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Blei [1]

[61] Blei, Pb, Atomgew. 206, spez. Gew. 11,37–11,58, je nachdem es raffiniert, geschmolzen oder gewalzt ist, ein blaugraues, glänzendes Metall von sehr geringer Fertigkeit, aber ausgeprägterer Dehnbarkeit; es läßt sich leicht mit dem Messer schneiden, zu Blech auswalzen und zu Draht auspressen. Sein Schmelzpunkt liegt bei 330°, der Siedepunkt bei starker Weißglut, wenn auch schon bei Rotglut eine nicht unbeträchtliche Verdampfung eintritt. Im geschmolzenen Zustande ist es ein vorzügliches Lösungsmittel für andre, besonders für die edlen Metalle.

Bei gewöhnlicher Temperatur ist das Blei chemischen Einflüssen gegenüber sehr widerstandsfähig. Es oxydiert sich an der Luft und im Wasser zwar oberflächlich, doch schützt die Oxyd- bezw. Karbonatschicht (Kohlensäure fehlt ja nie in Luft und Wasser) das darunter liegende Metall vor weiterem Angriffe. Auch die Einwirkung von Schwefel- und Salzsäure beschränkt sich, wegen Bildung unlöslicher Salze, nur auf die Oberfläche des Metalls, Salpetersäure dagegen löst Blei zu Bleinitrat. Viele organische Säuren, z.B. Essigsäure, bilden bei Gegenwart von Sauerstoff (Luft) mit dem Blei ebenfalls sehr leicht lösliche Salze. – Das Blei bildet zwei einfache Oxyde, das Bleioxyd PbO und das Bleisuperoxyd PbO₂. Von ersterem ist auch ein Hydrat bekannt. – Ein zusammengesetztes Oxyd ist die Mennige Pb₃O₄ (= 2PbO + PbO₂,). Mit Schwefel verbindet sich das Blei nur zu einer bemerkenswerten Verbindung, dem Bleisulfid, die leicht mit andern Sulfiden Doppelsulfide (Bleistein) bildet. Bleisalze, in denen das Blei als Basis vorkommt, leiten sich vom Oxyde, solche, in denen es im Säureradikale enthalten ist (Plumbate), vom Superoxyde bezw. dessen hypothetischem Hydrate, der Bleisäure H₄PbO₄ ab. Zu diesen Salzen ist auch die Mennige zu rechnen: Pb₂PbO₄. Gediegen kommt Blei nicht in der Natur vor. Das wichtigste Rohmaterial zu seiner Gewinnung ist der Bleiglanz PbS, der immer 0,001–1,0% Silber enthält, dem sich in zweiter Linie das Weißbleierz, Cerussit PbCO₃ anreiht. Seltenere Erze sind: Bleivitriol PbSO₄; Pyromorphit PbCl₂ · 3Pb₃ (PO₄)₂; Rotbleierz PbCrO₄, Gelbbleierz PbMoO₄; Scheelbleierz PbWO₄. Für die Bleihüttenwerke sind nur die beiden erstgenannten Erze neben einer Anzahl von bleihaltigen Hütten- und andern Abfallprodukten von Bedeutung. Abgesehen von einigen besonderen Vorbereitungsarbeiten oder Abänderungen, die mit Rücksicht auf die Gegenwart einiger andrer Metalle, besonders des Zinks, unvermeidlich sind, wird bei der Verarbeitung der Bleierze zunächst ein rohes Blei, das sogenannte Werkblei, erzeugt.

Verarbeitung von Bleiglanz.

1. Die Röstreaktionsarbeit besteht darin, daß PbO resp. PbSO₄ und PbS bei höherer Temperatur aufeinander wirken:

Reaktionen 2PbO + PbS = 3Pb + SO₂

Reaktionen PbSO₄ + PbS = 2Pb + 2SO₂.

