Titel: | Zur Metallurgie und Docimasie des Nickels; von Ed. Donath. |
Autor: | Ed. Donath |
Fundstelle: | Band 236, Jahrgang 1880, S. 327 |
Download: | XML |
Zur Metallurgie und Docimasie des Nickels; von
Ed. Donath.
Zur Metallurgie und Docimasie des Nickels.
Das Nickel, i. J. 1751 von dem schwedischen
Mineralogen Cronstedt als eigenthümliches Metall
erkannt, gelangte erst im gegenwärtigen Jahrhundert zu ausgedehnterer Anwendung.
Zwar hatten schon nach der Mitte des 18. Jahrhunderts die Gewehrfabrikanten zu Suhl
Gewehrbeschläge, Sporen u. dgl. aus einer weiſsen Legirung gefertigt, die sie durch
Zusammenschmelzen von Zink mit den in den Schlacken dortiger aufgelassener
Kupferhütten enthaltenen Metallkörnern erhielten; aber erst nachdem die
Zusammensetzung des von den Chinesen schon seit längerer Zeit nach Europa gebrachten
Pakfongs durch Analysen von Engeström in Stockholm
(1776) und Fyfe in Edinburg (1822) ermittelt wurde und
der „Verein für Gewerbfleiſs in Berlin“ i. J. 1823 einen Preis für die
Erfindung einer Metallmischung zum Ersätze des Silbers ausschrieb, wurden die ersten
Versuche zur metallurgischen Gewinnung des Nickels ausgeführt und i. J. 1825 von Gersdorff die erste Nickelhütte in Europa zu Reichenau
(bei Gloggnitz) am Schneeberg in Niederösterreich errichtet.
Die Gewinnung des Nickels geschah anfangs aus arsenikalischen
Erzen und der in den Blaufarbenwerken fallenden Speise. Erst später, nachdem der
Nickelgehalt vieler stets mit Kupfererzen vorkommenden Magnetkiese erkannt war,
begann die Gewinnung des Nickels aus geschwefelten Erzen, welche mit der Zeit eine
groſse Ausdehnung erlangt hat, so daſs heute der gröſste Theil des aus europäischen
Erzen gewonnenen Nickels aus geschwefelten Erzen erzeugt wird.
Die ersten Versuche zur Verhüttung Nickel haltiger Kiese wurden,
jedoch mit unbefriedigendem Erfolge, von AschanAschar angestellt. Bredberg (Journal für praktische Chemie, Bd. 53 S. 242), welcher
über dieselben berichtete, hat weitere Versuche in dieser Richtung ausgeführt und
den Verhüttungsproceſs so ausgebildet, daſs er im Principe noch heute von fast
sämmtlichen Nickelwerken, welche Nickel haltige Kiese verarbeiten, ausgeübt wird. Er
beruht auf dem verschiedenen Verbindungsbestreben von Eisen und Nickel zu Sauerstoff
und Schwefel. Das Eisen als elektropositiveres Metall hat gröſsere Affinität zum
Sauerstoff als Nickel und das gebildete Eisenoxydul bekanntlich stark basische
Eigenschaften. Es ist deshalb in hohem Grade bei Gegenwart von Kieselsäure zur
Verschlackung geneigt, während das Nickel sich ähnlich dem Kupfer verhält und unter
denselben Umständen im geschwefelten Zustande verbleibt. Der Verhüttungsproceſs
gleicht deshalb sehr dem der Kupfergewinnung aus geschwefelten, Eisen haltigen
Kupfererzen. Es werden die Erze durch Rösten theilweise oxydirt, das Röstgut mit
reducirenden und silicatreichen Zuschlägen verschmolzen, wobei Kupfer und Nickel in
Verbindung mit Schwefel in einen. „Stein“ übergehen, während Eisen
verschlackt wird. Es darf jedoch die Abröstung der Erze nicht so weit gehen, daſs
blos so viel Schwefel noch zurückbleibt, als zur Bildung von Nickelsulfuret nöthig
ist, wie dies dem ersten Anscheine nach zur Gewinnung eines von Eisen freien
Nickelsteines nöthig wäre. Denn man würde bei dem groſsen Eisen- und geringen
Nickelgehalt der Erze eine zu groſse Menge von Schlacke erhalten, deren mechanische
Absonderung in der Praxis geradezu unausführbar wäre, und andererseits würde dabei
auch eine Verschlackung des Nickels und Eingehen von Eisen in den Stein erfolgen. Es
muſs daher in der Praxis die Ausscheidung des Eisens durch wiederholte Röstungen und
Schmelzungen erfolgen.
