Titel: | Beiträge zur Technik der Chrompigmente. |
Autor: | Carl Otto Weber |
Fundstelle: | Band 279, Jahrgang 1891, S. 139 |
Download: | XML |
Beiträge zur Technik der
Chrompigmente.
Von Dr. Carl Otto
Weber.
Mit Abbildungen.
Beiträge zur Technik der Chrompigmente.
Unter den Pigmenten, welche als färbendes Element Chrom enthalten, nehmen noch immer
die Chromate, und zwar ausschliesslich die des Bleies und Zinkes die Stellung ein,
die sich dieselben seit ihrem ersten Erscheinen im Handel errungen haben und
voraussichtlich auch für immer behaupten werden. Trotz der unleugbaren üblen
Eigenschaften der Chromate, nämlich der Giftigkeit als Chromsalze an und für sich,
wozu in den Chrompigmenten noch die Giftigkeit der Blei- und Zinkverbindungen, sowie
die Empfindlichkeit der ersteren gegen atmosphärische Einflüsse hinzukommt, sind die
vorgenannten Chromate, soweit gelbe und orange Töne in Betracht kommen, ohne
Nebenbuhler.
Wohl ist versucht worden, dem Bariumchromat (gelbes Ultramarin) einen Markt zu
gewinnen, aber die geringe Deckkraft desselben, der auf eine einzige Nuance
beschränkte Farbenton und seine dem Bleichromat kaum nachstehende Giftigkeit
schliessen das Product vom allgemeinen Farbenmarkte aus. Es muss indess
hervorgehoben werden, dass erhebliche Quantitäten von Bariumchromat zur Erzeugung
grüner Barytgläser verwendet werden.
Seit Inkrafttreten des Gesetzes vom 5. Juli 1887, betreffend die Verwendung giftiger
Farben, ist der Anwendung der Blei- und Zinkchromate nicht unerheblich Abbruch
geschehen. Der der Pigmentfarbenfabrikation hieraus erwachsene Nachtheil ist
indessen nicht so gross, als vielleicht auf den ersten Blick scheinen möchte, indem
der Bedarf an Gelb und Orange in den hierbei in Frage kommenden Industrien durch
Farblacke in den betreffenden Nuancen gedeckt wird, womit freilich nicht gesagt sein
soll, dass die Fabrikation giftfreier Gelb und Orange von den hervorragenden
Eigenschaften der entsprechenden Blei- und Zinkpräparate zur Zeit möglich ist. Auf
die Herstellung von Chrom- und Zinkgelbimitationen soll in einem späteren Aufsatze
zurückgekommen werden.
I. Chromsäure haltende Chrompigmente.
Obgleich die Chromoxyd und dessen Hydrate enthaltenden Chrompigmente vom chemischen
Standpunkte aus zuerst abzuhandeln wären, stellen wir doch die Chromatpigmente ihrer
grösseren technischen Bedeutung halber voran.
A) Die Bleichromate.
Für die Darstellung von Bleichromaten werden sowohl lösliche, als auch unlösliche
Bleiverbindungen verwendet. Von löslichen Bleiverbindungen sind zu erwähnen:
Bleiacetat (Bleizucker), Bleinitrat, Chlorblei. Von unlöslichen Bleiverbindungen
werden angewandt: Bleioxyd (Bleiglätte), Bleiweiss, Bleisulfat.
Alle Angaben stimmen überein, dass die besten Chromgelbe aus Bleiacetat erhalten
werden; kein anderes Bleisalz ermöglicht die Herstellung einer so grossen
Varietät von Nuancen und so verschiedenartiger physikalischer Beschaffenheit,
wozu als weiterer Vorzug noch die grosse Einfachheit der Fabrikationsmethode
kommt, Leider ist der Preis des Bleizuckers ein absolutes Hinderniss für die
ausschliessliche Anwendung desselben, da die daraus hergestellten Pigmente sich
verhältnissmässig sehr hoch stellen. Ist der Bedarf an Bleizucker sehr gross, so
lohnt sich dessen Darstellung für den Selbstverbrauch aus Bleiglätte und
Essigsäure; dies ist mit keinen nennenswerthen Schwierigkeiten verbunden,
während die Herstellung dieses Salzes aus metallischem Blei eine kostspielige
Anlage erfordert, da sonst die Essigsäureverluste die Selbstherstellung theurer
machen, als das krystallisirte Handelsproduct zu stehen kommt.
