Titel: | Neuerungen im Metallhüttenwesen. |
Fundstelle: | Band 293, Jahrgang 1894, S. 37 |
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Neuerungen im Metallhüttenwesen.
(Schluss des Berichtes S. 14 d. Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuerungen im Metallhüttenwesen.
L. C. Janse aus Chemnitz bringt in der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1893 S. 77 bis 79,
113 bis 114, 163 bis 164, 198 bis 199 und 235 bis 237, ausführliche Mittheilungen
über mexikanische Silbergruben und Silbergewinnung, die
er während einer mehrmonatlichen Reise in den Hauptminendistricten Mexikos sammelte,
auf welche hiermit hingewiesen sei.
Ueber die Extraction silberhaltiger Aufbereitungsabgänge
mittels des Russelprocesses auf der Salagrube in
Schweden berichtet J. Asbeck in der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1894 S. 13 u. ff.
Die Erze, welche daselbst verarbeitet werden (silberhaltiger Bleiglanz), ergaben
beim Verwaschen Abgänge mit durchschnittlich 1,4 Proc. Blei und 0,018 Proc. Silber.
Diese Abgänge werden einem Extractionsprocess unterworfen und dabei noch etwa 30 bis
40 Proc. Silber gewonnen. Dieselben werden zu diesem Ende ohne vorheriges Rösten in
Laugebottichen, wie sie in Fig. 7 im Schnitt
dargestellt sind, mit unterschwefligsaurem Natrium, dem etwas Kupfersulfat zugesetzt
worden ist, ausgelaugt. Der aus Fichtenholz bestehende Behälter besitzt einen
Einsatz, welcher aus dem durchlochten Boden b, der
Kokosmatte c und der über dieser gespannten Leinwand
d besteht, a ist der
Sammelraum für die durchsickernde Lauge, e ein
Ablaufrohr, f ein Injector, um die Lauge durch das Rohr
g in den Laugebottich zurückzugeben, k die Dampfleitung für den Injector.
Textabbildung Bd. 293, S. 37Fig. 7.Extractionsapparat für den Russelprocess. Jeder Bottich wird mit 3,3 bis 3,4 t der vorgenannten silberhaltigen
Abgänge beschickt, und alsdann durch die Rinne l das
nöthige Quantum an Lösungsflüssigkeit eingelassen. Die Lauge enthält im Liter etwa
15 g unterschwefligsaures Natrium und 3 g Kupfervitriol. Dieser Zusatz an
Kupfersulfat bezweckt die Bildung eines Doppelsalzes, wodurch die Lösungsfähigkeit
für das Silber ganz bedeutend gesteigert wird, so dass eine vorherige chlorirende
Röstung der Abgänge, wie sie besonders in Nordamerika gebräuchlich ist, wo
gewöhnlich nur mit unterschwefligsaurem Natrium ausgelaugt wird, überflüssig
ist:
(4Na2S2O3 + 3Cu2S2O3) +
3Ag2S
= 3Cu2S + 6NaAgS2O3 + Na2S2O3.
Da die Abgänge viel kohlensauren Kalk enthalten, so muss die hierdurch alkalisch
werdende Lauge von Zeit zu Zeit durch einen geringen Schwefelsäurezusatz wieder
regenerirt werden. Nachdem die Lauge einige Zeit auf die Abgänge lösend eingewirkt
hat, zieht man sie durch das Abflussrohr e ab und hebt
sie, nachdem der Auslauf i durch einen Holzpfropfen
geschlossen worden ist, mit Hilfe des Dampfinjectors f
durch das Steigrohr g von Neuem in den Laugebottich.
Dieses Circuliren der Lauge hat den Zweck, einerseits das Auflösen des in den
Abgängen enthaltenen Silbers zu befördern, andererseits aber die Lauge durch den
Dampfinjector auf 35 bis 45° C. zu erwärmen, wodurch die Auflösung noch mehr
beschleunigt wird. Nach einer 4stündigen Behandlung mit der Lauge ist aus den
Abgängen alles Silber, was überhaupt durch dieselbe gelöst werden kann, aufgelöst.
Die Lauge wird nunmehr durch Herausnehmen des Holzpfropfens in die Rinne h abgelassen, wobei wiederum der Dampfinjector f in Thätigkeit tritt, um behufs geringeren Auswaschens
die silberhaltige Lauge möglichst vollständig abzusaugen. Das Auswaschen geschieht
mit warmem Wasser, welches später bei der Ergänzung der Lauge weiter benutzt wird.
Schliesslich wird das abgehende Waschwasser mehrfach mit einem Tropfen
Jodkaliumlösung auf seinen Silbergehalt geprüft, wobei etwa ausgefälltes gelbliches
Jodsilber anzeigt, ob die Auswaschung genügend weit vorgeschritten ist. Auch während
des Auslaugens selbst werden derartige Proben genommen, um zu sehen, ob der
Lösungsprocess den gewünschten Verlauf nimmt.
Die abfliessende silberhaltige Lauge wird durch die Rinne h zunächst einem gemeinschaftlichen Sammelbottich zugeführt und von hier
mittels Pulsometer in die Fällbottiche gehoben. Nach dem vollständigen Auswaschen
der entsilberten Abgänge werden diese mit Schaufeln in einen auf einem an den
Bottichen entlang laufenden Gleise stehenden Kippwagen gebracht und auf die Halden
geschafft.