G. Ph. Schweder (Berg- und
Hüttenmännische Zeitung, 1879 S. 84 und 105) hat sehr eingehende Studien
über die bei der Verhüttung geschwefelter Nickelerze stattfindenden chemischen
Processe angestellt, indem er die gegenseitige Einwirkung sämmtlicher dabei in Frage
kommenden Verbindungen unter den verschiedensten Bedingungen untersuchte.
Nickeloxydul und Schwefeleisen setzen sich bei Gegenwart verschlackender Mittel in
folgender Weise um: NiO + FeS = NiS + FeO. Kupferoxyd und Schwefelnickel wirken
derart auf einander ein, daſs je nach den quantitativen Verhältnissen sich entweder
Kupfersulfuret und Nickeloxyd, bei unzureichenden Mengen von Schwefel und Sauerstoff
auch metallisches Kupfer und Nickel bilden, indem der vorhandene Sauerstoff mit dem
Schwefel sich zu schwefliger Säure vereinigt:
4CuO + 4NiS = 2Cu2S + (NiS + Ni) + 2 NiO + SO2
4CuO + 2 NiS = Cu2S + 2Cu + 2NiO + SO2
4CuO + (2NiS + 2Ni) = Cu2S + 2(Cu,Ni) + 2NiO + SO2.
Nach der ersten Formel kann man sich den Proceſs bei Gegenwart hinreichender Mengen
Schwefels zur Bindung von Kupfer und eines Theiles des Nickels verlaufend denken;
nach der zweiten ist Schwefel blos zur Bildung von Kupfersulfuret hinreichend, aber
eine gerade zur Oxydation des Nickels genügende Menge Sauerstoff; nach der dritten
sind sowohl Schwefel, als Sauerstoff in unzureichenden Mengen vorhanden, weshalb ein
Theil von Kupfer und Nickel sich metallisch abscheiden.
Schweder hat ferner die Einwirkung von Kohle, Kohlenoxyd
und Wasserstoff auf die Sulfurete der bei der Nickel Verhüttung in Frage kommenden
Metalle untersucht. Hierbei ergab sich, daſs auf die Sulfurete von Eisen und Kupfer
Kohle, Kohlenoxyd und Wasserstoff keine bemerkenswerthe Reaction ausüben. Dem
Nickel- und Kobaltsulfuret wird durch Schmelzen mit Kohle und Glühen in
Wasserstoffgas ein groſser Theil seines Schwefels, wenn auch nur langsam, unter
Bildung von CS2 und H2S entzogen; dagegen ist Kohlenoxydgas auf dieselben ohne erhebliche
Einwirkung. Dieses Verhalten von Wasserstoff und Kohlenoxydgas gegen die angeführten
Schwefelmetalle wurde jedoch nur bei Temperaturen beobachtet, bei welchen letztere
noch nicht zum Schmelzen kamen; zum Studium der Einwirkung der beiden Gase auf die
geschmolzenen Schwefelmetalle fehlen die nöthigen Apparate.
Bei weiteren Versuchen erhielt Schweder folgende
Resultate. Die Sulfate von Kupfer, Nickel, Kobalt und Eisen werden durch Glühen mit
Kohle, Kohlenoxyd und Wasserstoff reducirt, und zwar wird Kupfersulfat durch Kohle
in eine Mischung von Kupfer und Cu2S verwandelt,
durch Kohlenoxyde und Wasserstoff aber zu Kupfer reducirt, indem wahrscheinlich eine
secundäre Reaction zwischen Cu2S und CuSO4 erfolgt nach der bekannten Formel Cu2S + CuSO4 = 3Cu +
2SO2. Die Sulfate von Nickel, Kobalt und Eisen
werden durch Kohle, Kohlenoxyd und Wasserstoff zu Schwefelmetall reducirt und zwar,
wie Schweder annimmt, zu RS, wenn die Einwirkung bei
einer Temperatur stattfindet, bei welcher die Sulfate gerade in Oxyd und
Schwefelsäure zerfallen würden. Bei höherer Temperatur aber wird ein Theil der Schwefelsäure schon
früher verflüchtigt und das zurückbleibende Metalloxyd wird durch die
Reductionsmittel wenigstens theilweise zu Metall reducirt, so daſs in diesem Falle
Gemische von Schwefelmetall mit Metall gebildet werden, worauf auch die beobachteten
paramagnetischen Eigenschaften derselben hinweisen.
