Ueber mechanische Röstöfen; von Friedrich Bode, Civilingenieur in Haspe (Westphalen). Mit Abbildungen im Text und auf Tafel I [c.d/4]. Bode, über mechanische Röstöfen. Bekanntlich verlangen die meisten Röstprocesse ein fleißiges Umrühren und Umwenden der Röstposten, um die letztern möglichst allseitig und häufig dem oxydirenden Einflusse der Luft oder anderer Agentien auszusetzen, und man hat schon seit längerer Zeit versucht, die hierzu nöthige Menschenkraft durch Maschinenkraft zu ersetzen. Der Verlauf dieser Versuche in Bezug auf Herstellung von maschinellen Vorrichtungen zum Rösten von Erzen war im Allgemeinen derselbe wie bei den, wie es scheint, ältern Versuchen, den Puddelproceß mechanisch zu betreiben. „Man wendete sich zunächst zur getreuen Nachahmung der Handarbeit und gab einer Kratze durch mechanische Vorrichtungen eine hin- und hergehende und dabei strahlenförmig von der Arbeitsthür durch den Ofenherd laufende Bewegung.... Mit allen diesen Instrumenten konnten unter keinen Umständen andauernde Resultate erreicht werden, welche die Handarbeit ganz entbehrlich machten; man ging daher schließlich zu einem gänzlich veränderten Verfahren über und setzte den Puddelherd selbst in Bewegung.“ (Wedding: Eisenhüttenkunde, 3. Abth. S. 287.) Während, nach derselben Quelle, Schafhäutl in München schon 1836 den ältesten mechanischen Puddler construirte, ist mir als der älteste mechanisch betriebene Röstofen der von Parkes aus dem J. 1852 bekannt (Berg- und hüttenmännische Zeitung, 1852 S. 265 und Plattner's metallurgische Röstprocesse S. 22, wo sich eine monodimetrische Abbildung des Ofens befindet.) Auch bei dem Ofen von Parkes ist die Handarbeit ziemlich getreulich nachgeahmt. Er besteht, wie die Mansfelder Doppelröstöfen, aus zwei über einanderliegenden kreisrunden Sohlen von 12 Fuß (3m,66) Durchmesser. Durch beide Sohlenmittel hindurch geht eine hohle gußeiserne stehende Welle (in welcher der Kühlung wegen Luftcirculation stattfindet), die unten gelagert ist und angetrieben werden kann. An dieser Welle sind 1 Fuß (305mm) über den Herdsohlen horizontale gußeiserne Arme befestigt, welche auf einer Seite sechs, auf der andern Seite fünf verticale Zinken tragen – in der Weise, daß die Zwischenräume des einen der so hergestellten Krähle bestrichen werden von den Zinken des andern. Gurlt hat seiner Zeit den Ofen von Parkes zwar sehr lobend empfohlen (für Kupfererze, Kupferstein, Bleierze und Bleisteine); es ist mir aber von Anwendung des Ofens in Deutschland und anderweit nichts bekannt geworden, und ich würde angenommen haben, daß er auch in England selbst bereits der Vergessenheit anheimgefallen sei, wenn ich nicht in einer noch zu erwähnenden Abhandlung von Dr. G. Lunge eine Erwähnung des Parkes'schen Ofens fände, woraus ich entnehmen möchte, daß noch Exemplare desselben im Gange sind. In derselben Abhandlung ist auch ein mechanischer Ofen von Brunton erwähnt, über welchen ich keine Auskunft geben kann. Der Ofen von Parkes, wie er von Plattner abgebildet ist, besitzt eine separate Feuerung, und da die Feuergase direct über den Herd hinweggehen, so würde der Ofen in dieser Gestalt für solche Röstprocesse nicht tauglich sein, bei denen Feuergase und Röstgase getrennt bleiben müssen. Ein mechanischer Röstofen, welcher den von Parkes in der Anzahl der Sohlen noch überbietet und auch den Röstproceß selbstständig, ohne Hilfe von Brennmaterial, weiter führt, ist der von MacDougal, mit welchen uns vor etwas über Jahresfrist Dr. Lunge bekannt gemacht hat (vergl. 