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Band XXIX. No. 18.
28. März 1885.
Nimax, Ueber Aufbereitung.
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dass der Chemiker in seiner Retorte alle möglichen Stoffe vermischt und mit einander verbindet, so ist obiges Bild ganz gut gewählt; denn Mutter Natur hat es zustande gebracht, in ihrer Riesenretorte Erde alle möglichen und unmöglichen Stoffe durcheinander zu werfen und zu festen Verbindungen, » Mineralien« genannt, zu gestalten, und uns überlässt sie es, für unsere Bedürfnisse uns das » Nutzbare« aus diesen Mineralien herzustellen, allerdings unter gütiger Gewährung ihrer eigenen Mittel, der sogenannten Naturkräfte, aber auch nur soweit, wie es ihr gefällt. Im besonderen hat es die Natur so gehalten mit den Metallmineralien; mit der Erzeugung von gediegenen Metallen ist sie sehr sparsam zu Werke gegangen. Betrachten wir die für uns wichtigsten Metalle: Eisen, Blei, Zink, Zinn, Kupfer, Silber und Gold, so wird uns die angedeutete Stiefmütterlichkeit der Natur sehr bald klar werden. Das Vorkommen von gediegenem Eisen in der Natur tellurisches und meteorisches oder kosmisches Eisen ist mehr oder weniger Phantasie, jedenfalls für die Industrie ohne jegliche Bedeutung; ob Blei, Zink und Zinn irgendwo auf unserer Erde in gediegenem Zustande sich vorfinden, wird von vielen Mineralogen als sehr zweifelhaft hingestellt.
Anders verhält es sich mit dem Kupfer, welches aller dings gediegen, und zwar in sehr beträchtlichen Mengen (frei von sonstigen Beimengungen, abgesehen vom Gehalt an gediegenem Silber), besonders am Oberen See in Nordamerika vorgekommen ist und heute auch noch vorkommt; aber dieser begnadete Fall bildet nur eine Ausnahme; weitaus die grösste Menge Kupfer muss aus chemischen, meist sehr armen Verbindungen des Kupfers mit anderen Stoffen gewonnen werden. Gediegenes Silber findet sich ebenfalls häufig in der Natur, allerdings oft mit kleinen Bemengungen von Gold oder von Kupfer, Arsen, Antimon, Eisen; in Lehrbüchern der Mineralogie wird vielfach angeführt, dass ehemals« auf Grube St. Georg bei Schneeberg in Sachsen eine Silbermasse von 100 Ctnr. und im Jahre 1834 bei Kongsberg (Norwegen) eine solche von 71/2 Ctnr. gefunden worden sei; doch werde ich auch wohl nicht fehlgreifen, wenn ich annehme, dass die grössere Menge des Silbers heute aus Silbererzen oder aus anderen Silber führenden Erzen gewonnen wird. Gold kommt meines Wissens ausschliesslich in gediegenem, wenn auch anscheinend nie in ganz reinem Zustande vor; es enthält stets mehr oder weniger Silber und fast immer auch Spuren von Kupfer und Eisen. Auch bezüglich des Goldes verzeichnen die Lehrbücher Funde von beträchtlich schweren Klumpen, so u. a. eines von 87 Pfund Gewicht bei Miosk in Russland, und sogar eines anderen von 248 Pfund Gewicht im District Donolly in Australien. Doch diese Nachrichten erscheinen uns wie Märchen aus » Tausend und eine Nacht«, und gar die Zeiten, wo die spanischen Conquistadoren die gediegenen Goldklumpen vom jungfräulichen mexikanischen Erdboden auflasen, sind längst für uns verschwunden. Ich glaube, behaupten zu dürfen, dass wohl kein anderes Metall so schwer aus seinem Erz zu gewinnen ist, wie gerade das Gold: weitaus die meisten Golderze enthalten das gediegene Gold in äusserst feinen mikroskopischen Teilchen, welche im ganzen Gefüge der Gangart gleichmässig eingesprengt sind; die Anreicherung solcher Erze, auf welche ich noch zurückkommen werde, erfordert eine ungeheuer weitgehende Zerkleinerung der fast immer äusserst harten Erze, welche sehr kostspielig ist und stets beträchtliche Verluste an Gold im Gefolge hat.
M. H. Mit demselben Rechte, mit welchem irgend einer einmal die Erde eine grosse Retorte genannt hat, kann ich auch unsere Erde als eine Aufbereitungsanstalt in grossem Massstabe bezeichnen, und zwar, beeile ich mich hinzufügen, als eine solche, welche glänzende und geradezu musterhafte Resultate erzielt hat und noch erzielt, jedesmal, wenn ihr dazu die nötige Zeit gelassen wurde und wird. Und wenn wir die Mittel und Verfahren genau studiren, welche die Natur bei ihren secundären Bildungen aus den Muttergesteinen in ihrer Aufbereitungsanstalt Erde angewandt hat, dann besitzen wir eine untrügliche Richtschnur für die Einrichtung unserer Aufbereitungsprocesse, bei welchen wir nur den in der Natur mitspielenden Factor >Zeit« durch den anderen, uns zugänglichen Factor »Kraft« zu ersetzen brauchen.
So vielteilig nun auch irgend ein Mineral zusammengesetzt sein mag, die Möglichkeit, dasselbe in seine einzelnen Bestandteile zu zerlegen, ist immer vorhanden, weil die Eigenschaften der letzteren vom physikalischen sowohl als auch vom chemischen Standpunkte aus ganz verschieden zu sein pflegen. Für die mechanische Aufbereitung interessirt uns vor der Hand nur das physikalische Verhalten der Mineralien und ihrer Bestandteile, und da ist in erster Linie das specifische Gewicht der einzelnen Gebilde als das grosse breite Fundament zu bezeichnen, auf welchem die Aufbereitungskunde in hehrer Gestalt emporgewachsen ist.
M. H. Eine uralte Erfahrung lehrt uns, dass feste Körper, welche durch einen wagerechten Wasserstrom mitgerissen werden, sich absetzen, niederschlagen nach Massgabe ibres Gewichtes, und zwar in der Weise, dass die schwersten Teile zuerst, die leichtesten zuletzt zu Boden sinken. Auf ähnliche Weise wirkt ein aufsteigender Wasserstrom, in welchen eine lose Gesteinsmasse hineingeworfen sind: Die schwersten Teile sinken zu Boden, leichtere werden in der Schwebe gehalten, die leichtesten werden mit dem Wasser empor geführt. Diese Vorgänge können tagtäglich in der Natur beobachtet werden.
