Titel: | Notizen aus dem Gebiete der Soda-Industrie; von G. Lunge. |
Autor: | Georg Lunge [GND] |
Fundstelle: | Band 231, Jahrgang 1879, S. 337 |
Download: | XML |
Notizen aus dem Gebiete der Soda-Industrie; von
G. Lunge.
(Fortsetzung und Schluſs von S. 272 dieses
Bandes.)
Lunge, Notizen aus dem Gebiete der Soda-Industrie.
In dem Leblanc'schen Verfahren
selbst sind im Laufe des J. 1878 höchst wichtige Veränderungen theils schon
vorgegangen, theils bereiten sich solche augenscheinlich vor. Ein in Deutschland,
wie es scheint, sehr wenig beachtetes Patent von A. R.
Péchiney (Besitzer der groſsen Sodafabrik zu Salindres bei Alais) mit einem
sich daran anschlieſsenden von Weldon haben in England
eine förmliche Aufregung hervorgerufen und in neuester Zeit den Gegenstand sehr
erregter Discussionen abgegeben. Schon längst war es bekannt (vgl. S. 155 d. Bd.),
daſs bei der Sodaschmelzung Cyannatrium gebildet wird, und daſs dieses eines der
wichtigsten Hindernisse dafür abgibt, aus den Rohlaugen durch einfaches Eindampfen
sofort weiſses Sodasalz zu erzeugen; das Cyannatrium muſs nämlich in
Ferrocyannatrium übergehen, und dieses läſst sich nicht leicht aus den Laugen
entfernen, so daſs es bis zuletzt darin bleibt. Beim Calciniren geht es dann in
Eisenoxyd über, welches der Soda eine gelbe Farbe mittheilt. Allerdings kommt Eisen auch sonst in die
Soda, namentlich durch Vermittlung von Schwefelnatrium; aber das als
Schwefeleisennatrium vorhandene Eisen läſst sich durch verschiedene Manipulationen
aus den Laugen entfernen, namentlich durch das „Carbonisiren“ derselben, wie
jedem Sodafabrikanten bekannt ist. Versuche zur Beseitigung auch des
Ferrocyannatriums von Gossage (durch Krystallisation)
und Williamson (durch Erhitzen der Laugen unter Druck)
waren fehlgeschlagen, und man war dabei stehen geblieben, nur einen Theil der Soda
als reinere Waare auszusoggen, aus den Mutterlaugen dagegen, wenn sie nicht auf
Aetznatron verarbeitet wurden, nur ein miſsfarbiges Sodasalz zu gewinnen. Ueberhaupt
wurden die Cyanverbindungen in der Sodarohlauge wenig beachtet, bis eben Péchiney wieder von neuem darauf hinwies. Seine
englischen Patente datiren vom 24. December 1877 und 11. Januar 1878, sein deutsches
Reichspatent Nr. 3591 vom 20. Juni 1878. Seitdem sind allein fünf neue Patente zur Beseitigung der Cyanverbindungen in England
nachgesucht worden, von denen aber schwerlich anzunehmen ist, daſs sie dem schon
völlig bewährten Péchiney'schen Verfahren den Rang
streitig machen werden.
Das Verfahren von Péchiney fuſst darauf, daſs die
Cyanverbindungen im Sodaofen nur gegen das Ende der Schmelze gebildet werden, wenn
das Sulfat schon fast ganz zersetzt ist, und daſs ihre Bildung auch bei niedrigerer
Temperatur stärker als bei höherer ist; sein Mittel gegen ihre Bildung beruht nun
darauf, daſs man die Schmelzung bei möglichst hoher
Temperatur ausführen, und daſs man zuletzt eine frische Menge Natriumsulfat zusetzen müsse, welche etwa gebildetes Cyanid
zerstört und jedenfalls durch die noch vorhandenen Mischungsmaterialien selbst noch
in kohlensaures Natron umgesetzt wird. Auch betont er es, allerdings nicht als
unerläſslich für diesen speciellen Zweck, daſs man mit einem Minimum von Mischungskohle arbeiten und die erforderliche hohe Temperatur
des Sodaofens, sowie die Abdampfung der Laugen durch die Herdfeuerung allein zu
erreichen suchen müsse. Wenn man nach seinen Vorschriften arbeitet, so fällt die
Rohlauge ganz frei von Cyannatrium oder Ferrocyannatrium aus, und man kann aus ihr
direct Krystallsoda oder auch ganz weiſses Sodasalz herstellen, ohne irgend welche
Mutterlaugen aushalten zu müssen.
W. Weldon, welcher die Ausbeutung von Péchiney's Verfahren für England in die Hand genommen
hatte, hat das Verfahren durch eine eigene Verbesserung ergänzt (Englisches Patent
vom 11. Januar 1878), nämlich durch Zusatz von Kalksteinstaub am Schlüsse der
Operation, zugleich mit dem Péchiney'schen Sulfat,
wodurch das Schwefelnatrium zerstört und in
kohlensaures Natron umgesetzt wird, so daſs noch reinere Laugen erfolgen und ein
Carbonisiren derselben zu diesem Zwecke gar nicht nöthig wird. Man erhält dadurch
eine Soda, welche ebenso
frei von Eisen und ebenso weiſs ist als Ammoniaksoda, ohne irgend welche
Mutterlaugen-Absonderung.