Schweder hat ferner folgende Versuchsergebnisse
abgeleitet. Nickelsulfuret von der Zusammensetzung NiS entsteht leicht durch
Zusammenschmelzen von Nickel und Schwefel. Eisensulfuret von analoger
Zusammensetzung läſst sich auf diese Weise nicht rein darstellen, indem hierbei
Producte von der Zusammensetzung des Magnetkieses mit stark magnetischen
Eigenschaften entstehen. Das Nickelsubsulfuret Ni2S
und das Eisensubsulfuret Fe2S lassen sich durch
Zusammenschmelzen von NiS und FeS mit Nickel oder Eisen nicht darstellen, indem
dabei nur Gemische dieser Sulfurete mit Metall sich bilden, so daſs Schweder die auch andererseits noch begründete
Behauptung aufstellt, daſs diese Subsulfurete gar nicht bestehen. Doch haben NiS und
FeS das Vermögen, Nickel und Eisen zu lösen, welche beiden Metalle sich beim
Erkalten dieser Lösungen in Krystallen ausscheiden. Wird ein Gemisch von
Eisensulfuret und Eisen oxydirend geschmolzen, so erfolgt erst dann eine
gleichzeitige Oxydation des Schwefels, wenn der Regulus gerade der Zusammensetzung
FeS entspricht.
Kupfersubsulfuret wird durch Eisen nach folgender Gleichung zersetzt: Cu2S + Fe = FeS + 2Cu. Nickel vermag dasselbe jedoch
nicht zu zerlegen, wohl aber wird Schwefelnickel durch Kupfer ganz zerlegt: 2NiS +
2Cu = Cu2S + NiS + Ni und NiS + 2Cu = Cu2S + Ni. Da nun Eisen dem Schwefelkupfer Schwefel
entzieht, Kupfer aber wieder dem Schwefelnickel, so kann man schlieſsen, daſs Eisen
auch dem Schwefelnickel den Schwefel entzieht. Experimentell läſst sich dies nicht
nachweisen;, da paramagnetische Eigenschaften, das einzige Kriterium für den
metallischen Zustand, sowohl dem Nickel als Eisen zukommen. Während ferner durch
Einwirkung von Cu2S auf CuO und CuSO4 in bekannter Weise stets metallisches Kupfer und
schweflige Säure entstehen, finden ähnliche Reactionen zwischen Nickelsulfuret und
Nickeloxyd bezieh. Nickelsulfat nicht statt. Ebenso wenig zersetzen sich NiS mit
CuO, sowie Cu2S mit NiO gegenseitig.
Schweder untersuchte weiter genauer den Eisen
verschlackenden Einfluſs der Mischung von Schwerspath und Quarz, welche bereits seit
längerer Zeit auf den Freiberger Hütten zur Entfernung des Eisens aus den
Kupfersteinen angewendet wird. Die Wirkung dieser Mischung beruht nach Schweder darin, daſs bei hoher Temperatur aus dem
Bariumsulfat durch die Kieselsäure Schwefelsäure in Freiheit gesetzt wird, welche
aber in SO2 und Sauerstoff zerfällt, der auf
vorhandene Sulfurete und Metalle, also hier zunächst auf Eisensulfuret oxydirend einwirkt, wodurch Eisen
schlieſslich als Silicat in die Schlacke geht. Der Proceſs soll nach folgenden
Gleichungen vor sich gehen:
3BaSO4 + 4SiO2 + FeS = 3BaSiO3 +
FeSiO3 + 4SO2
und
BaSO4 + 2SiO2 + Fe = BaSiO3 +
FeSiO3 + SO2.
Er folgerte aus seinen weiteren Versuchen, daſs bei diesem
Proceſs und überhaupt durch oxydirendes Schmelzen eines Nickelsteines, der die
Sulfurete Cu2S, NiS und die Metalle Nickel und Eisen
enthält, zuerst alles Eisen oxydirt wird, darauf das Nickel, wobei das sich bildende
NiO mit dem FeS sich zu NiS und FeO umsetzt, dann das NiS und zuletzt erst Cu2S. Dieselbe oxydirende Wirkung übten unter gleichen
Umständen die Sulfate des Calciums und Natriums aus und ebenso Schwefelsäure als
solche, indem der durch Zerlegung der Schwefelsäure frei werdende Sauerstoff wirksam
wird.
Auch bei gesteigertem Kupfergehalt des Steines kann eine Entfernung des Eisens durch
oxydirendes Schmelzen mit den angeführten Mitteln erzielt werden, bei geringen
Kupfergehalten ist aber verhältniſsmäſsig mehr von letzteren nöthig. Schweder erklärt dies dadurch, daſs sowohl das sich
bildende FeO als NiO unschmelzbar, das entstehende Kupferoxydul aber schmelzbar sei,
daher sich innig mit den schmelzenden Sulfureten mischen und eine vollständigere
Umsetzung des FeS bewirken könne. Bei einem gröſseren Kupfergehalt des Steines werde
daher durch die gröſsere Menge von entstehendem Kupferoxydul eine vollständigere
Oxydation des Eisens bewirkt.