Denken wir uns ein Gemenge von verschieden grossen Stücken der verschiedensten Mineralien: Bleiglanz, Blende, Quarz, Eisenerz, Steinkohle, Schiefer usw. in einen Wasserstrom geworfen; sämmtliche Stücke werden sich je nach ihrem Gewicht in kleinerer und grösserer Entfernung zu Boden schlagen, und zwar bunt durcheinander, ein grosses Stück Kohle neben einem kleineren Stück Quarz und einem noch kleineren Stück Bleiglanz usw., je nachdem sie gleichfällig sind,
Aehnlich wäre das Ergebnis, wenn dasselbe Gemenge in einen aufsteigenden oder auch stillstehenden Wasserstrom geworfen würde; die schwersten Stücke würden die unterste Lage auf dem Boden bilden, die anderen dann im Verhältnis ihres Gewichtes nachfolgen, und steigt der Strom mit genügender Kraft auf, so wird er, wie vorher schon gesagt, die leichtesten Stücke fortführen.
Auf diese Weise wird es also nicht möglich sein, das Gemenge nach der Natur der einzelnen Mineralien zu trennen; man erreicht damit lediglich ein Klassirung des Gemenges nach der Gleichfälligkeit. Gestatten Sie mir, dass ich Ihnen den Begriff der Gleichfälligkeit durch eine kurze analytische Betrachtung klar zu legen unternehme.
Ein im ruhenden Wasser niedergehender Körper würde nach dem Gesetze des freien Falles sinken, wenn nicht der Auftrieb sowie der Widerstand der Flüssigkeit, ihre Klebigkeit, diese Bewegung störten; ein analytischer Ausdruck, der die Bewegung eines in einer Flüssigkeit fallenden Körpers kenntzeichnet, müsste demnach entsprechend gebaut sein dem bekanuten Ausdrucke für den freien Fall v=
Das Endresultat einer ziemlich langwierigen Formelnentwickelung, welche von vorhin genannter Erwägung ausgeht, ist denn nun auch der Ausdruck v= c Vd (8-1), welcher uns ein Bild giebt für die fallende Bewegung einer Kugel im Wasser, immerhin aber nur solche Verhältnisse vorausgesetzt, wie sie bei der Aufbereitung obwalten, also auf nur entsprechend kurze Wege im Wasser bezogen. In diesem Ausdruck bedeutet: v die fast gleichmässige Geschwindigkeit, mit welcher der Körper im Wasser niedergeht; c eine Constante, die von der Natur der Flüssigkeit abhängt und durch Versuche für Wasser zu 5,11 bestimmt worden ist; d den Durchmesser, 8 das specifische Gewicht der fallenden Kugel. Zwei Körper werden nun gleichfällig genannt, wenn sie im Wasser mit derselben Geschwindigkeit niedersinken. Es sei für die beiden Körper 01= c V di (81 — 1)) und da v1 = v sein soll, so folgt:
di 89-1 v2 = c V da (89 — 1)| 01 (81 – 1)= d2 (89— 1) oder
da
81-1' d. h. die Durchmesser zweier gleichfälliger Kugeln von verschiedenen Dichtigkeiten stehen im umgekehrten Verhältnis ihrer um die Einheit verminderten Dichtigkeiten.
Der letzte Ausdruck lässt sich auch folgendermalsen schreiben:
(82 - 1)3 V
37
12 gh.
a d 3
deutscher Ingenieure.
3
0,53 0,33
und diese Formel giebt uns dann das Verhältnis der Volumen zweier gleichfälliger Kugeln von verschiedenen Dichtigkeiten.
Vergleichen wir z. B. eine Kugel aus Steinkohle (8= 1,3) mit einer gleichfälligen Kugel aus Schiefer (82= 2,3), so er
уі (2,3 1)3 2,197 giebt sich:
d. h. V1= 81 V2; in V (1,3 - 1)3 0,027? Worten: Die Kugel aus Koble hat das 81 fache Volumen, bezw. den V81 fachen = 4,33 fachen Durchmesser der gleichfälligen Kugel aus Schiefer. – Ist hingegen, wie es vielerwärts vorkommt, der Schiefer nur wenig dichter, als die Kohle, z. B. d=1,5, so folgt: V1= V2
4,55 V2 und d1 1,66 d. Für zwei gleichfällige Kugeln aus Blende
6,43 (81 4) und Bleiglanz (82 = 7,4) ergiebt sich Vi V
33 262,144
V2 = 10 V, und di == 2,154 d2. 27
M. H.! Ganz anders gestalten sich dagegen die Verhältnisse, wenn das Gemenge der angeführten Mineralien aus gleich grossen Stücken besteht; sofort erfolgt dann im Wasserstrom eine vollständige Trennung des Gemenges nach dem specifischen Gewicht, d. h. nach der Natur seiner einzelnen Bestandteile; diese erhalten wir dann vollständig von einander »separirt«, wie der technische Ausdruck in der Aufbereitung lautet.
Das soeben Gesagte ist der grosse, der alleinige Grundgedanke der ganzen mechanischen Aufbereitung; er lässt sich in folgenden Worten klar aussprechen: »ohne vorhergegangene Klassirung der Mineralien ist eine Trennung, eine Separirung derselben, unmöglich«; jegliche sogenannte Erfindung, welche diesen Grundgedanken aus dem Auge lässt oder gar nicht kennt, ist totgeboren!
Aus den vorhin angeführten Beispielen ist auch leicht ersichtlich, dass die vorherzugehende Klassirung von Mineralien um so sorgfältiger und peinlicher sein muss, je weniger verschieden von einander deren spec. Gewichte sind, d. h., um so mehr Abstufungen in der Korngrösse der zu separirenden Mineralien sind vorzunehmen. In der Wirklichkeit werden sich nun die absoluten Verhältnisse etwas anders gestalten als nach unserer Rechnung, weil wir dort ja nie mit mathematisch genauen Kugeln, sondern mit mehr oder weniger eckig oder flachgebrochenen Stücken zu hantiren haben; die Form der Körner hat einen nicht zu verkennenden Einfluss auf den Gang der Aufbereitung; immerhin aber werden die relativen Verhältnisse auch in der Wirklichkeit annähernd so sein, wie ich sie Ihnen vorhin durch Rechnung erklärt habe.
