Titel: Ueber fabrikmässige Gewinnung von Lithium und seiner Begleiter Rubidium und Cäsium aus dem Lepidolith; von Dr. Heinrich Peterson.
Autor: Heinrich Peterson
Fundstelle: Band 224, Jahrgang 1877, Nr. , S. 176
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Ueber fabrikmässige Gewinnung von Lithium und seiner Begleiter Rubidium und Cäsium aus dem Lepidolith; von Dr. Heinrich Peterson. Peterson, über Lithiumgewinnung aus dem Lepidolith. Wohl selten dürfte einem Mineral in so hohem Maße die Aufmerksamkeit und das Interesse der Chemiker zu Theil geworden sein, wie grade dem Lepidolith. Viele haben sich mit dem Studium desselben befaßt und Methoden zur Gewinnung von Lithium angegeben; leider aber haben sich diese nur von untergerordnetem Werthe für den Praktiker erwiesen. Die große Anzahl der bis heute veröffentlichten Angaben über Aufschließung und Verarbeitung des Lepidolithes leidet nämlich an zwei die praktische Ausführung nicht zulassenden Hauptübeln: an dem allzu großer Umständlichkeit, noch mehr aber daran, daß auf die im Lepidolith enthaltene Thonerde Die Filsinger-Schering'sche Methode (1876 222 271) erstreckt sich zwar auf die Gewinnung der Thonerde und zeigt eben hierin mit meiner mehrere Jahre hindurch fabrikmäßig ausgeführten Lithumgewinnung Aehnlichkeit; im Uebrigen aber leidet sie an allen Schwierigkeiten der bis dahin veröffentlichten Methoden von Jaß Müller, Hauer, Schrötter u. A. nie die gebührende Rücksicht genommen wurde. Die hohe Bedeutung derselben erhellt am besten aus dem Vergleiche der Analysen des Lepidolithes und des Haardter Thones, welch letzterer in der Fabrik von Chr. Fikentscher zu Zwickau in Sachsen auf Kalialaun im großen Style verarbeitet wird. Lepidolith. Haardter Thon. Thonerde 28,54 Proc. 27,02 Proc. Kieselsäure 50,39 Proc. 66,81 Proc. Eisenoxyd 0,73 Proc. 3,35 Proc. Erdalkalien 1,52 Proc. 0,80 Proc. Alkalien etwa 16,00 Proc. etwa 2,00 Proc. Wasser 2 bis 3,00 Proc. Aus diesen Analysen entnehmen wir zunächst die große chemische Verwandtschaft beider Rohstoffe und, wenn man von den Preisen derselben absieht, die ungleich bessere Eignung des Lepidolithes zur Alaunbereitung vermöge seines größern Reichthums an Thonerde und Alkalien, beziehungsweise wegen seines geringern Gehaltes an Kieselsäure und Eisenoxyd. Der Umstand, daß sich der Haardter Thon nicht unbeträchtlich billiger stellt und durch seine physikalischen Eigenschaften leichtere Verarbeitung zuläßt, kann uns keinesfalls hindern, für die Ausbeutung des Lepidolithes ein Verfahren zu wählen, das außer vielen andern Vortheilen noch den der besten Verwerthung des Gesammtgehaltes an Thonerde bietet. Es befürwortet sich die Einhaltung der Fikentscher'schen Alaungewinnungsmethode von selbst, wenn man ins Auge faßt, daß der hierbei als Nebenproduct gewonnene Kalialaun die Kosten der Aufschließung vollkommen deckt. Alle Chemiker, welche die verschiedensten Methoden über Verarbeitung des Lepidolithes mitgetheilt haben, betrachten die Thonerde als einen unwillkommenen Gast und scheuen weder Mühe noch Kosten, dieselbe sammt den Erdalkalien, dem Mangan und Eisen auszuscheiden. Um nun auch die Thonerde des Lepidolithes zu verwerthen, wird letzterer in einem gewöhnlichen Flammofen zunächst zu Glas geschmolzen. Gute Construction des Ofens vorausgesetzt, geht das Schmelzen des Steines leicht von Statten, wenn man ohne Unterbrechung heizt und die Hitze nicht zum Abdampfen oder sonstigen Arbeiten benutzt. Wenn der Ofen einige Zeit einmal in Betrieb steht, kann man bei einem Verbrauch von etwa 6 Ctr. Kohle 5 Ctr. gebrochenen Stein alle 2 Stunden gar schmelzen. Die mit eisernen Krücken aus dem Ofen geschaffte Schmelze wird mit kaltem Wasser geschreckt, damit sie spröde und zum nachfolgenden Zerkleinern geeigneter werde. 