Textabbildung Bd. 279, S. 139
Fig. 1.Pfanne zur Herstellung von Bleiacetat.
Zur Herstellung des Bleiacetats für den Selbstverbrauch verwendet man am besten
eine eiserne verbleite Pfanne von nebenstehender Form (Fig. 1). Man füllt die Pfanne (zu ungefähr ⅓) mit der Hälfte der
erforderlichen Essigsäure von 30 Proc. (6° B.), erhitzt zu schwachem Sieden und
schlägt sodann die vorher auf einer Nassmühle zu einem feinen Brei zermahlene
Glätte unter gutem anhaltendem Rühren durch ein Sieb in die Säure. Sobald alle
Glätte eingetragen ist, erhitzt man durch Dampf einige Minuten zum Sieden,
worauf rasch vollständige Lösung zu einer milchigen Flüssigkeit eintritt. Man
hat dann eine concentrirte Lösung von basisch essigsaurem Blei, zu deren
Ueberführung in Bleizucker man ein dem erstverwendeten Quantum Essigsäure
gleiches Quantum zufügt und kurze Zeit umrührt. Auf diese Weise ist der Verlust
an Essigsäure auf ein kaum nennenswerthes Quantum reducirt. Die vollständige
Umwandlung des erst erhaltenen basischen Acetats in den neutralen Bleizucker
lässt sich leicht mit Hilfe der Pfundt'schen
Reaction erkennen. Man verwendet hierzu eine 5procentige Lösung von
Quecksilberchlorid in Wasser. Sobald die ursprüngliche Bleilösung mit ein paar
Tropfen der Quecksilberlösung keinen Niederschlag mehr erzeugt, ist die
Umwandlung in neutralen Bleizucker erfolgt, man hat also eventuell zu der
primären Bleilösung so lange Essigsäure zuzufügen, bis dieser Reactionspunkt
erreicht ist. Man bestimmt dann die Concentration der Lösung entweder
mittels des Aräometers, sicherer durch TitrationTüpfelanalyse mit Silberacetat (AgNO3 +
NaC2H3O2) als Indicator.
mit 1/10-Normalkaliumbichromat (29,5 g auf 1 l).
Bleinitrat wird in grossen Massen an Stelle des Bleizuckers verwendet und geben
die daraus erzeugten Gelbe denen aus Bleizucker nur wenig nach. Die bei
Verwendung des Nitrates in der Chromgelbfabrikation auftretende freie
Salpetersäure ist aber von erheblichem Einflüsse auf die Nuance des erzeugten
Gelbes und muss diesem Umstände bei der Fabrikation Rechnung getragen werden,
anderenfalls die Resultate sehr zu wünschen übrig lassen. Zwar ist die bei
Verwendung von Bleizucker frei werdende Essigsäure ebenfalls von ganz
erheblichem Einflüsse auf die Farbenschönheit des Productes, doch ist dieser
Einfluss unter praktisch vorkommenden Verhältnissen nur ein günstiger, während
Salpetersäure bei zu hoher Concentration oder zu hoher Temperatur fast stets
nachtheilig wirkt, häufig ein totales Misslingen der Operation zur Folge hat.
Vorstehende Bemerkungen beziehen sich natürlich nur auf solche Fälle, in denen
saure Fällungslösungen, wie etwa Bichromat und Schwefelsäure, benutzt werden,
bei neutralen oder alkalischen Fällungslösungen kann selbstverständlich von
freien Säuren keine Rede sein. Der Erwähnung werth ist ferner die Thatsache,
dass aus Bleinitrat hergestellte Chromorange stets salpetersäurehaltig sind,
indem bei den Fällungen mit der alkalischen Chromatlösung ein hoch basisch
salpetersaures Bleioxyd niedergeschlagen wird, das die geringe Menge von
Salpetersäure ausserordentlich festhält.