Bis jetzt sprach ich nur von losen Gemengen der verschiedensten Mineralien; diejenigen Erze hingegen, welche uns die Natur bietet, sind oft recht innige Mischungen der aller verschiedenartigsten Elemente, die geradezu mit einander verwachsen sind. Lassen Sie mich Ihnen ein solches nicht so selten vorkommendes Erz namhaft machen, welches zusammengesetzt ist aus Bleiglanz (PbS; d= 7,4; H = 2,5), Blende (Zn S, 8 = 4, H = 2,8), Schwefelkies (FeS2, 8 = 5, H= 6,2) und seiner Gangart enthaltend Schwerspat (Ba O . SO3, 8= 4,5, H= 3,2) und Quarz (Si 02, 8 = 2,6, H = 7). (Der Vollständigkeit halber führe ich die chemischen Formeln, Dichtigkeiten (8) und Härtegrade (H) der einzelnen Mineralien an.) Bei der Aufbereitung eines solchen Erzes wird es unsere erste Aufgabe sein, das innige Gemenge der einzelnen Mineralien einem möglichst losen zu gestalten, d. h. das Erz » aufzuschliessen«, und dass dies nur durch ein Zerkleinern der einzelnen Erzstücke erfolgen kann, liegt so ziemlich auf der Hand. Nur will ich gleich hier bemerken, dass diese Zerkleinerung nicht auf einmal, sondern in weitaus den meisten Fällen in Abstufungen, entsprechend dem Fortgange der Aufbereitung, erfolgen muss; desgleichen möchte ich auch jetzt schon hervorheben, dass die Zerkleinerung der Erze eine für den Erfolg höchst wichtige Verrichtung ist, da von ihr das wirtschaftliche Ergebnis der Aufbereitung in hervorragender Weise beeinflusst wird. Nicht allein verursacht die Zerkleinerung der Erze, besonders der harten Erze, einen beträchtlichen Aufwand von Betriebskraft und einen mitunter kostspieligen Verschleiss der Arbeitsteile, sondern es liegt auch stets die Gefahr
dass durch dieselbe namhafte Verluste an Metallverbindungen entstehen. Wird die Zerkleinerung nicht weit genug getrieben, d. h., geschieht das Aufschliessen der Erzkörner nicht energisch genug, so bilden sich zuviel sogenannte Mittelproducte, d. h. solche Körner, in denen noch verschiedene Mineralien mit einander verwachsen sind und welche deshalb meistens nicht verwertet werden können. Im Gegenteil aber, wenn die Zerkleinerung für das vollständige Aufschliessen der Erzkörner vollständig genug erfolgt, so läuft man stets Gefahr, dass das wenigst harte Mineral, in unserem Falle der Bleiglanz, zu sehr zerrieben wird; es bildet sich feines und feinstes Bleiglanzmehl, welches sehr schwer zu gewinnen ist und meistens durch das Wasser in die »wilde Flut« mitfortgeschwemmt wird. Der hierdurch entstehende Verlust wird dann um so empfindlicher, wenn, wie es meist vorzukommen pflegt, der Bleiglanz mehr oder weniger silberhaltig ist. Es empfiehlt sich also bei der Zerkleinerung die strenge Einhaltung der goldenen Mittelstrasse, das Ergebniss einer Rechnung mit Mark und Pfennig, welche jeder Fachmann sich leicht aus seinem Betriebe heraus anstellen kann und muss.
Leider ist die Zerkleinerung auch noch deshalb eine missliche Angelegenheit, weil wir bis heute noch keinen Zerkleinerungsapparat besitzen, der allen Anforderungen entspräche und für jedes Erz ohne Unterschied geeignet wäre, und einen solchen idealen Apparat werden wir höchst wahrscheinlich auch wohl nie erbauen können. Manche Zerkleinerungsmaschine - ich denke an solche, die feines und feinstes Korn verarbeiten sollen gibt an einer Stelle für ein besonderes Erz ganz befriedigende Resultate, anderwärts hingegen ist sie gar nicht brauchbar; alle aber, die ich kenne, sind nicht oder nicht gänzlich frei von dem Uebelstande, dass sie mehr oder weniger feinstes Mehl erzeugen, welches leider verloren geht und bei unseren heutigen doch mitunter sehr vollkommenen Einrichtungen verloren gehen muss. Ich kann mich ja hier nicht einlassen auf eine genaue Beschreibung und eine eingehende Kritik des einen oder anderen Apparates; dies würde aus dem Rahmen heraus springen, welchen ich mir gleich zu Anfang für meinen Vortrag vorgezeichnet habe; meine letzten Bemerkungen gelten jedoch mehr oder weniger für alle Maschinen, welche fein zerkleinern sollen, seien es nun Koller-, Walzen-, Scheiben- oder Mörsermühlen.
Einer vollständigen Zerkleinerung gleich von vornherein unterwirft man nur solche Erze, bei denen die Mineralien im ganzen Gefüge der Gangart fein eingesprengt sind und es nicht möglich ist, vorher taubes Gestein durch Separation abzusetzen; es ist dies ganz besonders der Fall mit den goldhaltigen Quarzen, desgleichen mit manchen stark gold- und silberbaltigen Kiesen.
