Seite 3.12, Blegno - Blei (natürliches Vorkommen, Gewinnung) | eLexikon

Blegno

(spr. blennjo), Fluß, s. Brenno. ^[= (Blenio), ein linksseitiger Zufluß des Tessin, 20 km lang. Sein Thal, Val Blenio, obgleich ...]

Titel

Bleigewinnung

Gewinnung des Bleies.

Analysen verschiedener Sorten von Weichblei.

Eigenschaften des Bleies.

[Geschichtliches.]

Blei

Bleigewinnung

[* 2] (Plumbum) Pb, Metall, findet sich in der Natur selten gediegen, sehr häufig und verbreitet aber an Schwefel gebunden als Bleiglanz, welcher 86,6 Proz. Blei, häufig auch andre Metalle und stets Silber (wenigstens Spuren, meist 0,01-0,03, zuweilen bis 0,5, selten über 1 Proz.), auch Gold [* 3] enthält, ferner als Schwefelblei in Verbindung mit andern Schwefelmetallen, so mit Schwefelantimon als Boulangerit, mit Schwefelantimon und Schwefelkupfer als Bournonit (mit 41,8 Proz. Blei). Außerdem findet sich das Blei als kohlensaures Blei (Cerussit, Weißbleierz) [* 4] mit 77,5 Proz. Blei, als schwefelsaures Blei (Vitriolbleierz, Anglesit) mit 68,3 Proz. Blei, als phosphorsaures Blei mit Chlorblei (Pyromorphit oder Grün-, Braun-, Buntbleierz), als arsensaures Blei (Grünbleierz, Mimetisit), als chromsaures Blei (Rotbleierz), als molybdänsaures Blei (Gelbbleierz), als wolframsaures Blei (Wolframbleierz), als Chlorblei mit kohlensaurem Blei (Bleihornerz) etc. Für die hüttenmännische Technik ist der Bleiglanz das wichtigste und fast ausschließlich in Betracht kommende Bleierz; gemeinschaftlich mit demselben werden in einigen Fällen Weißbleierz und Bleivitriol verhüttet.

Europa. Fluß- und Gebi

Meist ist die Gewinnung des Bleies mit der des Silbers verbunden. In Europa [* 5] sind die Hauptfundorte für Bleierze: in Deutschland: [* 6] Tarnowitz [* 7] und Beuthen [* 8] in Oberschlesien, Klausthal und Umgegend im Oberharz, Stolberg, [* 9] Umgegend von Aachen, [* 10] Kommern, Kall und Mechernich (Eifel), Müsen im Kreis [* 11] Siegen, [* 12] in Nassau und Hessen [* 13] an der Lahn, in Sachsen [* 14] im Erzgebirge;

in Österreich: [* 15] Bleiberg bei Villach und Raibl in Kärnten, Pribram ^[Přibram], Mies, Bleistadt in Böhmen [* 16] etc.;

in Großbritannien: [* 17] in Wales, Schottland, Durham, Cumberland, Yorkshire, Derbyshire, Shropshire, Devon, [* 18] Cornwall;

in Frankreich: Poullaouen und Huelgoat in der Bretagne, Villefort und Viallaz im Departement Lozère;

in Belgien: [* 19] Bleyberg es Montzen, Veduin bei Namur; [* 20]

in Spanien: [* 21] in den Provinzen Granada, [* 22] Andalusien und Murcia; [* 23]

im Lauriongebirge in Griechenland, [* 24] wo im Altertum bedeutender Bergbau [* 25] betrieben ward, lagern an 40 Mill. Ztr. Bleischlacken mit 6-10 Proz. Blei, welche man jetzt mit Vorteil zu verwerten weiß. - An Bleireichtum übertreffen jedoch die Vereinigten Staaten [* 26] von Nordamerika [* 27] alle Staaten Europas;

ebenso ist Mexiko [* 28] durch großen Bleireichtum ausgezeichnet.

Eisen I

Gewinnung des Bleies.

(Hierzu die Tafel »Bleigewinnung«.) [* 2] Die Gewinnung des Bleies geschieht im wesentlichen nach zwei verschiedenen Methoden, welche unter den Namen der Niederschlagsarbeit und der Röstarbeit bekannt sind. Die Niederschlagsarbeit besteht darin, daß man Bleiglanz mit Eisen [* 29] (in Form von Eisengranalien, meist aber basischen Eisenschlacken) bis zum Schmelzen erhitzt und dadurch dem Erz den Schwefel entzieht. Das neben dem Blei (Werkblei) entstehende Schwefeleisen nimmt stets Schwefelblei auf und bildet den sogen. Bleistein, welcher einer weitern Verarbeitung unterzogen wird.

