Titel: | Werthstellung verschiedener Kaoline unter sich, durch pyrometrische Bestimmung; von Dr. Carl Bischof. |
Autor: | Carl Bischof [GND] |
Fundstelle: | Band 198, Jahrgang 1870, Nr. C., S. 396 |
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C.
Werthstellung verschiedener Kaoline unter sich,
durch pyrometrische Bestimmung; von Dr. Carl Bischof.
Bischof, über Werthstellung verschiedener Kaoline unter sich, durch
pyrometrische Bestimmung.
Die eigentlichen Kaoline von primärer Lagerstätte sind schon von Werner in
seinem Mineralsystem als bestimmte Gattung aufgestellt worden wegen gewisser
gemeinsamer, charakteristischer Eigenschaften, welche als Folge derselben
Entstehungsweise nach festen chemischen Gesetzen leicht erklärlich sind. Auch in
pyrometrischer Beziehung sind namentlich die reineren Kaoline durch gewisse
hervortretende Merkmale gekennzeichnet, und ist hierfür die Aufstellung eines
Normalkaolins zu rechtfertigen, wenn auch selbstredend derselbe für die Kaoline
überhaupt und deren variirende Feuerfestigkeit nur in relativer Weise gelten
kann.
Gemäß meiner Werthstellung der feuerfesten Thone,Polytechn. Journal Bd. CXCIV S. 420
und Bd. CXCVI S. 438.
worin als Repräsentant ausgezeichneter Kaoline die geschlämmte Porzellanerde von
Zettlitz in Böhmen angenommen, gehören sie, – wenn man den bestbekannten
feuerfesten Thon = 100 setzt und die Bestimmung mittelst des bezeichneten
Normalgemenges in der beschriebenen Art ausführt, – zu den
70–60procentigen. Wie im Ganzen unter den Thonen, nehmen die weniger unreinen
Kaoline im Allgemeinen einen recht hohen Platz in feuerfester Hinsicht ein.
Stellen wir uns die Aufgabe einer speciellen und schärferen Ermittelung der bereits in der erwähnten Abhandlung
bezeichneten merklich verschiedenen Schwerschmelzbarkeit, welche bei den
verschiedenen Kaolinerden (selbst den geschlämmten) stattfindet, und wägen die
pyrometrischen Unterschiede gegen einander ab, so ergibt sich die nachfolgende
Sonderung (Unterabtheilungen). Gleichzeitig mögen diese Bestimmungen, wie schon
andeutungsweise von mir in diesem Journal Bd.
CXCVI S. 447 geschehen, als Beispiel dienen, wie nicht allein mittelst
bestimmter Normalthone das Einordnen überhaupt außerordentlich erleichtert wird,
sondern auch in ähnlicher Weise Abstufungen, welche sonst verschwindend erscheinen,
sich noch entschieden feststellen lassen.
Unter den altbekannten, namentlich durch die Fabricate daraus höchst wichtigen und
berühmten Porzellanerden, sowie denen welche auf der letzten Welt-Ausstellung
zu Paris sich befanden, wähle ich folgende aus, von denen auch meist und zwar neuere
Analysen vorliegen:
1. Normal-Kaolin.
Denselben bildet die geschlämmte Porzellanerde von Zettlitz bei Carlsbad. Farbe weiß,
mit einem Stich in's Graue.
Die bereits unter den Normalthonen von mir angeführte Analyse dieser geschlämmten
Kaolinerde wiederhole ich hier:
Thonerde
38,54
17,960 O³
Kieselsäure chem.
geb. „ als
Sand
40,53 5,15
45,68
24,363 O³
MagnesiaKalkEisendoxydKali
(vorherrschend)
0,38 0,08 0,90 0,66
Stets und auch in den folgenden Analysen als Oxydul berechnet.
0,1520,0230,1080,112
0,467 O =
1,401 O³
Glühverlust
13,00
–––––
99,24
Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:Nach Verbesserung des unrichtigen Factors 0,63158 statt 0,53333 für die
Kieselsäure.
12,82 (Al²O³, 1,35 SiO³) + RO
oder
1) 1 Theil Flußmittel kommt auf
12,82 Thonerde,
2) 1
„
„
„ „
17,31 Kieselsäure
und
3) auf 1 Theil Thonerde kommen
1,35 Kieselsäure.
Pyrometrisches
Verhalten.
Ein aus der geschlämmten Masse angefertigter kleiner Cylinder, zweimal bis zur
bestimmt erreichten, doch nicht merklich überschrittenen
Platin-SchmelzhitzeEs wurde dieser hohe und wiederholte Hitzegrad gewählt, da alsdann auch
kleinere pyrometrische Unterschiede der Kaoline unter einander sich
deutlicher zu erkennen gaben. Die Kontrolle, daß
Platin-Schmelzhitze erreicht war, lieferte ein in eine
Thonerdekapsel eingeschlossener zusammengewickelter Platindraht, welcher
zur Kugel geschmolzen, die noch hämmerbar war. War dieselbe nicht mehr
ductil, sondern zersprang, so war dieß ein Zeichen, daß das Platin sich
bereits einige, wenn auch nur kurze Zeit im geschmolzenen Zustande
befunden hatte, der Hitzegrad also ein höherer gewesen. Sonstiger
Verunreinigung war vorgebeugt. ausgesetzt, ist außen wie
innen nicht glasirt oder kaum; die Bruchfläche erscheint unter der Loupe mit
feinsten Poren übersäet.
Abgewogen, dann innigst mit dem unten bezeichneten Gemenge versetzt und ebenso
geglüht:
ist er bei 1/10 Zusatz unmerklich glasirt
und bei 2/10 Zusatz außen wie innen ohne Glanz.
Die Bruchfläche beginnt körnig zu werden.
Die geschlämmte Zettlitzer Kaolinerde erfordert demnach
höchstens zwei Zehntel Zusatz, um den beschriebenen Grad der
Feuerfestigkeit zu zeigen.