Ich komme jetzt auf die Zerkleinerung des vorhin angeführten Erzes zurück; dasselbe wird auf einem Steinbrecher (Backenquetsche) vorgebrochen, das gebrochene Material fällt auf einen Lesetisch, auf welchem von Hand die etwaigen tauben Stücke ausgeklaubt werden, das übrige wird einem »Grobkornwalzwerk« zugeführt, welches dasselbe weiter zerkleinert; das vom Walzwerk kommende Gut wird in einer Siebvorrichtung klassirt, und die einzelnen Korngrössen wandern auf »Setzmaschinen« die ich gleich noch beschreiben werde, und auf welchen dann eine Separation des Gutes nach dem specifischen Gewicht erfolgt. Kaum zu erwähnen brauche ich, dass von dem Grobkornwalzwerk, und auch bereits vom Steinbrecher, alle möglichen Korngrössen, von ganz feinem Staub bis zur Grösse der Entfernung der Walzenumfänge bezw. der Spaltweite der Brechbacken, gefallen sind. Der Klaubarbeit können nur Stücke von einer gewissen Grösse unterworfen werden; nehmen wir einmal an solche, welche nicht durch ein Sieb von 30 mm runder Lochung hindurchgehen. Alles Gut, welches durch dieses Sieb durchfällt, und auch das hältige Gut vom Klaubtisch, wird auf dem Grobkornwalzwerk derart weiter zerkleinert, dass die gröbsten Stücke von einem Sieb von, sagen wir 16mm, runder Lochung abgeworfen werden, durch ein solches von 20mm aber noch hindurchgehen. Sämmtliches so erhaltene Gut von 0 bis 20mm Korngrösse wird also klassirt in soviel Sorten, wie die Natur des Erzes erfordert, was am besten durch praktische Versuche festzustellen ist. Die Korngrössen, welche zwischen 2 und 20mm liegen, heissen »Graupen und werden auf den > Graupen
zu
vor,
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setzmaschinen« verarbeitet; das Gut von 0 bis 2mm bildet das » Mehl« und den »Schlich« und gelangt auf die sogenannten »Harzer Mehlsetzmaschinen » bezw. die. »Herde«; doch hiervon später. Jede Sorte Graupen wird auf einer besonderen Setzmaschine separirt, und es fallen dabei die Producte: verwertbarer Bleiglanz als schwerstes Mineral, ein oder vielleicht auch zwei Mittelproducte, welche die anderen Mineralien enthalten, endlich die Berge oder Abhübe, d. h. das taube Gestein, welches von den Setzmaschinen ausgeworfen wird. Die Mittelproducte werden auf einem Feinkorn-Walzwerk oder einem anderen Apparate weiter zerkleinert, aufgeschlossen, und passiren wiederum die Klassirvorrichtung, um nochmals auf die Setzmaschinen zu gelangen und einer erneuerten Separation zu unterliegen. Die Mehlsetzmaschinen machen ebenfalls mehrere Producte, aber in grösserer Anzahl als die Kornsetzmaschinen, weil sie ja besser aufgeschlossenes Gut zugeführt erhalten, und zwar unmittelbar verwertbare Mehle von Bleiglanz, von Schwefelkies und Blende, Mittelproducte und Abhübe. Diese Mittelproducte werden nicht immer weiter aufgeschlossen, was mit denselben noch zu machen ist, kann man allgemein nicht sagen, es hängt dies von allerlei Erwägungen des Betriebes ab; zuweilen werden dieselben der Mehltrübe zugeführt und passiren dann nochmals die MehlSetzmaschinen.
M. H. Es liegt mir jetzt ob, Ihnen die Wirkungweise der Setzmaschinen zu erklären. Denken Sie sich ein gewöhnliches Handsieb angefüllt mit einer Sorte Graupen, wie solche unser Klassirsieb ergiebt; taucht man dasselbe in einen mit Wasser gefüllten Bottich und setzt es in eine schnell aufund niedergehende Bewegung, 80 separirt sich bald das in dem Sieb enthaltene Haufwerk nach Massgabe des Gewichtes der einzelnen nahezu gleich grossen Körner in ganz deutlich abgegrenzten Lagen, die man nacheinander abkratzen kann. Auf diese Weise hat man jedenfalls ursprünglich die »Setzarbeit« betrieben. Um grössere Massen auf einmal verarbeiten zu können, gab man dem Sieb einen grossen Fassungsraum, hing es dann aber, weil es für die directe Handhabung zu schwer wurde, an dem kurzen Arm eines doppelarmigen Hebels auf; an dem längeren Arme des Hebels griff der Arbeiter an und setzte das Sieb in eine auf- und niederschaukelnde Bewegung. Später legte man das Sieb fest und trieb das Wasser mittels eines Kolbens durch das Haufwerk abwechselnd auf und nieder; theoretisch ist nun zwar die Bewegung der fallenden Körner im aufsteigenden Wasserstrom nicht genau dieselbe, wie die Bewegung derselben im ruhenden Wasser; jedoch ist diese Abweichung praktisch von keiner oder doch von nur sehr untergeordneter Bedeutung. Geschichtlich interessant ist es jedenfalls, dass die schaukelnden Siebe am Hebel noch heute stellenweise in Betrieb sind, indes man, wie mir mitgeteilt worden ist, durch Ausgrabungen an der südöstlichen Küste von Spanien Setzmaschinen, ganz aus Stein ausgehauen, an's Tageslicht gebracht hat, bei denen die Siebe festlagen, und die von den alten Römern herrühren sollen, welche allerdings dort einen schwunghaften Bergbau betrieben haben.
Aber auch die Setzmaschinen mit festliegendem Siebe genügten den Anforderungen der Neuzeit nicht; sie leisteten zu wenig, da sie die Producte nicht selbstthätig austrugen, sondern nur mit Unterbrechungen arbeiten konnten; nachdem die Separation der Producte erfolgt, mussten diese von Hand abgekratzt bezw. ausgehoben werden, immerhin eine lästige und zeitraubende Arbeit. Erst nachdem die Setzmaschinen mit selbstthätigen Austragungen für alle Producte versehen wurden, sind dieselben zu ununterbrochen arbeitenden und recht leistungsfähigen Apparaten herausgebildet worden.