Schweder stellte schlieſslich Versuche an über das von
Rud. v. Wagner (Jahresbericht, 1870 S. 151) vorgeschlagene Verfahren aus dem
Raffinationsstein direct durch Schmelzen mit Soda und Salpeter eine brauchbare
Nickel-Kupferlegirung herzustellen. Schwefelnickel allein gab, in verschiedenen
Verhältnissen mit Natronsalpeter geschmolzen, nicht Nickelmetall, sondern stets nur
Nickelstein, wohl aber ging beim Schmelzen von Gemischen von NiS mit Cu2S und mit CuO der gröſste Theil des Nickels in eine
Legirung mit Kupfer ein. Am vollständigsten war die Umsetzung beim Schmelzen einer
Mischung von der Zusammensetzung NiS + 4Cu2S.
Obgleich Schweder aus den bei seinen Schmelzversuchen
stattgefundenen studierten Reactionen den Vorgang beim Schmelzen nach der
Wagner'schen Methode nicht erklären kann, glaubt er dennoch dieselbe zur
Ausscheidung des Eisens aus dem Garstein empfehlen zu können, da ihm dieselbe nicht
nur bei kleineren Probeschmelzungen, sondern auch beim Schmelzen im Flammofen gut
gelungen ist.
Eine eingehende Schilderung der Metallurgie des Nickels hat Badoureau in den Annales des
Mines, 1877 Bd. 12 S. 237 gemacht. In Sesia werden die Erze, Eisenkiese mit
1,20 bis 1,44 Proc. Nickel, in Stadeln geröstet, das Röstproduct in einem
Brillenofen mit Kalk, Thon, Schlacke von der zweiten Schmelzung und Kokes
verschmolzen. Der erhaltene Stein wird in eigroſsen Stücken in etwas kleineren
Stadeln, als zum Erzrösten, geröstet und aus dem Röstproduct durch Schmelzen mit
Quarz ein zweiter Stein und eine basische Schlacke erhalten, welch letztere
vollständig beim ersten Schmelzen zugesetzt wird. Der Stein, welcher zwischen 28 bis
32 Proc. Nickel und Kobalt, 48 bis 52 Proc. Eisen und Kupfer und 20 Proc. Schwefel
enthält, wird in eiserne Formen gegossen und nach Oberschlemma in Sachsen versendet.
Auf der Scopellohütte werden die Erze unmittelbar verschmolzen, unter Zuschlag
sämmtlicher Schlacken von der zweiten Schmelzung. Zugleich setzt man einen an
Magnesiasilicat reichen Thon, sowie Quarzerze und kiesigen Glimmerschiefer zu,
welche bei der ersten Hitze in Staub zerfallen. Die Verschmelzung erfolgt in mit
quarzigem Glimmerschiefer ausgekleideten Mannsfelder Oefen. Der erhaltene Stein wird
in (Wellner'schen) Stadeln geröstet und das Product nun auf den zweiten Stein unter
Zuschlag der Schlacken der ersten Schmelzung, des Glimmerschiefers und an
Magnesiasilicat reichen Thones verschmolzen. Der Stein der zweiten Schmelzung
enthält 24 Proc. Nickel, 2 Proc. Kupfer, 6 Proc. Kobalt, 23 Proc. Eisen und 25 Proc.
Schwefel.
Das ärmere Erz von Sagmyra in Schweden mit 0,5 bis 0,8 Proc. Nickelgehalt verlangt
drei Röstungen und drei Schmelzungen. Das Erzrösten erfolgt in pyramidalen Haufen.
Das erste Steinschmelzen geschieht in einer Art Raschetteofen. Der erhaltene erste
Stein wird in offenen Stadeln geröstet, das Röstgut mit Quarz in Schachtöfen mit
geschlossener Brust auf einem zweiten Stein verschmolzen. Die zweite Röstung des
erschmolzenen und granulirten Steines geschieht in Flammöfen und ebenso das letzte
dritte Schmelzen des gerösteten Steines, bei dem man ein dem Eisengehalt desselben
entsprechenden Zuschlag von Quarz und die Hälfte des Quarzes an weiſsem Glas
zusetzt. Der dritte Stein enthält 35 Proc. Nickel, 40 Proc. Kupfer, 0,2 bis 0,4
Proc. Eisen und 22 Proc. Schwefel und wird auf der schlesischen Victoriahütte auf
Würfelnickel verarbeitet.