Das geeignete Gemisch von Pb, PbO und PbSO₄ gewinnt man durch teilweises Rösten des Bleiglanzes, 2PbS + 7O = PbO + PbSO₄ + SO₂. Wenn die Reaktion richtig verläuft, muß der Bleiglanz hochprozentig, frei von Kieselsäure und größeren Mengen fremder Schwefelmetalle sein. Verschiedenheiten in der Reinheit der Erze, in den Ansprüchen an das auszubringende Blei, in der Höhe der Brennmaterialpreise und Arbeitslöhne haben natürlich auch Abweichungen in der Ausführung dieser Art der Bleiarbeit zur Folge gehabt. So unterscheiden wir:

a) den Kärntner Prozeß, der in kleinen Oefen mit kleinen Erzmengen bei möglichst niedriger Temperatur so ausgeführt wird, daß nach vollendeter Röstung der Hauptsache nach folgende Umsetzung eintreten kann: PbSO₄ + PbS = Pb₂ + 2SO₂. Da sich in der Praxis die Röstung nicht so leiten läßt, daß auf jedes Molekül PbS genau ein Molekül PbSO₄ gebildet wird, so wird nach beendigter Reaktion meist noch ein großer Teil Blei als Oxyd und Sulfat vorhanden sein, denn es ist

2PbSO₄ + PbS = 2PbO + Pb + 3SO₂ und 3PbSO₄ + PbS = 4PbO + 4SO₂.[61]

Dieses Blei gewinnt man dann nach dem Einstreuen von Kohle in den Arbeitsherd bei fortgesetztem Erhitzen und Durcharbeiten der Rückstände (Preßperiode). Das Sulfat wird dabei zu Sulfid reduziert, das neben Kohle wieder auf das Oxyd reduzierend einwirkt. Vorteile des Prozesses: Geringe Bleiverluste durch Verflüchtigung, geringe Mengen bleiarmer Rückstände (die Schmelzrückstände, die mit 3–9% Pb den Ofen verlassen, werden durch Aufbereitung auf 50–60% Pb angereichert und der Schmelzarbeit wieder zugeführt), Reinheit des ausgebrachten Bleies. Nachteile des Prozesses: Großer Brennmaterial- und Arbeitsverbrauch.

b) Englischer Prozeß. Große Erzmengen (1000 kg Bleierz) werden in großen Oefen bei hoher Temperatur oxydierend verschmolzen. Die entgehenden Röstprodukte finden in dem anfangs in großem Ueberschusse vorhandenen Sulfide ein Reduktionsmittel, mit dem sie sich nach den anfangs gegebenen Gleichungen umsetzen. Die Bleiabscheidung beginnt also fall unmittelbar nach dem Einsetzen der Beschickung. Wenn sie durch Bildung leicht schmelzbarer Schlacken unterbrochen wird, ist von Zeit zu Zeit eine Abkühlung, unter Umständen auch Auflockerung durch Einarbeiten von Kalk in die geschmolzenen Massen erforderlich. Vorteile des Prozesses: Geringer Brennmaterial- und Arbeitsverbrauch. Nachteile des Prozesses: Erhebliche Bleiverluste durch Verflüchtigung bezw. teure Kondensationsanlagen, bleireiche Rückstände, die in besonderen Oefen verschmolzen werden müssen, und unreines Blei.

c) Tarnowitzer Prozeß. Große Erzmengen (bis 4000 kg) werden in großen Flammöfen bei niedriger Temperatur geröstet und verschmolzen: also ein Englisch-Kärntner Prozeß. Vorteile des Prozesses: Geringe Bleiverluste durch Verflüchtigung, reines Blei, geringer Brennmaterial- und Arbeitsverbrauch. Nachteile des Prozesses: Bleireiche Rückstände, die in besonderen Oefen auf Blei verschmolzen werden müssen. Diese drei genannten Prozesse eignen sich nur für möglichst kieselsäurefreies Erz.