M. H. Unsere heutige » Setzmaschine« kann ich Ihnen kurz skizziren wie folgt: sie besteht aus einem, zwei mit einander verbundene Abteilungen enthaltenden Gefäss, einem Kasten aus Holz, Blech oder Gusseisen, in dessen einem Schenkel nach oben hin ein Sieb, das »Setzsieb«, befestigt ist, in dessen anderem Schenkel hingegen ein durch elementare Kraft bewegter massiver Kolben auf- und niedergeht. Das Waschwasser tritt stetig unterhalb des Kolbens durch ein regelbares Ventil in den Kasten, wird beim Niedergange des Kolbens durch das Setzsieb mit einer gewissen Geschwindigkeit hindurchgetrieben und fliesst über den einerseits erniedrigten
Rand des Kastens fort. An der Vorderwand des Kastens, dessen Boden das Setzsieb bildet, sind eine oder mehrere sog. »Austragungen“ angebracht, in Form von viereckigen Blechröhren, welche je in einer gewissen Höhe über dem Setzsieb enden; die Tiefe, bis zu welcher jede Austragung auf das Setzsieb zu hinunterragt, ist regelbar, desgleichen kann die Oeffnung jeder Austragung an der vorderen Seite genau eingestellt werden. Die zu separirenden und vorher klassirten Körner fallen ununterbrochen in den Raum, zu welchem das Setzsieb den Boden bildet, und werden gleich der Wirkung des auf- und niederbewegten Wasserstromes unterworfen; es findet eine Separation des Gemenges nach einzelnen Lagen, dem spec. Gewichte entsprechend statt; die schwersten Körper legen sich auf das Setzsieb, dann folgen weniger schwere, die leichtesten hingegen, die Berge, werden emporgeführt und durch das abfliessende Wasser über den erniedrigten Rand des Kastens mit fortgerissen; durch die einzelnen Austragungen hingegen, welche ja jede verschieden tief, bis zu einer bestimmten Kornlage, eintauchen, finden die Körner jeder einzelnen Lage einen getrennten Ausweg aus dem Kasten in's Freie und werden zu denselben durch das Wasser selbst hinaustransportirt, und zwar ist dieser Vorgang stetig und ununterbrochen. Auf dem Setzsieb wird sich jedoch eine Lage der schwersten bezw. grössten Körner ansammeln, welche man mit dem Namen „Bett« bezeichnet.
Das Setzsieb muss eine bestimmte Lochung haben, jedenfalls kleiner, als die kleinsten Körner, welche aufgegeben werden, damit diese nicht beim Zurückgehen des Kolbens mit dem Wasser durch das Setzsieb gesaugt werden. Durch gegenseitiges Reiben der einzelnen Körner entsteht der sog. » Abrieb«, ein schlammiges Product, welches alle im Erze vorkommenden Mineralien enthält, und dieser Schlamm wird durch die saugende Wirkung des Kolbens durch das Setzsieb gezogen und sammelt sich als »Fassmehl« in dem unteren Teile des Setzkastens an, aus welchem ihn der Arbeiter von Zeit zu Zeit ablässt.
Wenn man es mit recht innig verwachsenen Erzen zu thun hat, so wendet man zur Separation der Graupen zuweilen auch Setzmaschinen mit mehreren auf einander folgenden Setzsieben an oder lässt auch den Abhub der ersten Setzmaschine auf eine zweite usw. gehen. Man erzielt dadurch mehr Producte als durch die Austragungen, die ich vorhin beschrieben, und die man in einem Kasten doch immerhin in nur beschränkter Anzahl anbringen kann, möglich ist. Die erwähnten Austragungen in den Setzmaschinen sind noch verhältnismässig neueren Datums; auch heute noch erfolgt vielfach die Separation der Producte auf eine andere Weise, und zwar durch das sog. »Setzen durch das Bett«,
Stellen wir uns vor, das Setzsieb sei so weit gelocht, dass die gröbsten und schwersten Körner durch dasselbe fallen können, so ist es uns klar, dass wir auf demselben irgend etwas anbringen müssen, was den Durchfall der leichteren Körner verhindert, da wir sonst ja keine Separation bewerkstelligen könnten. Dieses Hindernis schaffen wir künstlich durch das »Setzbett«, eine Lage von groben, schweren und eckigen Körpern, seien es nun Graupen von dem schwersten Product, seien es fremde Körper, welche nicht durch die Lochungen des Setzsiebes hindurch können, immerhin aber das specifisch Schwerste auf dem Setzsieb bilden müssen. Die richtige Zusammensetzung und die entsprechende Höhe des Setzbettes ist von der allergrössten Wichtigkeit für das Separationsverfahren, und deshalb legt man bei der Aufbereitung auf die Bildung des Setzbettes mit Recht einen grossen Wert und überwacht dasselbe mit peinlicher Aufmerksamkeit. Unbedingt nötig ist es, dass die Körper, aus denen das Bett besteht, eckig und zwar vieleckig sind, damit die Zwischenräume im Bette möglichst gewunden und verzwickt erscheinen und den Durchgang erschweren; ehe denn auch die Ecken und Kanten des Setzbettmaterials durch das beständige gegenseitige Reiben weggeschlissen sind, muss man dasselbe erneuern.
Diejenigen Setzmaschinen, welche durch das Bett setzen und starkvermengte aber gut aufgeschlossene Erze separiren sollen, haben stets mehrere auf einander folgende Siebe, und ist dieses besonders der Fall für solche Setzmaschinen, welche » Mehle« verarbeiten. Die » Mehlsetzmaschinen« unterscheiden sich wesentlich kaum den > Graupensetz
von
deutscher Ingenieure.
maschinen« mit Setzbett, sie beruhen beide auf den gleichen Grundgedanken; man könnte höchstens sagen, so wie es von jeher geschah, 80' setzen auch heute die Mehlsetzmaschinen stets durch das Bett, sie tragen nie aus. Dieselben haben immer mehrere Setzsiebe hintereinander, bis zu fünf, und machen genau so viele Producte, wie Siebflächen vorhanden sind, und ausserdem noch die Abhübe. Bei den MehlSetzmaschinen ist der Zusatz von reichlichem Waschwasser ein Haupterfordernis zur gehörigen Auflockerung der Mehle. Was die Bewegung des Setzkolbens angeht, so ist als Regel aufzunehmen, dass derselbe um so mehr und um so kleinere Hübe machen muss, je feiner das Korn des Erzes ist, welches die Setzmaschine zu verarbeiten hat; die Mehlsetzmaschinen arbeiten demnach mit den meisten und kleinsten Kolbenbüben.
Ob nun das Austragen oder das Setzen durch das Bett bei den Graupensetzmaschinen vorzuziehen sei, das ist noch eine Streitfrage oder vielmehr eine Geschmackssache; ich bin für das Austragen aus dem Grundė, weil man dabei durch Probenehmen den Gang der Arbeit viel besser überwachen kann, als beim Setzen durch das Bett.
