LXXI. Stetefeldt's Ofen zum chlorirenden Rösten der Silbererze. Aus dem Engineering and Mining Journal, Februar 1870, S. 98. Mit Abbildungen auf Tab. V. Stetefeldt's Ofen zum Rösten der Silbererze. Seit der Entdeckung und Inangriffnahme der zahlreichen Erzlagerstätten in den westlichen Staaten und Territorien der nordamerikanischen Union ist keinem Zweige der Metallurgie größere Aufmerksamkeit zugewendet worden, als den verschiedenen Methoden zum Rösten von Erzen jeder Art. Man kann kaum eine bergmännische Zeitschrift oder eine in einem Bergwerksdistricte erscheinende Zeitung zur Hand nehmen, ohne auf Beschreibungen neuer Röstvorrichtungen zu stoßen, welche sämmtlich dahin lauten, daß die bezüglichen Erfindungen Alles übertreffen, was bis dahin auf diesem Gebiete geleistet worden sey. Die bedeutenden Kosten, welche das alte Röstverfahren im Flammofen verursacht, boten allerdings Veranlassung genug, irgend eine billigere und gleichzeitig wirksamere Methode aufzusuchen. Dieß ist namentlich bei denjenigen Silbererzen von Wichtigkeit, welche behufs der Amalgamation vor derselben einem chlorirenden Rösten unterworfen werden müssen. In diesem Falle betragen die Röstkosten häufig mehr als die Hälfte der gesammten Hüttenkosten; somit können ärmere Erze nicht mehr mit Nutzen zugute gemacht werden. Ungeachtet der Nothwendigkeit, irgend ein besseres und billigeres Röstverfahren einzuführen, war es jedoch mit außerordentlichen Schwierigkeiten verknüpft, zwei bezüglichen Erfindungen Eingang zu verschaffen, welche auf die einfachsten und rationellsten Principien basirt sind, nämlich dem vor ungefähr sechs Jahren in Freiberg eingeführten sogen. Terrassenofen von Gerstenhöfer, sowie dem vor drei Jahren zu Austin in Nevada erfundenen und in der der Nevada Silver Mining Company gehörenden „Erzmühle“ bei Reno in Nevada im October 1869 in regelmäßigen Betrieb gesetzten Röstofen von Stetefeldt. Beide Erfindungen wollen wir im Nachstehenden näher betrachten. Gerstenhöfer machte die Beobachtung, daß Schwefelmetalle vollständig abgeröstet oder oxydirt werden, wenn sie gegen einen Strom von heißer Luft fallen, der in einem Schachte aufsteigt, in welchem Erzträger angebracht sind, die das Hinabfallen der Erztheilchen in bestimmten Intervallen unterbrechen und verzögern.Gerstenhöfers Röstofen ist nach beigegebener Abbildung im polytechn. Journal, 1869, Bd. CXCIII S. 385 beschrieben. Stetefeldt fand, daß Silbererze, gleichviel in welcher Verbindung das Silber in ihnen enthalten ist, nach dem Vermengen mit Kochsalz sich vollständig chloriren, wenn sie gegen einen in einem Schachte aufsteigenden Strom von heißer Luft fallen, wenn auch dieser Schacht nicht mit Erzträgern zur Verzögerung des Fallens der Erztheilchen versehen ist. Selbstverständlich müssen in beiden Fällen die Erze als Pulver von einem gewissen Feinheitsgrade verwendet werden, und in dem Gerstenhöfer'schen Ofen kann natürlich ein weit gröblicher zerkleintes Material abgeröstet werden, als in dem Stetefeldt'schen. Die Construction des Gerstenhöfer'schen Ofens als bekannt voraussetzend, wollen wir denselben im Folgenden mit dem Stetefeldt'schen vergleichen und die Unterschiede zwischen beiden Röstapparaten hervorheben. Da ein billiges chlorirendes Rösten für den Silberbergbau des nordamerikanischen Westens eine Lebensfrage ist, so leuchtet ein, daß Stetefeldt's Erfindung für die dortigen Verhältnisse von weit größerer Wichtigkeit seyn muß, als diejenige von Gerstenhöfer. Es könnte aber die Frage gestellt werden, ob nicht der ältere Gerstenhöfer'sche Ofen ebenso gut zum chlorirenden, wie zum entschwefelnden Rösten zu benutzen ist? Wir antworten darauf mit Nein. Im Gerstenhöfer'schen Ofen können nur solche Erze mit günstigem Erfolge behandelt werden, welche während des Röstens