Ueber die Bedeutung des Péchiney'schen Verfahrens und
die Bildung der Cyanverbindungen bei der Sodaschmelze überhaupt hat sich ein
ziemlich hitziger Kampf zwischen Weldon und Mactear in dem 38. Bande der „Chemical News“ entsponnen, in welchem der Letztere allerdings sehr
entschieden den Kürzeren gezogen hat. Zur Verständigung darüber muſs darauf
hingewiesen werden, daſs das von Mactear früher
patentirte, vom Referenten seinerzeit (1877 224 200) besprochene Verfahren der
Beschickung des rotirenden Sodaofens durch das Péchiney-Weldon'sche ganz in Wegfall kommen würde: hinc illae lacrymae. Zur Erinnerung sei erwähnt, daſs Mactear statt des älteren Verfahrens (in dem rotirenden
Ofen zuerst nur Kreide und Kohle zu erhitzen, bis sich etwas Aetzkalk gebildet hat
und dann erst das Sulfat mit mehr Kohle zuzusetzen), die Materialien alle auf einmal
eingibt und am Schlüsse der Operatien einige Procent Aetzkalk zusetzt. Dadurch
erreicht er es, ebenso wie das ältere Verfahren, daſs die Rohsoda beim Auslaugen
aufschwillt, porös wird und sich besser auswaschen läſst; aber sein Verfahren nimmt
gegenüber dem älteren eine Reihe von Vorzügen in Anspruch, welche freilich von ihm
sehr übertrieben worden sind (mein eigener Bericht darüber war auch günstiger, als
ich ihn jetzt abfassen würde), von denen jedoch wenigstens die Mehrproduction aus
demselben Ofen und etwas, wenn auch nicht sehr viel, Ersparniſs an Brennmaterial
unleugbar vorhanden sind. Eine ganze Anzahl von Fabriken in England und eine oder
zwei Fabriken in Frankreich führten dann auch das Mactear'sche Verfahren ein; aber die Mehrzahl verschmäht es und einige
haben es wieder aufgegeben, weil die wirklich erreichten, hinter den Versprechungen
stark zurückbleibenden Vortheile durch die schlechtere Qualität der Soda aufgewogen
wurden, welche viel schwefelhaltiger, also schwächer und miſsfarbiger als früher
ist.
Mactear behauptet nun in der Chemical News, 1878 Bd. 38 S. 130, daſs die Cyanverbindungen grade erst
gegen das Ende der Schmelzung auftreten, wenn die Temperatur höher ist, und daſs
mithin solche Verbindungen in um so gröſserer Menge gebildet werden, je höher die
Temperatur im Sodaofen gehalten wird.
Hierauf wendet Weldon ein (daselbst S. 137), daſs dem
nicht so sein könne, und zwar aus folgenden Gründen: 1) Bei Anwendung in der
Sodamischung von Kalkschlamm vom Kaustisiren, welcher 50 Proc. Wasser enthält und
dadurch natürlich immer eine niedrigere Ofentemperatur erzeugt, bekommt man immer
mehr Cyanid, als bei Anwendung von Kalkstein allein. 2) Ein mit Gas geheizter
Cylinderofen ergab fünf Mal mehr Cyanid als später, wo die Feuerung auf Kohlen
umgeändert und eine gröſsere Hitze hervorgebracht wurde. 3) Rohsoda von Handöfen, welche in der
Regel heiſser als Cylinderöfen gehen – dies ist ganz richtig – enthält weniger
Cyanid als Rohsoda von den letzteren Oefen. 4) In Frankreich, wo man bei sehr hoher
Temperatur arbeitet und die Schmelze viel länger im Ofen läſst als in England,
bekommt man weniger Cyanid in der Rohsoda. 5) Seitdem man in England grade durch Péchiney auf die Nothwendigkeit, mit wenig
Mischungskohle und bei sehr hoher Temperatur zu arbeiten, um gute Rohsoda zu
erhalten, aufmerksam gemacht worden ist und die Cylinderöfen bei höherer Temperatur
betrieben hat, findet es sich, daſs unter sonst ganz gleichen Umständen weniger
Cyanverbindungen entstehen. 6) Wenn man nach Weldon's
eigenem Vorschlag zuletzt noch Kalksteinstaub zusetzt, um das Sulfid zu zerstören,
aber darin zu weit geht und durch zu viel Kalkstein die Ofentemperatur herabstimmt,
so findet man wieder mehr Cyanid, als wenn man sich mit dem Zusatz in engeren
Grenzen hält.
