Titel: | Ueber zwei eigenthümliche Producte der Nickelfabrication; von Joseph Wharton. |
Fundstelle: | Band 197, Jahrgang 1870, Nr. LXXXV., S. 331 |
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LXXXV.
Ueber zwei eigenthümliche Producte der
Nickelfabrication; von Joseph Wharton.
Aus dem American Journal of
Science durch Chemical News, vol. XXI p. 280, Juni 1870.
Wharton, über eigenthümliche Producte der
Nickelfabrication.
I.
Als ich vor sieben Jahren meine Thätigkeit auf der Gap-Nickelgrube und
-Hütte (Pennsylvanien) begann, fand ich unter den von weinen Vorgängern
zurückgelassenen Stücken einen Nickelstein, in welchem an verschiedenen Stellen
Blättchen von einer offenbar metallischen, zähen, biegsamen und elastischen Substanz
eingesprengt lagen, die ungefähr die Dicke von feinem Schreibpapier, eine Breite von
1/16 bis 1/8 Zoll und etwa die doppelte Länge besaßen. Eine eingehende chemische
Untersuchung dieser Substanz wurde damals nicht ausgeführt, sondern nur eine
oberflächliche qualitative Prüfung, durch welche die Gegenwart von Nickel, Eisen und
Kupfer festgestellt wurde.
Später bemerkte ich bei verschiedenen Gelegenheiten, daß der Nickelstein zu ähnlichen
Bildungen geneigt ist und beauftragte die Arbeiter, sobald diese Erscheinung wieder
eintreten sollte, nach dem Kaltlegen des diesen eigenthümlichen Nickelstein
producirenden Ofens die auf der Sohle desselben stets zurückbleibende feste Masse
(Sau) genau zu untersuchen.Die in Rede stehenden Oefen sind kleine Gebläseöfen, in denen die Erze von
der Gap-Grube in Pennsylvanien (nickelhaltiger Pyrrhotin oder Magnetkies mit 2 Proc.
Nickel und Kobalt) nach vorhergegangenem Abrösten zum erstenmale
niedergeschmolzen werden, und dabei einen ungefähr 12 Proc. Nickel und
Kobalt und beiläufig 4 Proc. Kupfer enthaltenden Stein geben.
Diese feste Masse besteht zum Theil aus Klumpen von Erz, Zuschlag und Brennmaterial
von der ersten Beschickung, welche in unvollkommen geschmolzenem Zustande in den
Herd gelangten und dort blieben, zum Theil aus Ansätzen von dem in vollständigen
Fluß gekommenen Nickelsteine, welcher, während der Ofen im Gange war, einen Sumpf
bildete und jene Klumpen einschloß.
Die in solchen Sauen vorhandenen Höhlungen schienen mir für die Bildung von
Krystallen, sofern eine Neigung zu einer solchen existirte, sehr günstig zu seyn. Im
Sommer vorigen Jahres wurden auch wirklich beim Zerschlagen einer derartigen Herdsau
(was geschah, um sie beim nächsten Schmelzen mit durchzusetzen) sehr interessante Krystallgruppen gefunden;
doch waren dieselben so klein, daß sie ohne die auf ihre Auffindung verwendete
Sorgfalt wahrscheinlich unbemerkt geblieben seyn würden.
Manche von diesen Krystallen haben Würfelform und starken Metallglanz, und die von
ihnen gebildeten Gruppen sehen wie kleine Bleiglanzdrusen aus; andere bilden kleine,
ährenförmig und dendritisch oder federartig gruppirte Oktaeder, den farnkrautartigen
Aggregaten von Zinkkrystallen ähnlich, welche ich zuweilen in den Vorstößen meiner
Galmeiöfen in Bethlehem (Pennsylvanien) gefunden habe.
Diese Krystalle besitzen große Zähigkeit und sind stark magnetisch. Eine von den
ährenförmigen Oktaedergruppen ließ sich wiederholt hin- und herbiegen, ohne
daß sie brach; eine andere, welche auf Wasser schwamm, wies, nachdem sie einigemale
mit einem Magnete emporgehoben worden war, stät nach Norden und verhielt sich gegen
die Pole eines ihr genäherten Magneten ebenso entschieden anziehend und abstoßend,
wie sich eine Stahlmagnetnadel unter gleichen Umständen verhalten haben würde.
Ein Exemplar von den oktaedrischen Krystallgruppen, sowie von der krystallinischen
Grundmasse auf welcher dieselben aufsaßen, wurden von dem Chemiker meiner Werke der
Analyse unterzogen. Dieser fand:
Textabbildung Bd. 197, S. 332
in den Krystallen; in der körnigen
Masse; Kupfer; Nickel und Kobalt; Eisen; Schwefel
Die zweite Columne bei beiden Analysen bezeichnet die Schwefelmenge welche
erforderlich seyn würde, um mit den gefundenen Metallen die Verbindungen
Cu²S, Ni²S und Co²S, FeS
zu bilden; das am Fuße dieser Columnen angegebene Verhältniß
ist das der gefundenen zur berechneten Schwefelmenge.