Das Bindevermögen ist = 3.
Die Analyse wie Formel bestätigt das günstige pyrometrische Vorhalten.
2. Kaolin von Halle.
Er wird bekanntlich in der königl. Porzellan-Manufactur zu Berlin verarbeitet.
Nach gütigen Mittheilungen von Dr. Elsner kommt diese Porzellanerde auf primärer Lagerstätte vor, ist aus
zersetztem Porphyr entstanden und wird durch Tagebau gefördert. Im rohen Zustande
ist sie von grauweißer Farbe (mit einem Stich in's Schmutzig-Röthliche) und
rauher Beschaffenheit in Folge des Gehaltes an Quarzsand. Letzterer, abgeschlämmt,
besteht aus Streusand, dessen reine, durchsichtige wie kantige, aber auch theilweise rundlich
abgeschliffene Körner von Hirsegröße sind. Glimmerblättchen sind nicht zu
bemerken und in dem ausgesuchten Material nur selten eisengelb gefärbte Fleckchen
wie vereinzelte schwarze Punkte.
Im Durchschnitt kann das lose, erdige und leicht zerreibliche Klumpen bildende
Rohmaterial angenommen werden als bestehend aus: reinem Porzellanthon 65 Proc.,
Quarzsand 15 Proc. und Wasser 20 Proc., wechselnd nach seinem
Feuchtigkeitszustande.
Der Preis welchen die königl. Manufactur für das aus den Sennewitzer und Morler
Feldfluren bei Halle geförderte Rohmaterial zahlt, beträgt für gute trockene Erde,
welche von gelben Adern, Eisenocker, grobem Sand etc.
durch mechanisches Ausscheiden so weit als möglich befreit ist, per Centner einschließlich des Transportes bis zum Ufer
der Saale, 3 Sgr. 10 1/2 Pf.
Die geschlämmte Porzellanerde, wie sie in der kgl. Manufactur verarbeitet wird,
besteht nach Mitscherlich aus:
Thonerde
26,07
12,149 O³
Kieselsäure
71,24
37,994 „
KalkEisenoxydKali
0,231,930,45
0,066 0,386 0,076
0,528 O =
1,584 „
–––––
99,92
Diese Zusammensetzung gibt die Formel:
7,67 (Al²O³, 3,12 SiO³) + RO
In dem geschlämmten Hallischen Kaolin kommen somit hinsichtlich gleichwerthiger
Sauerstoffmengen:
1) 1 Theil Flußmittel auf
7,67 Thonerde,
2)
1 „ „ „
23,93 Kieselsäure und
3) auf 1 Theil Thonerde kommen 3,12 Kieselsäure.
Als ich eine durch die freundliche Vermittelung des Directors der kgl.
Porzellan-Manufactur mir zugekommene Durchschnittsprobe von einigen Pfunden
schlämmte, erhielt ich eine Masse welche nicht so weiß wie die Zettlitzer
geschlämmte Erde ist, sondern einen Stich in's Schmutziggelbe, Röthliche zeigt.
Pyrometrisches
Verhalten.
In vorher beschriebener Weise wiederholt der Platin-Schmelzhitze
ausgesetzt, ist die Probe außen völlig glasirt, innen glänzend; Bruchfläche
muschelförmig und ziemlich dicht, quarzig.
Um diesen entschiedenen Abstand gegen den Normalkaolin
durch eine bestimmte Zahl auszudrücken, erwies sich folgendes Verfahren als
geeignet.
Ich versetzte den fraglichen geschlämmten Kaolin, nachdem er vorher feinst
pulverisirt über der Berzelius'schen Lampe geglüht
und abgewogen worden war, innigst mit einem Gemenge aus 2 Gewichtstheilen reiner
Thonerde und 1 Theil reiner Kieselerde in Abstufungen von 1/10 bis 10/10 seines
Gewichtes.Desselben Verhältnisses bediente sich Richters
bei seiner Bestimmungsweise mittelst reiner Thonerde. Der
Zusatz fand hierbei so lange statt, bis eine Probe erhalten wurde, die in dem
bezeichneten Hitzegrade keine Glasirung oder vielmehr ein deutlich mattes
Ansehen und auf dem Bruche ein körniges Ansehen erkennen ließ.
So versetzt und wiederholt geglüht, verlor der in Rede stehende, von mir
geschlämmte Kaolin die Glasirung bei einem Zusatze von 9/10, welche Probe kaum
noch geglättet erschien, und nicht mehr bei 10/10 desselben. Die Bruchfläche ist
alsdann körnig, einsaugend, ein wenig löcherig.
Der geschlämmte Hallische Kaolin verlangt also für
denselben angenommenen Grad der Feuerfestigkeit neun bis zehn Zehntel
Zusatz.
Das verhältnißmäßig ungünstige pyrometrische Verhalten steht in Einklang mit den
Resultaten der Analyse und der daraus berechneten Formel.
Das Bindevermögen ist = 2 – 3.
Da das Gemenge von anderer Zusammensetzung istWegen der höheren Prüfungshitze (Platin-Schmelzhitze) war, wie aus
früherer Darlegung ersichtlich, die Anwendung eines sehr basischen
Gemenges geboten. als das für die Normalthone benutzte, so
lassen sich die gefundenen Zahlen nicht unmittelbar auf das frühere System
beziehen. Es ist dieß aber von um so geringerer Bedeutung, da wie oben erwähnt
bei den Kaolinen überhaupt als besondere Gattung auch
ein gesonderter Vergleich unter sich um so mehr angezeigt ist, als den
natürlichen Verhältnissen nach die Verschiedenheiten durch Verunreinigungen sehr
bedeutend seyn können. Nehmen wir die Kaoline nicht wie sie als Handelswaare,
ausgesucht oder meistens sortirt bekannt sind, sondern wie sie in ihrer Lagerung
vorkommen, stellenweise, besonders an den Grenzpunkten, höchst unrein, von
Eisen, Glimmer und anderen Zersetzungsresten erfüllt, so ist es begreiflich daß,
je nachdem das Material der einen oder anderen Localität entnommen wird oder
Reinigungsprocesse mit größerer oder geringerer Vorsicht ausgeführt werden, wir
unter den Kaolinen solche antreffen, die den Namen mit Recht verdienen, aber in
pyrometrischer Hinsicht in eine wesentlich tiefere Classe kommen.
