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Aufbereitung

Der Schauinsland ist eine Lagerstätte, die einen nachhaltigen Bergbau schwierig machte. Die Folge war, ein gerade im 20.Jahrhundert marginal wirtschaftendes Bergwerk, welches unter den in den beiden Weltkriegen vernachlässigten Vorrichtungsarbeiten litt. Die hohe Wertkonzentration der Bleierzes (Silberträger) in den Erzgängen hat früher den Bergbau beflügelt, weshalb er im späten Mittelalter seine größte Blüte erreichte, begünstigt durch den damals hohen Silberpreis. Für modernen Bergbau jedoch, der über leistungsfähige Gewinnungs- und Transportmittel und eine entsprechende Aufbereitungstechnik verfügt, sind so absetzige Gangerzlagerstätten wie im Schauinsland heute nicht mehr interessant.

 

Frühere Aufbereitungsverfahren für Metallerze, aus Agricola

 

Beim Schauinsland kamen weitere Erschwernisse hinzu, wie die von der Gewerkschaft Schwarzwälder Erzbergwerke seit 1900 betriebene nassmechanische Aufbereitung. Dieses Dichteunterschiede beim Haufwerk ausnutzende physikalische Trennverfahren war der Lagerstätte, in der Zinklende und Schwerspat (BaSO4) mit Dichten um 4 g/cm3 oft zusammen vorkommen, kaum angemessen. Deshalb wurden schwerspatreiche Gangpartien teilweise nicht abgebaut. Seit 1891 wurde auf der Kapplersohle geschürft und es gingen Aus- und Vorrichtungarbeiten um. Das dabei gewonnene Erz wurde handgeschieden oder gelagert und wegen der guten Aufschlüsse wurde dann die Aufbereitungsanlage (Erzwäscherei) in Kappel/Neuhäuser errichtet.

 

Heutiges Mundloch des Kapplerstollen auf 981 m über NN

 

Erst die Stolberger Zink, welche die Grube 1935 übernahm, konnte die Aufbereitung in eine Flotation umbauen, was zuvor unterblieben war. Die verschiedenen Aufbereitungsverfahren sind physikalische Trennverfahren, welche das vom Bergwerk angelieferte Haufwerk mit seinen Erzen, den verschiedenen Gangarten, aber kein Flussspat, und dem Nebengestein in möglichst reinen Bleiglanz und Zinkblende trennen. Als Abbauverfahren erfolgte Firstenstoßbau, in den 1950er vereinzelt mit Magazinierung des Haufwerks. Eine Trennung des von der Grube kommenden Haufwerks ist heute unerlässlich, weshalb die Gangarten und das taube Nebengestein entfernt und an die Bauindustrie verkauft wurden. Ein Blei-Zinkerz-Haufwerk, so wie es aus der Grube kommt, ist auch nach einer Handklaubung, heute nicht mehr verkaufsfähig. Aus den beiden Konzentraten stellen die Hütten durch chemische Prozesse dann die reinen Metalle Blei und Zink her.

 

Die Nähe der Aufbereitung zum Bergwerk ist aufgrund der Transportkosten eine weitere wirtschaftliche Notwendigkeit. Der Schauinsland war von der Größe in der letzten Betriebszeit ein mittleres Erzbergwerk. Vom Leopoldstollen im Kappler-Großtal erfolgte der Transport des Haufwerk (täglich bis 200 t) mit der 5,3 km (direkte Entfernung) langen Materialseilbahn mit bis zu 48 daran hängenden Wagen mit 275 l Inhalt, Kapazität 17 t/h, zur Aufbereitung , die sich oberhalb Kappel/Neuhäuser am Hang befand. Das teilweise Heben des Haufwerks im Roggenbach-Schacht und insbesondere der Transport mit der Materialseilbahn waren arbeitsaufwendig und erforderten für die komplett manuellen Handhabungen 4 Mitarbeiter. Ursprünglich als Provisorium gebaut mit einer späteren Verlagerung zum Grubenkraftwerk unterhalb des Barbarastollens in Oberried (nicht zu verwechseln mit dem Barabastollen in Hofsgrund), blieb die Aufbereitung bis zum Schluß in Kappel/Neuhäuser. Der direkte Anschluß an die Höllental-Eisenbahn mit einem eigenen Gleis war begünstigend.

 

Aufbereitung (Erzwäscherei) hoch am Hang in Kappel/Neuhäuser, vom Dreisamtal gesehen.

 

Beim Flotationsverfahren werden die unterschiedlichen Oberflächenbenetzbarkeiten zum Trennen der Erze, der mitgeförderten Gangarten und des Nebengesteins ausgenutzt. Auf Zinkblende und Bleiglanz angewandt, erbrachte das Flotationsverfahren qualitativ gute Erzkonzentrate. Wegen der chemischen Zusammensetzung mit Schwefel enthält Bleiglanzkonzentrat max. 86% Blei, Zinkblendekonzentrat max. 67% Zink. Das Metallausbringen war mit 85% Blei und 94% Zink damals ein gutes.