1874 214 475. 1875 215 232). Die gehaltreiche Abhandlung (1874 214 464. 215 54. 140. 229) wird noch in Aller Erinnerung sein, und ich kann mich daher mit der Bemerkung begnügen, daß der Ofen 6 bis 7 feste unbewegliche Sohlen besitzt, auf welchen durch mechanisch bewegte Rechen das Erz – feiner Schwefelkies und Abfälle – umgekrählt und von den obern Sohlen auf die niedern Sohlen gebracht wird. Die bisher erwähnten mechanischen Röstöfen entsprechen den mechanisch bewegten Werkzeugen zum Puddeln, und es scheint, als habe man in Bezug auf die Röstprocesse durch mechanischen Betrieb der Werkzeuge bessere Erfolge erzielt als beim Puddelprocesse. Hier kann man nun von den Einrichtungen, bei welchen der ganze Apparat in Bewegung gesetzt wird, zweierlei Arten unterscheiden, von welchen die eine Art (Danks, vergl. 1872 203 277. 204 216, und Andere) einen horizontal gelegten rotirenden Cylinder vorstellt, die andere einen mit einer stehenden, mäßig geneigten Welle sich drehenden Teller (Pernot 1874 213 126). Für beide Arten finden sich Analogien bei den Röstöfen. Für den Pernot'schen Puddelofen ist die Analogie allerdings am wenigsten zutreffend, für die Cylinderöfen aber um desto mehr. Ein mechanischer Röstofen mit rotirendem Herd ist der zu chlorirender Röstung angewendete Ofen von Gibb und Gelstarp, welcher ebenfalls von Dr. G. Lunge (1872 204 294) beschrieben ist. Der auf senkrechter Welle angebrachte, 16 Fuß (4m,88) im Durchmesser haltende Herd wird mittels einer Kette ohne Ende in horizontale Drehung versetzt (2 Umgänge in der Minute), und wird das Aufrühren der Röstpost von einem pflugartigen Instrumente besorgt, welches vom Rande des Herdes nach dem Mittelpunkte langsam hin und her geschoben wird und diesen Weg hin und zurück in 15 Minuten zurücklegt. Die Bewegung ist derartig eingestellt, daß der Pflug auf dem Rückgange zwischen die Furchen trifft, welche er auf dem Hingang gebildet hatte, so daß also die dabei entstandenen Erhöhungen umgewendet werden. Der Gibb'sche Ofen correspondirt in Hinsicht auf Puddelöfen am besten mit dem von Pernot, nur daß hier jedes Rühren und Arbeiten in dem Eisensatze durch die etwas geneigte Stellung des Tellers überflüssig gemacht ist.Vergl. dagegen die Mittheilung von Piedboeuf über die beim Pernot-Ofen erforderliche Handarbeit, in diesem Journal, 1875 217 426. Ich glaube, daß sich der von Pernot angewendete Kunstgriff, durch geneigte Stellung des rotirenden Herdes von selbst ein fortwährendes Rühren und Wenden der Masse auch auf Röstöfen anwenden läßt, vorausgesetzt, daß die Materialien, welche zu rösten sind, während der Operation nicht schmelzen, sintern und zusammenbacken. Rotirende Cylinderöfen sind bereits von mehreren Seiten und zu verschiedenen Zwecken in Anwendung gebracht. Fig. 14 gibt ein Bild des Ofens von Hocking und Oxland (Berg- und hüttenmännische Zeitung, 1875 Nr. 45). a ist der Feuerungsraum; b der rotirende Cylinder von 30 bis 40 Fuß (9,14 bis 12m, 19) Länge aus Eisenblech, mit feuerfesten Steinen ausgesetzt. Der Antrieb erfolgt durch eine Schnecke d, welche in einen seitlich gezahnten Ring eingreift. Der Cylinder ist mit Leitkränzen versehen, welche auf Rollen laufen. e ist der Trockenraum für das Erz, mit