Der Grund, warum trotz alledem das Cyanid allerdings erst gegen das Ende der
Schmelzung gebildet wird, ist der, daſs dann nicht mehr Sulfat genug vorhanden ist,
um seine Bildung zu verhindern. Daſs Sulfat und Cyanid mit einander unverträglich
sind, hat in der That Péchiney unumstöſslich bewiesen.
(Die dabei vor sich gehende Reaction ist wahrscheinlich: Na2SO4 + 4NaCN = Na2S + 4NaCNO. Allerdings behauptet Weldon, daſs in der Soda sich auch kein cyansaures Salz
vorfinde; aber da dieses bekanntlich ungemein leicht in Ammoniak und kohlensaures
Salz zerfällt, so kann eine geringe Menge davon der Analyse leicht entgehen.)
Mactear antwortet hierauf (daselbst S. 162) in einem
langen Briefe, dessen Inhalt sich jedoch sehr kurz zusammenfassen läſst. Er
behauptet, daſs es nicht auf die Ofen-Temperatur
ankomme, sondern auf den Schmelzpunkt der Masse; wenn
dieser hoch sei, würden mehr Cyanide gebildet, und zwar nicht durch den
Stickstoffgehalt der Mischungskohlen, sondern durch den Luftstickstoff. Die von Weldon vorgebrachten Argumente sucht er dadurch zu
entkräften, daſs in den von Jenem angeführten Fällen, wo eine niedrigere Ofen-Temperatur geherrscht habe, grade die Schmelze
heiſser werde (?). Im Uebrigen bestreitet er Péchiney
das Verdienst, die Zerstörung der Cyanverbindungen zuerst praktisch ermöglicht,
sowie auch das, zuerst auf die Wichtigkeit einer Verringerung der Mischungskohle
hingewiesen zu haben; wenn Péchiney so schön weiſse und
eisenfreie Soda erhalte, so müſsten seine Laugen wohl so reich an Kochsalz sein,
daſs das Schwefeleisen ausgefällt würde. Auſserdem folgen noch einige
Persönlichkeiten gegen Weldon.
Nun erwiedert Weldon in sehr energischer Weise. Seine
Antwort ist in der Chemical News, 1878 Bd. 38 S. 177
nur verstümmelt abgedruckt; die ganze Antwort ist von Weldon für Privatcirculation gedruckt worden, und es ist ein an
Zahlenmaterial reiches und dadurch sehr werthvolles Nachwort beigegeben, von welchem ich durch
Hrn. Weldon's Güte ermächtigt worden bin, für diesen
Bericht vollen Gebrauch zu machen. Zum Beweise, daſs die Cyanide allerdings
wenigstens theilweise aus dem Stickstoff der Mischungskohle gebildet werden, führt
Weldon die Thatsache an, daſs ein deutscher
Fabrikant bei Anwendung von sehr stickstoffreicher Mischungskohle sogar im Stande
gewesen sei, die Cyanverbindungen durch Auskrystallisiren nützlich zu verwenden.
(Mir ist dies nur im Falle der Leblanc-Potasche bekannt, wo das Ferrocyankalium sich
natürlich von der Potasche leichter trennen läſst, als Ferrocyannatrium von Soda.)
Ein anderer Theil der Cyanverbindungen werde jedenfalls durch das von der
Feuerungskohle abgegebene Ammoniak gebildet, aber der atmosphärische Stickstoff habe
daran fast oder gar keinen Antheil. Der Mactear'schen
Behauptung, daſs die Reduction des Schmelzpunktes der Masse das wesentliche Agens
sei, um die Bildung von Cyaniden zu verringern, setzt Weldon die notorische Thatsache entgegen, daſs man grade bei der Mactear'schen Mischung, auf deren niedrigeren
Schmelzpunkt Mactear selbst so viel Gewicht legt, immer
viel weniger weiſses Sodasalz erhalten wird als bei Mischungen von höherem
Schmelzpunkte.
Weldon's allerdings sehr vollständige und schlagende
Widerlegung von Mactear's Bemäkelung des Verdienstes
von Péchiney nimmt viel Raum ein, wird aber meine Leser
nicht genügend interessiren, um sie hier wiederzugeben; wesentlich bleibt es nur
dabei, daſs auch Mactear selbst die volle Wichtigkeit
einer Reduction der Mischungskohle auf das vollste anerkennt, ja eben das Verdienst
dieses Erkennens gern für sich beanspruchen möchte, was ihm freilich nicht gelingt.