d) Der Französische oder Bretagne-Prozeß, der durch eine von der Kärntner etwas abweichende Arbeitsweise die Verarbeitung kieselsäurehaltiger Erze ermöglichen sollte, ist fast überall, wo er im Betriebe war, wieder aufgegeben und durch den Röst- und Reduktionsprozeß ersetzt worden. Einen Uebergang zu dem letztgenannten Verfahren bilden die Herdprozesse. Das Erz wird, mit dem Brennmaterial gemischt, in sogenannten Herdöfen, Apparaten, die in ihrer Konstruktion an die Schmiedefeuer erinnern, geröstet und reduziert. Daß in diesem Falle die Röstprodukte außer durch ungeröstetes Erz auch durch den Kohlenstoff des Brennmaterials reduziert werden, ist erklärlich. Ebenso begreiflich ist es, daß diesem Verfahren bezüglich der Wärmeausnutzung und des Metallausbringens große Mängel anhaften müssen, welche Nachteile noch durch die schädliche Wirkung der den offenen Herden entsteigenden Bleidämpfe auf die Gesundheit der Arbeiter vermehrt werden.

2. Die Röstreduktionsarbeit besteht im Rösten des Bleiglanzes, verbunden mit einer Zersetzung des neben Bleioxyd sich bildenden Sulfates durch Kieselsäure, PbSO₄ + SiO₂ = PbSiO₃ + SO₂ + O, gefolgt von einem mit der Zersetzung des Bleisilikats durch Kalk und Eisenoxydul zusammenfallenden reduzierenden Schmelzen:

PbSiO₃ + CaO = CaSiO₃ + PbO 2PbO + C = Pb₄ + CO₂

Die Röstung wird je nach der Natur des Erzes in Haufen, Flammöten oder in Schachtöfen ausgeführt. Die Umsetzung des dabei entgehenden Bleisulfats in Bleisilikat läßt sich vorteilhaft nur in Flammöfen ausführen; sie unterbleibt bei bleiarmen, silber-, kupfer- oder zinkhaltigen Erzen. Die Röstung bleiarmer Erze (mit weniger als 10% Pb) in Flammöfen würde zu teuer werden. Etwa vorhandenes Silber würde sich bei der zur Zersetzung des Bleisulfats erforderlichen Temperatur in nicht unerheblichen Mengen verflüchtigen. Für das Kupfer hat man während des Schmelzprozesses ohnehin eine gewisse Menge Schwefel nötig, um dasselbe als Kupferstein abzuscheiden; es wäre daher überflüssig, auf eine möglichst vollständige Entschweflung des Röstgutes hinzuarbeiten, denn wenn auch Bleisulfat während des Schmelzprozesses zu Sulfid reduziert wird, PbSO₄ + C₂ = PbS + 2CO_2, so setzt es sich doch mildem Kupfer bezw. den Kupferverbindungen unter Bildung von Kupferstein leicht um: PbS + Cu₂ = Cu₂S + Pb. Das Zink, das seiner Flüchtigkeit (Bildung von Ofenbruch und Mitreißen andrer Metalldämpfe) und schweren Verschlackbarkeit wegen während des Schmelzens zu Betriebsstörungen und Metallverlusten Veranlassung geben würde, muß durch Röstprozesse in vor der Schmelzung auszulaugendes Zinksulfat übergeführt werden. Die Bildung des Zinksulfats ist aber nur bei einer weit unter dem Zersetzungspunkte des Bleisulfates liegenden Temperatur möglich.