Sächsische
Porzellanerden,
welche bei der königl. Porzellan-Manufactur zu
Meißen in Anwendung sind und die ich nebst Notizen der Güte des dortigen
Directors verdanke.
3. Kaolin von Aue bei
Schneeberg.
Er ist bekanntlich die älteste in Sachsen aufgefundene und zur Anfertigung des ersten
von Böttcher dargestellten weißen Porzellans verwendete
Porzellanerde, welcher auch Werner die Charakteristik des
als Gattung angenommenen Kaolins entnommen hat.
Diese Erde wird jetzt nur noch zu kleineren, die feinste Ausarbeitung bedürfenden
Gruppen und Figuren benutzt. Wegen der sehr mühsamen bergmännischen Gewinnung kommt
dieselbe der Meißner Manufactur, deren Eigenthum sie ist, auf 4 Thlr. per Zollcentner zu stehen.
Sie ist aus Granit entstanden.
Das Rohmaterial bildet größere, ziemlich feste Stücke von
weißer Farbe mit einem Stich in's Graue. Gelbgefärbte eisenhaltige Stellen, wie
Quarzschnüre finden sich vereinzelt. Glimmerblättchen sind nicht zu bemerken. Es
zerreibt sich sehr schwierig wegen der steinichten Beschaffenheit.
Durch Schlämmen geht verhältnißmäßig nur sehr wenig feinste Porzellanerde über und
der Schlämmrückstand ist sehr bedeutend. Derselbe besteht aus grobem Quarz, wovon
der kleinere Theil durchscheinend, der größere weiß und undurchsichtig ist.
Die von der kgl. Porzellan-Manufactur geschlämmte Porzellanerde bildet ein
sehr zartes Mehl mit kleinen Klümpchen. Sie knirscht wenig fühlbar beim Reiben in
der Achatschale und ist weiß mit einem Stich in's Röthliche.
Pyrometrisches
Verhalten.
Wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die Probe außen wie
innen unglasirt; Bruchfläche muschelförmig, schön dicht und weiß.
Der geschlämmte Auer Kaolin, welcher schon für sich in
dem bezeichneten Hitzegrade keine Glasirung erkennen läßt, erfordert für den
gleichen Grad der Feuerfestigkeit keinen Zusatz.
Er ist demnach schwerer schmelzbar als der Normalkaolin.
Das Bindevermögen ergab sich = 3.
4. Kaolin von Seilitz bei
Meißen.
Er kommt in ansehnlicher Mächtigkeit und in geringer Tiefe vor, weßhalb die Gewinnung
eine verhältnißmäßig leichte und wohlfeile ist. Die Ausbeutung der contractlich
durch die Manufactur erworbenen Lagerstätten erfolgt ausschließlich für
Manufacturzwecke.
Er ist aus Porphyr (Feldspathporphyr, Felsitfels) entstanden.
Das Rohmaterial besteht aus ziemlich losen, erdigen Stücken von weißer Farbe, mit
einem Stich in's Gelblich-Graue. Eisenhaltige Stellen finden sich nur selten,
und ganz vereinzelt kleine Nester von Glimmerblättchen. Zerreibt sich leicht.
Wird das Material geschlämmt, so bleibt ein beträchtlicher Rückstand, welcher meist
aus weißem, undurchsichtigen, kantigen Streusand besteht,
worin Körner bis zur Größe eines Pfefferkornes sich befinden. Größere Splitter, die
gewöhnlich von dunkler Farbe sind, zeigen sich vereinzelt. Mitunter finden sich
schwarz gefärbte Körnchen, sowie auch Glimmerblättchen.
Die in Meißen geschlämmte Porzellanerde ist schön weiß und zeigt kaum einen Stich
in's Gelbliche. Sie knirscht unfühlbar beim Reiben in dem Achatmörser.
Pyrometrisches
Verhalten.
Wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die Probe außen Wenig
glasirt, innen kaum glänzend. Bruchfläche verdichtet, krugartig.
Versetzt und wiederholt ebenso geglüht, erschienen die Proben bis zu 6/10 Zusatz geglättet und
erst bei 8/10 Zusatz zeigt sich die Bruchfläche körnig.
Der fragliche Kaolin erfordert somit für den gleichen Grad
der Feuerfestigkeit acht Zehntel Zusatz.
Das Bindevermögen ist = 3 – 4.
5. Kaolin von Sornzig bei
Oschatz.
Die Gewinnung des ebenfalls mächtigen und wenig tiefen Vorkommens ist eine gleich
günstige. Derselbe wird jedoch auch nicht verkauft.
Er ist aus Quarzporphyr entstanden, welcher in der Nachbarschaft des Erdenlagers mehr
oder weniger verwittert als Felsart auftritt und in dortiger Gegend als Baustein
verwendet wird.
Da Rohmaterial bildet größere Stücke von sehr gleichmäßigem Ansehen, eine meist
erdige Masse, in welcher sich zahlreiche dunkel erscheinende Punkte (Quarzkörner)
befinden. Unreine, eisen- oder glimmerhaltige Stellen sind nicht zu bemerken.
Zerreibt sich ganz leicht.
