoxydul, welches durch
Reduction des Eisenoxyds vermittelst Kohlenstoff gebildet worden, das zweite
Product des Schmelzens, die Schlacke liefern. Die sehr eisenreiche Schlacke
kommt sehr häufig in kleinen Krystallen vor, welche ein augitähnliches Ansehen
haben.
Der Rohstem enthält in abwechselnden Verhältnissen Kupfer, Nickel und Eisen in
Verbindung mit Schwefel. Die durchschnittliche Zusammensetzung desselben
ist:
Kupfer
19
Nickel
13
Eisen
35
Schwefel
33
––––
100
3. Das Rösten des
Rohsteins.
Der Rohstein wird einem starken 3–4 maligem Rösten unterworfen, um den
größten Theil des Schwefels zu entfernen und das Eisen zu oxydiren. Es ist also
derselbe Proceß wie bei dem Rösten der Erze und geschieht in denselben Oefen, in
überwölbten Röststadeln. Der sich verflüchtigende Schwefel soll demnächst auch
condensirt werden, was bisher nicht geschah.
Nach 3–4 maligem Rösten ist der Rohstein so weit vorbereitet, um zu
concentrirtem Stein verschmolzen zu werden.
4. Das Schmelzen des Rohsteins zu
concentrirtem Stein.
Das Schmelzen des Rohsteins geschieht ebenfalls im Krummofen über einer
Brillenherdvorrichtung, und ist der Proceß bei dem Schmelzen derselbe wie bei
dem Schmelzen der Erze, nur mit dem Unterschiede, daß die Kieselerde der
Gebirgsart größtentheils durch kieselreiche Schlacke ersetzt wird, um das
Eisenoxydul zu binden. Die Zusammensetzung der Schlacke ist eine mehr basische,
da im Verhältniß mehr Eisenoxydul darin enthalten, auch zeigt dieselbe aus
diesem Grunde nie Krystallisation.
Das Product des Rohsteinschmelzens, der concentrirte Stein, ist durchschnittlich
zusammengesetzt wie folgt:
24
Nickel,
39
Kupfer,
12
Eisen
25
Schwefel,
––––
100
5. Das Raffiniren oder Verblasen des
Concentrationssteins.
Das Raffiniren oder Verblasen des Concentrationssteins hat den Zweck, das Eisen
noch möglichst zu entfernen, ohne daß der Schwefel gleichzeitig abgeschieden
wird. Es ist nämlich erforderlich, daß das auf nassem Wege zu verarbeitende
Halbproduct nur etwa 4–5 Procent Eisen enthalte, dagegen noch so viel
Schwefel, daß es spröde ist und sich leicht zu Mehl zerkleinern läßt.
Mittelst Rösten und nachherigem Schmelzen würde das Eisen so weit als
erforderlich entfernt werden, aber auch gleichzeitig noch ein großer Theil des
Schwefels, so daß der Stein weniger spröde würde. Aus diesem Grunde wird der
concentrirte Stein in einem Verblaseofen, nach Art der Kupfergaarherde, jedoch
mit zwei Formen versehen, eingeschmolzen und bei starkem Winde einige Stunden
Verblasen, wodurch sich das Eisen größtentheils verschlackt, indem sich
Kiesel- und Thonerde des Herdes mit dem Eisenoxydul zu einer basischen
Schlacke verbinden.
Der raffinirte Stein enthält durchschnittlich:
35 Procent
Nickel.
43 „
Kupfer,
2 „
Eisen.
20 „
Schwefel
II. Abtheilung. Die Darstellung von
Kupfernickel und Nickelmetall aus dem raffinirten Stein.
Die Darstellung des Kupfernickels und Nickelmetalls auf nassem Wege umfaßt folgende
Operationen:
1) Das Lösen und Fällen.
2) Das Reinigen der Oxyde.
3) Das Reduciren der Oxyde und Einschmelzen des Metalls.
