Refining of Low Grade Zinc-Gold Precipitates

The purpose of this investigation was to ascertain if advantage could be taken of the copper in the precipitates as a collecting agent of the precious metals in the direct smelting furnace.The products produced to be low grade anode bullion and a slag low in precious metals, high in zinc and lead.

A Study of the Differential Seperation of Galena and Sphalerite

The smelting of complex lead ores is a difficult operation, especially when they contain considerable amounts of iron and zinc. When these ores are smelted, all of the zinc, which is valuable and well worth recovering, goes into the slag. With the advent of the flotation processes, and the ability of these processes to concentrate the lead and zinc minerals into separate products, the smelting of complex lead ores was to a great extent simplified.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Encapsulation of caesium-loaded Ionsiv in cement

The microporous material Ionsiv is used for 137Cs removal from aqueous nuclear waste streams. In the UK, Cs-loaded Ionsiv is classed as an intermediate-level waste; no sentencing and disposal route is yet defined for this material and it is currently held in safe interim storage on several nuclear sites. In this study, the suitability of fly ash and blast furnace slag blended cements for encapsulation of Cs-Ionsiv in a monolithic wasteform was investigated. No evidence of reaction or dissolution of the Cs-Ionsiv in the cementitious environment was found by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. However, a small fraction (<= 1.6 wt.%) of the Cs inventory was released from the encapsulated Ionsiv during leaching experiments carried out on hydrated samples. Furthermore, it was evident that K and Na present in the cementitious pore water exchanged with Cs and H in the Ionsiv. Therefore, cement systems lower in K and Na, such as slag based cements, showed lower Cs release than the fly ash based cements.

Description and chemical composition of manganese deposits during the deep-sea expedition of the streamer Valdivia in 1898-1899

This monograph forms the fourth part of the tenth volume of the scientific results of the voyage of the German exploring ship Valdivia in the Atlantic and Indian Oceans, made during the years 1898-1899. These volumes are published under the editorship of Prof. Chun, the zoologist of Leipzig, who was leader of the expedition ; and Prof. E. Philippi with the cooperation of Sir John Murray. The nature of the materials brought up at various points during the voyage is well illustrated by a series of plates, similar to those accompanying the Challenger volumes. Among the concretions from the Agulhas Bank were found phosphatic nodules containing 33 per cent, of calcium carbonate, 28 of calcium phosphate, 14.6 of calcium sulphate, and 4.8 of magnesium carbonate, with some ferric oxide, alumina, and silica. These nodules were dredged at a depth of 155 metres. Off the coast of Namibia, a large quantity of manganese nodules were also dredged. Their chemical analysis performed at the Mineralogical Institute of the University Jena show similar composition as the nodules recovered by the "Challenger" at station 253 in the Pacific Ocean.

Evaluación de metales pesados en suelos de los oasis irrigados de la Provincia de Mendoza : concentraciones totales de Zn, Pb, Cd y Cu

En Mendoza, Argentina, no existen antecedentes respecto de la presencia de elementos trazas, totales y disponibles, relacionados con el uso de los suelos en los oasis irrigados. El objetivo del trabajo, en esta etapa, fue determinar los contenidos totales de plomo (Pb), cadmio (Cd), cinc (Zn) y cobre (Cu) en la capa superficial de suelos (0-25 cm), diferenciados en siete tipos según una clasificación utilitaria: suelos vírgenes (SV); suelos de banquina (SB); suelos vecinos a banquina (SVB); suelos de agricultura intensiva (SAI); suelos de agricultura protegidos por lucha antigranizo (SLAG); suelos afectados por actividad industrial (SI) y suelos urbanos (SU). Sobre un total de 200 muestras se efectuó una digestión ácida en caliente y en los extractos se determinaron los metales en su fracción total, mediante espectrofotometría de absorción atómica (AAS). El análisis estadístico de los datos muestra que los niveles más elevados de Cu y Cd se detectan en SAI, con medias de 39,3 y 2,5 mg kg-1 respectivamente. En SI se observan los mayores valores de Pb, con una media de 80,6 mg kg-1 y en SU los mayores tenores de Zn, con un valor medio de 740 mg kg-1. La Ciudad de Mendoza, con mayor densidad poblacional, presentó los mayores contenidos de Zn, Pb y Cd. Las concentraciones encontradas se ubican por debajo de las exigencias de la legislación argentina y la mayoría de los suelos pueden clasificarse como no contaminados (SNC) o ligeramente contaminados (SLC). Se prevé completar este estudio con la determinación de las fracciones disponibles de los elementos estudiados, correlacionándolos con variables edáficas físico-químicas como textura, pH y materia orgánica.

(Table 1) Composition of bottom sediments and pore waters from the West Africa shelf

Organic and mineral phosphorus (P_org and P_min) have been determined in pore waters of terrigenous, biogenous, as well as weakly phosphatic and phosphatic sediments from the shelf of the West Africa (in 30 samples). Concentrations of P_min in the pore waters have been examined in close relation to grain size and chemical composition (amounts of P and N_org) of solid phase of the sediments. It has been demonstrated that among sands and coarse silts, maximum concentrations of P_min (up to 1.7 mg/l) in the pore waters have been observed in weakly phosphatic and phosphatic sediments rich in organic matter of the highly productive shelf of the Southwest Africa. Concentrations of P_min in the pore waters are most clearly associated with contents of N_org in the solid phase of the sediments (correlation coefficient R = 0.71) and P_org in the pore waters (R = 0.78).