Die für die übrigen Erze gebräuchlichen Röstapparate bestehen meist in langen Flammöfen, den Fortschauflungsöfen (Fig. 1), die ununterbrochenen Betrieb, also gute Wärmeausnutzung[62] gestatten. Während durch das in dem Ofen befindliche Material der Flamme der Feuerung stetig entgegengearbeitet wird, setzt man an dem der Feuerung entgegengesetzten Ende nach Bedarf frisches Erz ein. Das Röstprodukt fließt in teigigem Zustande in der Nähe der Feuerbrücke aus dem Ofen ab. Erze mit viel Schwefelkies werden auch wohl behufs Schwefelsäuregewinnung in Kiesbrennern (s. Schwefelsäure), Bleistein und ähnliche Schmelzprodukte zu demselben Zwecke in Kilns (s. Schwefelsäure) abgeröstet. – Zur Ausführung des Schmelzprozesses dienen niedrige Schachtöfen (6–8 m hoch), von denen jetzt ausschließlich Pilz- und Rachetteöfen gebaut werden. Die Pilzofen sind von kreisförmigem Horizontalquerschnitte mit 4–8 Formen im Gestelle. Fig. 2 zeigt einen im Oberharze gebräuchlichen fünfförmigen Bleischmelzofen: a Schacht, b Beschickungstrichter, c Ableitungsrohr für die Gichtgase, d Windleitung, g kühlbare Form, o Kühlwasserzuleitung und p Kühlwasserableitung. Die Rachetteöfen besitzen ovalen oder rechteckigen Horizontalquerschnitt, dessen lange Seiten die Seitenwände bilden. In den schmalen Vorder- und Hinterwandungen des Gestelles ist entweder keine oder je eine Form angebracht, während jede der Seitenwandungen bis zu sechs Formen enthält. Bei Sumpfofenzustellung treten die Schmelzprodukte durch die unter Vorder- und Rückwand vorgesehenen Sümpfe aus. Bei Tiegelofenzustellung pflegt man meist den Arentsschen Stich zur Bleiabführung neben einer oder zwei Schlackenformen anzuwenden. Eine neuere Ofenkonstruktion ist in Fig. 3 in Vertikalquerschnitt, in Fig. 3a zur Hälfte in Ansicht, zur andern Hälfte in Vertikallängsschnitt dargestellt. Sie ist besonders in amerikanischen Hüttenwerken gebräuchlich. Die Rast dieses Ofens ist nicht aus Mauerwerk, sondern aus hohlen Eisenformstücken, die von Wasser durchströmt werden, aufgebaut. Solche kühlbare Ofenteile pflegt man als Water-Jackets (Wassermäntel) zu bezeichnen. In den Fig. 3 und 3a bedeuten: W Windleitung, D Düsenstöcke, E Eintrittsrohr für das Kühlwasser der Rast, X Austrittsstützen für das Kühlwasser aus der Rast, G Schlackenform, A Arentsscher Stich.

3. Die Niederschlagsarbeit stützt sich darauf, daß Eisen dem Bleierz Schwefel zu entziehen vermag: PbS + Fe = FeS + Pb.

Bei der bekannten Neigung des Schwefeleisens zur Bildung von Doppelsulfiden wird eine beträchtliche Menge Bleisulfid zur Bildung von Bleistein (PbS, nFeS) verbraucht. Darauf ist selbstverständlich bei der Möllerung Rücksicht zu nehmen, besonders da die Entstehung von Bleistein, der sich sehr gut bei der Schwefelsäuregewinnung, also zur Nutzbarmachung des Schwefels der Bleierze verwerten läßt, durchaus kein Nachteil des Verfahrens ist. Der Bleistein wird zu diesem Zwecke in Kilns (s. Schwefelsäure) abgeröstet. Das vorwiegend aus Oxyden des. Bleies und Eisens bestehende Röstprodukt dient bei folgenden Schmelzungen wieder als eisenhaltiger Zuschlag, dessen man sowohl zum Verschlacken der Kieselsäure als auch zur Zerlegung des Bleisulfides nach obenangeführter Gleichung bedarf. Man setzt nämlich das Eisen der Beschickung fast nie als solches zu, sondern meist in Form von Oxyden (gerottetem Stein, Kiesabbränden, Rot- und Brauneisenstein) oder basischen, eisenhaltigen Schlacken (Puddel- und Schweißofenschlacken), aus denen das erforderliche metallische Eisen durch Reduktion während des Schmelzprozesses gewonnen wird. Als Schmelzöfen dienen für diesen Prozeß ebenfalls Schachtöfen nach Pilz (Fig. 2) oder Rachetteöfen nach der in Fig. 3 und 3 a dargestellten Konstruktion.

