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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 [* 2] 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«, [* 3] 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 [* 1] Fig. 9 den Vertikalschnitt, [* 1] Fig. 10 den Horizontalschnitt durch die Düsen und [* 1] Fig. 11 die äußere Ansicht eines achtförmigen Pilzschen Rundschachtofens dar, wie er in den Freiberger Hütten [* 4] angewandt wird. A ist der 8,6 m hohe Schacht mit äußerm Mantel aus Eisenblech B, welch letzterer durch die gußeisernen Säulen [* 5] 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 [* 6] (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 [* 7] 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 [* 8] (Sala) und vielfach auch in Spanien [* 9] und in Nordamerika [* 10] (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), [* 11] 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 ¶
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Analysen verschiedener Sorten von Weichblei.
Kupfer | Antimon | Eisen | Zink | Silber | Wismut | Nickel | Erzeugungsort, Bemerkungen | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
a) Frischblei | 0.060 | 0.134 | 0.003 | 0.004 | 0.0028 | Spuren | 0.005 | Oberharz, mittlere Zusammensetzung |
0.041 | 0.061 | 0.002 | 0.004 | - | - | - | Kommern (Eifel) | |
0.055 | 0.285 | - | - | 0.002 | - | - | Schemnitz; spez. Gew. = 11,343 | |
0.075 | 0.017 | - | - | 0.007 | - | - | Kremnitz; spez. Gew. = 11,362 | |
b) Pattinsonblei | 0.015 | 0.010 | 0.004 | 0.001 | 0.0022 | 0.0006 | 0.001 | Oberharz; mittlere Zusammensetzung |
0.0024 | 0.0012 | 0.001 | - | - | - | 0.0007 | Ramsbeck | |
0.026 | 0.007 | 0.006 | 0.009 | - | - | - | Stolberg | |
0.0010 | 0.0008 | 0.0034 | 0.0012 | 0.0008 | - | 0.0001 | Pribram ^[Přibram] | |
c) Durch Zink entsilbert | 0.0014 | 0.0057 | 0.0023 | 0.0008 | 0.0005 | 0.0055 | 0.0007 | Lautenthal, Oberharz |
0.0020 | 0.0033 | 0.0012 | 0.0008 | 0.0007 | 0.0036 | 0.0007 | Altenau, Oberharz | |
0.0012 | 0.0019 | 0.0010 | 0.0008 | 0.0005 | - | - | Mechernich (Eifel) | |
0.0093 | 0.0021 | 0.0008 | 0.0040 | 0.0004 | - | - | . |
Glühen mit Kienruß im Kohlentiegel reduzieren oder schwefelsaures Blei gemengt mit Soda und Kohle oder schwarzem Fluß (Weinsteinkohle) schmelzen.
Eigenschaften des Bleies.
Das Blei ist zweiwertig; man kennt vier Oxydationsstufen: das Suboxyd Pb2O, das Oxyd PbO, Sesquioxyd Pb2O3, Superoxyd PbO2, und eine Verbindung des Oxyds mit Superoxyd (Mennige, s. d.). Reines Blei ist auf frischer Schnittfläche blaugrau, stark glänzend, läuft aber an der Luft bald an. Die Struktur des Bruches ist nicht kristallinisch, es wird aber in tesseralen Formen kristallisiert erhalten bei manchen Hüttenprozessen, beim Abgießen halb erstarrten Bleies und sehr schön, wenn man es aus seinen Lösungen mit Zink abscheidet (Bleibaum, Arbor Saturni). Es ist sehr weich, färbt ab, nimmt vom Fingernagel Eindrücke an und wird in Plattenform von Insekten [* 13] durchlöchert.
Bis nahe zum Schmelzen erhitzt, wird es so spröde, daß es durch starke Hammerschläge zerbricht. Es ist bei gewöhnlicher Temperatur sehr hämmer- und dehnbar, läßt sich aber schwer feilen, weil die weichen Bleiteilchen die Feile [* 14] verschmieren (es ist pelzig); auch zersägen läßt es sich nicht leicht, besser raspeln. Es besitzt geringe absolute Festigkeit, [* 15] 2 mm dicker Draht [* 16] reißt bei Belastung mit 9 kg. Die Härte wird durch Bearbeitung nicht merklich erhöht, wohl aber durch Verunreinigung mit Antimon, Arsen; Gehalt an Bleioxyd, welcher häufig vorkommt, vermindert die Geschmeidigkeit und Dehnbarkeit beträchtlich, dagegen widersteht oxydhaltiges Blei stärker der Kraft, [* 17] mit welcher es zusammengedrückt wird.