bei Rothglühhitze keine Neigung zum Sintern oder Zusammenbacken besitzen. Nun zeigen aber die kleinen, mit Kochsalz vermengten Erztheilchen beim Rösten in hohem Grade das Bestreben zusammenzusintern und an den Trägern festzuhaften; sie würden also den Schacht bald gänzlich verstopfen und den Weiterbetrieb des Ofens verhindern. Es ergibt sich daraus, daß der Gerstenhöfer'sche Ofen selbst zum entschwefelnden Rösten nur eine beschränkte Anwendung finden wird, und daß gewisse Erzclassen in ihm gar nicht verarbeitet werden können. Dahin gehören namentlich bleiglanzführende Erze, deren Röstung im Flammofen die kostspieligste ist. Nach Stetefeldt's Ansicht sind die Erzträger bei dem Gerstenhöfer'schen Ofen ganz überflüssig und können alle Erze, selbst Bleiglanz, dadurch entschwefelt werden, daß man sie in genügend fein zertheiltem Zustande durch einen glatten, von unten geheizten Schacht fallen läßt. Das Entweichen von nicht gargeröstetem Erzstaube durch den Schacht ist von keinem Belang, da beim Stetefeldt'schen Ofen eine besondere Feuerung zum Abrösten dieser mitgerissenen feinen Theilchen vorhanden ist. Ueberdieß beruht die Veschickungsart bei dem Stetefeldt'schen Röstofen auf ganz anderen Principien als bei dem Gerstenhöfer'schen. Daß ein Ofen ohne Erzträger leichter und billiger anzulegen, dabei dauerhafter ist und weniger leicht in Unordnung kommt, ferner sein Betrieb weniger Anstrengung und Geschicklichkeit erfordert, wird Jedermann zugestehen. Es zeigte sich sehr schwierig, einen geeigneten Apparat zum Chargiren des Stetefeldt'schen Ofens zu beschaffen. – Gerstenhöfer's Vorrichtung zu diesem Zwecke, aus geriffelten Walzen bestehend, welche das Erz durch Schlitze pressen, die im oberen Theile des Ofens angebracht sind, hat sich als nicht anwendbar erwiesen. Das Erz fiel in Klumpen hinab und kam in fast noch rohem Zustande auf der Sohle des Schachtes an. Der Grund dieser Erscheinung liegt einfach in dem Bestreben welches die Theilchen aller fein gepulverten Mineralkörper haben, an einander zu haften, sich zusammen zu ballen, wenn sie in einer etwas comprimirten Masse durch Luft fallen. Es ist demnach erforderlich, das Erzmehl in so fein vertheiltem Zustande einzuführen, daß seine sämmtlichen Theilchen in der kurzen Zeit ihres Hinabfallens durch den Schacht von der Hitze gehörig durchdrungen werden. Stetefeldt's Beschickungsapparat ist in seiner jetzigen Gestalt folgendermaßen eingerichtet. Auf dem Obertheile des Ofens ruht ein hohler gußeiserner Rahmen, der mittelst eines schwachen Wasserstromes kühl erhalten wird. In diesem Rahmen oder Rumpf ist ein ebenfalls gußeiserner Rost eingesetzt und auf diesem liegt ein aus russischem Eisenblech angefertigter Siebboden (Nr. 0 des Handels). Dicht auf diesem Blechsiebe bewegt sich, innerhalb des Rumpfes, ein an einem Rahmen befestigtes grobes Drahtsieb (Nr. 3 des Handels). Dieser Rahmen ist mit Flantschen versehen, welche außerhalb des Rumpfes auf verstellbaren Frictionsrollen aufliegen, und erhält seine Bewegung von einer Kurbel mit 1 2/3 Zoll Excentricität. Um zu verhindern, daß mit dem groben Siebe zugleich eine Schicht Erzmehl bewegt wird, ist eine Anzahl dünner eiserner Klingen quer durch den Rumpf so angeordnet, daß ihre unteren Kanten bis dicht zu dem gedachten Siebboden hinabreichen und das Mehl an seinem Platze erhalten. Wenn die Kurbel in Bewegung gesetzt wird, so dringen die Maschen des groben Drahtsiebes in das Erzmehl ein und treiben dasselbe durch die Oeffnungen des blechernen Siebbodens hindurch. Auf diese Weise gelangt das Erz in Form eines continuirlichen Stromes in den Ofen. Auf dem Werke bei Reno wurde eine verschiedene Geschwindigkeit der Kurbelachse versucht, von 30 bis zu 70 Umdrehungen per Minute. Construction des auf der Erzmühle bei Reno