Zementation

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Zementation ist ein Begriff der Metallurgie, der auf verschiedene Verfahren angewandt wird:

• die elektrochemische Abscheidung von Metallen aus Lösungen
• die Oberflächenbehandlung von Metallen durch Einbringen von Fremdmetallen
• die Verringerung des Kohlenstoffgehaltes von Metallen.
• die Erhöhung des Feingoldgehalts.

Inhaltsverzeichnis 1 Elektrochemische Abscheidung 2 Oberflächenbehandlung 3 Stahlerzeugung 4 Feingold 5 weitere Anwendungen 6 Siehe auch 7 Zitate

[Bearbeiten] Elektrochemische Abscheidung

Zementkupfer tritt als Zwischenprodukt bei der Gewinnung von Kupfer aus kupferarmen Erzen oder Abfällen auf. Durch Einlegen von Eisen in eine Kupfersulfat-Lösung (Zementwasser) fällt elementares Kupfer aus:

Zementwasser kommt auch in Kupferbergwerken als Grubenwasser mehrfach vor.

Liegt bei Erzen oder Abfällen elementares Kupfer vor, werden diese Ausgangsstoffe zunächst geröstet. Durch Erhitzen in Anwesenheit von Sauerstoff entstehen dabei Kupfer-II-verbindungen.

Die Ausgangsmaterialen mit Kupfer-II-Ionen werden nun in verdünnter Schwefelsäure ausgelaugt. Dabei lösen sich die Kupferionen (Cu²⁺) in der Schwefelsäure. Diese Kupfersulfatlösung wird von Feststoffen gereinigt und mit Eisenschrott versetzt. Dadurch fällt elementares Kupfer aus, das anschließend verschmolzen und elektrolytisch gereinigt wird (siehe Kupferraffination).

Ferner zementiert man auch Kupfer durch Zinkerze oder Zink, wodurch eine goldglänzende Oberfläche entsteht. (Knittergold).

[Bearbeiten] Oberflächenbehandlung

Die Oberfläche von metallischen Werkstücken wird zunächst mit dem sogenannten Zementierpulvern behandelt, das Fremdmetalle oder Metallverbindungen enthält. Durch das anschließende Erhitzen werden die Metallphasen verbunden, ohne dass die Stoffe aufgeschmolzen werden.

Man bedient sich hierzu luftdichter Behältnisse. Kleinere Objekte werden in Tongefäßen (Zementierbüchsen), große in eisernen oder mit Ton ausgekleideten Kästen (Zementierkasten) behandelt. In den Behältern wird das Werkstück mit dem Zementierpulver umgeben und erhitzt.

[Bearbeiten] Stahlerzeugung

• Hauptsächlich findet die Zementation bei der Herstellung von Zementstahl Anwendung.
• Adoucieren: Durch Glühen von kohlenstoffreichem, sprödem Roheisen zwischen sauerstoffhaltigen Substanzen, wie Roteisenstein, Magneteisenstein, Braunstein, wird dem Werkstück Kohlenstoff entzogen. Dadurch wird es zäher und hämmerbar.

[Bearbeiten] Feingold

Silberhaltiges Gold wird durch Zementation fein gemacht: Der Silbergehalt wird erniedrigt, wodurch sich der relative Goldgehalt (Feingehalt) erhöht. Das Gold wird in Form feiner Körnchen oder dünner Bleche mit Eisensulfat, Kochsalz und Ziegelmehl erhitzt. Hierbei bildet sich Silberchlorid, welches schmilzt und vom Ziegelmehl aufgesogen wird, während das Gold nicht angegriffen wird.

[Bearbeiten] weitere Anwendungen

Nickeloxid wird in einem mit Kohle ausgefütterten Tiegel durch Erhitzen zu hämmerbarem Nickel reduziert. In der Meeresgeologie ist die Zementation für die Entstehung von Sedimenten verantwortlich. Dies geschieht mit Hilfe der Verkittung von Bindemitteln.

[Bearbeiten] Siehe auch

• Sintern
• Eschweiler Bergbau/Römerzeit

[Bearbeiten] Zitate

Zementation ist ein metallurgisches Verfahren, bei welchem Metalle durch Erhitzen mit pulverförmigen Körpern (Zementierpulver), ohne zu schmelzen, oberflächlich oder in ihrer ganzen Masse eine chemische Veränderung erleiden. Man bedient sich hierzu luftdichter Behältnisse, im kleinen irdener Büchsen (Zementierbüchsen), im großen eiserner oder irdener Kasten (Zementierkasten), in welchen die zu bearbeitenden Körper mit dem Zementierpulver umgeben und erhitzt werden. Hauptsächlich findet dieser Prozeß behufs der Darstellung von Zementstahl Anwendung. Ferner zementiert man auch Kupfer durch Zinkerze oder Zink (Fabrikation des Knittergoldes). Hierher gehört auch das sogen. Adoucieren (s.d.), wobei durch Glühen des kohlenstoffreichern Roheisens zwischen sauerstoffhaltigen Substanzen, wie Roteisenstein, Magneteisenstein, Braunstein, dasselbe kohlenstoffärmer und hämmerbar wird (hämmerbares Gußeisen). Silberhaltiges Gold wird durch Z. fein gemacht, indem man es in Form feiner Granalien oder dünner Bleche mit Eisenvitriol, Kochsalz und Ziegelmehl erhitzt. Hierbei bildet sich Chlorsilber, welches schmilzt und vom Ziegelmehl aufgesogen wird, während das Gold nicht angegriffen wird. Ferner gehört hierher die Reduktion des Nickeloxyds zu hämmerbarem Nickel durch Erhitzen in einem mit Kohle ausgefütterten Tiegel. Ein von den angeführten Prozessen total verschiedener ist die Gewinnung des Zementkupfers durch Einlegen von Eisen in Lösungen von Kupfervitriol (Zementwässer), wie sie als Grubenwasser mehrfach vorkommen.