Uebrigens erwähnt Weldon, daſs selbst bei Anwendung von
60 Proc. Mischungskohle (während Péchiney manchmal nur
30 Proc. nimmt), doch bei gleichzeitiger Anwendung des Péchiney-Weldon'schen Schluſszusatzes das schönste weiſse Sodasalz gemacht
werden könne. Aber allerdings ist dies nur selten zu empfehlen, und muſs man dann
von vornherein die Menge des Kalksteins beschränken, um die Soda nicht zu
verbrennen. Die Franzosen pflegten schon lange durch Verminderung der Mischungskohle
weiſsere Soda zu erzielen, und zwar, wie man jetzt weiſs, grade weil dabei Sulfat
ganz unzersetzt blieb. Péchiney fand eben dies heraus
und fand zugleich, daſs man das Sulfat trotzdem vollständig zersetzen könne, wenn
man, neben Verminderung der Mischungskohle, zuletzt bei
höherer Temperatur als gewöhnlich arbeitet und die Schmelzung etwas länger währen
läſst – also im graden Gegensatz zu Mactear's
Behauptungen. Unter gewöhnlichen Umständen würde man fürchten müssen, daſs durch die
eben empfohlene Behandlung die Schmelze „verbrennen“ und „rothe“ Brode
entstehen würden, was vermuthlich von den beiden Reactionen:
Na2CO3 + C = Na2O + 2CO und Na2O + CaS = Na2S + CaO
herrührt; aber grade die Verminderung der Mischungskohle und
der schlieſsliche Zusatz von Sulfat und Kalkstein, wodurch gar keine freie Kohle
mehr übrig bleibt, also die erste Gleichung gar nicht statt haben kann, verhindert
das „Verbrennen“ der Rohsoda. Schon der Zusatz von Kalksteinstaub allein am
Schlüsse hat diese Wirkung und gestattet selbst mit mehr Mischungskohle zu arbeiten,
wenn einmal die Fabrik so angelegt ist, daſs man zur Verdampfung der Rohlaugen auf
die von diesem Ueberschuſs von Mischungskohle ausgegebene Hitze angewiesen ist.
Dieses letztere (in England fast allgemein gebräuchliche) Verfahren wird übrigens
von Péchiney gradezu monströs genannt; in Frankreich
würde man sich auf eine solche Störung des Schmelzprocesses nie einlassen und eben
im Nothfall eine Hilfsfeuerung zum Eindampfen anbringen, statt die betreffende Kohle
der Mischung zuzusetzen; der Arbeitsherd (oder der Cylinder der rotirenden Oefen)
dürfe eben unter keinen Umständen die Rolle des Feuerherdes spielen. Dies scheinen
in der That höchst beachtenswerthe Winke!
Wenn man die Mutterlaugen auf Aetznatron verarbeiten will, so geht dies ganz in
gewöhnlicher Weise an; man braucht aber nur ein Viertel des Salpeters oder der
Gebläseluft wie früher.
Péchiney's Verfahren erfordert durchaus keine besondere
Aufsicht und Geschicklichkeit; er verwerthet die früher als Cyanide verlorene und
die zuletzt als Sulfat zugesetzte Soda vollständig als Carbonat. Man braucht dabei
auch nicht einmal mehr Kalkstein als bei Mactear
(zusammen mit dessen Kalk); dabei fallen doch Rohlaugen von viel gröſserer Reinheit
als früher, und ist, nach Angabe zweier Fabriken über ein dreimonatliches Resultat,
das Ausbringen an nutzbarer Soda aus dem Sulfat entschieden gröſser als je früher.
Es wird zu 78,68 Proc. Soda von 48 Proc. nach Liverpooler Analyse angegeben, was
leider keine mathematisch bestimmbare Gröſse ist; man wird diese Analyse im
Allgemeinen also etwa 1½ bis 2 Proc. (von den 48) zu hoch angebend annehmen und
mithin das Ausbringen = 35,65 Proc. Na2O oder 60,94
Proc. Na2CO3 von
Sulfat (etwa 96procentig anzunehmen) setzen können; dies kommt nach meinen
Ermittelungen den besten bisher in englischen Fabriken beobachteten Ausbringen
mindestens gleich und übertrifft sie sogar wahrscheinlich.
Weldon führt als niedrigste, in der Praxis vorkommende
Mischung nach Mactear folgende an:
100,00
Sulfat
78,66
Kalkstein
42,00
Kohle
6,24
Kalk (am Schluſs).
Dagegen bestehen zwei sehr gut bewährte Mischungen des Péchiney-Weldon'schen Verfahrens aus:
a
b
Sulfat
100
100
Kalkstein
79,40
75,00
Kohle
41,60
38,20
Beendigungs-Sulfat
5,88
5,88
„ Kalksteinstaub
7,35
7,35
––––––––––––––––
Also im
Ganzen:
Sulfat
100
100
Kalkstein
81,9
77,80
Kohle
39,29
36,10.
Ferner gibt Weldon eine groſse
Anzahl von Analysen von Péchiney-Weldon'scher Rohsoda
und Rohlauge an, wie sie Tag für Tag von den Fabriken in ihrer Praxis einlaufen; ich
fasse dieselben nur in ihren Grenzwerthen zusammen:
I) Rohsoda mit 60 Proc.
Mischungskohle.
Alkalinität als Na2O
22,6
bis
24,51 Proc.
Na2S
0,28
„
0,38
Na2S auf 100 Na2O
1,15
„
1,60
Na2SO4
0,41
„
0,63
Gesammt-Na2SO4 nach Oxydation aller nied-rigeren
Schwefelungsstufen
1,85
„
2,24
Procentigkeit des gesammten Sodasalzes anNa2O (jedenfalls auch „Liverpool Test“)
57,4
„
58,3
Rohlauge aus derselben
Na2S auf 100 Na2O
1,79
bis
2,60 Proc.