Neuerdings erfolgt die Ausscheidung eines Theiles des Eisens dadurch, daſs man den
ersten Stein granulirt und in einem Holzbottich bei gewöhnlicher Temperatur mit
verdünnter Schwefelsäure behandelt. Der Rückstand wird als zweiter Stein behandelt,
während man aus der Lösung Eisenvitriol auskrystallisiren läſst, dessen Verwerthung
jedoch schwierig ist.
Ueber die Erzeugung der Speise aus Arsen haltigen Erzen entwickelt
Badoureau folgende Theorie: Auch diese werden durch
abwechselndes Rösten und Schmelzen zu Gute gemacht. Da Nickel und Kobalt groſse
Affinität zum Arsen besitzen, so haben sie wenig Neigung in die Schlacke
überzugehen. Ina unteren Theil des Stadels bei einem Ueberschuſs von Sauerstoff
oxydiren sich Eisen und Nickel zu Oxyden, Arsen zu arseniger Säure. Diese an der
auſseren Fläche des Erzes gebildeten Oxyde wirken nun auf das Innere derselben. Es
bilden sich dort Arsenüre von Nickel, Kobalt und Kupfer sowie auſsen Eisenoxyd; letzteres
wirkt in seinem porösen Zustande als Contactsubstanz für Arsenigsäure und etwas
Schwefligsäure, welche dadurch höher oxydirt werden, wobei sich Arsensäure mit dem
Eisenoxyd verbindet. Eisen- und Kalkcarbonat von der Gangart des Erzes verwandeln
sich in Kalkarseniat und Kalksulfat und in Subarseniat des Eisenoxydes. Im oberen
Stadeltheil, wo kein Sauerstoffüberschuſs ist, verliert das Erz den Arsenüberschuſs,
welcher meist als Arsensulfür sublimirt; an der Stadeloberfläche sammelt sich
Arsenigsäure und Arsensulfür an. Die gerösteten Erze werden nun einem
Reductionsschmelzen im Schachtofen unterworfen. Hierbei werden im oberen Theil
desselben durch Kohlenoxyd, im unteren durch Kohle die Arseniate und Sulfate unter
Entbindung von arseniger und schwefliger Säure reducirt. Im Herd sucht der Wind die
reducirten Massen zu oxydiren. Hierbei wird jedoch nur Eisen oxydirt und
verschlackt, während die Metalle mit geringerer Affinität zum Sauerstoff durch den
vorhandenen Schwefel und das Arsen zu Sulfüren und Arsenüren gebunden werden. Um die
Verschlackung von Kobalt und Nickel möglichst zu verhindern, muſs die Schlacke ein
Singulosilicat sein. Schmilzt man Nickelarsenür mit 30 Proc. Eisenoxydul haltender
Schlacke, so geht Nickel fast gar nicht in dieselbe und ähnlich verhält sich
Kobaltarsenür. Schmilzt man aber NiO mit Arsen oder Arsenkies, so geht Nickel fast
ganz in die Speise, während Kobalt dies nur theilweise thut. Beim Schmelzen von
Nickel- und Kobaltsilicat mit Arsen oder Arsenkies geht jedoch Nickel nur theilweise
in die Speise und Kobalt noch viel unvollkommener; es ist deshalb die Bildung von
Nickel- und Kobaltsilicat möglichst zu vermeiden und erforderlichenfalls das Erz vor
der Reduction zu verschmelzen. Die erste Speise wird durch Rösten und Schmelzen
angereichert. Beim Schmelzen der gerösteten Speise erfolgen zwischen dem noch
vorhandenen Eisenarsenür und den Oxyden und Arseniaten der anderen Metalle wieder
die letzt beschriebenen Processe, indem sich Arsenüre der letzteren bilden und
Eisenoxyd, welches durch die Zuschläge von Quarz, Potasche, Glas u. dgl. entfernt
wird. Hierbei behält die Speise zwar die Zusammensetzung M4As; doch geht jetzt auch Kobalt schon theilweise in die Schlacke.
Badoureau beschreibt dann die i. J. 1867 auf den Werken
von Schladming und Mandling (Steiermark) befolgte Verhüttung. (Dieselben wurden nach
Mittheilung des k. k. Bergamtes in Leoben 1879 vorläufig wegen ungünstiger
Preisverhältnisse auſser Betrieb gesetzt.)