eiserner Sohle; f ein Trichter, welcher das Erz continuirlich in den Rotirherd führt; g Staubkammer; h ein gewölbter Raum zur Aufnahme des Röstgutes durch ein Rohr k. Der Cylinder ist je nach der Beschaffenheit des Erzes mit variabler Neigung einzustellen. Vorrichtungen, welche das Erz abwärts führen, sind nicht vorhanden (wenigstens a. a. O. nicht angegeben), und dürfte dies auch durch die Neigung des Cylinders im Verein mit seiner Drehung hinreichend besorgt werden, wenn überhaupt das Erz danach beschaffen ist. Der Ofen von Hocking und Oxland wird (nach der citirten Quelle) in der Colonie Victoria (Südausstralien) angewendet zur Röstung von goldhaltigem Schwefelkies, aus welchem das Gold dann durch Amalgamation gewonnen wird. Man zieht bei der Röstung an Stelle von reinem Schwefelkies zumeist solchen mit einem kleinen Procentsatz von Quarzsand vor, welcher die Charge offen, d.h. der Einwirkung der Luft zugänglicher erhält. Es werden dadurch Zusammenballungen in der Röstpost vermieden. Man bedarf zu 1t Kies 1t Holz. Die Dauer der Röstung, durch welche völlige Abtreibung von Schwefel und Arsen zu bewirken ist, währt 12 bis 18 Stunden, und kann man hieraus abnehmen, daß die Bewegung des Cylinders eine sehr verlangsamte sein muß. Nähere Angaben in dieser Beziehung, sowie über den Kraftbedarf zur Drehung fehlen. Ein rotirender Cylinderofen, an welchen sich sogleich noch ein feststehender Flammofen anschließt, ist in Fig. 15 und 16 dargestellt; er rührt von Adam Smith her (Engineering and Mining Journal, August 1875 S. 211). Fig. 16 ist ein Querschnitt nach xy, und es bezeichnen: a den Aschenfall, b den Rost, c die Feuerthür, d die Feuerbrücke, e Arbeitsthüren des Flammenofens K. F ist der rotirende Cylinderherd, aus Eisenblech angefertigt und mit einer Lage feuerfester Steine, auf der flachen Seite liegend, ausgefüttert. Wie Fig. 16 zeigt, ist der Cylinder innerlich mit sechs Längsrippen versehen, welche das Erz bei der Drehung des Cylinders theilweise mit emporführen und wieder fallen lassen. Hierdurch ist für ein besseres und wirksameres Vorwärtsgehen der Röstpost nach dem Flammenofen gesorgt, und der ganze 26 Fuß (7m,92) lange Cylinder, dessen Blechmantel 4 Fuß (1m,22) Durchmesser hält, hat daher nur 6 Zoll (152mm) Fall. Die Feuer- und Röstgase gehen durch die Oeffnung g in einen langen Canal und dann in einen Schornstein. h bezeichnet einen eisernen Chargirtrichter, durch welchen das pulverförmige Erz auf eine geneigte Ebene fällt, die es in den Cylinder führt. Die Zuführung des Erzes in den Trichter wird, was in den Figuren nicht angegeben ist, maschinell besorgt, und eine Schraube ohne Ende regulirt den Abgang des Erzes aus dem Trichter. Der Betrieb ist hier also ebenfalls continuirlich. Ferner bedeuten in Fig. 15 jj ein Podest zum Chargiren, l und n zwei um den Cylinder gelegte Ringe, welche auf den Rollen o und q laufen. Von den letztern ist q mit seitlichen Spurkränzen versehen, um den Cylinder fest zu halten; m ist ein Radkranz, in welchen das Triebrad p eingreift, das durch conische Räder r und s angetrieben wird; der Cylinder macht im Mittel 2 Umgänge in der Minute. Der Flammenofen K, mit 4 Arbeitsthüren auf jeder Seite, ist 6 Fuß (1m,83) breit und 8 Fuß (2m,44) lang; der Rost ist 5 zu 2 Fuß (1m,52 × 0m,61). Der ganze Ofen hat 3000 Dollars gekostet. Es liegt mir von der angegebenen Quelle leider nur