1. Das Lösen und Fällen.
Der raffinirte Stein wird mittelst des Pochwerks in feines Mehl zerkleinert und
in einem Flammenröstofen geröstet. Der Zweck des Röstens ist möglichst
vollständige Entfernung des Schwefels und Oxydation des Kupfers, Nickels und Eisens.
Um diesen Zweck zu erreichen, ist bei größter Zertheilung des Röstguts die
Röstung in einem Flammenofen erforderlich, wo die Flamme fortwährend auf der
Röstmasse aufschlägt, wodurch dieselbe erhitzt und der zutretenden Luft
Gelegenheit gegeben ist sich mit den Metallen zu verbinden, während durch
fortwährendes Umrühren der Röstmasse ein beständiger Wechsel der Oberfläche der
einzelnen Theilchen erzielt und dadurch ein beständiges Oxydiren derselben
herbeigeführt wird. Das Rösten eines Satzes (circa
300 Pfd.) dauert 9 Stunden, innerhalb welcher Zeit das Röstgut verschiedene
Stadien durchläuft. Diese Stadien lassen sich als folgende bezeichnen:
1) Das Abwärmen.
2) Das Abschwefeln.
3) Die Bildung der Oxyde und schwefelsauren Salze.
4) Die Zersetzung der schwefelsauren Salze.
Die erste Periode, das Abwärmen, dauert nur etwa eine Stunde und endigt dann,
wenn die Masse anfängt roth zu werden, wo die zweite Periode, die Entwicklung
von schwefliger Säure, beginnt. Da durch die Entwicklung der schwefligen Säure,
wenn diese vollständig im Gange ist, viel Wärme erzeugt wird, so muß das Feuern
vorsichtig und nicht zu rasch geschehen, da durch zu große Hitze die Schmelzung
der Schwefelmetalle, und damit eine Knotenbildung veranlaßt wird, die nur schwer
wieder zu beseitigen ist. Die Periode der Abschwefelung dauert 2–3
Stunden, sie ist die wichtigste des ganzen Röstprocesses, da sie die gute oder
schlechte Röstung bedingt, denn je feinkörniger und gleichmäßiger die Masse
während dieser Periode geblieben, desto vollständiger geht die Oxydation später
vor, und um so weniger Rückstände bleiben bei dem Lösen mit Säure.
Sobald die Entwicklung der schwefligsauren Dämpfe abnimmt, so wird stärker
gefeuert; es tritt die dritte Periode, die der Oxydation ein. Es ist zwar schon
während der zweiten Periode die Oxydation vor sich gegangen, indem gleichzeitig
mit dem Verflüchtigen des Schwefels die Verbindung der Metalle mit Sauerstoff
stattfindet, es bilden sich aber vorzugsweise nur die niederen Oxydationsstufen
der Metalle, Eisenoxydul und Kupferoxydul, während in der dritten Periode diese
Metalle in Oxyde übergeführt werden und gleichzeitig zum Theil sich mit
Schwefelsäure, die auch in dieser Periode gebildet wird, zu schwefelsauren
Salzen verbinden. Eine Ausnahme macht das Nickeloxydul, das in der niedern
Oxydationsstufe verbleibt.
Diese dritte Periode dauert 3–4 Stunden bei mäßig starkem Feuern, so daß
die Masse schließlich stark rothglühend wird. Es tritt dann die vierte Periode,
die der Reduction der schwefelsauren Salze ein. Da es vortheilhaft ist, möglichst
wenig schwefelsaure Salze demnächst in Lösung zu haben, so wird diese letzte
Periode etwas verlängert, zugleich auch deßhalb, um den letzten Antheil
Eisenoxydul in Eisenoxyd zu verwandeln.
Die schwefelsauren Salze der drei Metalle, Eisen, Kupfer und Nickel zersetzen
sich in verschiedenen Graden der Hitze; am ersten das schwefelsaure Eisenoxydul
und Oxyd, dann das schwefelsaure Kupferoxyd, am schwierigsten das schwefelsaure
Nickeloxydul. Es wird deßhalb in der letzten Stunde der Röstung die Hitze zu
starker Rothgluth gesteigert und zur Beförderung des Processes auch wohl etwas
Kohlenklein zugesetzt.