Cerussit und oxydische Hüttenprodukte: Der Cerussit, der als Zersetzungsprodukt des Bleiglanzes meist in unmittelbarer Nähe von Bleiglanzlagern gefunden wird, kann in vielen Fällen gemeinschaftlich mit Bleiglanz verarbeitet werden. Er hinterläßt schon bei gelindem Erhitzen Bleioxyd: PbCO₃ = PbO + CO₂, das, wie bei dem Röst- und Reaktionsprozesse, mit Bleisulfid unter Abscheidung alles Metalles in Wechselwirkung treten kann. Wo er für sich allein[63] in verarbeitungswürdigen Mengen vorkommt, wird er unter Zuschlag von eisenhaltigen Materialien, Kalkstein und Schlacke der eignen Arbeit in Schachtöfen reduzierend verschmolzen.

Oxydische Hüttenprodukte wie Glätte, Herd (s. Treibprozeß unter Silber) u.s.w. werden gemeinschaftlich mit sulfidischen, besonders silberhaltigen Bleierzen verschmolzen. Sie dienen hierbei als sogenannte »Vorschläge«: das aus ihnen leicht reduzierte Blei ist dazu bestimmt, die in den Erzen enthaltenen Edelmetalle möglichst zeitig zu lösen. Man reduziert diese Produkte, besonders die Glätte, auch für sich in niedrigen Schachtöfen (Glättefrischöfen).

Dieses Schmelzverfahren, Glättefrischen genannt, wird, wennschon seltener, auch in Flammöfen ausgeführt. Das so erhaltene Blei führt den Namen »Frischblei«. Dieser Name ist auch auf das nach andern Methoden rein erhaltene, raffinierte oder Weichblei übertragen. An dieser Stelle mag noch eine Ofenkonstruktion Erwähnung finden, die sich besonders für die Verarbeitung von Cerussit, aber auch zum Verschmelzen von Bleiglanz in mehreren amerikanischen und australischen Werken Eingang verschafft hatte. Der ganze Schacht dieser Oefen wird durch einen hohlen Mantel aus Eisenblech ohne jede Steinausfütterung gebildet. Der Hohlraum des Mantels wird während des Betriebes mit Wasser gekühlt (daher der Name Wassermantelofen oder Water-Jacket), so daß die sich auf der Innenwand des Schmelzraumes absetzende erstarrte Schlackenschicht das Verbrennen des Blechmantels verhütet. Nach neueren Berichten jedoch [7], [8] ersetzt man in den Vereinigten Staaten Nordamerikas den Wassermantel größtenteils wieder durch Mauerwerk (s. Fig. 2), da zum Kühlen sehr viel Wasser erforderlich und mit diesem Wasser mehr Wärme fortgeführt wird, als wünschenwert ist.