Die Fällbottiche sind über den Laugebehältern aufgestellt, haben 2,5 m Höhe und 1,9 m
Durchmesser. Dieselben besitzen an der Seite zwei mit Hähnen versehene Rohre, von
denen das obere zum Ablassen der entsilberten Lauge, das untere zum Entfernen der
niedergeschlagenen Schwefelmetalle dient.
In jeden Bottich wird nun eine bestimmte Menge der silberhaltigen Lauge einfliessen
gelassen und zwar so viel, dass in dem Bottich noch 25 cm Rand bleibt. Dann wird
unter beständigem Umrühren eine concentrirte Lösung von Schwefelnatrium zugesetzt
und zwar so viel, dass eine aus dem Bottich genommene Probe bei Zusatz von
Schwefelnatrium eben noch eine schwärzliche Fällung verursacht. Man vermeidet einen
Ueberschuss an Schwefelnatrium, um dieses nicht bei der späteren nochmaligen
Verwendung der entsilberten und entkupferten regenerirten Lauge in der Lauge zu
haben. Die Lauge wird mit Bleipapier auf einen etwaigen Ueberschuss an
Schwefelnatrium geprüft, und falls ein solcher vorhanden ist, noch eine
entsprechende Menge neuer silberhaltiger Lauge zugesetzt. Es ist nicht nöthig, die
Fällung der Metalle vollständig zu machen, weil nämlich das Silber stets zuerst
niedergeschlagen wird, so dass selbst, wenn man nicht genügend Schwefelnatrium
zugesetzt hat, doch alles in der Lauge enthaltene Silber als Schwefelsilber
ausgefällt wird.
Die Schwefelmetalle lässt man absetzen, wozu in der Regel 3 bis 4 Stunden
erforderlich sind. Dann wird zunächst durch Oeffnen des oberen Seitenrohres die
klare entsilberte Lauge abgelassen und in einen Sammelbehälter geleitet, wo sie, wie
weiter unten beschrieben, regenerirt wird. Schliesslich wird auch der untere Hahn
geöffnet und die gefällten Schwefelmetalle (Cu, Ag, Fe u.s.w.) durch eine Rinne
einem Sammelbassin und von da einer Filterpresse zugeführt, um hier vom grössten
Theile der Lauge, welch letztere gleichzeitig mit der zuerst abgezogenen regenerirt
wird, befreit zu werden. Das gewonnene Product, welches im getrockneten Zustande
durchschnittlich
an
Schwefelsilber
9
Proc.
„
Schwefelkupfer
40
„
„
Schwefelblei
4
„
„
Schwefelquecksilber
0,04
„
„
Schwefeleisen, Schwefel- calcium und Magnesium
6
„
–––––––––––
Zusammen
59,04
Proc.
enthält, wird entweder mit bleiischen Zuschlägen und etwas
rohem Bleistein im Schachtofen niedergeschmolzen und das fallende, 2 bis 4 Proc.
Silber enthaltende Werkblei abgerieben oder aber direct auf einem Treibherde in
Armblei eingetränkt.
Der beim Verschmelzen im Schachtofen fallende Kupferstein mit etwa 20 Proc. Kupfer,
15 Proc. Blei und 0,2 Proc. Silber wird verkauft. Schlacke mit 0,4 Proc. Blei und
0,0002 bis 0,0004 Proc. Silber geht zum Theil auf die Halde, zum Theil nochmals als
Zusatz in den Schachtofen zurück.
Die Regenerirung der von den Fällbottichen und der Filterpresse kommenden Lauge
geschieht auf folgende Weise: Zunächst wird dieselbe mittels Jod-Jodkalium-Titer auf
ihren Gehalt an unterschwefligsaurem Natrium geprüft, und dann die nöthige Menge an
unterschwefligsaurem Natrium und Kupfersulfat zugesetzt. Die Auflösung dieser beiden
Salze geht sehr schnell vor sich. Die regenerirte Lauge fliesst durch die Rinne l (Fig. 7) in die
inzwischen mit frischen Abgängen gefüllten Laugebottiche zurück, wo sich die anfangs
beschriebenen Processe von Neuem abspielen.
Andrew French und William
Stewart erreichen durch chlorirende Röstung
unter Zusatz von Salpeter die Aufschliessung besonders schwieriger Gold-, Silber-, Kupfer-, Nickel- und
Kobalterze. Erze mit 2½ bis 6 Proc. Kupfer und mit etwas Gold- und
Silbergehalt werden zunächst durch einfaches Rösten von dem grössten Theil ihres
Schwefels (bis auf 10 Proc.) befreit. Alsdann wird das Erz pulverisirt und mit 2 bis
3 Proc. Salpeterschmelze oder Natriumbisulfat, sowie mit 1 bis 2 Proc. Kochsalz
gemischt. Dieses Gemisch wird dann etwa 1 Stunde bei beschränktem Luftzutritt auf
Rothglut erhitzt, worauf dasselbe für das Auslaugen fertig ist. Der Salpeterzuschlag
befördert die Röstung durch Verflüchtigung von Schwefel, Antimon, Arsen, Tellur,
Zink u.s.w. und durch Bildung von für die Extraction oder Amalgamation geeigneten
Verbindungen der Edelmetalle ganz wesentlich.