Durch Schlämmen wird ein beträchtlicher Rückstand erhalten, welcher aus kantigen Körnern besteht, deren Kerne durchsichtiger oder
durchscheinender Quarz sind und deren Aeußeres rein weiß und nicht durchscheinend
ist. Die Körner sind im Ganzen sehr gleichmäßig von der Größe eines viertel und
halben Pfefferkornes. Die in der Manufactur geschlämmte Porzellanerde ist weiß, mit
einem Stich in's Hell-Gelbliche. Knirscht wenig fühlbar beim Reiben in dem
Achatmörser.
Pyrometrisches
Verhalten.
Wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die gleiche
Cylinderprobe außen glasirt, innen nicht glänzend, schön dicht.
Beim Versetzen in der bezeichneten Weise sind nur zwei Zehntel Zusatz
erforderlich, damit die Probe außen matt und innen fast körnig sich
verhalte.
Das Bindevermögen ist = 3.
6. Kaolin von St. Yrieix bei
Limoges. (Pariser Ausstellung von 1867; Classe 40, Nr. 58.)
Der Rohkaolin, welcher sich auf der letzten Welt-Ausstellung befand, besteht
aus festen, fast rein weißen Gesteinstücken.
Er ist zerstörtes Gneisgebirge.
Zerstößt sich ziemlich leicht. Beim Schlämmen bleibt ein bedeutender Rückstand von
schön weißem Staube und Streusand, welcher aber aus
kantigen, theilweise durchscheinenden Stückchen bis zur
Größe eines Stecknadelkopfes besteht.
Die geschlämmten Proben zeigen eine rein weiße Masse mit zerstreuten
schmutzig-gelben Flecken. Knirscht ein wenig.
Nach Malaguti in Severs enthält die geschlämmte Erde im
Mittel aus zwei nahe stimmenden Analysen:
Thonerde
42,30
19,713 O³
Kieselsäure
54,40
29,013 „
Magnesia und KalkAlkalien
0,652,35
0,186 0,399
Als Kalk berechnet.
Stets als Kali berechnet.
0,585 O =
1,755 „
–––––
99,70
Diese Zusammensetzung entspricht der Formel:
11,23 (Al²O³, 1,47 SiO³) + RO
oder
1) 1 Theil Flußmittel kommt auf
11,23 Thonerde,
2) 1
„
„ „
„
16,50 Kieselsäure
und
3) auf 1 Theil Thonerde kommen
1,47 „
Pyrometrisches
Verhalten.
Wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die Probe wenig
glasirt, aber reichlich fleckig; Bruchfläche ohne
Glanz, dicht und gleichfalls fleckig.
Versetzt und wiederholt ebenso geglüht, sind die Proben bis zu 6/10 Zusatz
geglättet, bei 7/10 Zusatz kaum noch und bei 8/10 körnig.
Der in Rede stehende geschlämmte Kaolin bedarf somit
7–8 Zehntel Zusatz für den angenommenen Grad der
Feuerbeständigkeit.
Gemäß der Analyse wäre ein günstigeres pyrometrisches Verhalten anzunehmen.
Die Flecken, welche unter den genannten Kaolinen kein anderer beim Brennen zeigt,
bekunden übrigens eine besondere Unreinigkeit desselben.
Das Bindevermögen ist = 3 – 4.
7. Kaolin des
Colettes près Lalizolle, Algier (Classe 40, Nr. 56 der
Pariser Ausstellung von 1867).
Das Rohproduct besteht aus durchscheinenden krystallinischen Quarzkörnern von
verschiedener Größe bis zu der einer Erbse und Kaffeebohne, welche von Kaolinmehl umhüllt
sind. – Der Quarz ist glimmer- und zinnhaltig.
Die geschlämmte Masse ist höchst zart, nicht im Mindesten knirschend, von weißer
Farbe mit einem deutlichen Stich in's Gelbliche.
Der Preis ist am Gewinnungsort 19 Francs per 1000
Kilogr.
Nach der im Laboratorium der Bergschule zu Paris ausgeführten Analyse besteht die
geschlämmte Kaolinerde aus:
Thonerde
40,00
18,641 O³
Kieselsäure
46,60
24,853 „
Kalk
1,30
0,371 O =
1,113 „
Glühverlust
12,00
––––––––
99,90Nebst Spuren
von Eisen und unbestimmbarer Menge von Magnesia.
Diese Zusammensetzung gibt die Formel:
16,74 (Al²O³, 1,33 SiO³) +RO
oder
1) 1 Theil Flußmittel kommt auf
16,74 Thonerde,
2) 1
„
„ „
„
22,26 Kieselsäure
und
3) auf 1 Theil Thonerde kommen
1,33 „
Pyrometrisches
Verhalten.
Für sich wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist er außen
glasirt; innen ohne Glanz, dicht, muschelig.
Beim Versetzen in der gleichen Weise bewirken schon zwei Zehntel Zusatz ein
mattes, ziemlich körniges Ansehen der Probe.
Das pyrometrische Resultat steht im Ganzen mit der Analyse und Formel in
Einklang.
Das Bindevermögen ist = 3.
8. Kaolin aus Bretagne (Classe 40,
Nr. 59 der Pariser Ausstellung von 1867).
Der Rohkaolin bildet ziemlich feste, weiße Stücke, theils rein, theils mit
gelbgefärbten glimmerhaltigen Partien. Ziemlich gleichmäßige Quarzkörner bis zur
Größe eines Pfefferkornes liegen in der Kaolinerde eingebettet. Er zerstößt sich
ziemlich leicht.
Durch Schlämmen erhält man eine weiße Masse mit einem Stich in's
Gelblich-Graue, welche wenig knirscht. Der nicht so bedeutende Rückstand
besteht aus sehr reinen, durchsichtigen und durchscheinenden, kantigen Quarztrümmern.