Wenn wir das Kupfer als Cu²S zugegen annehmen, so haben wir 89,32 Theile Fe,
Ni und Co mit 8,43 Theile S verbunden; nehmen wir dann das mittlere Atomgewicht der
Metalle, den gefundenen Mengen entsprechend, zu 56,85, so ist das atomistische
Verhältniß der Metalle zu dem des Schwefels = 31,4 : 5,27, der Formel R⁶S
sehr nahe entsprechend.
Ziehen wir das Kupfer mit in Rechnung, so erhalten wir das Verhältniß R 32,00, S
5,56, derselben Formel entsprechend, wenn auch weniger genau.
II.
Um eine aus 3/4 Nickel und 1/4 Kupfer bestehende Legirung in Form von Granalien
darzustellen, ließ ich ein Gemenge von den Oxyden dieser Metalle in den geeigneten
Verhältnissen mit Holzkohle in bedeckten Tiegeln der Hitze eines Gebläseofens
aussetzen; es erfolgte die Reduction der Oxyde und die Schmelzung der Legirung,
welche in stark weißglühendem Zustande in Wasser gegossen wurde.
Unter den Metallgranalien fanden sich zahlreiche hohle Sphäroide, von der Größe einer
Erbse bis zu der einer großen Kastanie; viele von denselben waren unvollständig und
zerrissen, viele dagegen ziemlich regelmäßig geformt, gewöhnlich an einer Seite
glatt und glänzend, an der anderen rauh und wie mit Bläschen bedeckt.
Beim Zerschlagen dieser letzteren mit dem Hammer bemerkte ich, daß der Amboß naß
wurde; ich untersuchte daher eine größere Anzahl von diesen Hohlkugeln und fand, daß
dieselben mit Wasser beinahe angefüllt waren, so daß man dessen Gegenwart beim
Schütteln mittelst des Gehörs deutlich wahrnehmen konnte, bei sorgfältigem
Zerbrechen der größeren Sphäroide zeigte es sich in ziemlicher Menge. Flüssiges
Metall, in weißglühendem Zustande in Wasser gegossen, hatte mit Wasser gefüllte
Hohlkugeln gebildet.
Die richtige Erklärung ihrer Entstehung ist zweifelsohne folgende: Als das Metall in
das Wasser gegossen wurde, befand es sich in einem Zustande von Sieden, von
Aufkochen, es gab Gas ab, wahrscheinlich nicht Metalldampf, vielleicht aber
Kohlenoxyd. Die einzelnen Kügelchen, in welche sich der dünne Metallstrom theilte,
sobald er in das Wasser gelangte, ließen sämmtlich Gas fahren, als in Folge ihrer
Berührung mit dem Wasser sich an ihrer Oberfläche ein undurchdringliches Häutchen
von erstarrtem oder teigartig dickflüssigem Metall bildete. Die fortdauernde
Entwickelung von Gas in dem flüssigen Inneren dieser Kügelchen konnte nun keine
andere Wirkung haben, als das Kügelchen zu einer knollenartigen Form auszudehnen,
deren obere Seite in Folge des Bestrebens winziger, in der teigartigen Rinde
eingeschlossener Gasbläschen nach aufwärts zu entweichen, wohl das rauhe Ansehen
erhalten konnte, während ähnliche kleine Bläschen von unten her in die Rinde der
unteren Seite eindrangen, in die innere Höhlung gelangten und die unteren Theile der
Oberfläche glatt und glänzend zurückließen. Natürlich mußten zahlreiche Kügelchen im Beginne ihrer
Bildung zerreißen und verzerrt werden, indem das eingeschlossene Gas einen Ausweg
fand; ebenso mußten alle diese zersprengten Kügelchen sich mit dem Wasser füllen, in
welchem sie sich befanden. Diejenigen hingegen, in denen das Auge keine Oeffnung
entdecken konnte, füllten sich ohne Zweifel nachdem die Kälte des sie umgebenden
Wassers das durch die Hitze ausgedehnte Gas so contrahirt hatte, daß in dem
Kügelchen annähernd ein Vacuum entstand, indem sich dieses durch Wasser ersetzte,
welches nach und nach durch feine Poren eingesogen wurde. Daß solche feine Poren
vorhanden waren, wurde dadurch bewiesen, daß sämmtliche Sphäroide in einer trockenen
Atmosphäre mit der Zeit ihr Wasser verloren.
Nicht alle Schmelztiegel gaben beim Ausgießen solche Kügelchen, denn nicht bei allen
war der Inhalt in dem geeigneten Zustande des Kochens.
Vielleicht hätte sich die Natur des entwickelten Gases bestimmen lassen, wenn eine
genügende Menge desselben durch Zerbrechen der Kügelchen unter einem Recipienten
gesammelt worden wäre, dieß hatte man aber verabsäumt.