Na2SO4 „ „ „
5,21
„
7,24
Soda-Auslaugerückstand
Na2O
0,21
bis
0,37 Proc.
II) Rohsoda mit 78,8 Proc.
Kalkstein und 36,1 Proc. Mischungskohle.
Alkalinität als Na2O
24,25
bis
26,00 Proc.
Na2SO4
0,18
„
0,90
Na2S
0,31
„
0,48
Gesammt-Na2SO4 nach Oxydation
0,88
„
1,90
Na4FeCy6
Spuren
„
0,06
Na2O im trockenen
Rückstande
0,19
„
0,23
III) Rohsoda mit 85,3 Proc.
Kalkstein und 44,1 Proc. Kohle.
Alkalinität als Na2O
23,00
bis
26,25 Proc.
Na2SO4
0,18
„
0,90
Na2S
0,20
„
0,37
Gesammt-Na2SO4
0,96
„
2,00
Na4FeCy6
Spuren
„
0,052
Na2O im Rückstande
0,14
„
0,31
Während durch das Péchiney-Weldon'sche Verfahren die Reinigung der Soda von Eisen und Schwefel
bewirkt wird, ermöglicht es der von Mactear construirte
mechanische Calcinirofen, auch die Kausticität der Soda auf ein Minimum herabzudrücken.
Das Mactear'sche englische Patent (vom 17. Mai 1876)
ist zwar nur eine unbedeutende Abänderung des von Schofield im Jahre vorher genommenen Patentes; bei sonst völlig gleicher
Construction nimmt er die Entleerung des Ofens im Centrum statt seitlich vor. Aber
Mactear gebührt jedenfalls das Verdienst (welches
er sich von den Benutzern seines Ofens durch eine ungemein hohe Gebühr bezahlen
läſst), daſs er durch verschiedene Versuche in der von ihm geleiteten Tennant'schen Fabrik zu Glasgow die mechanischen Schwierigkeiten
überwunden und einen wirklich arbeitenden Ofen hingestellt hat. Derselbe war in
Paris im Modell ausgestellt; ich habe denselben in mehreren Fabriken in England und
Frankreich in Thätigkeit gesehen und überall loben hören. Da derselbe, wenigstens in
den bis jetzt ausgeführten Dimensionen, sich wegen seiner zu groſsen Production für
deutsche Fabriken kaum eignet, so unterlasse ich es, ihn abzubilden und genau zu
beschreiben, was (ebenso wie mit den früher erwähnten Apparaten) in meinem demnächst
erscheinenden Handbuche der Soda-Industrie geschehen
wird, und führe hier nur so viel an, daſs der Ofen eine tellerförmige, um ihre
Verticalachse rotirende Sohle von 6m,09
Durchmesser besitzt, bedeckt von einem sehr flachen Gewölbe, das auf einem
kreisförmigen festen Rahmen getragen wird; eine Sandrinne bewirkt gasdichten
Verschluſs zwischen beiden. Eine Anzahl von verticalen Rührwellen, welche durch in
einander eingreifende Zahnräder in abwechselnd umgekehrte Drehung versetzt werden,
steht in einer Radiallinie vom Centrum der Ofensohle nach dem der Feuerbrücke
entgegengesetzten Seite zu; durch die Umdrehung der Ofensohle werden alle Theile der
Beschickung unter diesen Rührern durchgeführt. Die letzteren werden nicht von den
Feuergasen berührt, welche in zwei Füchsen seitlich davon abgeleitet werden. Alles
dies findet sich schon in Schofield's Ofen; dieser
wurde jedoch seitlich entleert, während Mactear die
Entleerung durch ein conisches Ventil im Mittelpunkte der Ofensohle bewerkstelligt,
welches von der Decke aus durch einen besonderen Mechanismus herab oder hinauf
gezogen wird. Die Beschickung fällt in darunter gefahrene Hunde, und die Operation
ist allerdings sehr reinlich und ganz selbstthätig. – Solcher Oefen sollen schon 30
errichtet sein; sie calciniren in 6 Tagen meist bis 110t. Mactear selbst spricht von 150t; doch ist dies, wie ich bestimmt weiſs, stark
übertrieben. Wenn man möglichst vollständig (d.h. bis 0,2 Proc. NaOH) carbonisiren
will, so kann man nur 90t in 6 Tagen calciniren.