Ein Versuch, der angestellt wurde, um schwefelsaure Salze durch die Röstung zu
bilden und diese auszulaugen, ergab, daß sich
7,6 Procent
Nickel und
2,9 „
Kupfer
als schwefelsaure Salze gelöst hatten.
Da eine Bildung von Knoten durch Zusammensintern der leicht schmelzbaren
Schwefelmetalle (des Eisens namentlich) nicht ganz zu vermeiden ist, so wird das
Röstgut durch ein feines Sieb gesiebt, das Gesiebte zum Lösen gebracht, und die
Rückstände wieder zerkleinert und geröstet.
Das Lösen geschieht in Salzsäure und zwar wird aus dieser salzsauren Lösung
Kupfernickel dargestellt.
Es wird Wasser bis zu etwa 60 Grad erwärmt, gleiche Menge Salzsäure von
22–23 Grad zugeschüttet und der geröstete Stein in kleinen Partien von
100 Pfd. unter beständigem Umrühren eingebracht. Die auf etwa 10 Grad verdünnte
Säure löst 60–65 Procent des Steins auf, jedoch nicht zum ersten Male,
sondern bei 3maligem Lösen, indem die Rückstände, die sich auf den Böden der
Fässer absetzen, wieder in verdünnte Säure eingebracht werden, nachdem sie
vorher mit etwas Wasser zu Schlamm angerührt sind.
Die Lösung enthält nun hauptsächlich Kupferchlorid und Nickelchlorür, sodann
etwas schwefelsaure Salze dieser Metalle; das Eisen wird fast gar nicht in der
verdünnten Salzsäure aufgelöst, und bleibt selbst etwas Kupferoxyd und viel
Nickeloxydul in den Rückständen. Am besten löst sich das Kupferoxyd, weniger das
Nickeloxydul, im Verhältniß von etwa 7 Kupfer zu 3 Nickel, welches im
Durchschnitt die Zusammensetzung des Kupfernickels ist. Die Ursache, daß sich
die Oxyde des Kupfers und Nickels nicht vollständig lösen, ist wohl darin zu
finden, das sich Metalloxyde, welche stark geglüht sind, sehr schwer in
verdünnter Säure lösen, und ist dieser Uebelstand nicht zu vermeiden, da ein zu
schwaches Rösten viel schwefelsaure Salze in dem Röstgut lassen würde, die aus
später angeführten Gründen nachtheilig wirken.
Uebrigens ist dieß kaum ein Uebelstand zu nennen, da aus den Rückständen, die,
wie bemerkt, viel Eisenoxydul enthalten, vermittelst concentrirter Schwefelsäure
Nickelmetall gewonnen wird.
Die salzsaure Lösung des Kupferoxyds und Nickeloxyduls wird mit Kalkmilch
gefällt, und die gefällten Oxyde durch Filtrirapparate zu solcher Consistenz
gebracht, daß sich dieselben in Leinwandsäcken unter einer Presse verdichten
lassen, um demnächst leicht getrocknet werden zu können.
Die Rückstände von der salzsauren Lösung werden mit Wasser einige Male
ausgewaschen, und, wie oben bemerkt, mit Schwefelsäure nochmals gelöst, um
Nickelmetall daraus darzustellen. Sie eignen sich zu diesem Zwecke deßhalb, weil
sie wenig Kupfer und viel Nickel enthalten, die Trennung beider Metalle also
dadurch erleichtert ist. Sie werden in der Weise behandelt, daß man sie mit
wenig Wasser zu einem Brei anrührt und dann Schwefelsäure von 66° B.
zuschüttet. Die Masse kocht stark auf, indem die Schwefelsäure Wasser bindet und
theilweise verdampft, sich dabei mit den Oxyden verbindend. Die so gebildeten
schwefelsauren Salze werden in kochendem Wasser aufgelöst. Es bleiben dabei
Rückstände, welche nochmals nach vorheriger Röstung aufgelöst und die Lösung auf
Nickelmetall verarbeitet wird.