Das Atomgewicht ist 206, 39, das spez. Gew. 11,25-11,39; es wird durch Hämmern nicht dichter, schmilzt bei 334°, siedet bei lebhafter Weißglut und verdampft, daher gibt es, stark erhitzt, giftige Dämpfe; beim Erstarren zieht es sich stark zusammen und füllt die Formen unvollständig. An der Luft überzieht es sich mit einem schützenden Häutchen von Bleisuboxyd, welches in feuchter Luft in kohlensaures Blei übergeht; beim Erhitzen entsteht zuerst ein graues Oxydationsprodukt (Bleiasche), dann gelbes Bleioxyd. Blei löst sich am leichtesten in mäßig starker Salpetersäure, wird dagegen von Salz- und Schwefelsäure nur wenig angegriffen, da das unlösliche Chlorblei und schwefelsaure Blei das Metall umhüllen und vor weiterer Einwirkung schützen.
Daher dienen Bleipfannen zum Verdampfen der Schwefelsäure, aber nur bis zu einer bestimmten Konzentration, weil die konzentrierte Säure Bleisulfat löst und daher das Metall angreift. Organische Säuren, wie Essigsäure, lösen Blei bei Luftzutritt, weshalb Blei zu Kochgeschirren nicht verwendbar ist. Von Wichtigkeit ist die Wirkung des Wassers auf Blei, weil man das Blei häufig zu Wasserleitungsröhren benutzt und auch die geringen Mengen Blei, welche durch diese dem Körper zugeführt werden, giftige Wirkungen auf denselben äußern können, die in der Regel lange verborgen bleiben.
Eine blanke Bleiplatte wird in luftfreiem destillierten Wasser nicht, wohl aber in lufthaltigem unter Bildung von etwas löslichem Bleihydroxyd sehr merklich angegriffen, so daß das Wasser durch Schwefelwasserstoff gebräunt oder geschwärzt wird. Ebenso können Regenwasser oder sehr weiches Wasser aus Bleiröhren eine gesundheitsschädliche Menge Blei lösen. Hartes Wasser, welches kohlensauren und schwefelsauren Kalk enthält, nimmt kein Blei auf, es bildet sich in den Röhren [* 18] ein schwacher Überzug von kohlensaurem und schwefelsaurem Blei, welcher das Metall vor weiterm Angriff schützt. Dagegen begünstigen alkalische Salze die Lösung von Blei Wasserleitungsröhren aus Blei können für einzelne Wohnungen gefährlich werden, wenn bei geringerm Verbrauch das Wasser sehr lange mit der Röhre in Berührung bleibt; bei den großen Mengen Wasser, welche für den Bedarf einer Stadt sehr schnell durch die Röhren fließen, ist indessen eine nachteilige Wirkung des Bleies nicht oder nur ausnahmsweise zu befürchten.
Da das und seine Verbindungen giftig sind, so erheischt das Arbeiten mit denselben große Vorsicht (vgl. Bleivergiftung). Blei dient zu Abdampfpfannen, zur Konstruktion der Bleikammern der Schwefelsäurefabriken, zu Röhren, Retorten, zum Dachdecken, zu Geschossen und Geschoßmänteln für die gezogenen Geschütze, [* 19] in dünnen Blättern zum Verpacken des Schnupftabaks (gefährlich!) und zum Belegen feuchter Wände (Tapezierblei), zu Spielwaren, zum Vergießen eiserner Bauklammern in Stein, zum Dichten von Stoßfugen an eisernen Röhrenleitungen, als Draht zu gärtnerische Zwecken, dann zur Darstellung von Legierungen und Bleipräparaten, wie Bleiweiß, [* 20] Bleizucker, Bleiglätte, Mennige, Bleisuperoxyd, Chromgelb, welche mannigfache Verwendung finden, zum Ausbringen des Goldes und Silbers etc. Gegenwärtig hat Großbritannien [* 21] die größte Bleiproduktion, doch stehen Deutschland [* 22] und Spanien ziemlich auf gleicher Höhe, und in der Zukunft dürfte das bleireiche Nordamerika den ersten Rang einnehmen. In Deutschland haben Rheinland, Schlesien, [* 23] der Harz und Sachsen [* 24] reiche Bleierze, welche meist silberhaltig sind, so daß bei der Gewinnung des Silbers das Blei gewissermaßen als wertvolles Nebenprodukt abfällt.
[Geschichtliches.]
Das Blei war als molybdos schon zu Homers Zeiten bekannt, wurde aber häufig mit Zinn (kassiteros) verwechselt. Erst Plinius unterschied es sicher als plumbum nigrum vom Zinn (plumbum album). Die Römer [* 25] benutzten bleierne Wasserleitungsröhren und löteten dieselben mit Bleizinnlegierungen. Die alten Chemiker gaben dem Blei das ¶