angelegten Stetefeldt'schen Ofens (Fig. 4). A Schacht, in welchen das Erz hinabfällt. B oberer Theil dieses Schachtes, an welchem der Beschickungsapparat angebracht ist. C Schieber, welcher eingesetzt wird, wenn die Siebe des Beschickungsapparates ausgewechselt werden müssen. D Thür, welche zum Ausziehen des abgerösteten Erzmehles aus dem Ofen dient. E Feuerräume. F Zug, durch welchen die Gase nahe am Obertheile des Schachtes entweichen. G gußeiserne Feuerbrücke von triangulärer Form. H Rost, aus Gußeisenplatten bestehend, welcher den Boden des Canales F bildet und dazu dient, die sich hier absetzenden geringen Mengen von Flugstaub in die Kammer J zu führen. K Thür zum Ausziehen des Flugstaubes aus J. L Feuerstelle, durch welche der untere Theil des Canales F geheizt und der Flugstaub geröstet wird. M Canal, welcher mit der Fluggestübbe-Kammer in Verbindung steht. N Thüren, die zu M führen und zum Ausziehen des Flugstaubes bestimmt sind. O Fluggestübbe-Kammer. Bei dem Ofen zu Reno ist die Haupt-Flugstaub-Kammer 24 (engl.) Fuß lang, 8 Fuß breit und 10 Fuß hoch. Aus ihr treten die heißen Verbrennungsgase unter einen 39 Fuß langen und 7 Fuß breiten Trockenofen. Die unter dem Trockenofen hindurchgehenden beiden Zugcanäle haben 3 Fuß Breite und 4 Fuß Höhe. Von dem Trockenofen aus führt ein 3 Fuß 4 Zoll breiter, 4 Fuß 6 Zoll hoher und ungefähr 180 Fuß langer Zugcanal zu einer an einem Hügelabhange stehenden eifernen Esse von 2 Fuß 6 Zoll Durchmesser, deren Mündung ungefähr 40 Fuß über die Mündung des Ofens hinaufragt. Die Herde und die Gewölbe sind aus den besten feuerfesten Steinen, die übrigen Theile des Ofens aber aus gewöhnlichen Ziegelsteinen aufgeführt. Sämmtliche Ofenwandungen sind doppelt und hohl angelegt. Der Ofen ist mittelst schmiedeeiserner Schienen und 7/8 zölliger Stäbe gehörig verankert. Bezüglich der Construction des Ofens werden nachstehende Aenderungen beabsichtigt: 1) Die Anwendung von Kohlenoxydgas als Brennmaterial; dasselbe soll in besonderen Generatoren aus Holzkohlen erzeugt werden, welche ähnlich wie die Mansfeld'schen Kupferraffiniröfen construirt sind. Auf diese Weise läßt sich eine weit gleichmäßigere Hitze erzielen und viel an Arbeit sparen, da die Generatoren nur alle drei bis vier Stunden beschickt zu werden brauchen. 2) Die Kammer I soll wegfallen und der Canal F direct an die Seite R, R des Schachtes (s. den Grundriß, Fig. 4) verlegt werden. 3) Es soll mit dem Ofen ein ausgedehnteres System von Flugstaub-Kammern verbunden werden. Behandlung der Erze. – Die Erze werden im Trockenofen mit der erforderlichen Quantität Kochsalz vermengt und unter Anwendung eines Trockenquetschwerkes durch ein Drahtsieb von Nr. 40 geschlagen. Ein Arbeiter bringt dann das Mehl in ein rotirendes Sieb, durch welches alle etwa vorhandenen gröberen Theilchen ausgeschieden werden. Hierauf wird das durchgesiebte Mehl mittelst eines Elevators zur Mündung des Ofens emporgehoben und in einen Kasten entleert, welcher den Rumpf des Beschickungsapparates gefüllt erhält. Auf allen Herden wird ein möglichst gleichmäßiges Feuer unterhalten und die Temperatur in der Weise regulirt, daß das geröstete Gut auf der Sohle des Schachtes rothglüht, ohne zusammen zu backen oder zu sintern. Sobald eine Post von 1000 Pfund bis zu einer Tonne abgeröstet ist, wird sie aus dem Ofen gezogen und in der üblichen Weise dem Erkalten überlassen. Gleichzeitig wird auch Röstgut durch die Thüren N, N ausgezogen, indem sich hier viel Flugstaub absetzt, der durch die Feuerung L geröstet wird. Die im Stetefeldt'schen Ofen stattfindenden chemischen Vorgänge. – Küstel beschreibt die bei dem chlorirenden Rösten der Silbererze in diesem Ofen stattfindenden chemischen Processe in nachstehender Weise: „Auf den ersten Blick könnte es scheinen, daß in