Die schwefelsaure Lösung enthält schwefelsaures Nickeloxydul (vorwiegend),
schwefelsaures Kupferoxyd und Eisenoxyd. Die Trennung des letztern von dem
erstern, dem Nickeloxydul, geschieht mittelst kohlensaurem Kalk, der zu dem
Zwecke in feines Mehl gepocht wird. Ehe das Fällen beginnt, wird die etwa
überschüssige Säure durch Kupfer- und Nickelniederschlag, der bei dem
spätern Proceß des Reinigens der Oxyde erfällt, neutralisirt. Das Fällen des
Eisens und Kupfers beginnt erst, wenn die Lösung auf etwa 55 Grad erwärmt
ist.
Der kohlensaure Kalk wird dann löffelweise unter beständigem Umrühren der Lösung
zugesetzt, so lange bis eine Probe mit Ferrocyankalium ergibt, daß das Eisenoxyd
vollständig ausgefällt ist. Es wird dann mit Zusetzen des kohlensauren Kalks
aufgehört und nun die Lösung bis 70 Grad erwärmt und umgerührt, wodurch dann der
letzte Rest des Kupferoxyds vollständig ausfällt.
Ist dieß durch eine Probe mit Ferrocyankalium erwiesen, so wird sofort Lösung
sammt Niederschlag in wasserdichte Kasten abgelassen, um sich daselbst zu
klären.
Der Proceß des Fällens ist ganz ähnlich dem bei der Analyse nickelhaltiger
Producte angewendeten vermittelst kohlensauren Baryts, nur mit dem Unterschiede,
daß hier salzsaure Lösung vorhanden, während dort schwefelsaure, welche wegen
der Unlöslichkeit oder Schwerlöslichkeit des kohlensauren Kalks die Trennung der Metalle
erschwert. Der Niederschlag enthält daher außer Kupferoxyd und Eisenoxyd eine
nicht unbedeutende Menge Nickeloxydul, welche bei dem Fällen mit
niedergeschlagen worden ist.
Zur Erläuterung des Fällungsprocesses folgen hier einige Analysen, welche die
Menge des gefällten Nickels in den verschiedenen Stadien des Processes
ergeben:
1) Vor vollständiger Fällung des Eisens, nachdem dasselbe jedoch größtentheils
gefällt war:
1,42 Procent
Nickel,
12,30 „
Kupfer
2) Nach vollständiger Fällung des Eisens:
1,54 Procent
Nickel,
12,44 „
Kupfer.
3) Nach vollständiger Fällung des Eisens und Kupfers:
3,67 Procent
Nickel,
13,44 „
Kupfer.
Hierbei muß bemerkt werden, daß sofort nach Fällung des Kupfers Lösung und
Niederschlag abgelassen wurde, um sich zu klären, wobei sie rasch erkaltete,
während wenn
4) nach Fällung des Kupfers Lösung und Niederschlag im Fasse stehen blieb und
langsam erkaltete, der Niederschlag enthielt:
3,86 Procent
Nickel.
13,44
„
Kupfer.
Aus diesen Analysen gebt hervor, daß der größere Theil des Nickels im letzten
Stadium des Processes wo das Kupfer vollständig ausgefällt wurde,
niedergeschlagen wird, und folglich um so weniger Nickel mitgefällt wird, je
weniger Kupfer in der Lösung vorhanden.