100 Th. des durch Stampfen und Schlämmen in feinstes Pulver verwandelten Glases, dessen Thonerdegehalt zur Umbildung in Alaun an concentrirter Schwefelsäure 88 Th. erfordert, werden, da außer der Thonerde im Glase noch etwa 16 Proc. Alkalien dem Angriffe der Säure dargeboten werden, mit dem gleichen Gewichte Schwefelsäure von 66° B. unter Anwendung von Dampfwärme und unter beständigem Umrühren in einer mit Blei ausgekleideten Wanne mehrere Stunden lang behandelt. Der vor dem Erstarren in besondere Tröge gebrachte Brei wird zur weitern Einwirkung der Säure 24 Stunden bei Seite gestellt, alsdann mit vielem Wasser längere Zeit unter fortwährendem Umrühren gekocht; die noch heiße Um empfindliche Verluste an Cäsiumalaun zu vermeiden, darf man die Flüssigkeit nicht abkühlen lassen. Flüssigkeit von dem nach halbtägiger Ruhe verdichteten Sedimente abgezogen oder besser sofort nach Einstellung des Kochens durch bleierne Filterpressen (System Wegelin und Hübner, Maschinenfabrik in Halle) filtrirt, wieder ausgekocht und abermals filtrirt. Die vereinigten Flüssigkeiten werden nun in mit Dampf geheizten Bleipfannen rasch auf 40° B. eingedampft und zur Krystallisation in flache Bleibottiche gebracht, worin sich nach vollständigem Erkalten alles Rubidium und Cäsium, mit nur wenig Kalium verunreinigt, als Alaun abscheidet. In dieser Form wird, wie Redtenbacher mitgetheilt, ihre Trennung durch öfteres Umkrystallisiren viel leichter bewerkstelligt, wie in Form von Platindoppelsalzen. Die von den auskrystallisirten Alaunen getrennte Mutterlauge wird, um die in überschüssiger Schwefelsäure darin gelöste Thonerde in Kalialaun überzuführen, mit der nöthigen Menge einer abgekühltenUm die Bildung von unlöslichem basischem Alaun zu verhindern., concentrirten Potaschelösung unter Umrühren versetzt. Bei sorgfältig ausgeführten Vorarbeiten ist annähernd der 4. Theil des angewendeten Glases an trockner Potasche erforderlich. Der hierbei entstehende, nur mit Spuren von Eisen verunreinigte Kalialaun scheidet sich während des Erkaltens nahezu vollständig in Mehlform aus. Die von diesem abgezogene, noch saure Mutterlauge wird nun stark verdünnt und behufs Abscheidung des letzten Antheiles an Thonerde mit der nöthigen Menge Potasche so lange digerirt, als eine abfiltrirte Probe mit Ammon noch Reaction zeigt. Die von der Thonerde völlig befreite Flüssigkeit wird filtrirt, auf 35° B. eingedampft, wobei sich alles noch vorhandene schwefelsaure Kali und ein großer Theil des schwefelsauren Natrons (als wasserfreies Salz) ausscheidet. Die von diesen Salzen nach dem Erkalten abgegossene Mutterlauge wird wieder erwärmt und mit gepulverter, thonerdefreier Soda bis zur möglichsten Ausscheidung des Lithiums versetzt. Die Ueberführung der Sulfate in Chloride mittels Ba Cl2 kann ich nicht empfehlen. Die geringe Menge des durch Soda unausfällbaren Lithiums wird aus der mit Ammon versetzten Mutterlauge mittels phosphorsauren Natrons gefällt, das phosphorsaure Lithium durch Glühen mit Aetzkalk in Aetzlithium verwandelt, dieses durch Kochen mit Wasser ausgelaugt und, wie angegeben wird, weiter behandelt. Das mittels Soda gefällte, mit Eisen, Calcium und Magnesium im geringen Grade, mit schwefelsaurem Natrium ziemlich stark verunreinigte Lithiumcarbonat wird in der nöthigen Menge heißen Wassers gelöst und mit Kalthydrat kausticirt. Die vom unlöslichen Calcium- und Magnesiumcarbonate, bezieh, vom Calciumphosphate abgezogene kaustische Lithiumlauge dampft man schließlich auf 40° B. ein, überläßt sie dem freiwilligen Klären und fällt aus der klaren, wieder erhitzten Lösung alles Lithium mit reinem, verwittertem Natriumcarbonat. Der so erhaltene Niederschlag wird vorerst mit wenig Wasser, dann mit Alkohol gewaschen, gepreßt und getrocknet. Die nach dem Ausfällen des Lithiums verbleibende Aetznatronlauge kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Das auf diese Weise gewonnene Lithiumcarbonat ist vollkommen rein, locker, blendend weiß und färbt die Spiritusflamme prächtig purpurroth. Wer die Schwierigkeiten kennen gelernt, mit welchen man aus dem nach andern Methoden dargestellten Lithiumcarbonate die vom Käufer nicht geduldete Verunreinigung mit Chlor oder Schwefelsäure beseitigt; wer überdies die erheblichen, unvermeidlichen Verluste an Präparat kennt, welche durch das nothwendig öfter zu wiederholende Auswaschen desselben herbeigeführt werden, wird meine Methode berücksichtigen, nach welcher man nahezu den Gesammtgehalt an Lithium, Rubidium und Cäsium, ich möchte sagen, mit einem Schlage rein erhält, nach welcher außerdem die bisher unbeachtet gebliebene Thonerde des Lepidolithes, sowie das zur Arbeit verwendete Natrium und Kalium in sehr gesuchten Formen nutzbar gemacht wird. Zur Erzielung größtmöglicher Ausbeute ist es selbstverständlich unerläßlich, daß man feinstes Pulver des vollständig zu Glas geschmolzenen Lepidolithes in Arbeit zieht und bei der Behandlung desselben jede gebotene Vorsicht streng beachtet.