Erwähnt seien noch folgende Methoden: Nach A. Macdonald (D.R.P. Nr. 80600) wird in einem mit basischem Futter versehenen Konverter durch geschmolzenen Bleiglanz Luft oder Sauerstoff hindurchgeblasen. Den Vorgang veranschaulicht folgende Formel: 2PbS + O₂ = PbS₂O₂ + Pb. Das metallische Blei bleibt im Konverter zurück, eine Verbindung PbS₂O₂ entweicht als Dampf, dieser Dampf wird in einer besonderen Oxydationskammer aufgefangen, eine ausreichende Menge Luft eingeblasen, wodurch die Verbindung PbS₂O₂ in Bleisulfat und Schwefeldioxyd (schweflige Säure) zerlegt wird: PbS₂O₂ + 4O = PbSO₄ + SO₂. In der Bleihütte zu Pertusola (im italienischen Bergwerksdistrikt Carrara) haben Huttington und Heberlein eine neue Erzröstmethode eingeführt, die gegenüber den bisherigen Verfahren mehrere große Vorteile bieten soll. Die Methode gründet sich auf die Erfahrung, daß in einem einzigen Gemisch von Bleiglanz und einem alkalischen Oxyde – in Pertusola verwendet man je nach dem Schwefelgehalt 6–15% Kalk –, das in einem Flammofen auf 700° erhitzt, dann auf 500° abgekühlt wird, sich viel Bleisulfat bildet; läßt man die Masse dann in einem Konverter von einem Luftstrom durchstreichen, so erhöht sich die Temperatur des Gemenges bis zum Eintreten einer Reaktion zwischen PbS, PbSO₄, CaO und dem Luftsauerstoff, aus der dann ein dichtes, entschwefeltes, für die weitere Verarbeitung geeignetes Produkt entsteht. Feraris Verfahren zur Verarbeitung schwefelhaltiger Bleierze (D.R.P. Nr. 102724) bezweckt die Entschweflung roher Bleierze oder gemischter Erze im Gebläseofen ohne vorhergegangene Röstung mit Vermeidung der Erzeugung von Bleistein und Speise und mit Ausnutzung des Schwefels als Wärmequelle. Ohne Brennstoff soll man nach Germont [15] Blei gewinnen können durch Einblasen von einer berechneten Menge Preßluft in eine geschmolzene Masse von Bleiglanz. Man erhält hierdurch metallisches Blei, Schwefeldioxyd und schwarzen Rauch, ein pulverförmiges, hauptsächlich aus sublimiertem Schwefelblei bestehendes Gemenge: 2PbS + 2O = SO₂ + Pb + PbS.[64]

Verarbeitung zinkhaltiger Bleierze.

Die Auffindung mächtiger Lager silberhaltiger Bleierze (vorwiegend Bleiglanze), die beträchtliche Mengen Zinkblende enthalten (in Neusüdwales und Colorado), hat begreiflicherweise die Ausarbeitung geeigneter Methoden zur Zugutemachung solcher Erze stark angeregt und eine große Zahl von Patenten zutage gefördert, von denen nur wenige Aussicht auf Einführung in den Großbetrieb haben dürften. Sie flehen im Prinzip auf dem Boden der alten, auf Harzer und sächsischen Werken schon seit langer Zeit gebräuchlichen Arbeitsweise für zinkische Bleiglanze, wie sie unter »Röstreaktionsarbeit« schon angedeutet wurde. Die bis jetzt bekannt gewordenen elektrochemischen Methoden der Verarbeitung der Bleierze können nicht mit dem gewöhnlichsten Hüttenbetriebe in Wettbewerb treten. Auf die elektrolytische Bleigewinnung von der Electrical Lead Reduction Co. am Niagara (nach P. Salom) sei hingewiesen [14, 1902]. Bezüglich der Ausrichten der direkten elektrolytischen Verarbeitung von Erzen findet sich Näheres in [6].

Reinigung des Werkbleies.