Es ist daher das möglichst vollständige Auflösen des Steins mit Salzsäure, wobei
das meiste Kupfer aufgelöst wird, im Interesse des Fällungsprocesses, um den
Verlust an Nickel dabei zu vermeiden. Indeß ist dieß nicht dahin zu verstehen,
daß das Nickel, welches im Niederschlag enthalten, verloren wäre, sondern nur
nochmals ein Lösungsproceß vorgenommen werden muß, um dasselbe zu gewinnen, der
vermieden würde, wenn die Trennung des Eisens und Kupfers von dem Nickel eine
vollständige wäre. Dieser Proceß ist nun folgender: Sobald der Niederschlag sich
abgesetzt hat, und einige Male ausgewaschen worden, wird derselbe mit Wasser zu
dünnem Brei angerührt und Salzsäure zugesetzt, wodurch eine Lösung des
Kupferoxydes (zum Theil) und des Nickeloxyduls mit Kalk entsteht. Diese
Lösung wird mit Kalkmilch gefällt und der erhaltene Kupfer- und
Nickelniederschlag auf Kupfernickel bearbeitet, wie die aus der salzsauren
Lösung des gerösteten Steins erfallene. Die Lösung enthält wenig oder gar kein
Eisen, da das Eisenchlorid durch die Einwirkung des überschüssigen Kupferoxyds
wieder ausgefällt wird. Es wird deßhalb der Niederschlag mehrmals umgerührt,
sobald die Säure zugesetzt worden.
Die Nickeloxydullösung (schwefelsaure), die vom Fällungsproceß herrührt, wird,
sobald sie sich geklärt hat, mit Kalkwasser gefällt, und das gefällte
Nickeloxydulhydrat durch Filtriren und Pressen so verdichtet, daß dasselbe
getrocknet werden kann.
2. Das Reinigen der
Oxyde.
Das Trocknen der Oxyde geschieht in einem Trockenstammofen durch die abziehende
Flamme des Verblaseofens. Das Kupferoxyd-Nickeloxydul enthält ebenso wie
das reine Nickeloxydul eine nicht unbedeutende Menge Gyps, der sich bei dem
Fällen mit Kalkmilch und Kalkwasser bildet. Man kann im Durchschnitt den Gehalt
an Gyps im kupferigen Oxyd zu 8 Proc., im reinen Oxyd zu etwa 15 Procent
annehmen. Der Proceß des Reinigens hat nun den Zweck, den Gyps vollständig oder
soweit zu entfernen, daß der noch bleibende Rest dem darzustellenden Metall
nicht schädlich ist. Das Kupferoxyd-Nickeloxydul wird, sobald es
getrocknet ist, wodurch es in wasserfreies, schwarzes Oxyd verwandelt worden,
mit Wasser gemahlen, durch ein feines Sieb durchgeschlagen und vermittelst
Decantiren der Gyps ausgewaschen. Dem Auswaschwasser wird eine geringe Menge
Salzsäure zugesetzt, um das Auswaschen zu beschleunigen.
Eine Bütte enthält 140 Pfd. gemahlenes Oxyd und wird pro Tag 4mal ausgewaschen, wobei jedesmal 4 Pfd. Salzsäure zugesetzt
werden. Nach Verlauf von 4 Tagen ist dieses Oxyd mit einem Aufwand von
60–70 Pfd. Säure so weit von Gyps gereinigt, daß in dem dargestellten
Metall nur etwa noch 0,3 Procent Schwefel enthalten ist.
Da das reine Nickeloxydul in getrocknetem Zustande sehr hart ist, so wird es vor
dem Mahlen einem mehrstündigen Glühen unterworfen, wodurch es die graue Farbe
des Oxyduls annimmt, weich wird, und fast unlöslich in verdünnter Säure ist.
Bei dem Auswaschen, namentlich des kupferhaltigen Oxyds, löst sich eine geringe
Menge der Oxyde; die Lösung und das Waschwasser wird deßhalb mit Kalkmilch
gefällt und der Niederschlag zum Neutralisiren der sauren Lösung benutzt.
Früher wurden nun beide Arten von Oxyden, nachdem sie gypsfrei waren, zu Würfeln
geformt und mit Kohlenstaub in Metalltiegeln zu Metall reducirt. Das so
erhaltene reine Nickelmetall wird als Würfel verkauft, die Kupfernickelwürfel
aber in einem Gaarheerde zusammengeschmolzen, und das Kupfernickel in Scheiben
wie das Kupfer abgehoben und in dieser Form an die Neusilberfabriken
verkauft.
