mehr
zuweilen auch nach vorherigem Glühen in Schwefelsäure [* 2] gelöst und zur Darstellung von Kupfervitriol benutzt.
Mitunter fällt man auch das Kupfer [* 3] aus seiner Lösung durch Schwefelwasserstoffgas, welches in eine geschlossene Kammer geleitet wird, von deren durchlöcherter Decke [* 4] die Kupferlösung in dünnen Strahlen herabträufelt (Sindings Prozeß zu Foldal in Norwegen). [* 5] Das erfolgende Schwefelkupfer wird gepreßt und entweder auf Kupferstein verschmolzen, oder nach vorheriger Röstung auf Schwarzkupfer oder Kupfervitriol verarbeitet. Außer den angeführten, in der Praxis benutzten Fällungsmitteln für Kupfer sind noch eine große Zahl andrer (Kalkmilch, Schwefelnatrium etc.) in Vorschlag gebracht worden.
Sollte sich in der Kupferlösung ein geringer Silbergehalt vorfinden, so läßt sich derselbe dadurch konzentrieren und nutzbar machen, daß man in die Lösung kurze Zeit Schwefelwasserstoff leitet; es fällt zunächst alles Silber als Schwefelsilber mit etwas Schwefelkupfer nieder. Neuerdings verwendet man mit Erfolg auch den Strom von dynamoelektrischen Maschinen zur elektrolytischen Fällung des Kupfers (z. B. in Oker) und gewinnt dabei ein sehr reines Produkt (99,8 Proz.). Die Zusammensetzung verschiedener andrer Kupfersorten ergibt sich aus der folgenden Tabelle:
Erzeugungsort | Kupfer | Silber | Blei | Arsen | Antimon | Nickel | Eisen | Wismut | Sauerstoff | Schwefel | Bemerkungen |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Gehalt in Prozenten | |||||||||||
Garkupfer, rohgares Kupfer, Rosettenkupfer. | |||||||||||
Mansfeld | 98.37 | 0.02 | 0.60 | - | - | 0.36 | 0.05 | - | 0.58 | 0.02 | - |
Schweden | 99.17 | - | 0.47 | - | - | - | 0.05 | - | - | 0.11 | 0.05 Proz. Mangan |
Südaustralien | 99.48 | - | 0.36 | - | - | - | - | 0.048 | - | - | - |
Hammergares, raffiniertes Kupfer. | |||||||||||
Oker (Hampe) | 99,325 | 0.072 | 0.061 | 0.130 | 0.095 | 0.064 | 0.063 | 0.052 | 0.117 | 0.001 | 0.012 Proz. Kobalt |
99,357 | 0.072 | - | 0.104 | 0.067 | 0.079 | 0.065 | 0.051 | 0.157 | 0.001 | 0.010 Proz. Kobalt | |
Mansfeld (Hampe) (Seigerhütte b. Hettstedt) | 99,612 | 0.029 | 0.020 | 0.017 | 0.002 | 0.211 | 0.004 | - | 0.075 | 0.002 | - |
Riechelsdorf | 99.31 | - | 0.21 | - | - | 0.28 | 0.02 | - | - | - | 0.08 Proz. Alkalimetalle |
Mansfeld diverse Sorten | 99.4 bis 99.55 | 0.028 bis 0.030 | 0.043 bis 0.103 | - | - | 0.239 bis 0.275 | 0.025 bis 0.132 | - | nicht angegeben | - | - |
Chile | 99,721 | 0.030 | 0.204 | - | - | - | 0.045 | - | - | - | - |
99,742 | 0.016 | 0.132 | - | - | - | 0.110 | - | - | - | - | |
Oberer See (Nordamerika) | 99.92 | 0.03 | - | - | - | - | - | - | 0.28 | - | Kein Arsen, Antimon und Wismut enthaltend |
99,890 | 0.030 | - | - | - | 0.003 | 0.005 | - | 0.190 | - | ||
99,830 | 0.030 | - | - | - | 0.030 | - | - | 0.220 | - | ||
Arizona (Nordamerika) | 99,990 | 0.008 | - | - | - | - | 0.021 | - | - | - | desgl. |
99,990 | 00,008 | - | - | - | - | 0.014 | - | - | - | ||
Übergares und überpoltes Kupfer. | |||||||||||
Oker (Hampe) | 98,806 | 0.069 | 0.035 | 0.102 | 0.064 | 0.064 | 0.056 | 0.048 | 0.806 | 0.002 | 0.007 Proz. Kobalt (übergar) |
Mansfeld (Hampe) | 98,905 | 0.029 | 0.021 | 0.022 | 0.006 | 0.220 | 0.003 | - | 0.746 | 0.004 | (desgl.) |
99,658 | 0.031 | 0.020 | 0.018 | 0.004 | 0.210 | 0.003 | - | 0.046 | 0.002 | (überpolt) |