der kurzen Zeit von zwei Secunden, während welcher das fallende Erz der Einwirkung der Flamme ausgesetzt ist, eine vollständige Chlorirung desselben nicht erfolgen kann, namentlich wenn wir die bekannten Vorgänge im gewöhnlichen Flammenröstofen in Betracht ziehen, nämlich daß sich anfänglich, bei dunkler Rothglühhitze, in Folge der Einwirkung des atmosphärischen Sauerstoffes, Schwefligsäure bildet, während das seines Schwefels beraubte Sulfuret zu Oxyd wird; der Sauerstoff der Luft und des Oxydes wandeln die Schwefligsäure zu Schwefelsäure um und diese verbindet sich ihrerseits mit dem Metalloxyde zu Sulfat; letzteres wirkt auf das Kochsalz zersetzend ein, so daß Chlor frei wird und die Bildung von Chloriden beginnt.“ „Diese Reactionen und Umsetzungsprocesse erfordern Zeit, welche den Erzen im Stetefeldt'schen Ofen nicht dargeboten wird; die Chlorirung wird aber dennoch bewirkt und zwar in sehr vollkommener Weise, mit weniger Kochsalz und in wenigen Secunden. Der in diesem Ofen stattfindende chemische Vorgang ist folgender: Sobald das Erzmehl in den Ofen kommt, entzündet sich jedes Partikel des Sulfurets, da es von einer glühenden Atmosphäre umgeben ist; gleichzeitig entwickelt sich dampfförmiger Schwefel, welcher durch den Sauerstoff der die Roste in unzersetztem Zustande durchströmenden Luft zu Schwefligsäure verbrannt wird, während das Metall sich in Oxyd verwandelt. Die Schwefligsäure oxydirt sich in Berührung mit Erztheilchen und Sauerstoff zu Schwefelsäure; letztere verbindet sich aber nicht mit dem Metalloxyd zu einem Sulfat (wie es beim gewöhnlichen Flammenröstofen der Fall ist), oder höchstens in unbedeutender Menge, weil die Temperatur zu hoch ist; dagegen wirkt sie direct auf das glühende Chlornatrium und macht aus demselben Chlor frei. Aus dem Brennmaterial geht Wasserdampf in die Verbrennungsgase über und vermittelt die Entstehung von Chlorwasserstoffsäure. Die Gegenwart der letzteren rührt aber nicht allein unmittelbar von der Zersetzung des Kochsalzes, sondern auch von derjenigen der Chlormetalle her, welche sich in den oberen Ofentheilen bilden und in Folge der Einwirkung der heißen Flammen zu Oxyden und zu Chlorwasserstoffsäure zerlegt werden. Der ganze Ofenraum ist dann mit glühendem Chlorgas, Chlorwasserstoffsäure-, Schwefligsäure- und Schwefelsäuregas, sowie mit glühendem Sauerstoff, glühendem Wasserdampf und glühenden Dämpfen der flüchtigen Chlormetalle erfüllt, welche sämmtlich sehr kräftig auf die Sulfurete und Oxyde einwirken. Das Chlor zerlegt die Sulfurete direct unter Bildung von Chlormetall und Chlorschwefel; es zersetzt die Oxyde und Sulfate, und verbindet sich auch mit denselben. Ebenso verhält sich die Chlorwasserstoffsäure. Die Schwefelsäure zersetzt das Kochsalz und oxydirt die Sulfurete, während der Sauerstoff die Entstehung von Schweflig- und Schwefelsäure, sowie von Oxyden veranlaßt. Das rothglühende Erzmehl fällt zur Schachtsohle nieder, häuft sich hier an und fährt fort, Chlorgas etc. von sich zu geben.“ „Betrachten wir jetzt ein kleines Erzpartikel (denn nur als solches, nicht als eine Masse, kann das Erz bei seinem Hinabfallen in den Ofenschacht betrachtet werden) in rothglühendem Zustande, wie es gleichzeitig von den sämmtlichen genannten Gasen, die von allen Seiten ungehindert zuströmen, angegriffen wird, so finden wir, daß das Princip, auf welches der Stetefeldt'sche Ofen basirt ist, darin besteht, die Chlorirung zu bewirken bevor das Erztheilchen die Schachtsohle erreicht. Der durch die Flamme der kleineren Feuerung ziehende Flugstaub befindet sich in einem für die Chlorirung sogar noch günstigeren Zustande, insofern er mit allen im größeren Ofenschachte gebildeten, chlorirend einwirkenden Oasen eine längere Zeit in Contact bleibt. Die mit dem Stetefeldt'schen