Dies gilt jedoch von Soda aus Rohlaugen, welche nicht mit Kohlensäure behandelt
werden, und nur mit Sägespänen gemischt waren. In Folge der gleichförmigen Arbeit
und des schnellen Fortschreitens der Carbonisirung kann man die Soda einer viel
gröſseren Hitze als in den gewöhnlichen Calciniröfen aussetzen, ohne ein Schmelzen
befürchten zu müssen, und wird die Soda dadurch weiſser als gewöhnlich; sie kommt in
einem feinkörnigen und so dichten Zustande heraus, daſs man an Fässern ein Zehntel
erspart. Mactear behauptet, 30 Proc. der Feuerungskohle
zu ersparen; dies ist jedoch nach meinen Erkundigungen entschieden unrichtig,
namentlich wenn der Dampf zum Betriebe der Maschinerie in Anschlag gebracht wird,
was doch absolut nöthig ist. Im Gegentheil verbraucht man in der Regel, selbst ohne
den Dampf zu rechnen, nicht weniger Kohlen als bei Handarbeit, nämlich etwa 40 Proc. vom Gewichte
der Soda. Die Hauptersparniſs ist, neben der verbesserten Qualität, diejenige an
Arbeitslohn; dieser beträgt nur 1 bis 1,50 M. für 1t gegenüber 3,50 bis 4 M. bei den Handöfen. Ein einziger Ofen ersetzt am
Tyne, wo man mit Sägspänen carbonisirt, 6 Handöfen; in Lancashire, wo man ohne
Sägspäne und mithin schon in den Handöfen schneller arbeitet, ist das Verhältniſs
nicht ganz so günstig für den mechanischen Ofen.
Keiner der von mir beobachteten Mactear'schen
Calciniröfen war mit Gasfeuerung versehen, während man
in den continentalen Fabriken immer mehr dahin kommt, diese Art der Feuerung grade
in dem vorliegenden Falle anzuwenden, weil man dadurch eine Verunreinigung der Soda
mit Flugasche vollkommen vermeidet. Durch Combination der verschiedenen erwähnten
Verbesserungen läſst sich übrigens schon jetzt nach dem Leblanc'schen Verfahren calcinirte Soda erzielen, welche der Ammoniaksoda
an Hochgrädigkeit und Schönheit der Farbe vollkommen gleich kommt.
Eine der wichtigsten Verbesserungen oder vielmehr Ergänzungen,
welche das Leblanc'sche Verfahren seit seinem Bestehen
erfahren hat, würde das Verfahren von Schaffner und Helbig (D. R. P. Nr. 4610 vom 20. Februar 1878) zur
Aufarbeitung der Auslaugungsrückstände sein, wenn sich dieses bei länger
fortgesetztem Betriebe im eigentlichen Fabrikmaſsstabe ebenso bewähren sollte, wie
es bisher im halbgroſsen Maſsstabe der Fall gewesen ist. Ohne einer Veröffentlichung
der speciellen Einrichtungen von Seiten der Erfinder vorzugreifen, will ich doch mit
Erlaubniſs derselben die Grundzüge des Verfahrens erwähnen. Bekanntlich gewinnt man
bisher nach dem Schaffner-Mond'schen
Schwefelregenerationsverfahren höchstens die Hälfte des in den Rückständen
enthaltenen Schwefels, und dieses mit bedeutendem Aufwände von Salzsäure; der Kalk
der Rückstände aber geht ganz und gar verloren und es bleiben immer noch sehr
umfangreiche Massen von unnützem Ballast zu bewältigen. Grade der Auslaugerückstand
ist eine der gröſsten Schattenseiten des Leblanc'schen
Verfahrens, und hat vielleicht mehr als alle anderen Umstände dahin geführt, daſs
man dasselbe durch andere Verfahren zu ersetzen gesucht und theilweise wirklich
ersetzt hat. Es ist nun aber Schaffner und Helbig gelungen, durch eine höchst sinnreiche
Combination von theilweise ganz neuen Reactionen nicht nur so gut wie sämmtlichen
Schwefel, sondern auch den Kalk der Sodarückstände wieder zu gewinnen und die
Rückstände auf eine ganz unbedeutende Menge zu beschränken. Die Rückstände werden
ganz frisch von den Auslaugekästen mit einer Lösung von Chlormagnesium gemischt,
welche darauf energisch einwirkt, mit Production von Chlorcalcium, Magnesia und
Schwefelwasserstoff nach folgender Gleichung: CaS + MgCl2 + H2O = CaCl2 + MgO + H2S.
Das Schwefelwasserstoffgas wird, wie später zu beschreiben, verarbeitet; der Rückstand
enthält die neu gebildete Magnesia in fein zertheiltem Zustande aufgeschwemmt in der
Chlorcalciumlösung, gemischt mit Schlacken von Aluminiumsilicat u.s.w., Kokes und
anderen Verunreinigungen der Sodaschmelze, welche höchstens 25 bis 30 Proc. der
Gesammtrückstände ausmachen und bei dem neuen Verfahren den einzigen,
unvermeidlichen, aber völlig unschädlichen, festen Abfall ausmachen. Er wird von der
Magnesia durch Abschlämmen leicht und sicher getrennt, und die nun gereinigte
Mischung von Magnesia und Chlorcalciumlösung mit Kohlensäure aus Feuergasen u.a. in
ähnlichen Gefäſsen wie die Weldon'schen
Oxydationsthürme behandelt, wodurch Chlormagnesium regenerirt und kohlensaurer Kalk
gebildet wird: MgO + CaCl2 + CO2 = MgCl2 + CaCO3.