das Bruchstück einer längern Abhandlung vor und scheint es danach, daß die beschriebene Einrichtung zum Rösten von silberhaltigem Bleiglanz benützt wird; das Röstgut hat im Mittel 60 Proc. Blei und 15 bis 20 Unzen Silber per Tonne (420 bis 560g pro 1t). Die Leistung der ganzen Einrichtung ist 8 bis 10 Tonnen Erz in 24 Stunden mit einem Aufwande von 2500 bis 3000 Pfd. (1135 bis 1360k) Steinkohle. Für sehr reiche Bleiglanze ist der Ofen nicht tauglich, weil sich dabei die Röstposten anhängen und zusammenballend vergrößern, so daß schließlich die Rippen und das Ofenfutter zerbrechen. Man mischt daher solche reiche Erze mit ärmern, welche womöglich schwer schmelzbare basische Gangmasse wie Eisenoxyd und Kalk enthalten. Die Temperatur im Cylinder ist schwache Rothglut; bei 2 Umdrehungen pro Minute durchlaufen die Röstposten den Cylinder in 1 bis 1 1/2 Stunden. Alle 2 1/2 bis 3 Stunden werden aus dem Flammofen geröstete Sätze von 1800 bis 2000 Pfd. (820 bis 910k) gezogen. Das geröstete Product enthält durchschnittlich 4 bis 5 Proc. Schwefel. Der mir vorliegende Bericht spricht sich über den Cylinderofen, gegen die gewöhnlichen Flammöfen gehalten, nicht eben günstig aus, was auch bei der Beschaffenheit des Erzes, das zu rösten ist, durchaus glaubhaft erscheint. Ein rotirender Cylinderofen, über welchen noch etwas frühere Publicationen, als über die eben besprochenen, vorhanden sind, ist der von Brückner (Transactions of the American Institute of Mining Engineers, vol. II p. 295; daraus im Engineering and Mining Journal, März 1874). Dieser Ofen ist in perspectivischer Ansicht in nachstehendem Holzschnitt, in Fig. 17 im Längenschnitt, in Fig. 18 im Querschnitt dargestellt; sodann gibt Fig. 19 noch eine allgemeine Ansicht einer Silberextractionsanstalt, in welcher der Cylinderofen als Nr. 4 vorhanden ist. Der Brückner'sche Ofen ist in Colorado und Neu-Mexico bereits in einer Anzahl von größern und kleinern Exemplaren für chlorirende Röstung in Gebrauch und liefert nach den Berichten sehr befriedigende Resultate; auch in Deutschland hat ihn die Mansfelder Kupferschieferbauende Gewerkschaft für die der Ziervogel'schen Silberextraction vorhergehende Röstung ausgeführt – mit welchem Erfolge, kann ich nicht sagen. Textabbildung Bd. 219, S. 58 Der Cylindermantel besteht aus Kesselblech und hat bei 12 Fuß (3m,66) Länge 5 1/2 Fuß (1m,68) Durchmesser. Die Cylinderböden sind theilweise mit demselben Material geschlossen und lassen in ihrer Mitte eine Oeffnung von 2 Fuß (609mm) Durchmesser, um welche mehrere Zoll vorspringende Flanschen herumlaufen. Auf dem Cylinder ist eine in Angeln bewegliche Thür angebracht und um den Cylinder herum sind drei Kränze gelegt: ein Zahnkranz, der unten in ein gezahntes Triebrad greift, und zwei Leitkränze, die auf Rollen gehen; davon ist der eine am äußern Umfange eben, wie auch die zugehörigen Rollen, der andere aber halbkreisförmig abgerundet; die zugeordneten Rollen sind entsprechend ausgeschweift und mit Spurkränzen versehen, welche den Cylinder in seiner Lage erhalten. Verschiebungen des Cylinders bei der Ausdehnung durch Wärme machen sich sonach auf den vorher erwähnten ebenen Rollen geltend. Durch den Cylinder gehen sechs parallel zu einander gestellte, außen offene Rohre in einer Ebene, die mit der Cylinderachse einen Winkel von 15° bildet (Fig. 18). Diese Rohre nehmen zwischen sich