Erze, welche wenig Kupfer, aber viel Gold und Silber enthalten, werden mit 1,5 bis 2
Proc. Salpeterschmelze und 1,5 bis 2,5 Proc. Kochsalz gemischt. Nickel- und
Kobalterze benöthigen 10 bis 20 Proc. Zuschläge (D. R. P. Kl. 40 Nr. 64233 vom 15.
October 1891).
Dr. Ernst Bruno Mierisch in Managua (Centralamerika) behandelt Gold und Silber enthaltende Dürr- und geröstete Schwefel-
und Arsenerze mit unterchlorig sauren und
chlorsauren Alkalien im nascirenden Zustande, um den in den Erzen
enthaltenen Schwefel und Arsen in lösliche Schwefel- und Arsensäureverbindungen der
Alkalien umzuwandeln, welche letzteren dann, da sie die zum Auslaugen der so
behandelten Erze benutzte concentrirte Kochsalzlauge stark verunreinigen würden, im
weiteren Verlaufe des Processes durch eine entsprechende Menge Calciumhydrat
ausgefällt werden.
Bei der Ausführung dieses in mancher Beziehung beachtenswerthen Verfahrens wird
folgendermaassen vorgegangen: Die Schwefel und Arsen enthaltenden Edelmetallerze
werden in geeigneten Gefässen mit einer durch Berechnung zu findenden Menge
Natronhydrat gemischt und dann so viel Kalkhydrat zugesetzt, als nöthig ist, um die
im weiteren Verlaufe des Processes sich bildende Schwefel- und Arsensäure in Form
unlöslicher Kalksalze abzuscheiden. Dann wird in die so beschickten Laugefässer
Chlor eingeleitet, welches durch Elektrolyse einer heissen concentrirten
Kochsalzlösung gleichzeitig mit Natronlauge erhalten wird; das Chlor verbindet sich
mit dem Natron und dem Kalk zu Chloriden und unterchlorigsauren, sowie in geringer
Menge auch zu chlorsauren Salzen:
4NaOH + 4Cl
= 2NaCl + 2ClONa + 2H2O,
2Ca(OH)2 + 4Cl
= CaCl2 + (ClO)2Ca + 2H2O,
6NaOH + 6Cl
= 5NaCl + ClO2ONa + 3H2O,
6Ca(OH)2 + 12Cl
= 5CaCl2 + (ClO3)2Ca + 6H2O.
Diese Chlorsauerstoffverbindungen wirken oxydirend auf die oxydirbaren Substanzen der
Erze ein, wobei diese Reactionen um so energischer vor sich gehen, als die
Chlorsauerstoffsalze im nascirenden Zustande auf die Erze wirken. Hierbei wird aber
im Gegensatz zur Oxydation mittels Chlorgas allein die Bildung von freien Säuren
vollständig vermieden, sofern das Erz nicht freien Schwefel, entweder direct als
solchen oder aber in Form unzersetzten Pyrites, enthält; dies ist aber bei nur
einigermaassen gut gerösteten Erzschlichen wohl nur selten der Fall. Aber selbst bei
Gegenwart freien Schwefels ist die Menge der sich bildenden Säuren bei weitem
geringer als bei der Oxydation mit Chlor allein.
Hiermit fällt nun ein grosser Uebelstand der jetzigen Chlorationsmethoden, nämlich
die starke Verunreinigung der Lauge durch Bildung grosser Mengen von werthlosen
Chloriden und die Lösung von sonst unlöslichen Substanzen, wie Gyps, Kieselsäure,
arsensaure Salze u.s.w., fort. Enthält das Erz nur einer höheren Oxydation fähige
Metalloxyde, so gehen bei der Oxydation mit chlorsauren Salzen überhaupt keine
Chloride in Lösung, wie dies bei der Oxydation mit Chlor der Fall ist, sondern die
Metalle bleiben als höhere Oxyde in unlöslicher Form im Erz zurück. Nur die
Edelmetalle, welche immer in metallischer Form oder wie das Silber in Form von
schwefelsaurem Salz vorhanden sind, gehen bei weiterer Einwirkung von Chlor in
Lösung.
Dieses ungemein interessante und wichtige gegensätzliche Verhalten der chlorsauren
Alkalisalze gegen Schwefel, Arsen, Metalle und Metalloxyde ist in den nachfolgenden
Gleichungen klargelegt:
I. Chloration durch Chlorgas.
2S + 12Cl + 8H2O
= 2H2SO4 +
12HCl
3As2O3 +
12Cl + 6H2O
= 3As2O5 +
12HCl
4Fe + 12Cl
= 4FeCl3
3Cu2O + 6Cl
= 3CuCl2 + 3CuO
12FeS + 108Cl + 48H2O
= 4Fe2(SO4)3 + 4FeCl3 + 96HCl
4FeS2 + 60Cl + 82H2O
= 2Fe2(SO4)3 + 2H2SO4 + 60HCl
II. Chloration durch unterchlorigsaures
Alkali.