Nach den in vorgehendem erörterten Hüttenprozessen erhält man niemals ein reines Blei, sondern stets Legierungen von Blei mit fast allen in den Erzen neben Blei vorhanden gewesenen Metallen. Abgesehen davon, daß die wertvollen Eigenschaften des Bleies durch die Gegenwart andrer Metalle in demselben ungünstig beeinflußt werden, ist die Ausscheidung der Edelmetalle ihrer selbst wegen nötig (s. Silber). – Von den übrigen metallischen Verunreinigungen läßt sich am leichtesten das Kupfer vom Blei trennen. Dieses bildet mit wenig Blei eine schwerer als Blei schmelzbare Legierung, die beim Einschmelzen des Werkbleies auf die Oberfläche tritt. Sie wird von dem Metallbade durch Abschöpfen oder Abziehen getrennt, daher der Name Abzug für dieses Produkt. Je nach seiner Beschaffenheit wird der Abzug entweder direkt oder nach dem Aussaigern des anhaftenden silberhaltigen Bleies bei dem Kupfersteinschmelzen mit verarbeitet. Eisen, Nickel, Kobalt und Zink werden durch Einleiten von überhitztem Wasserdampfe in die geschmolzene und auf Rotglut erhitzte Legierung als Oxyde entfernt. Arsen und Antimon, von denen letzteres in größeren Mengen im Blei enthalten ist, scheiden sich bei dem oxydierenden Schmelzen, wie es zur Silber- und Goldgewinnung (Teilprozeß) ausgeführt wird, als sogenannter Abstrich aus. Dieser besteht vorwiegend aus antimonsaurem neben wenig arsensaurem Blei, das durch reduzierendes Schmelzen auf Hartblei, eine Bleiantimonlegierung mit 15–23% Antimon, verarbeitet wird. Aus bereits entsilbertem Blei wird das Antimon nach dem Zink zwar auch bei fortgesetztem Einleiten von Wasserdampf oxydiert, aber nicht durch den Sauerstoff des Wassers, sondern durch den der Luft, Der Wasserdampf wirkt nur mechanisch, die Schmelze aufrührend. Eine lehr umständliche Arbeit war bisher die Trennung von Wismut und Blei. Beim Treibprozesse wird kurz vor dem Blicken eine Glätte erhalten, die bis zu etwa 2% Wismut enthält. Ferner fallen beim Feinbrennen des Silbers und auch bei der Verarbeitung bleihaltiger Eisenerze Produkte, die stets einen mehr oder weniger beachtenswerten Wismutgehalt aufweisen. In diesen Produkten wurde nun das Wismut durch wiederholtes Glättefrischen und Abtreiben angereichert. Die kostspielige Arbeit lieferte eine Reihe von Produkten mit allen Wismutgehalten bis zu etwa 30% Bi. Die wismutreichsten [65] Glätten wurden dann auf nassem Wege weiter verarbeitet. Zur Scheidung des Wismuts vom Blei hat Borchers eine elektrolytische Methode eingeführt, durch die eine Trennung leicht erfolgt: In einer leichtflüssigen Schmelze (Alkali- und andre Chloride, durch Bleioxyd und andre Oxyde basisch gemacht) wird das geschmolzene, wismuthaltige Blei zur Anode gemacht. Bei geeigneter Stromdichte löst sich nur Blei, das dann an der Kathode wieder abgeschieden wird. Wismut oder vielmehr eine leicht zu reinigende Legierung von 90–95% Bi und 10–15% Blei fließt ohne Unterbrechung aus dem Anodenraume, reines Blei aus dem Kathodenraume des Zersetzungsgefäßes. Letzteres entspricht der in Fig. 4, 4a und 4b gegebenen Konstruktion; es besteht aus drei Gußeisenteilen. Von diesen sind a (Anode) und k (Kathode) horizontal liegende Halbzylinder; a ist links, b rechts durch je eine geneigte Stirnwand geschlossen. Der dritte Teil ist ein hohler Eisenring v, an dessen äußerer Peripherie sich Ansätze befinden, die dem Querschnitte des Ringes die Gestalt eines umgekehrten T geben. Die halbkreisförmigen Nuten dieses T-förmigen Halbringes dienen zur Aufnahme der Flanschen ff beider Halbzylinder und damit zum Zusammenfügen des Ganzen. Die Flanschen ff müssen jedoch von den Eisenteilen des Ringes v und damit auch voneinander durch Einbetten in Isoliermaterial innerhalb der Nuten voneinander isoliert werden. Für das Aufrechthalten der Isolation und das festere Zusammenkitten der Apparatteile während des Betriebes sorgt der fortwährend von Wasser durchflossene Ring v. Dieter überzieht sich mit einer nichtleitenden erstarrten Kruste von Alkalichloriden. Von den übrigen Apparatteilen ist: r = Ablaufrohr für Wismut; p = Ablaufrohr für Blei; e = Wasserzuflußrohr; x = Wasserablauf; s – Wasserüberlauf; h = Heizkanal (o = Höhenlinie für den Elektrolyten; n = Höhenlinie für das geschmolzene Blei). Bei einer Stromdichte bis 1000 Ampere pro Quadratmeter beträgt die erforderliche Spannung in jedem Gefäße nur etwa 0,5 Volt. – Die elektrolytische Raffination von Werkblei nach Keith ist anfangs der achtziger Jahre versuchsweise in New York in Betrieb gewesen, aber längst als unbrauchbar wieder aufgegeben. Ein elektrolytisches Verfahren zur Raffination von Werkblei beruht auf der Beobachtung, daß Blei leicht löslich ist in einer Lösung von Kieselflußwasserstoffsäure. Die Leitfähigkeit dieses Elektrolyten ist gut, so daß sich Bleisuperoxyd nicht bildet. Die Verunreinigungen des Anodenbleies bleiben an der Anode zurück [16].

