Sindings metode

Sindings metode/Sindings prosess/Sinding-prosessen/den sindingske methode

Våtveismetode for ekstraksjon av restkobberet i skrov fra kjernerøstingen.

Metoden bestod i utluting av skrov med etterfølgende felling av kobberet som kobbersulfid ved hjelp av hydrogensulfid. Luten med det utfelte kobbersulfidet ble sedimentert og frafiltrert restluten i store firkantede trekar med en silbunn av vadmel. Det frafiltrerte bunnfallet holdt vått 5 %, tørt opp til 25 % kobber.^[1] Kobbersulfidet gikk så hovedsakelig til svartkobbersmelting. Ved regulær produksjon regnet man med at ca halvparten av skrovets totale kobbergehalt ble utvunnet.^[2]

Metoden ble først og fremst tatt i bruk ved Folldalsverket, men også Rørosverket fattet interesse og anla et ekstraksjonsverk i 1856. Også ved Killingdal gruver NNØ for Røros arbeidet man med S.m. etter at driften ble tatt opp igjen omkring 1850. Det ble også gjort forsøk med metoden ved Ytterøya kobberverk hvor man baserte seg på nyrøsting av fattig malm.^[3]

Råstoffet var skrov etter gammel kjernerøsting. Metoden viste seg imidlertid ikke økonomisk bærekraftig når man forsøkte å basere produksjonen på å skaffe råstoff ved gruvedrift og ny kjernerøsting av utbrutt malm.

Bergmester Mathias Wilhelm Sinding som utviklet metoden, fikk inspirasjon til sine forsøk etter et opphold ved Folldalsverket i august 1848. Det regnet sterkt ved hans besøk og han ble da oppmerksom på den sterke avrenning av kobbersulfatholdig vann fra de gamle skrovhaugene. Sinding mente dette kobberet lett kunne utvinnes som uløselig sulfid ved felling med hydrogensulfid. Det utfelte, rike kobbersulfidet kunne videre på enkel måte forhyttes til kobber.

I faglitteraturen gis det to forskjellige versjoner av hvordan utfellingen skjedde.

Bergmester Andraes Holmsen skriver at ekstraksjonsluten fra utlutingen av skrovet ble ledet inn i et kar hvor det også ble tilført hydrogensulfidlut fra en separat prosess, og at utfellingen til kobbersulfid skjedde i dette karet.^[4]

Professor J.H.L. Vogt skriver at utfellingen skjedde når hydrogensulfidgass ble ledet gjennom kamre hvor sulfatoppløsningen falt som regndråper fra taket, helst i flere omganger.^[5] Begge beskrivelser er detaljerte og det er derfor vanskelig å vurdere den ene opp mot den andre. Kanskje er de beskrivelser av to forskjellige utviklingstrinn?^[6]

Mens metoden for filtrering av bunnfallet var ganske enkel i Folldal, ble det på Røros anlagt en avansert filterpresse drevet med vannkraft.

Filtreringen gikk bare godt når lufttemperaturen var høy nok. Dette førte til at Folldalsverkets ekstraksjonsverk i Alvdal bare kunne være i drift gjennomsnittlig 150 dager i året. Det er også beregnet at 1 liter lut gjennomsnittlig holdt 0,2-0,22 g kobber, og at produksjonen ved anlegget i 1860-årene ga 1 skp, eller 160 kg, kobber pr døgn i gjennomsnitt, dvs. en ukesproduksjon på bortimot 1 tonn.^[7]

Det utvunne bunnfall ble dels først rostet i flammeovn og ekstrahert på koppervitriol, dels gikk det, som nevnt, sammen med venderøstet skjærstein til svartkoppersmelting.^[8]

Metallurgisk tolkning:

Kobbersulfidet ble felt ut ved reaksjonen

2 Cu⁺⁺ (oppløst) +S^--(oppløst) = Cu₂S(bunnfall)

altså en utfelling fra en løsning med kobber- og sulfid-ioner.^[9]   

Varia:

- Kobbersulfidet fra fellingsanlegget i Folldal ble smeltet ved ei nyoppført hytte (1856) kalt "Lilleelvedalens hytte" i Alvdal. S.m. ga verket godt utbytte i 1850-årene, bl.a. på grunn av prisoppgangen i forbindelse med Krim-krigen (1854-1856)^[10]. Ved Røros-verket foregikk utluting, filtrering og smelting i et anlegg ved Ormhaug, ca 5 km nord for Røros. Hytta her, kalt Nyplasshytta, var i drift fra 1856 og ble nedlagt i 1869 da de gamle skrovhaugene var oppbrukt. En tid forsøkte man å forlenge produksjonsperioden ved å røste nybrutt kisholdig kobbermalm, men kostnadene ble for høye. Driften i Folldal ble av liknende årsaker innstilt i 1878.^[11]

S.m. var også planlagt brukt ved Tydalsverket og ved Gilså hytte i Meråker (Selbuverket) hvor det var kjernerøstet rundt 1810. Det er ikke kjent at noen av disse initiativene førte til noe.

- Ved å utnytte moderne kjemisk innsikt midt på 1800-tallet kunne gammelt avfall nå utnyttes. Røros kobberverk, som eide Folldalsverket på denne tiden, var imidlertid ikke overbevist om den nye metodens lønnsomhet så Sinding fikk først anledning til å sette den ut i livet etter Røros-verkets salg av Folldalen til nye "Foldals Interessentskab" i 1849, et selskap Sinding selv tok initiativ til. Metoden viste seg meget lønnsom og ga nytt liv til Folldalsverket etter nedleggelsen i 1848. Som nevnt, fattet Rørosverket interesse for metoden senere på 1850-tallet.

- Det jernholdige residuet etter utluting av skrovet gjenfinnes i dag som tykke lag av rødt pulver, kalt "kamp" Dette ble brukt på veiene for å smelte isen på våren da et lag med kamp gav bedre utnyttelse av solvarmen.^[12]

- Bergmester Sindings utviklingsarbeid var både nyskapende og fremtidsrettet, og en av de få metallurgiske prosesser som er utviklet i Norge. Foruten hans arbeid med utvinning av kobber fra avfallshauger, gjorde Sinding også et banebrytende arbeid for å sette kobberverkene i stand til å utvinne elementært svovel av svovelkisen som mange steder fantes i langt større konsentrasjoner enn kobberkisen. Sindings prosess, som her beskrevet, var en videreføring av dette arbeidet. Professor Magne Mortenson skriver om Sindings arbeide på dette feltet: "Sindings prosess lå langt foran sin tid og det er overraskende at en komplisert prosess av denne art i det hele var tenkbar med datidens primitive teknikk. Men Sinding var en fremragende metall­urg som forsto å omsette sine ideer til praktisk virksomhet." Han moderniserte også hyttedriften ved Kongsberg Sølvverk og forestod der byggingen av den nye smeltehytta som stod ferdig i 1845.^[13] Trolig har han i det sistnevnte arbeidet hatt nytte av sin bergkandidatoppgave fra 1840 med tittelen: "Fremstilling af de Forandringer, hvoraf Forbedringer ved Kongsbergs Hyttedrift staar til at vente." Sinding døde i 1860, bare 49 år gammel.

- I forbindelse med en vurdering av jernbaneutbygging til Folldal utarbeidet verksbestyreren ved Folldals-verket i 1874 kostnadsberegninger som baserte seg på å ta opp igjen kjernerøstingen for opparbeidelse på kobber etter S.m.^[14] Jernbaneprosjektet ble ikke realisert. Tiden og prisutviklingen hadde løpt fra metoden, i alle fall hvis den forutsatte ny gruvedrift.

- Alternativ våtveisprosessering med sementering (utfelling av kobber med jern i kobbersulfatløsningen) synes ikke å ha blitt vurdert i Folldal eller på Røros.

- Etter 2. verdenskrig fikk S.m en kort "renessanse" ved Orklas anlegg i Thamshavn. I de siste årene av det gamle smelteverkets virksomhet (nedlagt 1962) ble gruvevann fra Løkken ført i rørledning til Thamshavn for utfelling av kobberet med hydrogensulfidgass til kobbersulfid og avsluttende smelting.^[15]