Nach der Analyse von Salvetat ist die Zusammensetzung der
geschlämmten Masse:
Thonerde
37,36
17,411 O³
Kieselsäure
48,00
25,600 „
MagnesiaKalkEisenoxydAlkalien
0,480,150,750,76
0,192 0,043 0,150 0,129
0,514 O =
1,542 „
Glühverlust
12,50
––––––
100,00
Diese Zusammensetzung gibt die Formel:
11,29 (Si²O³, 1,4 SiO³) + RO
oder
1) 1 Theil Flußmittel kommt auf
11,29 Thonerde,
2) 1
„
„ „
„
16,60 Kieselsäure
und
3) auf 1 Theil Thonerde kommen
1,47
„
Pyrometrisches
Verhalten.
Für sich wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist er außen
unglasirt; innen ein wenig glänzend, porig-löcherig.
Beim Versetzen in der gleichen Weise sind die Proben bis zu 8/10 Zusatz glasirt
oder geglättet; erst bei 10/10 Zusatz beginnt das Cylinderchen körnig zu werden,
aber die Bruchfläche erscheint löcherig.
Er erfordert somit für den angenommenen Grad der
Feuerbeständigkeit wenigstens zehn Zehntel Zusatz.
Die Analyse und Formel ließ ein günstigeres pyrometrisches Verhalten erwarten;
die Formel kommt mit der für Kaolin 6 sehr nahe überein.
Das Bindevermögen ist = 3.
9. Kaolin von Pilsen in Böhmen
(Classe 40, Nr. 16 der Pariser Ausstellung von 1867).
Er ist in feinstgeschlämmtem Zustande, knirscht unfühlbar. Farbe weiß, mit einem
leisen Stich in's Gelblich-Graue.
Nach der Analyse von Fürst (Porzellanfabrik zu Wien)
besteht er aus:
Thonerde
36,50
17,010 O³
Kieselsäure
47,60
25,387 „
Magnesia und KalkEisenoxydAlkalien
1,30 0,90 1,00
Als Kalk berechnet.
0,3710,1800,170
0,721 O =
2,163 „
Wasser
11,70
–––––
99,00
Diese Zusammensetzung gibt die Formel:
7,86 (Al²O³, 1,48 SiO³) + RO
oder
1) 1 Theil Flußmittel kommt auf
7,86 Thonerde
2) 1
„
„ „
„
11,63 Kieselsäure
und
3) auf 1 Theil Thonerde kommen
1,48 „
Pyrometrisches
Verhalten.
Für sich wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist er außen
unglasirt; innen glänzend, porig-löcherig.
Versetzt man ihn in der gleichen Weise, so erscheinen alle Proben bis zu 8/10
Zusatz glasirt oder geglättet; erst bei neun Zehntel
Zusatz ist das Cylinderchen außen ohne Glanz und auf dem Bruche körnig, ein
wenig löcherig.
Dieses ungünstige Verhalten stimmt im Ganzen mit Analyse und Formel überein.
Das Bindevermögen ist = 3.
10. Kaolin von St. Austell, Cornwall in
England (Classe 40, Nr. 50 der Pariser Ausstellung von 1867).
Fühlt sich höchst zart an, enthält allerfeinste Glimmerblättchen. Schön reinweiß mit kaum einem Stich in's Graue.
Ist verwitterter Granit, welcher zinnhaltig ist; im Handel ist er unter dem Namen China-clay bekannt.
Nach der Analyse von Salvetat besteht er aus:
Thonerde
36,00
16,777 O³
Kieselsäure
48,35
25,787 „
Kalk und Magnesia
Spuren
EisenoxydAlkalien
0,75 0,96
0,1500,163
0,313 O =
0,939 „
Wasser
13,00
–––––
99,06
Diese Zusammensetzung gibt die Formel:
17,86 (Al²O³, 1,53 SiO³) + RO
oder
1) 1 Theil Flußmittel kommt auf
17,86 Thonerde,
2) 1
„
„ „
„
27,33 Kieselsäure
und
3) auf 1 Theil Thonerde kommen
1,53 „
Pyrometrisches
Verhalten.
Für sich wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die gleiche
Cylinderprobe außen nicht oder kaum glasirt; innen ein wenig glänzend, ziemlich
dicht.
In der beschriebenen Weise versetzt und geglüht, erscheint die Probe bei 4/10
Zusatz nicht mehr glänzend; bei zwei Zehntel Zusatz
verhält sie sich matt im Aeußeren und ist auf der Bruchfläche nahezu körnig.
Im Ganzen genommen stimmt die Analyse wie Formel mit dem günstigen pyrometrischen
Verhalten überein. Bemerkenswerth ist die nahe Uebereinstimmung der Formel mit
der für den Thon Nr. I von Saarau (größere Durchschnittsprobe vom Jahre 1863);
ähnlich die für Kaolin Nr. VII.
Das Bindevermögen ist = 3.
Nachtrag, meinen „Versuch einer Werthstellung der
feuerfesten Thone“ betreffend.
In Bezug auf meine neuesten zwei Aufsätze: „Versuch einer Werthstellung der
feuerfesten Thone,“ hat Dr. E. Richters in diesem Journal Bd. CXCVII S. 268 einige Bemerkungen
veröffentlicht.
Richters vertheidigt die unbeschränkte Gültigkeit des von ihm festgestellten Gesetzes äquivalenter
Vertretung der sogen. Flußmittel bei der Schmelzbarkeit der feuerfesten Thone, indem
er meine Beobachtungen nicht widerlegt, aber deren Consequenzen verwirft, da
muthmaßlich ich es nur mit Gemengen von Thonerde, Kieselerde und Flußmittel zu thun
gehabt. – Ich erwiedere darauf, daß in der That die der definitiven
Schmelzung vorhergehenden Erscheinungen einer Verzögerung der Erweichung, nicht in
Uebereinstimmung mit den äquivalenten Verhältnissen, weit eclatanter und über allen
Zweifel erhaben sich geltend machen, wenn man statt der chemischen Verbindung sich
eines Gemenges aus Thonerde und Kieselsäure bedient; aber
auch in ersterem Falle resp. bei Anwendung des vorher dargestellten
Thonerdesilicates lassen sich im Grunde genommen dieselben oder mindestens ähnliche
Beobachtungen machen.