In Seogang (im Salzburgischen) werden 2 bis 3 Proc. Nickel und Kobalt haltiges Erz
mit gröſstentheils kalkiger Gangart nach vorheriger mechanischer Anreicherung
verhüttet. Sie werden in Stadeln geröstet und dann mit viel Quarz in Krummöfen
verschmolzen, wobei die bis 4 Proc. Kobalt haltende Schlacke gröſstentheils verloren
geht. Die in 3 bis 5 Feuern geröstete Speise wird mit Quarz und Schlacke vom ersten
Schmelzen verschmolzen. Die nun abfallende, an Kobalt sehr reiche Schlacke wird zwar
beim ersten Schmelzen zugesetzt, aber dennoch nur wenig Kobalt daraus gewonnen. Das
dritte Schmelzen geschieht mit Kohlen in einem ungarischen Ofen mit Quarzsohle und
man bläst so lange, bis das Bad sich mit Schlacke bedeckt. Die zuletzt mit
schwächerem kaltem Wind gekühlte Schlacke wird abgezogen; nach Zusatz von Sand und
Kohle wird von Neuem geblasen und durch 3 bis 4 malige Wiederholung dieser Operation
alles Eisen verschlackt. Die letzte sehr viel Kobalt haltige Schlacke wird mit Arsen
und Quarz zur Gewinnung des Kobaltes besonders verschmolzen. Bei der Speiseerzeugung
aus zusammengesetzten armen Erzen wird im Allgemeinen der fallende Kupferstein oxydirend
geschmolzen, wobei Nickel und Kobalt in die Schlacke gehen. Bei genügendem Gehalt an
Kupfer, Blei, Nickel, Kobalt, Arsen, Antimon und Schwefel schmilzt man oft auf Stein
und Speise; letztere ist reich an Nickel, Kobalt, Arsen und Antimon, ersterer an
Kupfer, Blei und Schwefel. Hierbei wird oft Arsen und Schwefel eingeführt; ersteres
am besten als Metall, weil Arsenkies zu viel Eisen enthält, der Schwefel in Form von
Schwerspath, aus welchem im Schachtofen durch Reduction Schwefelbarium entsteht,
welches auf die Metalloxyde, namentlich CuO, schwefelnd einwirkt.
Ein interessantes Beispiel einer solchen Zugutemachung armer zusammengesetzter Erze
ist die in Brixlegg in Tyrol befolgte. Dort wurden zuweilen Erze mit Fahlerz,
Kupferglanz, Bleiglanz, Sulfüren und Arsenüren von Nickel und Kobalt verhüttet,
welche nur 1 Proc. Nickel und Kobalt enthalten. Beim Haufenrösten derselben bilden
sich oft schöne Realgarkrystalle. Beim Schmelzen des Röstgutes im Pilzofen erhält
man Werkblei, Speise, Kupferstein und Schlacke. Die Speise wird getrennt, besonders
geröstet und gibt bei nachheriger Verschmelzung mit Schwerspath eine concentrirte
Speise und Kupferstein. Diese Speise wird wiederum im Freien geröstet und mit
Arsenkies im Flammofen geschmolzen. Der Kies muſs ganz Antimon frei sein, damit
Kobalt sich nicht verschlackt. Die fallende dritte Speise wird verkauft. Der
Kupferstein hält Nickel, das nur bei den letzten Operationen, besonders beim
Affiniren, sich entfernt. Die Affinirschlacke wird verschmolzen und gibt ein sehr
unreines Schwarzkupfer mit bis 30 Proc. Nickel; man verkauft es an
Neusilberfabriken. Bleibt im Stein neben Nickel auch Antimon, so bedeckt sich das
Kupfer mit einer dünnen Schicht eines Doppelantimoniates von Nickel und Kupfer,
welche weder mechanisch, noch durch Schmelzung zu entfernen ist und das Kupfer zu
allen Zwecken unbrauchbar macht. Behandelt man dasselbe mit Kochsalz, so bildet sich
flüchtiges Antimonchlorür unter Verschlackung des Natrons und man erhält eine für
Argentanfabriken verwendbare Kupfer-Nickellegirung.
Zur Ueberführung der Steine oder Speisen in oxydirte Halbproducte auf trockenem Wege
werden dieselben geröstet und hierbei zur vollständigeren Verflüchtigung des Arsens
Kohle zugesetzt, welche die gebildete Arsensäure zu arseniger Säure und Metall
reducirt. Mit Vortheil benutzt man zur Ausscheidung von Arsen die von Rud. v. Wagner vorgeschlagene Schmelzung mit
Natronsalpeter, wobei leicht auswaschbares alkalisches Arseniat sich bildet.
Schwieriger ist die Entfernung des Antimons.