Oft schon geringe Mengen fremder Metalle vermögen das Kupfer kalt- oder rotbrüchig zu machen, d. h. rissig beim Hämmern in gewöhnlicher Temperatur oder in der Hitze, und zwar wirken in dieser Beziehung, wie oben angegeben, Spuren von Metallen meist schädlicher als ihre Oxyde. Es erzeugten z. B. 2,25 Proz. Kupferoxydul schon deutlichen Kaltbruch und 6,7 Proz. Rotbruch; 0,5 Proz. Schwefel bewirken starken Kaltbruch, aber noch nicht Rotbruch. Arsen erzeugt bei etwa 1 Proz. Rotbruch, aber noch keinen Kaltbruch. 0,5 Proz. Antimon Neigung zum Rotbruch; 0,3 Proz. Blei [* 6] führt schwachen Rotbruch herbei, während Wismut schon in kleinen Mengen schädlich influiert und zwar in der Hitze mehr (z. B. schon 0,02 Proz.) als in der Kälte (bei 0,05 Proz.).
Das Kupfer vermag im flüssigen Zustand Gase [* 7] zu absorbieren (Wasserstoff, Kohlenoxydgas, schweflige Säure, nicht Kohlensäure). Beim Erkalten entweichen die Gase und bringen ein Steigen des Metalls hervor (Kupfer eignet sich deshalb nicht zu Gußwaren); schweflige Säure bleibt auch nach dem Erstarren des Kupfers in geringer Menge, z. B. 0,05 Proz., zurück.
Ein sehr reines Kupfer ist dünnes Kupferblech; chemisch reines Kupfer wird aus reiner Kupfervitriollösung durch Kochen mit reinem Zink und Digerieren des Niederschlags mit verdünnter Schwefelsäure, auch durch Zersetzung des Kupfervitriols mittels des galvanischen Stroms und durch Reduktion von reinem Kupferoxyd mittels Wasserstoffs gewonnen. Kupfer ist eigentümlich rot, in sehr dünnen Blättchen rötlichviolett durchscheinend, geschmolzen grün leuchtend, sehr glänzend und politurfähig, weicher als Schmiedeeisen, nächst Gold [* 8] und Silber das geschmeidigste Metall, aber unmittelbar vor dem Schmelzen pulverisierbar, sehr fest (2 mm dicker Draht [* 9] reißt bei einer Belastung mit 137 kg), mit hakigem, körnigem Bruch, ist schweißbar, Atomgewicht 63,1, spez. Gew. 8,92, kristallisiert 8,94, als gehämmerter Draht 8,952, schmilzt schwerer als Silber, leichter als Gold (bei 1090°, 1173°) und absorbiert im flüssigen Zustand Gase, welche beim Erkalten entweichen und ein Steigen des Metalls veranlassen, so daß sich dasselbe zu Gußwaren nicht eignet, läuft an der Luft an, überzieht sich in feuchter Luft mit grünem, basisch kohlensaurem Kupferoxyd (Patina, Aerugo nobilis, fälschlich Grünspan); beim Erhitzen an der Luft nimmt es Regenbogenfarben an, wird dann braun durch Bildung von Kupferoxydul (brauner Bronze) [* 10] und schwarz durch einen Überzug von oxydulhaltigem Oxyd, welcher beim Biegen und Hämmern abspringt (Kupferhammerschlag, Kupferasche). Von schwächern Säuren wird Kupfer nur bei Luftzutritt angegriffen, und man kann daher Essig in Kupfergeschirr kochen, weil der Dampf [* 11] den Sauerstoff abhält; beim Erkalten ¶
mehr
aber wird der Essig kupferhaltig. Salzsäure und verdünnte Schwefelsäure wirken auf Kupfer wenig und nur bei Luftzutritt, dagegen löst es sich leicht unter Entwickelung von Stickstoffoxyd in Salpetersäure und unter Entwickelung von schwefliger Säure in heißer konzentrierter Schwefelsäure. Ammoniak gibt bei Luftzutritt schnell eine tief azurblaue Lösung; auch Salze, namentlich Ammoniaksalze und Kochsalz, greifen das Kupfer stark an. Schwefelwasserstoff schwärzt es oberflächlich.