Wiegt man chemisch reine Thonerde und aus Wasserglaslösung bereitete chemisch reine
Kieselsäure, entsprechend der Formel Al²O³, 2SiO³ ab, reibt und
durchknetet mit Hinzunahme von destillirtem Wasser die beiden Gemengtheile auf das
Feinste und Innigste in einer Achatschale miteinander, und setzt darauf die beliebig
geformte und getrocknete Masse völliger
Schmiedeeisen-Schmelzhitze bis zur annähernden Platin-Schmelzhitze
aus, so geht bekanntlich das lose, körnige Gefüge in ein solches von viel dichterer
Beschaffenheit über – die Masse ist homogen erweicht, porzellanartig und nach
der Abkühlung so fest und hart, daß Man damit Glas ritzen kann. Mit einer derartigen
entschiedenen Veränderung kann man, auch nach dem Vorgange Richters', annehmen
daß die Silicatbildung eingetreten ist. Nachdem man sich daher durch Vorversuche von
dieser bestimmten Umwandlung oder dem hierzu erforderlichen Hitzegrade positiv
überzeugt hat, ist es möglich auf diese Weise sich das fragliche Silicat, selbst in
zartester Pulverform, zu verschaffen. Wirft man nämlich die erweichte Masse noch in
voller Gluth in Wasser, so gelingt es den sonst
porzellanharten Kuchen im Achatmörser zu zerkleinern und zu zerreiben. Auf diese
Weise wurde das Thonerdesilicat als feinstes Pulver dargestellt.
Wie früher beschrieben, wurde 1 Grm. dieser kieselsauren Thonerde auf das Allerinnigste mit 4 Procent chemisch reiner Magnesia,
Kalk, Eisenoxyd und Kali vermengt. Aus je einem solchen Gemenge wurden Proben in
Gestalt kleiner Pyramiden oder Cylinder geformt und in folgender Weise geglüht. Ich
klebte die vier Proben kreisförmig mittelst besten feuerfesten Thones auf die
Peripherie einer in den Tiegel eingesetzten runden Thonscheibe und brachte zugleich
in denselben drei Thonkapseln, wovon die eine mit einem Stücke Gußeisen, die zweite
ebenso mit Gußstahl und die dritte mit Schmiedeeisen gefüllt war. Da sich durch
zahlreiche Versuche ergeben hatte, daß für die ebengenannten Gemenge eine wenigstens
theilweise Erweichung zu einer porzellanähnlichen Masse bereits in einem Hitzegrade
stattfindet, in welchem die drei Eisensorten mehr oder weniger schmelzen, so ließ
sich aus der Beschaffenheit der verschiedenen relativen Schmelzbarkeit ein gewisser
Normalpunkt augenscheinlich kennzeichnen, der je unter gleichen Umständen, wenn auch
nicht stets sicher und nicht ohne Subtilität zu treffen war, so doch getroffen,
scharf in die Augen fiel.Beiläufig bemerkt zeigte sich hierbei das geschmolzene Gußeisen stets spröde,
dagegen der Gußstahl wie das Schmiedeeisen hämmerbar. Der dichtverschmierte
Tiegel wie die Kapseln bestanden aus völlig kohlefreier Masse. Eine
Ueberschreitung des zur Schmelzung erforderlichen jeweiligen Hitzegrades
macht sich dabei alsbald bemerkbar. Wurde nämlich die Schmelzzeit
überschritten, so daß eine der Eisenproben unter Steigerung des Hitzegrades
auch nur eine kurze Zeit im geschmolzenen Zustande verblieb, so änderten
sich die Eigenschaften des Eisens und zwar umgekehrt: das Gußeisen war
alsdann hämmerbar, wogegen der Gußstahl und das Schmiedeeisen spröde
erschienen.
Wurden nun die erwähnten Gemenge nur so weit erhitzt, daß das Gußeisen geschmolzen
war, wenn auch nicht völlig zu einem spröden Regulus, dagegen der Gußstahl wie das
Schmiedeeisen nur abgeflossen waren (ersterer wenig und letzteres unbedeutend, mit
deutlicher Erhaltung der Form der Stücke von beiden), so ergab sich und zwar in
mehreren Versuchen:
noch von mattem Ansehen, außen gefleckt, wenig fest auf dem Bruche: – ist die
Eisenprobe;Eine Bildung von Eisenoxydul hat nicht stattgefunden, was aber auch nicht der Fall war, als absichtlich die Erhitzung
höher getrieben wurde und wesentlich länger dauerte, bis nämlich das
Aequivalentengesetz vollständig eingetreten
war.
die Proben des Kalkes wie der Magnesia sind außen glasirt; erstere ist aber glänzend auf dem Bruche und mehr
homogen erweicht als letztere. Der Magnesiacylinder ist nicht glänzend auf
dem Bruche und zeigt kaum glänzende Punkte.
Die Kaliprobe
Als Kali wandte ich geglühtes reines kohlensaures Kali an, dessen Löslichkeit
jedoch einem Formen der Probe mit dem vollen Kaligehalte hinderlich ist;
Feldspath zu nehmen unterließ ich aber wegen nicht genügender Reinheit
dieser Kaliverbindung. ist außen ohne Glanz, innen sind glänzende
Punkte zu bemerken.
Diese Versuche wurden ganz in derselben Weise wiederholt, nur wurde für das
Thonerdesilicat das mehr basische Verhältniß auf 1 Gewichtstheil Thonerde 1,5
KieselerdeZur Darstellung dieses Thonerdesilicates wurde der Hitzegrad bis zur erreichten Platin-Schmelzhitze
gesteigert. genommen.
