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(
Bleipressen). Das durch diese 3
Stunden währende
Operation gewonnene
Blei (Preß
blei) ist nicht so rein wie das Rühr
blei.
Der
Bleiverlust beträgt 5-6 Proz.
Blei
[* 2] Übelstände des
Kärntener
Prozesses sind die geringe
Produktion und der bedeutende Aufwand
an Zeit, Brennmaterial und
Arbeitslohn. - Man vermeidet diese Übelstände beim englischen
Prozeß (Röstseigerprozeß)
dadurch, daß man größere
Posten von
Bleiglanz (1-2000 kg) in größern Flammöfen mit vertieftem
Herd (Sumpfherd) bei rasch
gesteigerter
Temperatur röstet.
[* 1]
Fig. 3 und 4 zeigen den aus
Thon aufgestampften
Herd a; b ist das Herdgewölbe, c Arbeitsöffnungen, d der Aufgebetrichter,
e der
Rost, f die Schüröffnung, g Aschenfall, h die
Feuerbrücke, i der
Fuchs,
[* 3] k die
Esse, l das
Register,
m der Stechherd, n die Verankerung und
o der
Sumpf des
Herdes. Nachdem das
Erz 1½
Stunde geröstet worden ist, schließt man
die
Thüren und steigert die
Temperatur, worauf die
Bleiausscheidung beginnt; fließt kein Blei mehr aus, so läßt
man die
Temperatur sinken, rührt bei Luftzutritt gut um, mischt mit etwas
Kalk und verstärkt das
Feuer wieder, worauf wieder
Blei ausfließt (der Kalkzusatz soll ein völliges
Schmelzen verhindern).
Diese
Operation wird mehrmals wiederholt; mitunter werden die Rückstände noch mit magern
Steinkohlen behandelt. Der
Prozeß
dauert 5-6
Stunden. Die
bleireichen
Schlacken zieht man aus und schmelzt sie mit eisenhaltigen
Zuschlägen
in kleinen Herdöfen (englischer Schlackenherd). Die Vorzüge dieses
Prozesses im
Vergleich zum
Kärntener (größere
Produktion
bei geringerm Aufwand an
Arbeitslohn, Brennmaterial und Zeit) werden dadurch zum Teil aufgehoben, daß bei der höhern
Temperatur
eine stärkere
Bleiverflüchtigung eintritt und unreineres Blei erfolgt; der Bleiverlust beträgt
8-14 Proz. Um die Vorzüge der beiden
Prozesse bei Vermeidung ihrer Schattenseiten zu vereinigen, röstet man auf der Friedrichshütte
in
Tarnowitz
[* 4] große
Chargen (3750 kg) von zerkleinertem
Bleiglanz (Korngröße im
Maximum 5
mm) langsam (3-4
Stunden lang) unter
öfterm Umrühren und bei möglichst niedriger
Temperatur in Flammöfen von beträchtlichen
Dimensionen
und macht darauf die erste
Reaktion, d. h. man erhöht die
Temperatur, steift die
Masse eventuell mit etwas
Kalk an und erhält
dann in 1-1¼
Stunde die Hauptmenge des im
Bleiglanz vorhandenen
Bleies.
Man macht dann noch 3-4 Reaktionen, so daß die Verarbeitung einer Charge ca. 12 Stunden dauert; der Bleiverlust beträgt 4,5-5 Proz. Die noch 40-50 Proz. Blei enthaltenden Rückstände zieht man aus dem Ofen und verschmelzt sie in Schachtöfen. [* 1] Fig. 5 und 6 zeigen die Einrichtung der Tarnowitzer Flammofen. K ist der ca. 5 m lange Herd, T die Arbeitsthüren, S der Stichherd, in welchen das Blei abgelassen wird;
derselbe befindet sich vor der tiefsten Stelle des Herdes (dem Sumpf);
R ist der Rost, F die Feuerbrücke, U der Fuchs mit vier Schlitzen, an welchen sich lange Flugstaubkammern schließen;
O ist die Öffnung zum Beschicken.
Der Herdofenbetrieb ist ebenso wie der Flammofenbetrieb auf reine, von Schwefelmetallen und Kieselsäure möglichst freie Erze anwendbar; der Herdofen wird neben den andern Öfen [* 5] in Nordengland, Schottland und im Gebiet des obern Mississippi (Nordamerika) [* 6] angewandt; er erfordert geringe Anlagekosten und gestattet die Anwendung von geringwertigem Brennmaterial (Torf, Holzabfälle etc.), aber die Bleiverflüchtigung in demselben ist bedeutend, und deshalb ist ein umfangreiches Rauchkondensationssystem zur Auffangung der Bleidämpfe erforderlich.