Die Setzmaschinen in der vou mir beschriebenen Einrichtung werden zur Separation aller möglichen Erze und auch, der Steinkohlen verwandt. Bei der Aufbereitung der Steinkohlen arbeiten die Setzmaschinen jedoch umgekehrt wie bei der Verarbeitung der Erze, entsprechend dem Umstande, dass, umgekehrt wie bei den metallischen Erzen, das Taube der Steinkohlen, die Berge und der Schwefelkies, specifisch schwerer ist als das Nutzbare, die Kohle. Die Kohlenşetzmaschinen tragen demnach das Nutzbare nach oben mit dem aufsteigenden Waschwasser, das Taube aber nach unten aus, setzen dasselbe durch das Bett. Das Bett der Grobkohlensetzmaschinen, bei denen ein Setzen durch das Bett nicht gebräuchlich ist, bildet sich in der Regel von selbst aus den eigenen Bergen; was das künstliche Bett der Schlammkohlensetzmaschinen angeht, so galt es bis vor kurzem für viele so ziemlich als Evangelium, dass dieses aus Feldspatstückchen bestehen müsse. Das, was ich vorhin über den Zweck des Setzbettes gesagt, lässt die Sache in einem ganz anderen Lichte erscheinen, abgesehen davon, dass viele Schlammkohlensetzmaschinen gearbeitet haben und noch arbeiten mit einem Bett, in dem auch nicht ein Körnchen dieses unfehlbaren Materials enthalten ist.
M. H. Ich habe Ihnen noch von den Herden und ihrer Arbeit zu sprechen und greife zu dem Zwecke wieder zurück auf den oben beschriebenen Gang der Aufbereitung.
Alles Korn unter 2 mm runder Lochung, sagte ich, bildet das » Mehl« und den » Schlich«; das Mehl haben wir auf den Mehlsetzmaschinen verarbeitet; aber auf welche Weise haben wir dasselbe erhalten, und wie erhalten wir den »Schlich«? Ohne dass ich es ausdrücklich hervorhob, war es Ihnen jedenfalls klar, dass alles Korn unter 2 mm durch einen ausgiebigen Wasserstrom transportirt wird; es ist dies die sogen. »Trübe«. Wenn ein solcher Trübestrom mit einer gewissen Geschwindigkeit dahinschiesst, so führt er alle in ihm schwebenden festen Teilchen mit sich fort; sobald sich aber seine Geschwindigkeit mässigt, dadurch, dass er in ein Gerinne von grösserem Querschnitt geleitet wird, so schlagen sich nach und nach die schwebenden Körperchen nieder, und zwar nach der Reihenfolge ihres absoluten Gewichtes. Es ist dies wiederum ein Vorgang, den man tagtäglich in der Natur beobachten kann, und den die Aufbereitung mit unendlichem Nutzen ganz getreu nachahmt. In das Gerinne, welches den Trübestrom leitet, schalten wir sackförmige Erweiterungen ein, sogen. »Spitzkasten«, in welchen sich der Strom verlangsamt und seine schwersten Teilchen fallen lässt; diese Erweiterungen heissen Spitzkasten, weil sie in eine Spitze endigen, durch welche die verdickte Trübe abfliesst.
Mehrere solcher Spitzkasten schalten wir, einen hinter dem anderen, mit zunehmender Erbreiterung in das Gerinne ein und erhalten dann genau so viele Sorten verdickter Brühe. Um die einzelnen Sorten und ihre Mengen jedoch nach Wunsch oder Bedarf ändern, d. h. um »klassiren« zu können, führen wir in die Spitzkasten einen regelbaren aufsteigenden Wasserstrom und schaffen auf diese Weise die sogen. »Stromapparate«, deren Zahl Dach Construction und Einrichtung Legion ist.
In einem ersten Spitzkasten bezw. Stromapparat entziehen wir der Trübe das oder die » Mehle«; was weiterfliefst, enthält noch die „Schliche«; auf nachfolgendenden Stromapparaten bezw. Spitzkasten werden desgleichen die Schliche der Trübe entzogen, der Ueberlauf aus diesen letzteren Apparaten enthält nur mehr die Schlämme und wird in die Schlammsümpfe geleitet, allwo die Schlämme sich langsam niederschlagen und nach einer gewissen Zeit beim Entleeren der Sümpfe wiedergefunden werden, bis auf die feinsten leichtesten Teilchen, die in die wilde Flut gegangen sind.
Die erzielte Schlichtrübe wird nunmehr der Herdarbeit unterworfen.
Lässt man irgend eine Trübe langsam und gleichmässig auf einer glatten schiefen Ebene hinunterfliessen, so schlagen sich aus derselben zunächst die schwersten Teilchen nieder; es folgen dann nach und nach die leichteren, und auf diese Weise erhält man separirte Niederschläge, die »Schliche«.
Hierauf beruhen der feststehende »Rundherd«, auch »Rundbuddel« genannt, der mit Unterbrechungen arbeitet, und der »rotiren de (kreisende) Herd« mit Abspülung der Producte durch klares Wasser, der ununterbrochen arbeitet.