2S + 6ClONa + 2H2O
= 2Na2SO4
+ 2NaCl + 4HCl
3As2O3 +
3ClONa
= 3As2O5 +
3NaCl
4Fe + 6ClONa
= 2Fe2O3 +
6NaCl
3Cu2O + 3ClONa
= 6CuO + 3NaCl
12FeS + 54ClONa
= 12Na2SO4
+ 8FeCl3 + 2Fe2O3 + 30NaCl
4FeS2 + 30ClONa + 2H2O
= 8Na2SO4
+ 4FeCl3 + 4HCl + 14NaCl
III. Chloration durch chlorsaures
Alkali.
2S + 2ClO2ONa + 2H2O
= Na2SO4 +
H2SO4 +
2HCl
3As2O3 +
2ClO2ONa
= 3As2O5 +
2NaCl
4Fe + 2ClO2ONa
= 2Fe2O3 +
2NaCl
3Cu2O + ClO2ONa
= 6CuO + NaCl
12FeS + 18ClO2ONa
= 9Na2SO4
+ Fe2(SO4)3 + 6FeCl3 + 2Fe2O3
4FeS2 + 10ClO2ONa + 2H2O
= 5Na2SO4
+ Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 + 4HCl
Es geht hieraus hervor, dass bei Verwendung von unterchlorig- oder chlorsauren
Alkalisalzen die erhaltene Lauge bedeutend reiner sein wird, als bei der Chloration
mit Chlorgas.
Nach beendeter Chloration geschieht die Auslaugung durch concentrirte Kochsalzlösung.
Diese wird dann mit etwa 0,5 at Unterdruck abgesaugt, was dadurch geschieht, dass
die Extractionsfässer mit einem Behälter verbunden werden, in welchem nur ½ at
Spannung herrscht. Zwischen beide wird ein Kasten mit Natronlauge oder gelöschtem
Kalk eingeschaltet zur Absorption des Chlors, welches bei ½ at Unterdruck ziemlich
vollständig aus der Lauge entfernt wird. In dem Kasten bildet sich ein Gemisch von
Chloriden und unterchlorigsauren Salzen, welche in den Process zurückkehren, indem
sie an Stelle des Natron- bezieh. Kalkhydrates dem gerösteten Erze zugesetzt werden.
Die Lauge fliesst durch ein Bleirohr ab, dessen absolute Höhe mehr als 5 m (= ½ at)
beträgt. Somit ist ein Uebertreten von Lauge nach dem Saugapparat nicht möglich,
vorausgesetzt, dass das Rohr stets unter Flüssigkeit mündet.
Die von ihrem Gehalt an freiem Chlor fast vollständig befreite, die Edelmetalle,
sowie geringe Mengen von Eisen, Kupfer, Quecksilber, Platin, Blei und Zink
enthaltende Kochsalzlauge wird mit der von der Elektrolyse des Kochsalzes stammenden
Lauge bis zur stark alkalischen Reaction versetzt. Hierbei scheiden sich Eisen,
Kupfer und Quecksilber in Form von Oxydhydraten ab, ausserdem wird etwa noch
vorhandene Arsensäure in Form von unlöslichen arsensauren Salzen der vorgenannten
Metalle abgeschieden. Sollte die Menge derselben zur vollständigen Fällung der
Arsensäure nicht genügen, so wird zu der Lauge etwas Chlorcalcium hinzugefügt.
Da diese Niederschläge leicht etwas Gold und Silber mit niederreissen, dieselben
wegen ihrer voluminösen Beschaffenheit auch das Filtriren sehr erschweren, so werden
sie durch Absaugen oder durch eine Filterpresse genügend von der Flüssigkeit befreit
und dann, unbekümmert ob sie noch Kochsalzlauge enthalten oder nicht, getrocknet und
schwach geglüht, wobei, falls Quecksilber in erheblichen Mengen in ihnen enthalten
ist, dieses durch Abdestilliren gewonnen werden kann. Die getrockneten Oxyde werden
pulverisirt und zur Extraction nochmals zurückgegeben.
Die alkalische Kochsalzlauge enthält Gold, Silber (wahrscheinlich als AgCl, da es
sich beim Verdünnen der Lösung als solches abscheidet), Platin, Zink und nur Spuren
von Blei, da letzteres als unlösliches Bleisulfat bei der Auslaugung
zurückbleibt.
Aus dieser alkalischen Kochsalzlösung werden die Edelmetalle Gold, Silber und
Platin durch Zinkgranalien abgeschieden, während Zink in Lösung geht. Die
zinkhaltige Kochsalzlösung wandert dann sofort zur Elektrolyse, wobei das Zink
metallisch wiedergewonnen wird, während sich bei weiterer Einwirkung des
elektrischen Stromes Chlor und Natronlauge bilden, die gleichfalls in den Process
zurückgehen.
Die durch das Zink abgeschiedenen Edelmetalle Gold, Silber und Platin werden nach
irgend einem der bekannten Verfahren von einander getrennt (D. R. P. Kl. 40 Nr.
70373 vom 2. December 1892).
Die Chlorirungsvorrichtung von Joseph William Sutton in Brisbane (Queensland) soll durch eine möglichst
constante Circulation feinkörniger Edelmetallerze die Chloration derselben
vervollkommnen und abkürzen.