Die Arbeit wird in niedrigen Gebläseherdöfen ausgeführt, welche an der Vorderseite offen sind bis auf eine niedrige Wand gleich über dem Herd, hinter der sich das ausgeschiedene Blei ansammelt. Nachdem der Ofen mit Brennmaterial gefüllt ist, gibt man auf dasselbe Bleiglanz, welcher bei allmählichem Niedergehen mit Gebläseluft in Berührung kommt, sich oxydiert und teilweise in Oxyd und Sulfat übergeht. Kommt das Erz vor der Form an, so wirken, wie beim Flammofenprozeß, in der höhern Temperatur das Oxyd und das Sulfat auf den noch unzersetzten Bleiglanz ein, es scheidet sich metallisches Blei aus, dieses sammelt sich im Herd an und fließt über dessen Vorwand durch eine Rinne ab. Da in Herden mit massiven Wänden (schottischer Bleiherd) leicht die Temperatur zu hoch steigt, so macht man wohl die Wände hohl, läßt die Gebläseluft zur Kühlung derselben darin zirkulieren und erzielt dann durch die Erhitzung der Gebläseluft noch eine Ersparung an Brennmaterial (nordamerikanische Bleiherd).
Der Schachtofenbetrieb eignet sich für Erze jeder Art, wird aber gewöhnlich nur für solche ausgeführt, welche sich wegen Unreinheit (Gehalt an Kieselsäure und fremden Schwefelmetallen) im Flammofen nicht mit Vorteil verschmelzen lassen. Im Schachtofen [* 7] wird sowohl der Röstreduktionsprozeß als auch die Niederschlagsarbeit ausgeführt. Der Röstreduktionsprozeß ist der universellste Bleihüttenprozeß, denn er eignet sich für alle Erze und muß insbesondere angewandt werden, wenn viel fremde Schwefelmetalle (Zinkblende, Schwefelkies, Kupferkies etc.) zugegen sind.
Das Rösten der Erze geschieht in Stadeln oder freien Haufen, in der Neuzeit auch in Doppelröstöfen, Kilns, Gerstenhöferschen Schüttöfen (bei einem Bleigehalt von 16-17 Proz.), Schachtröstöfen (Oker), Kiesbrennern (daselbst), Bodeschen Plattenröstöfen etc., indem man häufig die schweflige Säure zur Schwefelsäurefabrikation verwertet; am häufigsten wendet man aber jetzt Flammofen mit 10-15 m langen Herden, sogen. Fortschaufelungsöfen (s. Tafel »Blei«, Fig. 7 und 8) an. Man bringt das zu röstende Erz durch die Öffnung 1 auf den Herd E, welcher bei der Feuerbrücke D vertieft ist, schaufelt alsdann das Erz allmählich nach der Feuerbrücke zu und zieht es schließlich durch die Ziehöffnung G aus. A ist der Feuerraum mit zweiteiligem Rost, Schürthüren B und Aschenfall C; F sind die Arbeitsthüren, und H ist der Fuchs mit Schieber.
Man erreicht auf diese Weise mit guter Ausnutzung des Brennmaterial eine vollkommene Röstung, die man durch Bestimmung des Schwefelgehalts in herausgenommenen Proben kontrolliert. Ja nach dem Silber- und Kupfergehalt wird die Röstung verschieden geleitet. Bei silberreichen Erzen wendet man niedrigere Temperaturen an, um möglichst wenig Silber zu verflüchtigen. Kupferhaltige, silberarme Erze dagegen werden meist bei höherer Temperatur geröstet, so daß eine Sinterung der Massen eintritt (Sinterröstung), welche sich in diesem Zustand besser im Schachtofen verschmelzen lassen.