Die Niederschlagsarbeit wird seltener als die folgenden Methoden angewandt; sie eignet sich für Erze, welche nicht zu große Mengen von fremden Schwefelmetallen enthalten. Bei der Röstarbeit unterscheidet man den Röstreaktionsprozeß (Röstschmelzprozeß) und den Röstreduktionsprozeß (ordinäre Bleiarbeit). Bei der Ausführung des Röstreaktionsprozesses wird zunächst der Bleiglanz zur teilweisen Überführung in Bleioxyd und Bleisulfat bei Luftzutritt erhitzt (geröstet); daraus wird bei Luftabschluß die Temperatur gesteigert, um in der teigartigen Masse den Schwefel des noch unzersetzten Bleiglanzes durch den Sauerstoff des Bleioxyds und Bleisulfats in schweflige Säure zu verwandeln, welche sich verflüchtigt, während das Blei (Werkblei) ausfließt. Den Prozeß verdeutlichen folgende Formeln:

2 PbO + PbS = 3 Pb + SO₂

Bleioxyd + Schwefelblei = Blei + Schweflige Säure

PbS = 4 + PbS = 2 Pb + 2 SO₂

Schwefelsaures Blei + Schwefelblei = Blei + Schweflige Säure.

Sätherberg - Schadener

Derselbe eignet sich nur für reine, bleireiche und höchstens 4-5proz. Kieselsäure enthaltende Erze; bei unreinen Erzen entsteht nämlich kieselsaures Blei, welches die Oxydation hindert und auf den unzersetzten Bleiglanz nur wenig einwirkt. Der Röstreduktionsprozeß besteht darin, daß man die Erze möglichst vollständig abröstet, um Schwefel, Arsen und Antimon zu entfernen, und die gebildeten Oxyde (resp. Sulfate) bei nicht zu hoher Temperatur im Schachtofen [* 30] einem reduzierenden Schmelzen mit geeigneten Zuschlägen unterwirft, wodurch das Bleioxyd reduziert wird, während die fremden Metalloxyde in die Schlacke gehen. Dieser Prozeß kann bei allen Erzen ausgeführt werden und ist daher der allgemeinsten Verwendung fähig. - Die Niederschlagsarbeit und die Röstarbeit werden häufig miteinander kombiniert; ferner geschieht die Ausführung je nach der Natur der Erze in Flamm-, Schacht- oder Herdöfen, und so sind eine ganze Anzahl von verschieden modifizierten Verfahren entstanden.

In dem folgenden Überblick über die Verhüttung des Bleiglanzes ist die Einteilung in Flamm-, Herd- und Schachtofenbetrieb zu Grunde gelegt worden. Der Flammofenbetrieb ist überall da am Platz, wo es sich um die Verhüttung von reinen, möglichst kieselsäurefreien, reichen Erzen durch den Röstreaktionsprozeß handelt; viel seltener und nur vereinzelt wird im Flammofen die Niederschlagsarbeit ausgeführt (in modifizierter Form z. B. in Cornwall). Nach dem in Bleiberg und Raibl in Kärnten üblichen Verfahren trägt man in den kleinen, dunkelrot glühenden Flammofen mit geneigtem Herd a (s. Tafel »Blei«, Fig. 1 und 2) durch das Mundloch b die aus 170-200 kg Erz bestehende Schmelzpost ein, breitet das Erz gleichmäßig aus und röstet unter öfterm Rühren mit einer eisernen Krücke 3-3½ Stunden lang; c sind die Züge, welche zur Esse d führen und als Kondensationsraum für den Bleirauch dienen, e ist der Rost und g das Schürloch.

Von der dritten Stunde an verstärkt man das Feuer und rührt 3½-4 Stunden lang anhaltend um (Bleirühren): es beginnt dann das Ausseigern des Bleies (Jungfernblei, Rührblei), welches durch die Arbeitsöffnung in warm gehaltene Formen fließt. Während dieser Periode entsteht ein Überschuß von Bleioxyd; um es zu reduzieren, bringt man, nachdem kein Blei mehr ausfließt, glühende Kohlen aus dem Feuerungsraum auf den Herd, feuert nach und rührt bei gesteigerter Temperatur abermals kräftig um ¶

[* 2] Fig. 1, 2. Kärntner Flammofen.

[* 2] Fig. 3. Flammofen für den englischen Röstseigerprozeß.

[* 2] Fig. 4. Flammofen für den englischen Röstseigerprozeß.

[* 2] Fig. 5, 6. Tarnowitzer Flammofen.

[* 2] Fig. 5. Längsschnitt.

[* 2] Fig. 6. Horizontalschnitt.

[* 2] Fig. 7, 8. Fortschaufelungsofen.

[* 2] Fig. 7. Längsschnitt.

[* 2] Fig. 8. Horizontalschnitt.

[* 2] Fig. 9. Pilzscher Rundschachtofen, Vertikalschnitt.

[* 2] Fig. 10. Pilzscher Rundschachtofen, Horizontalschnitt.

[* 2] Fig. 11. Pilzscher Rundschachtofen.

Blei (Flammofen-, Herd

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(Bleipressen). Das durch diese 3 Stunden währende Operation gewonnene Blei (Preßblei) ist nicht so rein wie das Rührblei. Der Bleiverlust beträgt 5-6 Proz. Blei 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.

[* 32] 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, [* 33] 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 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. [* 32] 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.

Ofen (Herdöfen, Schach

Der Herdofenbetrieb ist ebenso wie der Flammofenbetrieb auf reine, von Schwefelmetallen und Kieselsäure möglichst freie Erze anwendbar; der Herdofen wird neben den andern Öfen [* 34] in Nordengland, Schottland und im Gebiet des obern Mississippi (Nordamerika) 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 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, [* 35] daß sich dessen Gewinnung lohnt (Freiberg, [* 36] 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, 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 ¶