Zink, Blei, Eisen, [* 13] Kadmium und mehrere andre Metalle, auch Phosphor, fällen Kupfer aus seinen Verbindungen, während Quecksilber, Silber, Gold, Platin aus ihren Lösungen durch Kupfer abgeschieden werden. Das Kupfer bildet zwei Reihen von Verbindungen: in der einen oder den Kupferoxydverbindungen (Kupriverbindungen) ist ein zweiwertiges Atom Kupfer enthalten;
in der andern oder den Kupferoxydulverbindungen (Kuproverbindungen) enthält das Molekül zwei Atome Kupfer, und die Atomgruppe Cu2 ist zweiwertig.
Man kennt fünf Oxydationsstufen des Kupfers: Suboxydul Cu4O , Oxydul Cu2O , Oxyd CuO, Superoxyd CuO2 und Kupfersäure. Die löslichen Kupferverbindungen schmecken herb zusammenziehend, bewirken leicht Erbrechen und Durchfall und akute Gastroenteritis (s. Kupfervergiftung). Auf Schleimhäute und Geschwürflächen wirken Kupfersalze weniger adstringierend als Bleisalze, stärker als Zinksalze und weniger ätzend als Silbersalze. Man benutzt Kupfer zu allerlei Geräten, zu Blech- und Drahtarbeiten, zum Beschlagen der Schiffe, [* 14] als Münzmetall, als Platten- und Walzenmaterial für Kupfer- und Zeugdruck, zu Zündhütchen, Patronen, zu zahlreichen Legierungen (Bronze, Messing, Neusilber, Silber- und Goldlegierungen), zum Überziehen andrer Metalle, zur Darstellung des Kupfervitriols, Grünspans und vieler Farben etc.
Geschichtliches. Produktion.
Das Kupfer ist vielleicht nächst dem Gold und Silber das dem Menschen am frühsten bekannt gewordene Metall. Kupfer- und Bronzegegenstände aus prähistorischer Zeit sind in weiter Verbreitung gefunden worden (s. Kupferalter und Metallzeit). [* 15] Die Tschuden erschürften Kupfer aus den oberflächlichen Schichten des Altai, schmelzten es in großen Töpfen und verarbeiteten es zu schönen Waffen [* 16] und Schmucksachen. [* 17] Tschudische Bronzen enthalten 6-26 Proz. Zinn, welches aus China [* 18] bezogen wurde.
Nach Vertreibung der Tschuden durch die Tataren blieben die Bergwerke unberührt bis 1573. Schon zu Herodots Zeiten bestand ein lebhafter Handel der Griechen mit den Tschuden. Das Kupfer wurde früher zu Waffen, Geräten etc. verarbeitet. Schon 2000 v. Chr. goß man das Kupfer. Das Kupfer hieß chalkós, später chalkós kyprios, weil es auf Cypern [* 19] besonders reichlich vorkam. Der Name cuprum wird zuerst von Spartianus 290 n. Chr. gebraucht. Die Waffen der Griechen und Trojaner bestanden aus Kupfer, auch Schwellen, Pfosten, Thore, Beile, Speichen etc. wurden nach Homer aus Kupfer gefertigt.
Griechen und Römer [* 20] haben in ihrer Blütezeit Kupfer zu Bildsäulen, Schmuckwaren etc. in großen Massen verarbeitet; Münzen [* 21] wurden in der ersten Zeit Roms nur gegossen, seit Servius Tullius auch geprägt. Kupfererze wurden im Altertum gewonnen in Skythien, Cypern, Armenien, Makedonien und Kalabrien. Auch Attika hatte Kupfer; die Silbergruben, die auch Blei, Eisen, Kupfer und Zink enthielten, lagen am Berg Laurion und lieferten zu Themistokles' Zeit 30-40 Talente jährlich.
Sehr reiche Gruben waren bei Chalkis auf Euböa. Das Erz wurde sortiert, gemahlen, gesiebt, gewaschen und in Öfen [* 22] mit Blasbälgen mittels Kohlen geschmolzen. Spanien [* 23] war reich an vorzüglichem Kupfer, Silber, Gold und Zinn. Geringere Kupferbergwerke fanden sich auch im nördlichsten Teil von Italien, [* 24] im Kanton Wallis, [* 25] in der Nähe von Lyon [* 26] und in Deutschland. [* 27] Herodot spricht von dem Überfluß an Kupfer im Lande der Massageten; in Indien hatte man aus Bronze gegossene Geräte.