Auf Grund viermaligen Zutreffens unter einer allerdings größeren Zahl von Versuchen
ließen sich in diesem Falle die nachfolgenden Resultate constatiren, wobei das
Gußeisen völlig zum Regulus, zur spröden Kugel zusammengeschmolzen war; der Gußstahl
merklich abgeschmolzen, die Form des Stückes noch deutlich erkennbar, und das
Schmiedeeisen noch wenig abgeflossen. Gußstahl wie Schmiedeeisen waren
hämmerbar.
Die Probe mit dem Eisenoxyd:Eine Reduction ist gleichfalls nicht nachzuweisen. ist
matt, von gleichmäßig schmutziggrauer
Farbe, Bruch noch ziemlich lose;
die mit dem Kalke: ist
außen kaum glänzend, innen deutlich und homogen erweicht;
die mit der Magnesia: ist
außen kaum glänzend, innen nicht glänzend und
nicht so verdichtet;
die mit dem Kali: ist
außen matt, innen homogen verdichtet.
In mehreren Fällen, wo die Temperatur nicht ganz zutreffend war, erschien Kalk wie
Magnesia von gleichem äußeren wie inneren Ansehen.
Nach der Uebereinstimmung der Resultate im Wesentlichen, verhält sich also das
Eisenoxyd entschieden am indifferentesten und der Kalk läßt früher eine mehr homogene
Erweichung wahrnehmen als die Magnesia; aber die bezeichneten Verschiedenheiten
zeigen sich in einem beträchtlich geringeren Hitzegrade
und machen sich nur innerhalb sehr enger
Temperaturdifferenz geltend. In beiden Fällen liegt diese Differenz innerhalb der
bei weitem nicht äußersten Grenzen der verschiedenen Schmelzbarkeit der drei
Eisensorten. Steigert man die Temperatur so hoch, daß der Gußstahl und noch mehr das
Schmiedeeisen nur zum größeren Theile zusammengeschmolzen sind, so ist bereits der
Punkt zur Wahrnehmung der Verzögerungen überschritten und es beginnt alsdann, und
zwar für die Erden zunächst, das endgültige Gesetz der Aequivalente sich
einzustellen.
Diese Beobachtungen correspondiren auch ganz unzweideutig mit dem Resultate welches
Richters bei einem Versuche im größeren Maaßstabe im
Porzellanfeuer erhielt. Derselbe fertigte kleine Schüsselchen aus einem Gemenge von
Kaolin und Quarz an, welchem 4 Procent der verschiedenen Flußmittel zugesetzt waren,
glühte dieselben in einem Porzellanofen und fand daß „nach dem ersten etwa
dreitägigen Brande die Schüsselchen mit dem Kalkzusatz am
meisten erweicht erschienen.“ Erst bei dem zweiten Feuer
änderte sich das Verhältniß, und zwar gänzlich, indem die Magnesiaschüsselchen
bereits zu zerfließten begannen, während die Kalkschüsselchen noch immer ihre Form
behalten hatten.
Noch ließe sich gegen meine Versuche einwenden, daß bei denselben die Flußmittel
stets mechanisch beigemengt wurden, während sie bei den
natürlichen Thonen in chemischer Verbindung vorkommen. Ist Letzteres unzweifelhaft
als Regel anzunehmen, so ist doch nicht außer Acht zu lassen, daß unter den
feuerfesten Thonen solche nicht sehr selten sind, welche das Eisen augenscheinlich
als EisenockerWie z.B. bei dem wallischen Rohkaolin. in nesterförmiger
Ausscheidung oder in feinsten Adern eingesprengt enthalten. Der Kalk findet sich
mitunter deutlich nachweisbar, (wenigstens theilweise) als kohlensaurer Kalk, wie
auch eine merkliche Menge Magnesia schon durch verdünnte Essigsäure aus einzelnen
feuerfesten Thonen auszuziehen ist.
Da die besprochenen Erscheinungen am evidentesten hervortreten, wenn die Kieselsäure
in den betreffenden Schmelzproben mechanisch beigemengt ist, so lag der Gedanke
nahe, ein analoges Verhalten der einzelnen Flußmittel zur Kieselsäure bezüglich
ihrer pyrometrischen Verbindungsfähigkeit aufzusuchen.
Zu diesem Zwecke versetzte ich 100 Gewichtstheile reine Kieselsäure mit jedem
einzelnen der Flußmittel so lange, bis ein gewisser angenommener Grad der Schmelzbarkeit, resp.
eine Erweichung zu einer mehr oder weniger homogenen Masse in einem gleich hohen
Hitzegrade (Platin-Schmelzhitze) wahrzunehmen war.
Als 100 Theile feinstes chemisch reines Quarzpulver mit 10, 20 bis 90 Theilen
Eisenoxyd innigst gemengt, das Gemenge angefeuchtet, aus demselben Proben geformt
und diese jede einzeln in eine Platinkapsel eingeschlossen bis zur annähernden stets
controllirten Platin-SchmelzhitzeEin Stückchen Platin wurde zu diesem Zwecke jedesmal in eine Thonerdekapsel
eingeschlossen. Die Thonerdekapsel brachte ich unten in den Tiegel, an die
heißeste Stelle desselben, dagegen die Proben einen Zoll höher, wo die
Temperatur bereits eine (wenn auch nur wenig) geringere ist. Eine
Ueberhitzung, welche sich (wie oben bereits bemerkt) durch das spröde
Verhalten des Platins bemerkbar macht, geben die alsdann schmelzenden
Platinkapseln zu erkennen. geglüht wurden, zeigte keine derselben
eine Schmelzung.
Die Proben mit 80 Theilen Eisenoxyd waren nur verdichtet, hatten aber noch ein
ungleichartiges (bestäubtes) Ansehen. Erst bei 90 Theilen Eisenoxyd begann eine mehr
gleichmäßige schwarze Färbung und eine innere Sinterung sich einzustellen, und
endlich als die Menge des Eisenoxydes die der Kieselsäure erreichte, zeigte sich
eine Schmelzung zu einem glänzenden, homogenen Kuchen,
welcher schwärzlich war und Höhlungen hatte.