Die Reduction des Kupfernickeloxyds erfolgt leicht und schnell, in etwa 1 1/2
Stunden, während des Nickeloxydul zur vollständigen Reduction etwa 3 Stunden
starke Weißglühhitze bedarf.
Das reine Nickelmetall (in Würfeln) hat folgende Zusammensetzung:
I.
II.
III.
Nickel
98,29
96,29
96,17
Kupfer
0,24
0,41
2,17
Eisen
0,81
0,98
0,45
unlöslicher Rückstand und Verlust
0,66
1,40
1,21
––––––––––––––––––––––––
100,00
100,00
100,00
Die Zusammensetzung des Kupfernickels ist verschieden, je nachdem mehr oder
weniger Kupfer vorhanden. Die folgenden Analysen geben den durchschnittlichen
Gehalt an.
I.
II.
Kupfer
66,67
68,25
Nickel
32,27
29,83
Eisen
0,70
1,41
Schwefel
0,32
0,31
–––––––––––––––
100,00
100,00
Die Reduction des reinen Nickeloxyduls geschieht noch jetzt, wie angegeben; die
des kupferoxydhaltigen zu Kupfernickel ist in der letzten Zeit in folgender
Weise abgeändert worden. Es wird jetzt das ausgewaschene und durch Abdampfen
etwas consistent gemachte Oxyd in einem eigens construirten Herde mit 2 Formen
direct zu Metall eingeschmolzen. Dabei verschlackt sich fast das sämmtliche
Eisen und der Kalk, welche noch im Oxyd vorhanden waren, indem sich beide
Substanzen mit der Kieselerde des Herdes zu Schlacke verbinden. Das Metall,
welches auf diese Weise rascher und billiger dargestellt wird, enthält nur noch
0,16 Proc. Eisen. Es wird in Scheiben gerissen, wie das Rosettenkupfer und so in
den Handel gebracht. Ich habe auf diese Weise Metall von 73 Proc. Nickelgehalt
dargestellt, was man früher für unmöglich gehalten hätte.
III. Abtheilung. Die Darstellung von
Gaarkupfer aus den ausgelaugten Niederschlägen.
Wie oben bemerkt, wird das Nickel und ein Theil des Kupfers aus den Niederschlägen
durch Auslaugen mit Salzsäure gewonnen. Die Rückstände, welche dabei bleiben, die Eisen,
Kupfer, Gyps und etwas Nickel enthalten, werden auf Gaarkupfer verschmolzen. Es
erfällt, da noch hinreichend Schwefel vorhanden, ein Kupferstein von circa 40 Proc. Kupfer. Derselbe wird mehrmals geröstet
und dann geschmolzen. Es erfällt ein Schwarzkupfer, das noch circa 5 Procent Nickel enthält. Es ist dieserhalb schwierig gaar zu
machen, und erst nach vielen Versuchen gelang es ein reines Gaarkupfer darzustellen.
Das erzielte Kupfer enthält:
Von einer mittleren Scheibedes Herdes.
Von der unteren Scheibedes Herdes
I.
II.
Nickel
0,99
0,44
Eisen
0,99
0,50
Kupfer
98,82
99,06
––––––––––––––––––––––––––––––––––––
100,00
100,00
Bei dem Proceß des Gaarmachens dieses Nickelhaltigen Schwarzkupfers ist
eigenthümlich, daß sich das Nickel am Schlüsse des Gaarmachens größtentheils als
Nickeloxydul in die oberen Scheiben absetzt und zwar als schwarze kleine
Krystalle.
Diese Beobachtung ist zuerst von Dr.
Genth gemacht worden, der nachwies, daß diese Krystalle
Nickeloxydul seyen. Um die Oxydation des Nickels zu befördern, wird gegen Ende des
Processes etwas Blei zugesetzt, welches sich rasch oxydirt, seinen Sauerstoff an
Nickel abgibt, und so den Proceß der Abscheidung des Nickels befördert.