Der »Rundherd« ist eine gemauerte, mit Cement glatt abgedeckte, kreisförmige schiefe Ebene; der Zufluss der Trübe erfolgt im Mittelpunkte des Herdes, so dass dieselbe strahlenförmig nach dem Umfange des Kreises abläuft und die einzelnen Producte sich auf der Herdfläche ringförmig niederschlagen. Damit die Oberfläche der Niederschläge immer möglichst glatt bleibe, streichen beständig leichte Besen oder Tücher über dieselbe hin, ebnen sie also ein. Der Herd wird so lange betrieben, bis die Neigung der Niederschläge so stark geworden ist, dass die richtige Separation der einzelnen Producte gefährdet ist. Dann wird er ausser Betrieb gesetzt, und ein Arbeiter sticht mit einer Schaufel nach dem Augenscheine die einzelnen Prodacte ab; während dieser Zeit muss die Trübe selbstverständlich auf einen anderen, leeren Rundherd geleitet werden. Der ununterbrochene Fortgang der Handarbeit wird dadurch erreicht, dass man die Herdfläche, jetzt aus Metall sehr sorgfältig abgerichtet, rotiren lässt; die Trübe fällt vom Mittelpunkt in einem einzigen Strahl nur auf den Herd und fliesst nach dessen Umfang hinunter. Sowie nun aber in dem einen Strahl die Separation der Producte erfolgt ist, werden diese durch verstellbare Wasserbrausen abgespült, fliessen in getrennte Niederschlagkasten, und die Herdfläche gelangt immer von neuem wieder vollständig blank und rein unter die Trübeaufgabe. Dass der rotirende Herd besser separiren muss, als der feststehende, und auch deshalb bei edleren Erzen stets und ausschliesslich angewandt wird, erklärt sich dadurch, dass die Neigung seiner Fläche immer die gleiche bleibt, indes dieselbe bei dem Rundbuddel sich stetig ändert. Auf die nämliche Weise wie der rotirende Herd arbeitet auch der in neuerer Zeit erfundene feststehende gemauerte Rundherd (Linkenbach) 1) mit rotirender Aufgabe, rotirenden Brausen und rotirenden Auffangrinnen für die einzelnen Producte.
Die Stossherde beruben auf folgender Thatsache: Giesst man Schliche-Trübe in eine längliche, flache Schale (den sog. Sichertrog), nimmt die Schale in die linke Hand und stösst mit der rechten Hand schnell und kurz gegen den einen schmalen Rand derselben, so schlagen sich die schwebenden Teilchen aus der Trübe nieder, und zwar so, dass die schwersten sich zunächst des Randes niederlegen, der den Stoss erleidet. Der » Salzburger Stolsherd « ist nun nichts anderes als ein Sichertrog in grossem Massstabe, der mit einer geringen Neigung beweglich aufgehängt und stofsartig bewegt wird. Die Trübe wird an dem oberen Ende des Herdes, welcher den Stoss erleidet, aufgegeben, die Producte schlagen sich auf der Herdfläche nieder in der Reihenfolge ihres specifischen Gewichtes, indes das Wasser mit den allerleichtesten Teilchen abfliesst. Auch dieser Stossherd arbeitet nur unterbrochen und muss entleert werden, wenn sich eine gewisse Menge Niederschläge gebildet hat; desgleichen baftet ihm, wie dem Rundbuddel, der Uebelstand an, dass die Neigung der schiefen Ebene durch die Niederschläge stetig wächst und die Arbeitsweise sich ändert. Der
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»Rittinger-Stoss herd« arbeitet ununterbrochen und zwar dadurch, dass er nicht mit seinem Kopfende, an dem die Trübe aufgegeben wird, anprallt, sondern an einer Seite, die parallel der Abflussrichtung liegt. Die Producte der Separation erscheinen auf demselben als gleichlaufende Streifen, die sich langsam auf der schwach geneigten Fläche abwärts bewegen, am unteren Ende durch bewegliche Zungen aus einander gehalten werden und in getrennte Niederschlagkasten abfliessen.
Es ist ersichtlich, dass die Wirkung der Stossherde energischer ist als diejenige der Rundherde.
M. H. So wie ich es Ihnen bis jetzt dargelegt, erfolgt die Aufbereitung jeglichen Erzes im grossen und ganzen, unbeschadet natürlich der Einschaltung von mancherlei Abänderungen und Gestaltungen, welche die Eigentümlichkeiten des betreffenden Erzes erheischen. Auch die Aufbereitung der Steinkohlen beruht auf den nämlichen Grundsätzen; nur fällt hierbei die Herdarbeit fort, und die gesammte Einrichtung einer Steinkohlenaufbereitung bietet insofern ein ganz anderes Bild, als eine Erzaufbereitung, als es sich bei ihr stets um die Verarbeitung von gewaltig grossen und geringwertigen Massen handelt; wie dem Koblenbergbau überhaupt, so wird auch der Kohlenaufbereitung durch die notwendige Bewältigung dieser Massen der eigenartige Stempel aufgedrückt.
Einen wichtigen Process habe ich noch zu erwähnen, dem manche Erze unterworfen werden müssen, bevor sie auf bereitet werden können; ich meine die »Läuterung«. Nicht wenige Erze, z. B. Galmei, mulmige Eisenerze, Phosphorit usw. finden sich eingebettet in oder verunreinigt durch Lehm, zähen Thon, Letten, und müssen vorab davon befreit, sie müssen geläutert werden. Die Läuterung erfolgt unter Zusatz von reichlichem Wasser in besonderen Läuterapparaten, Trommeln mit oder ohne Messern, Rührwerken usw. 1) Bei Vorhandensein von zähem Thon wird der Läuterprocess sehr erleichtert und beschleunigt durch warmes Waschwasser, sei es nun, dass man von Haus aus über warmes Wasser (z. B. Condensationswasser) verfügt, oder dass man den Dampf einer Dampfmaschine in die Läutertrommel ausblasen lässt. Die Läuterung spielt auch eine hervorragende Rolle, z. B. bei der Aufbereitung, dem »Schlämmen« von Thon, der durch fremde Bestandteile verunreinigt und ohne weiteres nicht zu verwerten ist.