Kupferbergwerke waren auch in Bithynien, im nördlichen Kleinasien und in Thrakien am Berg Pangäos in Betrieb. Diese betrieben die Phöniker, welche auch die Minen in Phönikien, im Libanon, in Kilikien, Palästina [* 28] und Edom eröffnet hatten. Im jetzigen Grusien (Thuwal) waren reiche Kupfer- und Eisenlager. In Afrika [* 29] waren Meroe, die Gegend östlich von Karthago, [* 30] Mauretanien, Sabä und Berenike reich an Kupfer. Lange vor Strabon wurde auch auf der Halbinsel Sinai Kupfer gefördert und verschmelzt, später geschah dies östlich von Elefantine.
Äthiopien lieferte Kupfer, Gold und Eisen. Der römische Bergbau [* 31] erblühte erst nach den Punischen Kriegen; die Bergwerke waren Staatseigentum, wurden verpachtet und mit Sklaven betrieben. Man förderte nur die reichsten Erze und vernachlässigte die minder ergiebigen. Unter den Kaisern wurden die Minen nur auf Staatskosten betrieben, die bezwungenen Völker und Verbrecher waren zu den Fronen verpflichtet. Mit dem 3. Jahrh. geriet der Bergbau in Verfall und hörte mit dem 5. Jahrh. ganz auf. Der technische Betrieb der Gruben war, den geringen Hilfsmitteln gegenüber, ein ziemlich vollkommener; nur konnte man nicht an eine vollkommene Ausnutzung denken. Der Hüttenprozeß wich von dem unsrigen nicht sehr ab. Eine Folge der nicht genügend hohen Temperatur war die mangelhafte Schmelzung der Schlacken, welche heute noch mit Vorteil verarbeitet werden können. Im Temesvárer Banat findet man Schlacken, die 50 Proz. Kupfer enthalten.
Die Kupferproduktion wird sehr verschieden angegeben. Deutschland gewinnt Kupfererze in den preußischen Provinzen Sachsen, [* 32] Westfalen, [* 33] Hessen-Nassau, [* 34] Hannover, [* 35] Schlesien [* 36] und Rheinland, ferner in Unterfranken, Braunschweig, [* 37] Thüringen und Anhalt, [* 38] am meisten in den Kreisen Mansfeld, Sangerhausen, [* 39] Arnsberg [* 40] und auf dem Harz, wo auch die bedeutendsten Kupferhütten bestehen. Die Produktion betrug 1880: 248,780 Ztr. Großbritanniens Kupferminen liegen in Cornwall, Devon [* 41] und Chester; die Produktion ist im Sinken und betrug 1880 nur 978,140 Ztr. In Spanien besitzt die Provinz Huelva unerschöpfliche Kupferlager, welche aber nur schwach ausgebeutet werden.
Rußland besitzt Kupfererze in den uralischen Ländern, in Wiborg [* 42] und Abo und gewann 1880: 65,000 Ztr. In Belgien [* 43] wurden 1873: 50,180 Ztr. Kupfer besonders in der Provinz Lüttich [* 44] gewonnen. In Österreich [* 45] ist namentlich Ungarn [* 46] reich an Kupfer;
doch gewinnt man es auch in Salzburg, [* 47] der Bukowina und Tirol [* 48] und zwar zusammen (1873) 29,328 Ztr. Skandinavien besitzt die altberühmten Kupfergruben von Falun, Atvidaberg und Röraas und gewann 1880: 25,000 Ztr. Italien produziert in Venetien, Piemont und Toscana und zwar jährlich etwa 12,000 Ztr. Auch Frankreich, Portugal, die Türkei [* 49] und Serbien [* 50] liefern etwas Kupfer, und im ganzen mag die europäische Produktion sich auf 600,000 Ztr. Rohkupfer beziffern.
Aber nur Spanien und Skandinavien führen mehr Kupfer aus, als sie einführen; alle übrigen Staaten decken ihren Bedarf nicht. Außerhalb Europas werden etwa gewonnen: im asiatischen Rußland 33,000 Ztr., in Chile [* 51] 280,000, in Amerika [* 52] 200,000, auf Cuba 40,000, in Bolivia und Peru [* 53] 30,000, ¶