Textabbildung Bd. 293, S. 40Fig. 8.Chlorirungsvorrichtung von Sutton. In Fig. 8 ist der ganze Apparat im Schnitt
dargestellt.
A ist der Apparat zur Chlorerzeugung, welcher von
beliebiger Construction sein kann. B ist der
Vermischungsapparat, bestehend aus dem mit Blei gefütterten Eisenblechcylinder B1, in welchem die mit
Porzellan oder Blei abgedeckte Schnecke B2 sich dreht. Diese ist von einem cylindrischen
Mantel B3, der bei B4 aufgehängt ist,
umgeben. Die Schneckenspindel wird in dem Zapfen B6 und der Stopfbüchse B5 geführt und erhält ihre Drehung durch
ein konisches Getriebe B7, B8 ist die
Entleerungsklappe, während durch B9 das Material aufgegeben wird. B10 ist ein
Ablassventil, B11 das
zum Chlorapparat führende Rohr, welches auf dem Boden des Mischapparates mündet.
B12 ist ein Dampfrohr
zum Reinigen von B11,
wenn letzteres verstopft sein sollte. C ist der
Behälter, in welchem das mit Chlor gemischte Erz aufgefangen wird, um von dort
weiter durch den Apparat geführt zu werden. Da die weitere Verarbeitung der Masse
indessen gegenüber bekannten ähnlichen Verfahren nur Abweichungen bietet, welche mit
dem beschriebenen Chlorirapparat in keinem wesentlichen Zusammenhange stehen,
so kann von einer näheren Beschreibung desselben abgesehen werden.
Der Apparat arbeitet folgendermaassen:
Das pulverisirte Erz wird, nachdem es geröstet worden ist, mit Wasser zu einer
mörtelartigen Consistenz angerührt und alsdann durch die Oeffnung B9 dem
Vermischungsapparat zugeführt. Auch kann man das Wasser dem trockenen Erz erst im
Apparat zusetzen und die Mischung durch die Schnecke bewirken lassen.
Sobald der Apparat nahezu gefüllt ist, wird B9 geschlossen und Chlor vom Apparat A eingeführt, wobei das Ventil B10 geöffnet wird. Durch Drehung der
Schnecke B2 wird dann
das Erz fortwährend gehoben und seitlich in den Ringraum zwischen Cylinder B1 und B3 herabgeworfen, auf
welche Weise eine Circulation und innige Mischung des Erzes mit dem Chlor erzielt
wird und Gold und Silber in Chloride umgewandelt werden.
Die Zeitdauer hängt von der Zusammensetzung der Erze ab. Bei günstiger Vertheilung
der Edelmetalle können mit dem Apparat 5 t Erz in zwei Stunden verarbeitet
werden.
Sobald das Erz genügend chlorirt ist, wird es durch B8 in den Sammelraum C
abgelassen, von wo aus es weiter durch die übrigen Theile des Apparates zur weiteren
Verarbeitung geführt wird (D. R. P. Kl. 40 Nr. 73904 vom 1. September 1892).
Während man sich bisher bei der Goldfällung aus einer
Chloridlösung gewöhnlich des Eisenvitriols oder aber der Holzkohle bedient
und hierbei durchgängig mit Schwierigkeiten zu kämpfen hat, indem bei der Fällung
durch Eisenvitriol der erhaltene Goldniederschlag so fein ausfällt, dass er zum
Theil durch das Filter geht und eine zweite Filtration nothwendig macht, während
andererseits die Holzkohle im Verhältniss zu dem Golde in ganz enormen Mengen
verwandt werden muss und ausserdem ein Absondern des ausgefällten Goldes von
derselben sehr schwer ist, sollen diese Uebelstände bei dem neuen Sutton'schen Verfahren vermieden sein, und das
ausgefällte Gold in concentrirter Gestalt und in solchem Zustande erhalten werden,
dass es leicht und vollständig durch Filtration gewonnen werden kann.
Das Verfahren besteht im Wesentlichen darin, dass der das Gold ausfällenden
Eisenvitriollösung ein flüssiger Kohlenwasserstoff, am besten ein billiges
Mineralöl, wie z.B. Kerosen, als Goldsammler zugesetzt wird. Dieser
Kohlenwasserstoff wird zweckmässig mit Borax oder Aetznatronlösung versetzt, welche
Körper die Vertheilung des Kohlenwasserstoffes in der Eisenvitriollösung bedeutend
erleichtern. Nach beendeter Goldfällung wird das Alkali durch verdünnte
Schwefelsäure neutralisirt.
Der Kohlenwasserstoff steigt nach beendeter Fällung mit den ausgefällten
Goldpartikelchen, die sich in demselben ansammeln, entweder nach oben oder verbleibt
auf dem Boden des Fällgefässes, je nachdem sein specifisches Gewicht kleiner oder
grösser als das der Lösung ist. In jedem Falle aber kann derselbe leicht von der
Lösung getrennt werden, worauf durch Filtration eine weitere Trennung des Goldes von
dem Kohlenwasserstoff erzielt wird.