(Table 3) Lanthanum and scandium contents in phosphorites from seamounts and submarine rises

Scandium and lanthanum were analyzed using neutron activation and ICP-MS methods in 60 samples of oceanic phosphorites of various composition and age recovered from continental margins and seamounts in the Atlantic and Pacific Oceans. In the samples studied scandium content ranges from 0.1 to 60 ppm, lanthanum content ranges from 0.4 to 513 ppm, and La/Sc ratio varies from 1.1 to 114. The lowest scandium content occurs in recent phosphorite nodules, intermediate - in Pleistocene phosphatic sand, and the highest - in ancient seamount phosphorites. Process of scandium accumulation in the phosphorites is mainly controlled by their specific surface area and duration of their contact with ocean water. Lanthanum concentrates in the phosphorites much more intensely than scandium. Correlation between scandium and lanthanum distribution is weak, and it appears only when average concentrations of these elements in various groups of samples are compared.

(Table 1) Minerals of bulk sediment at DSDP Holes 64-480 and 64-481

This paper provides a brief, descriptive, sedimentological background for the chapters on hydraulic piston core Site 480 in this symposium, and supplements data given in the site chapter for Sites 479-480 (this volume, Pt. 1). Sediments are composed primarily of planktonic diatoms, with minor numbers of silicoflagellates, radiolarians, and varying amounts of both benthic and planktonic foraminifers, along with a large terrigenous component of olive brown, silty clay. The section contains meter-thick intervals of finely laminated facies alternating with nonlaminated zones. A few paleoenvironmental events are documented within the generally uniform sequence by sporadic occurrences of thin turbidites, phosphatic concretions, fish debris concentrations, an ash layer, and a thin layer of diagenetic dolomite. The distribution of nonlaminated and laminated zones is attributed to fluctuations of bottom-water oxygen content caused by variations in circulation, fertility, and productivity. Homogeneous sections are interpreted as coinciding with cooler climatic periods, whereas laminated sections seem to correspond to upwelling conditions during drier periods.

Geochemistry at DSDP Holes 80-550 amd 80-548

At Sites 548 and 550 of DSDP Leg 80 several condensed sedimentary sections contain various types of polymetallic crusts. The relationships between mineralogic and geochemical data in the sections have been studied in the context of the biostratigraphic and sedimentologic results. The diagenetic evolution during periods of low accumulation rate varies according to depth and sedimentary environment. At Site 548 on the continental margin, the phosphatic and manganiferous crusts are similar to those related to upwelling influences before Late Cretaceous deposition. At Site 550 the upper Paleocene cherts, deposited directly on oceanic crust, are overlain by pelagic brown clays containing diagenetic manganiferous concretions characterized by very high Sr and Ba contents. The origin of these small nodules is probably related to the authigenesis of fecal pellets. The upper Eocene indurated section is made up of authigenic zeolites, clays, and Fe-Mn phases and is similar to the volcanic-sedimentary deposits described in deep basins and seamounts of the Pacific. These crusts and a polynucleated nodule within the overlying sediments have geochemical characteristics (high Ni, Co, and Cu contents) similar to those formed in the deep ocean under volcanic influences during periods of low sedimentation rates or sedimentary hiatuses. Volcaniclastic material is ubiquitous and peculiarly abundant in Eocene sections and can be related to the volcanic formation of Iceland in the North Atlantic.

Distribution of biological, anthropogenic, and volcanic constituents in the San Francisco Bay Coastal System

Although conventional sediment parameters (mean grain size, sorting, and skewness) and provenance have typically been used to infer sediment transport pathways, most freshwater, brackish, and marine environments are also characterized by abundant sediment constituents of biological, and possibly anthropogenic and volcanic, origin that can provide additional insight into local sedimentary processes. The biota will be spatially distributed according to its response to environmental parameters such as water temperature, salinity, dissolved oxygen, organic carbon content, grain size, and intensity of currents and tidal flow, whereas the presence of anthropogenic and volcanic constituents will reflect proximity to source areas and whether they are fluvially- or aerially-transported. Because each of these constituents have a unique environmental signature, they are a more precise proxy for that source area than the conventional sedimentary process indicators. This San Francisco Bay Coastal System study demonstrates that by applying a multi-proxy approach, the primary sites of sediment transport can be identified. Many of these sites are far from where the constituents originated, showing that sediment transport is widespread in the region. Although not often used, identifying and interpreting the distribution of naturally-occurring and allochthonous biologic, anthropogenic, and volcanic sediment constituents is a powerful tool to aid in the investigation of sediment transport pathways in other coastal systems.

Contents of major components, U, and Th in bones and bone debris

Uranium and thorium contents, as well as their distribution patterns have been studied in biogenic phosphates from the Atlantic and Pacific Oceans. Differently lithified fish remains (bones, scales, teeth) and marine mammal bones (ribs, vertebras, earbones) collected from both reduced shelf sediments and oxidized pelagic ones have been analyzed. U content in the material varies from 0.7 to 700 ppm, and Th content - from <0.5 to 14 ppm. U/Th ratio varies from 0.16 to 400. Contents of both elements increase with lithification of biogenic phosphates. U concentration is more intense on shelves, whereas thorium concentration increases in pelagic areas. Partial positive correlation of U and Th with Fe and negative correlation of U with organic carbon are noted. The latter corresponds to higher lithification of biogenic phosphates. Calcium phosphate transformed from hydroxyapatite to fluorcarbonate-apatite is the main carrier of U, while transformed organic matter is a minor agent. Thorium is mainly bound with Fe.