 

Das fein aufgemahlene Haufwerk wurde mit Wasser versetzt und als Schlammtrübe in die mit Rührvorrichtungen versehene Flotationsbecken gepumpt. Bei dieser Aufschlämmung konnte durch Zugabe von Chemikalien im Kilogrammbereich pro t Haufwerk (Kalk, Kupfersulfat u.a.) der pH-Wert beeinflusst, die Erze wahlweise aktiviert oder passiviert und eine stabile Blasenentwicklung eingestellt werden. Durch von unten in die Flotationsbecken eingeblasene Druckluft schwammen die mit Luft benetzbaren Erze auf. Der vom Auftrieb an die Oberfläche geschwommene Schaum aus stabilen Luftblasen mit anhaftenden kleinen Bleiglanz- bzw. Zinkblendestückchen wurde mechanisch von der Flotationstrübe abgestreift. Die tauben Berge und das unhaltige Material im Haufwerk, war nicht luftbenetzbar und schwamm nicht auf. Es wurde unten aus den Flotationsbecken, pneumatischen Ekof-Wunsch-Zellen, abgepumpt. Die Flotationsbecken mit Inhalten von 0,5 m³ waren parallel geschaltet und mehrfacher Durchsatz der Erze verbesserte das Aufbereitungsergebnis. Die Lösung der Benetzbarkeit verschiedener Oberflächen kann heute noch Probleme bereiten.

 

 

Die Aufbereitung der Erze bewirkte ein umfangreiches Vorgehen und dafür eine richtige kleine Fabrik, in der über 30 Mitarbeiter im 3-Schichtbetrieb tätig waren. Hoch am Hang in Kappel/Neuhäuser gelegen und unter der Woche rund um die Uhr betrieben, war die Aufbereitung früher durch die exponierte Lage ein Wahrzeichen im Dreisamtal. Nach der Grubenschließung am 31.10.1954 wurden dort demontierte Teile gelagert. Am 15.11.1956 wurde nachts der gesamte Aufbereitungskomplex durch ein großes Schadensfeuer eingeäschert, möglicherweise durch unvorsichtige Demontagearbeiten. Zusammenfassend kann gesagt werden: eigentlich ist das Flotationsverfahren dem Waschen von Kleidung nicht unähnlich, wo der Stoff nicht aufgelöst werden soll, sondern nur der Schmutz entfernt. Dabei wird auch beim Waschen Waschmittel zugegeben.

 

Stammbaum der Flotations-Aufbereitung der Grube Schauinsland nach 1935, aus O. Arnold, Die Blei-Zinkerz-Aufbereitung der Grube Schauinsland-Kappel, Erzaufbereitungsanlagen in Westdeutschland, 1955

 

Das vorherige Brechen und anschließende feine Aufmahlen des Haufwerks ist bei dem harten Gneismaterial sehr energieaufwendig und bedingt große Brecher und Mühlen. Die Feinheit der Mahlung wird durch die Lagerstätte bedingt. Im Schauinsland war für das Haufwerk ein durchschnittlicher Aufschlussgrad ausreichend und es wurde vor dem Flotieren bis etwa Puderzucker-Konsistenz gemahlen. Wenn 60% des Haufwerks auf kleiner 0,1 mm gemahlen worden waren, galt das Erz als aufgeschlossen. Versuche einer Bergevorabscheidung vor der eigentlichen Zerkleinerung führten zu keinem Erfolg. Enthielten früher die nach dem Aufbereiten zurückgebliebenen Berge noch Metallgehalte bis 10%, sanken diese nach dem Flotieren des Haufwerks in den niedrigen Prozentbereich.

 

2 etwa handgroße Erzstücke; links Zinkblende und rechts Bleiglanz

 

Die Stolberger Zink hatte den Vorteil der Verwendung der Konzentrate in eigenen Hütten. Dies bewirkte zusammen mit dem Flotationsverfahren und einer verbesserten Grubenausrüstung eine nachhaltigere Nutzung der Lagerstätte. Das Flotationsverfahren ist ein epochaler Jahrhunderterfolg der Aufbereitungstechnik mit dem ersten Grundlagen-Patent der Deutschen Brüder Bessel bereits 1877. Wegen Verfahrensproblemen und einer komplexen Handhabung setzte es sich erst Jahrzehnte später durch. Heute ist es weltweit das Aufbereitungsverfahren, nicht nur im Erzbergbau, sondern von der Kohle bis zum Papierrecycling. Das Flotationsverfahren ermöglichte der Stolberger Zink auch eine Nutzung der Resterzmengen in den früheren Aufbereitungsabgängen der Gewerkschaft Schwarzwälder Erzbergwerke und deren beiden Nachfolgern von 1900 bis 1930. Nach unserer Einschätzung war dieses zugängliche, beträchtliche Erzpotenzial (ca. 500.000 t) für deren Einstieg wesentlich. Ohne diese Nachnutzung und „zweite Aufbereitung“ hätte Freiburg in Kappel/Neuhäuser ein noch ungleich größeres Schwermetall-Problem.

 

 

FGS 02/2020