Enthalten die Bleierze so viel Kupfer, [* 8] daß sich dessen Gewinnung lohnt (Freiberg, [* 9] Unterharz etc.), so treibt man das Rösten nur so weit, daß das Kupfer noch hinreichend Schwefel vorfindet, um einen Stein (Gemenge der Schwefelverbindungen von Eisen, [* 10] Kupfer, und Silber, letztere meist nur in kleinen Mengen) zu bilden, welcher zur Ansammlung des Kupfers dient. Da bei kupferfreien Erzen eine Steinbildung überflüssig ist, so sucht man sie in diesem Fall dadurch zu vermeiden, daß man die Erze unter Zusatz ¶
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von Kieselsäure (wenn solche nicht schon, wie z. B. in Mechernich, in genügender Menge vorhanden ist) vollständig abröstet und die Temperatur so hoch steigert, daß die Massen vor der Feuerbrücke völlig schmelzen (Schlackenrösten), wobei die Kieselsäure die Schwefelsäure [* 12] aus den beim Rösten gebildeten Sulfaten austreibt und somit keine Veranlassung mehr zur Steinbildung vorhanden ist. Das auf die eine oder andre Weise erhaltene Röstgut wird nun einem sogen. reduzierend-solvierenden Schmelzen mit geeigneten Zuschlägen unterworfen; dieselben bestehen, wenn das Erz viel Schwefelkies, Spateisenstein od. dgl. enthält, aus kieselsäurereichen Schlacken oder Quarz, für gewöhnlich aber aus basischen Schlacken der eignen Arbeit, aus geröstetem Bleistein, Eisenfrischschlacken etc. Während man früher zum Schmelzprozeß mehr oder weniger hohe, ein- oder zweiförmige Schachtöfen, als Tiegel- oder Sumpföfen zugemacht, unten weit und nach oben sich verengernd, anwandte, zieht man denselben jetzt meist die Pilzschen Rundschachtöfen (s. Tafel »Blei«, Fig. 9, 10 und 11) mit 3-8 Formen vor, welche sich von unten nach oben erweitern und im Vergleich zu den alten Ofen ein größeres Bleiausbringen, bleiärmere Steine und Schlacken und weniger Flugstaub geben. Es stellt [* 11] Fig. 9 den Vertikalschnitt, [* 11] Fig. 10 den Horizontalschnitt durch die Düsen und [* 11] Fig. 11 die äußere Ansicht eines achtförmigen Pilzschen Rundschachtofens dar, wie er in den Freiberger Hütten [* 13] angewandt wird. A ist der 8,6 m hohe Schacht mit äußerm Mantel aus Eisenblech B, welch letzterer durch die gußeisernen Säulen [* 14] C gestützt wird; D Kühlring mit Kühlkasten, E Zuführungsrohr für das Kühlwasser, F Windleitung mit Regulierschieber G, H Düsen, I Schlackenrinnen, K Schlackentopf, L Stichöffnungen, M gußeiserne Schale für das abfließende Blei, N Gicht mit Füllungscylinder, C Gasabführungsrohr.
Den eventuell erhaltenen Stein (Bleistein) röstet man so weit ab, daß er noch 5-8 Proz. Schwefel enthält, und schmelzt ihn noch einmal mit geeigneten Zuschlägen; man erhält dann neben Werkblei einen bleiärmern, aber kupferreichern Stein. Durch mehrmaliges Wiederholen des Röstens und Schmelzens bekommt man schließlich kupferreiche, nur noch wenig Blei enthaltende Steine, die auf Kupfer (s. d.) verarbeitet werden. Bei der Niederschlagsarbeit fällt das Rösten ganz fort, und man erhält mit einer Operation Werkblei.
Da aber zur Zersetzung des Bleiglanzes durch Eisen eine hohe Temperatur erforderlich ist, so ist die Bleiverflüchtigung und der Aufwand an Brennmaterial bedeutend; ferner erhält man mindestens die Hälfte der Erzmenge an Stein, zu dessen Aufarbeitung komplizierte Steinarbeiten erforderlich sind. Fremde Schwefelmetalle erhöhen noch die Menge des Steins. Aus diesen Gründen wird die Niederschlagsarbeit im Lauf der Zeit wahrscheinlich ganz verlassen werden.
Angewandt wird dieselbe noch im Oberharz (Klausthal, Altenau, Lautenthal, Andreasberg), in Schweden [* 15] (Sala) und vielfach auch in Spanien [* 16] und in Nordamerika (neben der Röstarbeit). Im Oberharz verwendet man zweckmäßig als Niederschlagsmittel an Stelle des zu teuern Eisens die eisenreichen Schlacken von der Kupferarbeit in Oker und ferner gerösteten Bleistein. Das Schmelzen geschieht daselbst in vierförmigen Rundschachtöfen (von Kast modifizierte Pilzsche Öfen), die als Sumpföfen zugestellt sind, und zum Teil auch noch in zehn- oder zwölfförmigen Rachetteöfen von oblongem, nach oben sich erweiterndem Querschnitt. Die Verarbeitung des Bleisteins geschieht ebenso wie beim Röstreduktionsprozeß.