durchbrochene Platten in Ruthen auf, durch welche eine Art Scheider in dem Cylinder gebildet wird, dessen Ebene gegen die Längsachse des Cylinders um 30 bis 35° geneigt ist (Fig. 17). Der ganze Cylinder ist innen mit Steinen ausgekleidet (gewöhnliche Mauersteine genügen), welche auf die flache Seite gelegt sind, so daß die Bekleidung nur 2 1/2 Zoll (64mm) stark ist. (Die obengenannten Quellen haben hier einen Widerspruch; die Dicke des Futters wird nämlich neben 2 1/2 Zoll auch zu 6 Zoll angegeben.) An den Cylinderböden erstreckt sich eine gleiche Steinbekleidung, vom Umfange nach Innen conisch verlaufend, 15 Zoll (395mm) in den Cylinder hinein, in welchem Abstande die äußersten Rohre des Scheiders eingesetzt sind. Die Flanschen der Cylinderböden sind ebenfalls ausgefüttert. Die vordere Flansche des Cylinders geht frei in dem Feuerraume, der mit einem 2 zu 5 Fuß (0m,61 zu 1m,52) großen Roste versehen ist. Die hintere Flansche ragt ebenfalls frei in eine Oeffnung ein, die mit Staubkammern und einem Schornstein in Verbindung ist. Auf dem Boden des Canals ist hier ein geneigter Schuh angebracht, der etwa herabfallenden Staub wieder in den Cylinder führt. Gegenüber der hintern Oeffnung des Cylinders ist noch eine Thür angeordnet, durch welche man das Innere beobachten und Proben ziehen kann. Für chlorirende Röstung von Silbererzen bringt man bei der angegebenen Größe des Ofens 4000 Pfd. (1815k) Erzschlich nebst 200 bis 400 Pfd. (191 bis 182k) an Salz in den Cylinder. Das Laden und Entladen findet durch die im Cylindermantel vorhandene Oeffnung statt. Der Cylinder macht hierbei 1/2 bis 1 Umdrehung in der Minute. Das Feuer wird derart regulirt, daß nach einer Stunde der Schwefel des Erzes zu brennen beginnt, wobei das Erz dunkle Rothglut annimmt. Der durchbrochene Scheider bewirkt beim Rotiren des Cylinders eine fortwährende Bewegung des Erzes von rückwärts nach vorwärts. Nachdem die Oxydation des Schwefels beendet ist und die Masse den bekannten wolligen Zustand angenommen hat, wird bis zu voller Rothglut gefeuert und nach einer Stunde das Erz in untergefahrene Wagen oder Karren entleert. Der Betrieb ist also periodisch. Die Kosten eines Cylinders von der angegebenen Größe belaufen sich einschließlich des Honorars auf gegen 2100 Dollars.Etwaige Anfragen an den in Amerika lebenden Erfinder würden zu adressiren sein an Hrn. Landrath Brückner zu Ohrdruff bei Gotha. Das gesammte Gewicht an Eisentheilen beträgt 16000 Pfd. (7260k). Die Leistung des Cylinders in 24 Stunden ist 8 bis 10t Erz. Dieser Ofen wird auch noch vorgeschlagen für die Röstung von güldischen Schwefelkiesen, welche nach Plattner's Prozesse behandelt werden sollen; ebenso für die Herstellung von Soda aus Kryolith, zum Brennen von Cement, Gyps, zum Rösten von Zink-, Blei- und Kupfererzen. Für Zinkerze dürfte jedenfalls ein Versuch zu empfehlen sein und könnte man von vornherein bereits auf eine hohe Ersparniß an Arbeitslohn rechnen. Ein rotirender Röstofen von Teats (Berg- und hüttenmännische Zeitung, Jahrg. 1875) ist eine nur wenig veränderte Auflage des Brückner'schen Ofens. Für Röstungen, die sich selbst überlassen werden müssen, sind die rotirenden Cylinder in der Gestalt, wie sie bis jetzt vorliegen, nicht brauchbar, weil die Cylinder an den Enden freien Spielraum haben müssen, durch welchen sich das Zusetzen von falscher Luft nicht verhindern läßt.