Diese beiden Producte werden durch systematisches Auswaschen von einander getrennt;
das Chlormagnesium wird wieder in der ersten Operation verwendet (ein kleiner
Verlust davon ist gewiſs unvermeidlich, aber bei dem so sehr niedrigen Preise dieses
Artikels nicht von groſsem Belang), der kohlensaure Kalk wird getrocknet und wieder
zum Sodaschmelzen verwendet, wozu er sich wegen seiner fein zertheilten
Beschaffenheit sehr gut eignet.
Von dem bei der ersten Operation entweichenden Schwefelwasserstoff wird etwa ein
Drittel verbrannt, welches sich in der Praxis sehr leicht macht, gewiſs
hauptsächlich darum, weil in diesem Falle nicht, wie sonst fast immer bei den
Vorschlägen zur Fabrikation der Soda aus Schwefelnatrium u.s.w., das Gas mit Hilfe
von unreiner Kohlensäure ausgetrieben und also mindestens mit dem dreifachen Volum
Stickstoff verdünnt ist. Dann läſst man die erzeugte schweflige Säure auf das übrige
Schwefelwasserstoffgas wirken und setzt sie beide in Schwefel und Wasser um nach der
Gleichung: 2H2S + SO2 = 3S + 2H2O. Nun ist es freilich
bekannt, daſs diese Umsetzung immer und immer wieder versucht worden und doch stets
fehlgeschlagen ist, weil die Gleichung sich eben nicht wie oben vollzieht, sondern
eine groſse Menge von Pentathionsäure gebildet wird, nach der Gleichung: 5H2S + 5SO2 = S5O6H2 + 4H2O + 5S.
Auſserdem wird der Schwefel in feinster, milchiger Form gefällt, setzt sich nur
äuſserst langsam ab und geht durch alle Filter hindurch. Daher sind alle Bemühungen
in dieser Richtung bisher nicht von einem praktisch durchführbaren Erfolge begleitet
gewesen. Schaffner und Helbig haben nun aber diese Aufgabe völlig gelöst, indem sie gefunden
haben, daſs in Gegenwart von Neutralsalzen, wie z.B. Chlorcalcium oder
Chlormagnesium, keine Pentathionsäure entsteht und sogar beim Zusätze solcher Salze
die schon gebildete Pentathionsäure wieder zersetzt wird. Zugleich verwandelt sich
der milchige, fein suspendirte Schwefel in körnigen, sich sehr leicht absetzenden
und leicht auszuwaschenden. Man läſst die Gase also in einem mit Ziegeln lose
ausgesetzten Thurme auf einander wirken, in welchem eine Chlorcalciumlösung herunterströmt;
die letztere kann, nachdem sie von dem Schwefel getrennt ist, immer wieder von neuem
benutzt werden; ein Verlust daran ist ja aus dem Weldon'schen Regenerationsproceſs u. dgl. ganz kostenlos zu ersetzen. Der
Schwefel wird in dem allbekannten Schaffner'schen
Apparate geschmolzen und in Stangen gegossen. Auf diese Weise soll man ganz glatt
und leicht 90 bis 95 Proc. des in den Rückständen enthaltenen Schwefels erhalten
können, neben etwa 75 Proc. des Kalkes. Das erstere läſst sich auch leicht
begreifen, da ja die Rückstände ganz frisch verarbeitet werden, ehe das
Schwefelcalcium Zeit gehabt hat, sich zu Calciumsulfat oder Sulfit zu oxydiren.
Wenn das beschriebene Verfahren, das ja schon längst über das erste Stadium der
Versuche hinaus ist, sich endgiltig bewähren sollte, so würde man ganz, abgesehen
von der meist weniger wichtigen Wiedergewinnung des Kalkes, den in den
Fabrikationscyklus eingeführten Schwefel fast ganz und zwar in einer viel
werthvolleren Form, nämlich als Stangenschwefel, wieder gewinnen. Gewiſs werden die
Kosten des Verfahrens einen nicht unerheblichen Theil des Gewinnes aufzehren; aber
selbst wenn, was höchst unwahrscheinlich ist, gar kein ökonomischer Vortheil dabei
wäre, so wäre jedenfalls jede Belästigung durch den Umfang und die schädlichen
Eigenschaften der Rückstände vollständig aufgehoben, und es wäre dem Leblanc'schen Verfahren in dieser Beziehung durchaus
kein Vorwurf mehr zu machen. Aber es ist eben höchst wahrscheinlich, daſs die
Regenerationsoperation auch nach Abzug der Kosten wenigstens den Pyritschwefel
bezahlen wird. Die Erfinder gehen sogar weiter und stellen es in Aussicht, statt der
Verbrennung eines Theiles Schwefelwasserstoffes, die nöthige schweflige Säure aus
sonst unverwerthbaren metallurgischen Röstgasen zu entnehmen und dadurch auch deren
Schwefel als Stangenschwefel zu gewinnen.