Die Gold enthaltende Chloridlösung wird für 1 g Gold mit 15 g gesättigter Boraxlösung
oder 50 Proc. Alkalilösung versetzt, worauf für 1 g Gold 30 g flüssigen
Kohlenwasserstoffs zugefügt werden. Das Ganze wird gründlich umgerührt und während dessen für 1
g Gold 15 g gesättigte Eisenvitriollösung zugegeben. Man rührt dann noch einige
Minuten weiter um und lässt es dann etwa 15 Minuten ruhig stehen. Nach Ablauf dieser
Zeit hat sich sämmtliches Gold, sowie der Ueberschuss an Eisen, welcher durch das
Alkali ausgefällt worden ist, in dem Kohlenwasserstoff angesammelt und schwimmt mit
diesem auf der Oberfläche der Chloridlösung, von welcher das Oel leicht abgehebert
werden kann. Dann setzt man zu dem letzteren verdünnte Schwefelsäure, wodurch nicht
nur das gefällte Eisen wieder gelöst und von dem Golde getrennt, sondern auch das
Alkali neutralisirt wird, in Folge dessen die Oelpartikelchen leicht und schnell
zusammenfliessen und ein Ganzes bilden, wodurch die Filtration bedeutend
beschleunigt wird (D. R. P. Kl. 40 Nr. 72528 vom 5. Januar 1893).
Akerblom beschreibt in den Jernkont. Ann., 1892 S. 41 u. ff., das in Glasgow gehandhabte Goldextractionsverfahren von Pollok. Es werden aus den meistens gerösteten Erzen zuvörderst die unedlen
Metalle abgeschieden. Bei grösserem Silbergehalte muss auch dieses durch Auslaugen
vor dem Chloriren aus dem Erze entfernt werden, da es als Chlorsilber das Gold
umgeben und vor der Einwirkung des Chlors schützen würde. Es wird deshalb zunächst
durch Auslaugen mit Wasser das Kupfer entfernt und alsdann das Erz mit einer
1procentigen Lösung von unterschwefligsaurem Natrium unter Benutzung einer
Vacuumpumpe behandelt, wobei das Silber zum grössten Theil in Lösung geht. Aus
dieser Lösung wird in bekannter Weise das Silber durch Schwefelnatrium als
Schwefelsilber ausgefällt und hierdurch gleichzeitig die Lösung für ein erneutes
Auslaugen regenerirt:
(2Na2S2O3 + Ag2S2O3) +
Na2S = Ag2S +
3Na2S2O3.
Silberarme Erze werden nur mit Wasser und verdünnter Säure ausgelaugt. Bei allen
diesen Extractionen wird mit einer Vacuumpumpe gearbeitet, wodurch die Filtration
bedeutend verkürzt wird, und das rückständige Erzpulver fast vollständig von der
anhaftenden Flüssigkeit befreit ist und sofort in den Chlorirungsapparat geschafft
werden kann. Dieser besteht aus einem Cylinder aus Kesselblech, welcher an seinen
beiden Enden Zapfen hat und durch diese in zwei Lagern ruht, wo er mittels einer
Riemenscheibe um seine wagerechte Längsachse gedreht werden kann. Der mit einer
verschliessbaren Aufgebeöffnung von 40 cm Weite versehene Cylinder ist innen mit
vulkanisertem Kautschuk ausgekleidet. Der eine der Achsenzapfen ist hohl; in
demselben steckt ein mit Kautschuk abgedichtetes Bleirohr, welches zum Einpressen
von Wasser dient und ein Manometer trägt. Das Rohr endigt mit einem
selbstschliessenden Klappenventil aus Kautschuk, welches ein Zurückfliessen des
eingepressten Wassers verhindert.
Beim Beschicken des Apparates wird durch das geöffnete Aufgebeloch etwa 1 t Erz
eingeschaufelt und dann 2 Proc. vom Erzgewicht, also 20 k Chlorkalk, zugegeben,
worauf man zum Zerlegen desselben die nöthige Menge Natriumbisulfat zusetzt und dann
noch etwa 1 t Erz einschaufelt, wodurch der Apparat ziemlich vollständig gefüllt
ist. Dies hat den Vortheil, dass man später nur wenig Wasser einpressen kann, und
demzufolge wenig, aber concentrirte Goldlösung bekommt. Man pumpt jetzt kaltes
Wasser ein, wobei sämmtliche Luft durch das oben befindliche Loch entweicht.
Dann wird diese Oeffnung geschlossen und mit dem Wasserpumpen fortgefahren, bis das
Manometer einen Druck von 7 at im Inneren des Behälters anzeigt. Man hört jetzt mit
dem Einpumpen auf und setzt den Apparat in Drehbewegung (etwa 18 bis 20 Umdrehungen
in der Minute). Das Wasser löst das Natriumbisulfat auf, welches seinerseits auf den
Chlorkalk einwirkt und das Chlor aus demselben frei macht. Dieses wird von dem
Wasser absorbirt und dringt bei dem starken Druck in die feinsten Erzporen ein, so
dass die Goldauflösung eine sehr vollständige ist.
Nachdem der Cylinder 1½ Stunden sich gedreht hat, ist die Auflösung des Goldes
beendet. Der Apparat wird still gestellt und nun zunächst der Ueberdruck abgelassen,
wobei das aus demselben entweichende Chlorgas in ein Gefäss mit Kalkmilch geleitet
und aufgefangen wird. Dann wird die Aufgebeöffnung geöffnet und aus dieser der ganze
Inhalt des Cylinders in die unter demselben befindliche Filtrirvorrichtung gestürzt.