Enthalten Steine oder Speisen etwas Kobalt, so wird dasselbe wegen seiner leichteren
Oxydation als Silicat abgeschieden. Um aus diesem Kobaltoxyd zu gewinnen, wird es
mit kohlensaurem Alkali und Natronsalpeter verschmolzen, die Schmelze mit heiſsem
Wasser ausgezogen, wobei
CoO mit etwas pulverförmiger Kieselsäure zurückbleibt, welch letztere in der Regel
nicht schadet. Bei gröſserem Kobaltgehalt müssen die Steine und Speisen auf nassem
Wege behandelt werden.
Die von Badoureau geschilderte Darstellung von
Würfelnickel bietet nichts wesentlich Neues. Ueber die Verhüttung des Rewdanskit in
Rewda (bei Jekatarinenburg), Ruſsland, berichtet Levitzky in der Berg- und Hüttenmännischen
Zeitung, 1876 S. 308. Obzwar man schon seit 50 Jahren ein ausgehnteres
Vorkommen im Serpentin kennt, wurde dasselbe erst seit d. J. 1872 zu Gute gemacht,
indem man das Erz in Schwefelsäure löste und die Magnesia durch kohlensauren Kalk
ausfällte; doch stellte sich ein Verschmelzen des Erzes im Schachtofen als
vortheilhafter heraus, wobei man zur Entfernung des Schwefels eine Raffination in
einem besonderen Ofen vornahm. Fresenius fand in dem
Raffinationsproduct 91 Proc. NiO (73,3 Proc. Nickel) 3,46 Proc. Eisen, 0,83 Proc.
Magnesium und 1,62 Proc. Kieselsäure, keine Spur von Arsen und Phosphor.
Im Engineering and Mining Journal,
1878 Bd. 25 S. 187 berichtet Eustis über die Nickelerze
von Oxford (Provinz Quebec in Canada). Das Vorkommen von Nickelerzen dort wurde
schon i. J. 1863 von Sterry Hunt in der „Geology of Canada“ beschrieben. Nach Eustis selbst kommen die Erze auf einer Lagerstätte zwischen Dolomit
(Hangendes) und einem dunkel gefärbten Serpentin (Liegendes) vor. Die
Ausfällungsmasse besteht aus 50,40 Proc. Calcit und Millerit (Nickelkies), 43,73
Proc. Chromgranat und 6,87 Proc. Chromit. Der Durchschnittsgehalt an Nickel ist 3
bis 4 Proc. Kupfer und Kobalt sind nicht vorhanden, vielleicht eine Spur von Arsen,
was Eustis noch nicht feststellen konnte. Die
Schmelzversuche ergaben ein wider alle Erwartungen überaus günstiges Resultat, indem
ohne alle Zuschläge aus einem etwa 0,5 Proc. Nickel enthaltenden Erze in einem
kleinen Gebläseofen ein Regulus von der Zusammensetzung 71,84 Proc. Eisen und 22,70
Proc. Nickel erhalten wurde. Die Schlacke zeigte nur Spuren von Nickel, war dagegen
an Chrom sehr reich, so daſs sie vielleicht zur lohnenden Darstellung von
Chrompräparaten benutzt werden könnte.
Flechner (1879
232 370) hat das Vorkommen der neucaledonischen
Nickelerze besprochen. Eine ausführliche Beschreibung derselben hat R. Helmhacker in der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1879 S. 5 ff.
gegeben. Je nach den Anschauungen, die man über die Entstehung des Garnierites sich
gebildet hat, sind die Ansichten über die Ausgiebigkeit des neucaledonischen
Vorkommens und die davon gröſstentheils abhängende Zukunft der Metallurgie des
Nickels sehr verschieden. Heurteau, welcher i. J. 1873
die geologischen Verhältnisse Neucaledoniens studierte, hält es für sehr
wahrscheinlich, daſs der Garnierit nur ein Product der Oberfläche ist, und daſs in
einer gewissen Entfernung von dem Ausbisse des Lagers man auf eine
Schwefelarsennickelverbindung stoſsen würde. Flechner
jedoch theilt diese Anschauung nicht; er hält dieses Nickelhydrosilicat für das
Resultat anderer chemischer Processe. Ein durch atmosphärische Einflüsse in Sulfate
umgewandelter Nickelpyrit sei ausgelaugt, von seiner ursprünglichen Lagerstätte
fortgeführt und in ein Lager von Magnesiumsilicat einfiltrirt worden, wobei ein
Theil der gelösten Oxyde durch Umsetzung ausgefällt worden, während die andere
Sulfate enthaltende Lösung durch die atmosphärischen Niederschläge verdrängt worden
sei. Die Lagerstätte des ursprünglichen Minerales sei daher von höherer Lage gewesen
und wahrscheinlich durch Revolutionen von der Oberfläche verschwunden. Der
Nickelgehalt der den Garnierit führenden Klüfte dürfte demnach wahrscheinlich mit
dem Vordringen nach der Tiefe immer mehr und mehr abnehmen und endlich das von den
Metalllösungen nicht mehr erreichte unveränderte Kieselmagnesialager zum Vorschein
kommen.