Die Erfindungen des Jahres 1878 haben mithin den Leblanc'schen Proceſs ganz wesentlich vervollkommnet. Auf der einen Seite
ist durch die fast völlige Beseitigung der Cyan- und Schwefelverbindungen die
Qualität der Soda (und zwar sämmtlicher in den Laugen enthaltener) an Gehalt und
Farbe der Ammoniaksoda gleich gemacht worden; die Menge des Kalksteines und der
Kohle in der Sodamischung ist bedeutend verringert und der Proceſs dadurch billiger
geworden. Auf der anderen Seite verschwinden die Auslaugerückstände so gut wie ganz;
ihr Kalk kehrt wieder in den Proceſs zurück und ihr Schwefel wird sogar in
veredelter Gestalt erhalten. Seit Erfindung des Verfahrens überhaupt sind keine so
wesentlichen Fortschritte chemischer Natur in demselben zu verzeichnen, wenn wir die
Sodafabrikation im engeren Sinne betrachten, als in diesem Jahre. Damit ist der
Vorsprung, welchen das Ammoniaksoda-Verfahren in einigen Punkten unläugbar gewonnen
hatte, vielleicht
mehr als eingeholt. Ferner kommt auch noch in Betracht, daſs das Péchiney-Weldon'sche Verfahren absolut gar keine neuen
Fabrikationseinrichtungen verlangt und in jeder Leblanc-Sodafabrik ohne weiteres
eingeführt werden kann. Das Schaffner-Helbig'sche
Verfahren beansprucht allerdings einen nicht unerheblichen Aufwand für Apparate,
aber doch gar nicht im Verhältniſs stehend zu den Einrichtungskosten des
Ammoniaksoda-Verfahrens.
Schlieſslich sei noch ein Punkt erwähnt, welcher freilich die
deutschen Fabrikanten sehr viel weniger berührt als die englischen, weil nur in
England die Uebelstände durch die Anhäufung enormer Mengen von nicht entschwefelten
Sodarückständen an einzelnen Orten acut geworden sind. Man kann die davon
abflieſsenden gelben Laugen nach einem zuerst von Schaffner der Tennant'schen Fabrik gemachten
Vorschlage behandeln, welches Verfahren später von deren Director Mactear unter seinem eigenen Namen patentirt und sehr
laut bei allen möglichen Gelegenheiten der Welt verkündigt worden ist (vgl. 1877 224
202), nämlich die Laugen durch schweflige Säure zu corrigiren und sie dann, ähnlich
wie in Mond's Verfahren, mit Salzsäure zu zersetzen.
Aber wo dies aus localen Gründen nicht angeht, oder wo man die Kosten des Apparates
scheut, kann man ein Verfahren einschlagen, welches der Verfasser in der von ihm
geleiteten Fabrik eingerichtet und Jahre lang betrieben hat, welches aber erst vor 2
Jahren ohne sein Zuthun, obwohl mit Anführung seines Namens, in England patentirt
worden ist. Man richtet nämlich mehrere Sümpfe ein, in welche man die gelben Laugen
abwechselnd flieſsen läſst, ehe sie in den schlieſslichen Abfluſs gelangen; in
diesen Sümpfen macht man sie völlig unschädlich, indem man sie mit Eisen- oder
Manganoxyd und Kalk vermengt, wodurch die Sulfide gefällt werden; der Rückstand von
Schwefelmetall regenerirt sich sehr schnell zu Oxyd und freiem Schwefel, wenn er der
Luft ausgesetzt und umgeschaufelt wird, ganz wie die Reinigungsmasse der
Gasfabriken. Die von dem Verfasser speciell angewendete Masse war der Schlamm,
welcher sich nach dem Neutralisiren der Weldon'schen
Chlorentwicklungslaugen absetzt und welcher wesentlich aus Eisenoxyd und
kohlensaurem Kalk mit etwas Gyps, getränkt mit Manganchlorür, besteht. Es liegt auf
der Hand, daſs man dieses Verfahren auch durch Einblasen von Luft während der
Entschwefelung zu einem continuirlichen machen kann; der Hauptinspector der
englischen Sodafabriken, R. Angus Smith, ist mit
Versuchen über diesen Gegenstand beschäftigt, deren Resultate er wohl in Kurzem
veröffentlichen wird.
In Bezug auf die Entwicklung der Chlor-Industrie sind, abgesehen von einigen interessanten theoretischen
Besprechungen über das Deacon'sche Verfahren,
wesentliche Neuerungen nicht zu verzeichnen. Ungemein bezeichnend ist es, daſs von
diesem Verfahren auf der Pariser Ausstellung absolut nichts gesehen und gehört
wurde, während W. Weldon
einen groſsen Preis, und
zwar den einzigen in der ganzen chemischen Industrie Englands, erhielt.
(Nachtrag folgt.)
Zürich, im December 1878.