Diese besteht aus einem oben offenen viereckigen Kasten aus Eisenblech, der innen
mit Kautschuk ausgekleidet und dessen Boden mit Sand bedeckt ist, auf dem eine
durchlochte Kautschukplatte liegt; die Loch weite beträgt 0,5 mm. Die Filtration
wird auch hier durch eine Vacuumpumpe beschleunigt. Das Chlorgefäss wird einige Male
mit wenig Wasser, welches gleichfalls in den Filterkasten gelangt, ausgespült. Nach
jedem Waschen wird mittels der Vacuumpumpe die goldhaltige Lösung möglichst
vollständig abgesaugt, wodurch man erreicht, dass nach 3maligem Waschen die
Auslaugung beendet ist.
Die höchstens 5 hl ausmachende Goldlösung wird in einem mit Blei ausgekleideten
Gefäss gesammelt, aus dem sie langsam in einen fast ganz mit gepulvertem
Schwefeleisen angefüllten Behälter laufen gelassen wird. Hierbei gibt das Gold,
indem es metallisch ausfällt, sein Chlor an das Eisen ab:
2FeS + 2AuCl3 = 2Au + Fe2Cl6 + 2S,
welches mit diesem Eisenchlorid bildet und abfliesst. Das Gold
bleibt mit dem abgeschiedenen Schwefel in dem Behälter zurück. Ist in dieser Weise
sämmtliches Schwefeleisen aufgelöst, so wird der Goldschlamm herausgenommen,
ausgepresst, im Tiegel eingeschmolzen und zu Barren ausgegossen, womit es zum
Verkaufe fertig ist. Nach eigenen Analysen, die Akerblom später von mitgenommenen Proben in Falun machte, sollen durch die
Extraction 96,6 Proc. Gold und 97,6 Proc. Silber aus dem Erze gewonnen werden, so
dass die Edelmetallverluste bei dem Pollok-Process als sehr geringe zu bezeichnen
sind. Da die Chlorirung nur 1½ Stunden dauert und zum Füllen und Entleeren des
Chlorirungsapparates nur ½ Stunde erforderlich ist, so können mit einem Apparat
täglich 24 t Erz verarbeitet werden.
Werner Langhuth beschreibt in den Transactions of the American Institute of Mining
Engineers, Bd. 21 S. 314 bis 320, die Golden Reward
chlorinationsworks at Deadwood, S. D., woselbst nach einem eigenartigen
Verfahren Gold aus der Chloridlösung ausgefällt wird. Dieses Verfahren besteht im
Wesentlichen darin, dass in der freies Chlor enthaltenden Goldchloridlauge das freie
Chlor zunächst durch schweflige Säure zerstört wird, worauf das Gold durch
Schwefelwasserstoff vollständig aus der Lösung ausgefällt wird. Diese beiden Phasen des Processes
veranschaulichen die nachstehenden Gleichungen:
I.
2Cl + SO2 + 2H2O
= H2SO4 +
2HCl
II.
2AuCl3 + 3H2S
= Au2S3 +
6HCl.
Die Anlagen zur Ausführung dieses Verfahrens, nach dem schon bedeutende Mengen Gold
gewonnen sein sollen, zeichnen sich durch grosse Einfachheit und Zweckmässigkeit
aus. Im Wesentlichen bestehen dieselben aus einem grossen mit Bleiplatten
ausgekleideten Fällbottich, zwei Apparaten zur Entwickelung von schwefliger Säure
und Schwefelwasserstoff, einem Druckkessel und einer Filterpresse.
Textabbildung Bd. 293, S. 42Fig. 9.Apparat zur Ausfällung von Gold. Der Fällbottich, in welchem die Goldchloridlösung sowohl mit schwefliger
Säure als auch mit Schwefelwasserstoff behandelt wird, hat ganz bedeutende
Abmessungen: Länge 3,65 m, Breite 3,05 m, Höhe 3,65 m, wodurch es möglich wird, auf
einmal 31 700 1 Goldchloridlösung zu behandeln. Der Bottich (Fig. 9) ist aus Fichtenbrettern von 5 cm Stärke und
Balken von 30 auf 30 cm zusammengesetzt und mit eisernen Stangen verankert. Alle
Eisentheile sind mit einer starken Asphaltschicht versehen. Die Bleibekleidung wiegt
für 1 qm etwa 15 k. Der dicht aufgepasste, getheerte Deckel des Bottichs besitzt ein
grosses Mannloch A und ein Gasabzugsrohr B, welches in den Hauptschornstein des Werkes
einmündet.
Die beiden Entwickelungsapparate für die schweflige Säure und den Schwefelwasserstoff
sind zwei Behälter aus Stahlblech von 1,22 m innerem Durchmesser und 0,68 m Höhe.