Anwendung des Bleies.

Seinen physikalischen Eigenschaften verdankt das Blei die Verwendung beim Kunstguß, für Geschosse, zu Kabeln, Sicherungen u.s.w. bei elektrotechnischen Anlagen, als Dichtungsmaterial für Rohrverbindungen. Als vorzügliches Lösungsmittel für Metalle wird es zur Gewinnung und Raffination der Edelmetalle benutzt, dient auch zur Herstellung einer großen Anzahl wertvoller Legierungen. Seiner chemischen Eigenschaften wegen hat das Blei ausgedehnte Anwendung zu Säure- und Gasleitungsröhren, zur Herstellung und Auskleidung chemischer Apparate sowie zur Konstruktion von Elektrizitätsakkumulatoren gefunden. Eingehendere geschichtliche Angaben finden sich in [9]–[12]. Statistische Angaben und eine Uebersicht über die deutschen Bleihüttenwerke als Bezugsquellen sind in [13] zusammengestellt. Ferner finden sich statistische Angaben sowie Vorschläge und neuere patentierte Verfahren der Bleigewinnung in [14].

Literatur: [1] Kerl, Hüttenkunde, Leipzig 1865, 2. Aufl. – [2] Balling, Metallhüttenkunde, Berlin 1885. – [3] Stölzel, Metallurgie, Braunschweig 1886. – [4] Kerl und Stohmann, Encyklop. Handbuch der Chemie, Braunschweig 1888, 4. Aufl. – [5] Schnabel, Metallhüttenkunde, Berlin 1894, 1. Bd. – [6] Borchers, Elektrometallurgie, Braunschweig 1896, 2. Aufl. – [7] Rothwell, Mineral Industry, New York 1893. – [8] Hofmann, Metallurgy of Lead, New York 1893, 3. ed. – Geschichte und Statistik: [9] Zippe, Geschichte der Metalle, Wien 1857. – [10] Berg- und hüttenmännische Zeitung 1880 und 1881; Geschichte der Metalle. – [11] Virchow und Holtzendorfs Sammlung gemeinverständlicher Vorträge 1885; Hofmann, Das Blei bei den Völkern des Altertums. – [12] Kopp, Geschichte der Chemie, Braunschweig 1843–47. – [13] Rentzsch, Reichsadreßbuch, 1. Bd.: Montan-, Metall- und Maschinenindustrie, Berlin u. Leipzig 1892. – [14] Wagners Jahresberichte der chemischen Technologie, Bde. 1896–1903. – [15] Oesterreich. Bergh. 1902, 525. – [16] Chemiker-Zeitung, Cöthen 1902.

Bujard.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3., Fig. 3a.

Fig. 4., Fig. 4a., Fig. 4b.