Ofenerzieltenpraktischen Resultate; die Chlorirung. – In den ersten Wochen nach der Inbetriebsetzung des Ofens zu Reno wurden sehr zahlreiche Versuche abgeführt, bei denen sich zeigte, daß zwischen 88 und 92 1/2 Procent von dem in den Erzen enthaltenen Silber chlorirt wurden und sich dann durch Amalgamation leicht und vollständig extrahiren ließen. Der durch die Thür N ausgezogene abgeröstete Flugstaub ist gewöhnlich um 1 Proc. besser chlorirt, als das aus dem Hauptofenschachte entfernte Röstgut. Nach Einführung eines verbesserten Feuerungssystemes wird die Chlorirung sich stets auf mindestens 90 Procent erstrecken, und wir bezweifeln keineswegs, daß noch weit günstigere Erfolge erzielt werden. Im Flammenröstofen kann ein derartiges Resultat nur von sehr geübten Röstern erlangt werden. Im Stetefeldt'schen Ofen ist bei nur einigermaßen sorgfältiger Leitung des Processes ein Todtrösten nicht zu befürchten und das abgeröstete Erzmehl ist, da es keine Klümpchen oder zusammengesinterte Stücke enthält, für die Amalgamation vortrefflich geeignet. Erze vom verschiedenartigsten Charakter ließen sich mit gleich günstigem Erfolge rösten; selbst solche, die nur aus silberhaltigem Bleiglanz bestanden, boten bei ihrer Behandlung im Röstofen durchaus keine Schwierigkeiten dar. In dieser Hinsicht eignet sich der Stetefeldt'sche Ofen zum Rösten von sehr antimon- und bleireichen Erzen in ausgezeichneter Weise. Menge des dem Röstgute zuzuschlagenden Kochsalzes. – Bei Flammenröstöfen werden gewöhnlich 10 Procent Kochsalz den Erzen beigemengt; im Stetefeldt'schen Ofen läßt sich nach den bisherigen Erfahrungen diese Menge bei reichen Erzen ohne Gefahr auf 6 Proc. und bei ärmeren auf 3 bis 4 Proc. reduciren. Im Stetefeldt'schen Ofen wird nämlich alles Kochsalz zersetzt und zur Verwerthung gebracht, wogegen im Flammenofen ein bedeutender Antheil desselben in Form von Klümpchen und in ganz unverändertem Zustande unverwerthet bleibt. Brennmaterialbedarf. – Die zur Erhitzung des Ofenschachtes erforderliche Brennmaterialmenge ist von der Beschaffenheit der Erze sehr abhängig; je mehr Sulfurete dieselben enthalten, desto weniger Brennstoff ist zu ihrer Röstung erforderlich, weil die Sulfurete, wenn sie in größeren Mengen in den Ofenschacht gelangen, die Temperatur desselben bedeutend erhöhen. Arbeitslöhne. – Auf dem Werke in Reno sind acht Mann beim Röstofen beschäftigt; drei arbeiten als Feuerleute, drei haben das Ausziehen und Abkühlen der Röstposten zu besorgen und zwei haben den Elevator und den Speiseapparat zu überwachen. Bei Anwendung von mit Holzkohlen betriebenen Gasgeneratoren kann die Arbeit von drei Mann erspart werden, denn die an dem Chargirapparate beschäftigten zwei Arbeiter können ganz gut das Laden der Generatoren mit besorgen, so daß zum Betriebe des Röstofens im Ganzen nur fünf Mann nöthig sind. Hiernach kann man leicht berechnen, wie sehr die Röstkosten durch Anwendung des Stetefeldt'schen Ofens reducirt werden. Für eine Mühle, welche binnen 24 Stunden 20 Tonnen Erzmehl zu liefern vermag, würden mindestens zehn Flammenröstöfen erforderlich seyn. Für diese ist innerhalb desselben Zeitraumes die Arbeit von 2 Karrenläufern, 2 Mehlkühlern, 2 Erzmännern und 30 Röstern, also von 36 Männern nöthig; außerdem an Brennmaterial mindestens 10 Klafter (cords) Holz; an Salz 10 Procent = 4000 Pfd. Bei Benutzung des Stetefeldt'schen Ofens werden jene 20 Tonnen Erz mit 8 Mann (bei Anwendung von Holzkohlen als Brennmaterial mit nur 5 Mann), ferner mit einem Aufwände von 2 Klaftern Holz und 2000 Pfund Salz abgeröstet. Ueberdieß sind, wie bereits erwähnt, die Kosten für Anlage eines Stetefeldt'schen Ofens geringer als diejenigen für Herstellung einer entsprechenden Anzahl von Flammenöfen; auch verursacht jener Ofen weniger Reparaturkosten.