Das auf die eine oder andre Weise gewonnene Blei heißt Werkblei und enthält, je nach der Beschaffenheit des Bleiglanzes, Silber, Antimon, Arsen, Kupfer, Wismut, Zink, Eisen, Nickel. Aus dem Werkblei wird das Silber in der Neuzeit meist durch die Entsilberung mit Zink oder durch das Pattinsonieren (s. Silber) gewonnen; man konzentriert dabei den Silbergehalt in einer kleinen Menge Blei, welche man dem Abtreiben unterwirft, während man früher gezwungen war, die Gesamtmenge des Bleies anzutreiben.
Dieser letztere Prozeß besteht darin, daß man das silberhaltige in runden Gebläseflammöfen (Treibherden) schmelzt, wobei der Sauerstoff der Luft das in Bleioxyd (Glätte) verwandelt, während das Silber übrigbleibt. Zuerst bildet sich auf dem geschmolzenen Blei eine schwer schmelzbare, dunkel gefärbte Kruste, welche abgezogen wird (daher der Name Abzug); sie besteht aus den Sulfiden und Oxyden von Kupfer, Blei, Antimon, aus Herdmasse etc. Nach dem Anlassen des Gebläses entstehen schlackige, schwarz bis grünlichbraun gefärbte Massen (Abstrich, schwarze Glätte), welche antimonsaures Blei als wesentlichen Bestandteil enthalten.
Nach einiger Zeit fließt dann reine, gelb gefärbte Glätte ab, welche man, soweit sie nicht als solche in den Handel kommt, in Flamm- oder Schachtöfen, seltener Herdöfen, durch ein reduzierendes Schmelzen auf Blei (Frischblei) verarbeitet. Der Abstrich wird ebenfalls einem reduzierenden Schmelzen unterworfen; man erhält dann das sogen. Hartblei, Antimonblei mit 14-44 Proz. Antimon, welches bei der Herstellung von Lettern- und Lagermetall vielfache technische Verwendung findet.
Durch die Entsilberung des Bleies mit Zink werden außer dem Silber auch gleichzeitig fast alle Verunreinigungen entfernt, und man erhält ein Blei von ausgezeichneter Reinheit; ist aber das Werkblei zu silberarm, um durch Zink entsilbert zu werden, oder soll das Pattinsonieren angewandt werden, wozu ein schon ziemlich reines Produkt erforderlich ist, so muß das Werkblei raffiniert werden. Bei reinern Werken genügt ein Abschäumen oder Polen (das geschmolzene Metall wird dabei mit einer grünen Holzstange umgerührt; durch die sprudelnde Bewegung geht die Oxydation der Verunreinigungen leichter von statten).
Unreines Blei wird längere Zeit bei Luftzutritt (Zug- oder Gebläseluft) im Flammofen geschmolzen erhalten, indem man die sich bildende Kruste (Krätze, Bleidreck), welche neben Bleioxyd hauptsächlich die Oxyde von den fremden Metallen enthält, öfters abzieht. Mitunter wird unreines auch vorsichtig geschmolzen (geseigert), wobei reines Blei abfließt, während schwerer schmelzbare Legierungen von Blei mit Antimon, Kupfer, Zink etc. zurückbleiben. Die Raffination geschieht ferner in neuerer Zeit auch häufig nach dem Verfahren von Cordurié; es wird in das geschmolzene Werkblei überhitzter Wasserdampf eingeleitet und dadurch Eisen, Nickel, Zink und bei gleichzeitigem Luftzutritt auch das Antimon oxydiert und entfernt. Das Blei des Handels (Weichblei) ist jetzt meistens sehr rein, besonders seitdem die Zinkentsilberung allgemeiner eingeführt ist.
Die nebenstehende Tabelle (S. 15) gibt eine Übersicht über die Zusammensetzung verschiedener Handelssorten des Bleies, mit Angabe der Gewinnungsorte. Reines Blei erhält man aus reinem salpetersauren Blei, indem man dies durch Erhitzen in Bleioxyd verwandelt und das Oxyd mittels Kohle im Kohlentiegel reduziert. Ebenso kann man oxalsaures Blei durch ¶