M. H. Zu Anfang meines Vortrages versprach ich, noch auf die Aufbereitung der Golderze zurückzukommen. Dass die Golderze, welche das gediegene Gold in sehr fein eingesprengten Teilchen enthalten, einer äusserst weitgehenden Zerkleinerung unterworfen werden müssen, habe ich bereits hervorgehoben; jetzt will ich denn ausführen, in welcher Weise die Goldkörnchen, die Goldteilchen, von dem tauben Gestein getrennt werden. Eine Separation durch einen Wasserstrom ist hier praktisch nicht zulässig wegen der unausbleiblichen allzugrossen Verluste; man macht vielmehr Gebrauch von einer Flüssigkeit, die leichter als Gold, hingegen schwerer ist als die Gangart des Erzes. Dass Quecksilber die einzige Flüssigkeit ist, welche diesen Anforderungen entspricht, brauche ich wohl kaum hervorzuheben, ebensowenig, dass das »Setzen durch diese Flüssigkeit von mittlerer Dichte«, wie der Kunstausdruck lautet, vor sich gehen wird, ohne dass die Flüssigkeit in Bewegung gesetzt zu werden braucht. In dem Quecksilber werden sich nun alle Goldkörnchen niederschlagen, und auch diejenigen, die neben freiem Golde auch noch etwas Gangart enthalten, sobald sie nur specifisch schwerer sind als Quecksilber; die specifisch leichteren Körnchen hingegen werden auf dem Quecksilber schwimmen. Weitaus die allermeisten Goldquarze werden bis heute noch in » Pochwerken“ unter Zusatz von Wasser zerkleinert. In dem Pochtroge befindet sich ein Quecksilberbad; ausserdem hängen in demselben auch noch einzelne amalgamirte Kupfertafeln. Im Pochtroge selbst findet demnach schon eine namhafte Separation des Goldes statt; allein ein grosser Teil des Goldes geht auch noch mit der Pochtrübe durch das Pochsieb fort. Vor dem Pochwerke liegen flach geneigte amalgamirte Kupfertafeln, die von Zeit zu Zeit durch ein Quecksilberbad unterbrochen sind; die Pochtrübe fliesst langsam und gleichmässig über diese Tafeln und Bäder
hinweg, wobei wiederum ein gewisser Teil des Goldes gewonnen wird. Die überaus grosse Schwierigkeit des Processes besteht jedoch darin, die durch die Pochstempel zu äusserst dünnen leichten Plättchen ausgeschlagenen Goldteilchen
gewinnen. Diese schwimmen über das Quecksilber hinweg, sie sinken nicht von selbst darin unter, müssen mehr oder weniger dazu gezwungen werden, und dies erfolgt in sogenannten »Amalgamir-«, auch »Quick-Mühlen« genannt (sie stammen aus Amerika, englisch quicksilver). Die Quickmühle besteht aus einer runden flachen Schale, in welcher sich ein Quecksilberbad befindet; an einer senkrechten Achse ist ein Läufer aus Holz, eine Scheibe, aufgehängt, in deren untere Fläche leichte Flacheisen hochkantig eingeschlagen sind; die unteren Kanten dieser Flacheisen streichen bei der Drehung des Läufers haarscharf über das Quecksilberbad hinweg. Die Quickmühle ist ein kleines handliches Gerät, das äusserst wenig Kraft gebraucht, allerdings auch nur entsprechend wenig leistet. In jeder Golderzaufbereitung legt man dieselbe in grosser Zabi an, derart, dass je zwei Mühlen sich gegenseitig zuarbeiten und sozusagen nur ein Gerät bilden. Nachdem nun die Trübe die letzte Amalgamirtafel verlassen hat, fliesst sie auf die Quickmühlen, auf welchen die Schabeisen des Läufers die Goldteilchen in das Quecksilber hinein drücken versuchen. "Trotz aller Sorgfalt geht doch immer noch ein grosser Procentsatz des Goldes in die wilde Flut, ein Uebelstand, dessen Vermeidung allein jedes andere Verfahren der Goldaufbereitung schon lebensfähig zu machen imstande wäre. Ich möchte hier hervorheben, dass es ein Irrtum ist, wenn man glaubt, das Gold gehe mit dem Quecksilber vollständig eine Art chemischer Verbindung ein; es ist dies nicht der Fall. Der Hauptsache nach findet sich das Gold im Quecksilber mechanisch beigemengt vor, nur ein ganz verschwindend kleiner Teil soll an Quecksilber chemisch gebunden werden.
Die Gewinnung des Goldes aus dem Amalgam erfolgt, nach vorhergehendem Auspressen des letzteren, in einem kleinen Glühofen mit einer Vorlage zum Auffangen des aus dem ausgepressten Amalgame herausdestillirten Quecksilbers. Die Wirkung der Quecksilberbäder und der Amalgamirtafeln wird sehr stark dadurch beeinträchtigt, dass das Quecksilber sich an der Luft oxydirt und seine Oberfläche mit einer dünnen Oxydhaut überzogen wird, welche das Einsinken der Goldkörnchen erschwert.
Nun ist es ja eine bekannte Thatsache, dass man durch einen elektrischen Strom die Oxydation der Quecksilberoberfläche verhindern kann. Darauf gründet sich u. a. das Patent, welches eine mit reichen Geldmitteln ausgestattete Londoner Actiengesellschaft ausbeutet; ihre Einrichtungen bezwecken, wenn ich recht unterrichtet bin, der Hauptsache nach, die Oberfläche der Bäder sowohl als der Amalgamirtafeln stets metallisch blank zu erhalten.
M. H.! Ich eile zum Schlusse meiner Ausführungen und gestatte mir, noch hervorzuheben, dass die mechanische Aufbereitung auch noch andere physikalische Eigenschaften der Mineralien, als ihr specifisches Gewicht, für ihre Zwecke benutzt. Besonders der Härtegrad, der ja ebenso verschieden ist wie das specifische Gewicht, wird manchmal zur Separation von Mineralien dienen können. Denken Sie sich ein Gemisch von zwei Sorten Erzgraupen, deren specifisches Gewicht annähernd dasselbe ist; eine Separation derselben im Wasser wäre also nicht möglich oder nur schwierig. Sowie aber beide Mineralien grosse Unterschiede in ihrer Härte zeigen (z. B. Schwefelkies und Blende), so braucht man das Gemisch ja nur zu schleudern; der weichere Stoff wird zerkleinert, der härtere bleibt ganz; durch ein darauf folgendes Absieben des zertrümmerten Stoffes von dem gröberen ist alsdann die Trennung bewerkstelligt.
Ueber die sog. > Windseparation«, welche die nasse Separation verdrängen sollte und deshalb als Ideal galt für kalte Gegenden, wo der Frost belästigt, und für südliche gebirgige Gegenden, wo oft empfindlicher Wassermangel herrscht, will ich mich nicht verbreiten. Sie steckt, als ganzes System, noch zu sehr in den Kinderschuhen, und nur in ganz bestimmten Fällen nimmt man bei der nassen Aufbereitung seine Zuflucht zur Windseparation als Ausbilfsmittel.
Ich schliesse nun meinen Vortrag mit dem zu Anfang geäusserten Wunsche, demnächst andere Herren hier über andere Zweige der Aufbereitung sprechen zu hören.
2) 2. 1884, S. 500.