Die Deckel derselben sind gleichfalls mit Mannlöchern versehen. Diese beiden
Apparate müssen bis zu 11 at Druck aushalten. Der Schwefelwasserstoffentwickler ist
mit Blei ausgekleidet, wohingegen dies bei dem Schweflige Säure-Entwickler nicht
nothwendig ist. Dieser letztere Behälter ist mit der Leitung für die Druckluft durch
ein Rohr und durch ein zweites Rohr E auch mit dem
Fällbottich verbunden. Ausserdem ist in diesem Entwickelungsapparate eine
gusseiserne Pfanne aufgestellt, in welcher Schwefel verbrannt werden kann.
Der Schwefelwasserstoffentwickler ist gleichfalls mit dem Rohre E verbunden, ausserdem aber ist er durch ein
zweites im Deckel befindliches Rohr auch an den Luftcompressor angeschlossen.
In dem Behälter befindet sich ein durchlöchertes Bleiblech H, worauf das Schwefeleisen aufgebracht wird. Die Reinigung des
Entwicklers geschieht durch Oeffnen eines am Boden befindlichen Rohres, wodurch der
Inhalt desselben in die Rinne G abgelassen wird.
Bei der Ausführung des Verfahrens wird der Fällbottich so hoch mit Goldchloridlösung
angefüllt, dass bis zum Deckel desselben noch etwa 0,3 m Raum bleibt. Dann werden in
die Schwefelpfanne etwa 2,27 bis 4,54 k Schwefel aufgelegt, angezündet und das
Mannloch geschlossen, hingegen der zum Rohre E führende
Hahn a ganz und der zur Druckluftleitung führende Hahn
b etwas geöffnet, so dass die Pressluft in den
Entwicklungsapparat treten und die weitere Verbrennung des Schwefels zu schwefliger
Säure bewirken kann.
Die sich entwickelnde schweflige Säure tritt durch die feinen Durchbohrungen des fast
bis auf den Boden des Fällbottichs reichenden gebogenen Bleirohres E aus und steigt in der freies Chlor enthaltenden
Goldchloridlösung in kleinen Bläschen auf. Diese werden durch das freie Chlor zu
Schwefelsäure oxydirt, während das Chlor selbst zu Salzsäure umgewandelt wird:
2Cl + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl.
Nach Beendigung dieser Reaction werden die Hähne a und
b geschlossen und nunmehr zur Fällung des Goldes
selbst geschritten. Der Schwefelwasserstoffentwickler wird durch Einfüllen von
verdünnter Schwefelsäure in Betrieb gesetzt, und das erzeugte Schwefelwasserstoffgas
durch Oeffnen des Hahnes d in das Rohr E geleitet, von wo es in die Goldlösung tritt und eine
Fällung desselben als Schwefelgold bewirkt:
2AuCl3 + 3H2S = Au2S3 + 6HCl.
Um diese Reaction zu unterstützen, wird auch der Hahn c
etwas geöffnet und hierdurch comprimirte Luft in das Rohr E gelassen, von wo sie in den Fällbottich tritt und die Goldlösung kräftig
aufrührt. Das Ausfällen des Goldes ist meistens in ungefähr einer Stunde beendet;
das Schwefelwasserstoffgas wird gewöhnlich bis zu einem kleinen Ueberschuss
eingeleitet, doch wird trotzdem die entgoldete Flüssigkeit stets noch auf einen
etwaigen Goldgehalt untersucht.
Das niedergeschlagene Schwefelgold ist flockig, braucht jedoch nur kurze Zeit zum
Absetzen; in der Regel hat sich die grösste Menge des Niederschlages schon nach 2
Stunden abgesetzt, so dass mit dem Ableiten der über dem Niederschlage stehenden
Flüssigkeit nach der Filterpresse begonnen werden kann. Die Filterpresse ist eine
Johnson'sche mit 24 einzelnen Kammern; als Filter
wird Flanell verwandt. Das Filtriren nimmt durchschnittlich 3 bis 4 Stunden in
Anspruch, je nachdem die Filter neu oder alt sind.
Ist die Flüssigkeit aus dem Fällbottich abgelassen, so wird dieser, ohne dass man den
Schwefelgoldniederschlag herausgenommen hat, von Neuem mit Goldchloridlösung
gefüllt, aus der dann in der oben beschriebenen Weise das Gold ausgefällt wird. Erst
nach ein- bis zweimonatlichem Arbeiten hat man genügend Schwefelgold gewonnen, um
zur Weiterverarbeitung desselben schreiten zu können. Es wird zu diesem Zwecke etwas
Wasser in den Fällbottich eingelassen, das Mannloch des darunter befindlichen Druckkessels
geöffnet und durch das Kautschukrohr k nach Oeffnen des
Pfropfens D der gesammte Schwefelgoldniederschlag in
den Druckkessel gespült. Hierauf wird das Mannloch desselben geschlossen und durch
Oeffnen der Hähne i und h
der Niederschlag in die Filterpresse gedrückt. Nach der Entfernung des Wassers wird
etwa 1 Stunde lang Luft durch die Presse geblasen, worauf der getrocknete Kuchen
herausgenommen werden kann. Derselbe besteht in der Hauptsache aus Schwefelgold,
enthält aber auch Schwefel, Arsen, Antimon, Kupfer, Silber u.s.w. Dieser Kuchen wird
zunächst in einem Muffelofen geröstet und dann mit Borax und Salpeter in Tiegeln
geschmolzen. Das resultirende Gold ist von 900 bis 950 Feingehalt.