Zementation

Zementation bedeutet

in der Metallurgie die elektrochemische Abscheidung von Metallen aus Lösungen, die Oberflächenbehandlung von Metallen durch Einbringen von Fremdmetallen oder die Verringerung des Kohlenstoffgehaltes von Metallen.
in der Geologie einen Prozess in der Diagenese von Gesteinen.

Metallurgie

Zementation ist ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung in der Metallurgie, bei welchem Metalle durch Erhitzen mit so genannten Zementierpulvern verbunden werden, ohne dass die Stoffe aufgeschmolzen werden.

Die Zementpulver enthalten Metalle oder Metallverbindungen.

Verfahrenstechnik

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.

Zementkupfer

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:

Cu^{2+} + Fe \rightarrow Cu \downarrow + Fe^{2+}

Zementwasser kommt auch in Kupferbergwerken als Grubenwasser mehrfach vor.

Liegt bei den Erzen oder en 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).

weitere Anwendungen

Hauptsächlich findet die Zementation bei der Herstellung von Zementstahl Anwendung.
Ferner zementiert man auch Kupfer durch Zinkerze oder Zink, wodurch eine goldglänzende Oberfläche entsteht. (Knittergold).
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.
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.
Nickeloxid wird zu hämmerbarem Nickel in einem in einem mit Kohle ausgefütterten Tiegel. durch Erhitzen reduziert.

Geologie

Zementation ist ein Prozess während der Diagenese: zunächst lose Mineralkörner, Gerölle, Schalenreste von Lebewesen werden zu einer festen Masse verkittet'('Lithifizierung''). Als Kittsubstanz dient Calcit oder Quarz, die aus Lösungen auskristallisieren.

Siehe auch

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.