Helmhacker gelangt zu anderen
Schlüssen. Er macht darauf aufmerksam, daſs der Garnierit, wie überhaupt auch andere
Nickelsilicate, ausschlieſslich an den Serpentin gebunden sind; in diesen Fällen
fehle jedoch stets das Kobalt. Andererseits findet man zwar im Serpentin
beachtenswerthe Lagerstätten von Arsenmetallen, in welchen neben Nickel dann aber
stets auch Kobalt enthalten ist. Der Serpentin ist sehr häufig pseudomorphosirter
Olivin, welcher durch Wasser auf nähme sich in ersteren umgewandelt hat. Viele
Serpentine erscheinen blos als Hülle von Olivinfels auf dessen Oberfläche und hängt
die Dicke dieser Hülle von der Tiefe ab, bis zu welcher diese Umwandlung des
Olivines stattgefunden hat. Nun enthalten aber alle Olivine, auch die kosmischen
Ursprunges, Nickel; der Olivinfels von Neucaledonien wurde noch nicht auf Nickel
untersucht, in dem braunen Serpentin daselbst wurde aber von Liversidge eine bemerkenswerthe Menge von Nickel nachgewiesen. Nachdem
durch weitere Zersetzung des Serpentins bis zu einer gewissen Tiefe unter der
Tagesoberfläche sich wasserhaltige Silicate und Carbonate wie Gymnit, Talk, Magnesit
bilden, so ist auch der Garnierit als ein Zersetzungsproduct des Serpentins
anzusehen, welches mit den anderen Producten durch Flüssigkeiten in die Fugen oder
selbst Gangklüfte hineingelangt ist und dort zum Absatz gelangte. Man bemerkt auch
an manchen Garnieriten schalige Bildungen, die aus stärker oder schwächer gefärbten
Lagen bestehen, und von denen die ungefärbten Schichten entweder nur aus Gymnit
allein, oder durch Nickelsilicat schwach gefärbten Gymnit oder anderen
Magnesiaverbindungen bestehen.
Die Klüfte werden demnach nur von der Oberfläche aus durch die
Zersetzungsproducte des Serpentins gefüllt. Je tiefer die Umwandlung des Serpentines
vorgeschritten ist, desto tiefer können die Garnieritgänge niedergehen, doch
jedenfalls nur bis zur Erreichung des frischen Serpentins oder gar des
Muttergesteines desselben, des Olivinfelses. Demnach kann den Garnieritgängen als
Rasenläufern nur im Ausbisse und zu beschränkten Tiefen eine Ergiebigkeit
zugesprochen werden und die Zukunft derselben dürfte deshalb keine bedeutend
anhaltende sein. Wenn wirklich Schwefel oder Arsen haltige Nickelerze in der
Gangtiefe Veranlassung zur Bildung des Garnierites gegeben hätten, müſste dieses
Nickelsilicat stets auch Kobalt oder Arseniate und Sulfate enthalten, was aber nicht
der Fall ist (vgl. 1880 235 444).
Helmhacker gelangt demnach, was die
Zukunft und Bedeutung des neucaledonischen Nickelvorkommens anbelangt, wenn auch aus
anderen Gründen zur selben Meinung wie Flechner.
Nach der neuesten Analyse Garnier's
bestand smaragdgrüner, durchsichtiger, stark glänzender und von der Gangart
sorgfältig getrennter Garnierit aus:
SiO2
44,40
Al2O3
1,68
FeO
0,43
MgO
3,45
CaO
1,07
NiO
38,61
H2O
10,34
–––––
99,98.
Auch Allen fand 30,14 Proc. NiO und ist das Mineral
selbst demnach bedeutend
Nickel reicher als das zur Verarbeitung gelangende Erz. Bekanntlich werden
ausgesuchte Stücke des Garnierites als Numëit zu Schmucksteinen verarbeitet (vgl.
Wagner, 1878 229 541).
Der Garnierit läſst sich weder mit dem Pimelit in Schlesien, noch mit dem
Nickelgymnit, Alipit, gleichstellen, sondern besitzt eine abweichende, ihm
eigenthümliche Zusammensetzung.
Berichtigung: S. 327 Z. 24 v. o. ist zu lesen „Aschan“ statt „Aschar“; Z. 328 Z. 8 v. u. „Kohlenstoff“ statt „Kohlenstoffe“.