Es waren also für 100 Theile Kieselsäure 100 Theile EisenoxydEine Prüfung dieser Masse, welche in einem aus kohlefreien Materialien
dargestellten und gut verschmierten dickwandigen Tiegelchen geglüht wurde,
ließ die Reduction des Oxydes zu Oxydul (doch nur theilweise) nachweisen.
Noch ehe die Schmelzung bei den Proben unter 80 Theilen Eisenoxydzusatz
eintrat, war bereits die Bildung von Eisenoxydul erfolgt.
erforderlich, um eine Masse zu erhalten, welche der annähernden
Platin-Schmelzhitze ausgesetzt die unverkennbaren Zeichen von Schmelzung an
sich trug. Mit anderen Worten: um für den gegebenen Fall 100 Th. Kieselsäure
mittelst Eisenoxyd in Fluß zu bringen, sind von letzterem 100 Th. erforderlich
(deren theilweise Reduction nachweisbar ist); will man also das in dieser Weise und
unter den bezeichneten Merkmalen gefundene Verhältniß als die pyrometrische
Verbindungsfähigkeit der beiden Substanzen mit einander bezeichnen, so ist dieselbe
eine sehr geringe.
Nicht unwesentlich verschieden ist dagegen das Verhalten der übrigen Basen.
Versetzt man in der angegebenen Weise 100 Th. Kieselsäure mit Kalk (in Form von
kohlensaurem Kalk), so sind, bis die Zeichen der Schmelzung zu einer ziemlich
homogenen Masse mit deutlicher Glasur sich einstellen, nur 40–45 Theile Kalk
erforderlich. Die Probe mit 40 Theilen zeigte noch keine oder kaum eine Glasur;
hingegen die mit 45 Theilen eine deutliche.
In derselben Weise charakterisirt, ist somit die pyrometrische Verbindungsfähigkeit
des Kalkes eine weit größere. Eine kleinere Menge, ja beiläufig die Hälfte des
Kalkes bewirkt dasselbe, wie eine größere des Eisenoxydes; wodurch es sich erklärt
daß bei gleichen Mengen der Kalk eher die Flußbildung
eingeht oder zu vollziehen beginnt, als das Eisen.
Versetzt man ferner ebenso 100 Theile Kieselsäure mit Magnesia, so sind von letzterer
45–50 Theile erforderlich, um eine Schmelzung zu einer homogenen und lebhaft
glänzenden Masse hervorzubringen. Bei 45 Theilen Magnesia ist die geglühte Masse
noch von nicht glänzendem oder kaum erweichtem Ansehen und bei 50 Theilen ist sie
bereits zerflossen.
Die Magnesia zeigt also, ganz analog mit den in Rede stehenden Erscheinungen, eine
geringere pyrometrische Verbindungsfähigkeit als der Kalk, und ist in dieser
Beziehung ähnlicher dem (wenn man sich so ausdrücken will) trägen Eisenoxyd. Das
charakteristische Verhalten der Magnesia, welches auch in obigen Versuchen sich
geltend machte, daß sie nämlich, wenn einmal die Verbindung vollzogen ist, eine dünnflüssigere Masse wie der Kalk gibt, zeigte sich hier
recht augenscheinlich.
Für das Kali blieb es auf diese Weise unentschieden, welche Stellung es in der
pyrometrischen Verbindungsfähigkeit mit Kieselsäure einnimmt. Schon 20–30
Procent bewirken eine theilweise Schmelze, in welcher aber die Kieselsäurekörnchen
noch sichtbar schwimmen, während die Bildung einer homogenen Masse erst später
eintritt, jedoch in solcher Uebergangsweise, daß ein Feststellen eines
charakteristischen Schmelzpunktes unsicher wird.
Daß nicht unwahrscheinlich eine ähnliche, wenn auch lange nicht so hervortretende
Rolle die verschiedenen Flußmittel der kieselsauren Thonerde gegenüber spielen,
dafür dürften die vorstehenden mit dem Thonerdesilicat angestellten Versuche
sprechen.
Durch einen Irrthum meinerseits wurde in meinen Analysen der NormalthoneIn diesem Journal Bd. CXCVI S.
438. die Menge des Sauerstoffes der Kieselsäure zu hoch berechnet.
Statt des Factors 0,63158 ist 0,53333 zu setzen.
Die Sauerstoffmenge für die Kieselsäure berechnet sich daher etwas niedriger und
entsprechend ändern sich die Zahlen (innerhalb der Klammer) in den
Formelberechnungen, welche ich daher sämmtlich verbessert
hier folgen lasse.
I. Classe. Garnkirk-Thon.
Verbesserte chemische Formel: 6,00 (Al²O³, 1,40 SiO³) +
RO.
Thon Nr. I von Saarau vom Jahre 1863. 16,39
(Al²O³, 2,01 SiO³) + RO.
Derselbe ausgesucht und analysirt 1870. 19,25
(Al²O³, 1,38 SiO³) + RO.
II. Classe. Geschlämmter Kaolin von
Zettlitz. 12,82 (Al²O³, 1,35 SiO³) + RO.
III. Classe. Thon von Saarau Nr. III
(Richters). 14,15 (Al²O³, 5,01
SiO³) + RO.
Bester belgischer Thon. 6,86 (Al²O³, 1,63
SiO³) + RO.
IV. Classe. Thon von Mühlheim.
5,96 (Al²O³, 1,51 SiO³) + RO.
V. Classe. Grünstädter Thon. 3,65
(Al²O³, 1,54 SiO³) + RO.
VI. Classe. Thon von
Oberkaufungen. 4,41 (Al²O³, 2,37 SiO³) + RO.
VII. Classe. Thon von
Niederpleis. 3,89 (Al²O³, 2,37 SiO³) + RO.
Wiesbaden, im November 1870.