Bleinitrat stellt sich erheblich billiger als Bleiacetat, auch lässt sich
dasselbe leicht für den Selbstverbrauch herstellen. Man verwendet hierzu
denselben Apparat, wie oben für die Bleizuckerlösung beschrieben, und verwendet
Salpetersäure von nicht mehr als 11° B. (14procentig). Die ganze erforderliche
Salpetersäure wird in die Pfanne gebracht, durch Dampf auf etwa 80° C. erhitzt
und sodann die berechnete Menge Glätte, die nicht nass gemahlen zu sein braucht,
eingetragen. Man fährt mit dem Einleiten von Dampf fort, bis völlige Lösung
eingetreten ist.
Die Concentration der Bleinitratlösung kann mittels Aräometer bestimmt werden,
doch ist Titration, bei Gegenwart von überschüssigem Natriumacetat, mit
Bichromat sicherer.
Chlorblei ist bisweilen als Abfallproduct billig erhältlich, ist aber dann
gewöhnlich in solchem Grade verunreinigt, dass seine Verwendung für die
Fabrikation feiner Chromgelbe ausgeschlossen ist. Auch für ordinäre Gelbe ist es
kaum vortheilhaft verwendbar, da es technisch unmöglich ist, mit
Chlorbleilösungen, wie sie bei gewöhnlicher Temperatur erhältlich sindEine Chlorbleilösung enthält bei gewöhnlicher Temperatur etwa 1 Proc.
PbCl2., zu arbeiten, und
die aus dem festen Chlorblei erzeugten Gelbe sind äusserst dicht und vertragen
in Folge dessen nur ganz minimale Quantitäten von Füllstoffen ohne grosse
Schädigung der Nuance. Dagegen eignet sich Chlorblei sehr wohl zur Darstellung
von Orange und obwohl sich dieselben mit den aus anderen Bleisalzen
dargestellten Orange nur bei selten vorkommender Reinheit des Abfallchlorbleies
messen können, so rentirt sich das Verfahren bei der Billigkeit dieses
Abfallproductes doch gut. Auf die Darstellung von Chlorblei brauchen wir hier
nicht einzugehen, da dessen specielle Darstellung für die Chromgelbfabrikation
in Folge seiner ungünstigen Eigenschaften sehr unvortheilhaft wäre.
Basische Bleiacetate bilden gewissermassen den Uebergang von den löslichen zu den
unlöslichen Bleiverbindungen, soweit diese für Zwecke der
Pigmentfarbenfabrikation in Betracht kommen. Dass dieselben vortheilhaft zur
Fabrikation von Chromorange benutzt werden, ist altbekannt. Neueren Datums
dagegen ist die Verwendung sehr hochbasischer Bleiacetate für Töne vom zartesten
Citrongelb bis zum scharlachrothen Chromroth. Im Preise stellen sich diese
Chromgelb und Orange billiger als alle anderen, da nur ein Drittel ungefähr der
im Bleizucker enthaltenen Menge Essigsäure in Anwendung kommt. Die Methode ist
nicht ohne Schwierigkeiten und erfordert etwas mehr Beaufsichtigung als bei
Verwendung von löslichen Salzen; aber weder im Preise, noch in der Schönheit der
Producte, noch in der fast unbegrenzten Anzahl der verschiedenartigsten
Varietäten kann irgend ein anderes Verfahren mit diesem sich vergleichen.
Als Ausgangspunkt dient ein basisches Bleiacetat, das ungefähr der Formel Pb(C2H3O2)2, 2Pb(OH)2 entspricht. Zu dessen Darstellung dient
Bleiglätte, die zuvor auf einer Nassmühle zu einem unfühlbaren Brei zermahlen
und dann durch ein feines Sieb (Nr. 120) geschlämmt wurde, und die technische
30procentige Essigsäure des Handels. Die Ueberführung der Bleiglätte in obiges
basische Salz wird auf folgende Weise bewerkstelligt. In die für die Darstellung
von Bleizucker angegebene Pfanne, die ungefähr 300 l hält, bringt man 76 k
30procentige Essigsäure und erhitzt auf ungefähr 90° C, dann wird der
Dampfzufluss so regulirt, dass die Temperatur möglichst über 70° C. bleibt.
Durch ein über der Pfanne aufgestelltes Sieb (Nr. 120) schlämmt man dann ein 120
k trockener Glätte entsprechendes Quantum des Glättbreies in die heisse
Essigsäure, wobei man zur Beschleunigung der Operation reichlich heisses Wasser
zu dem in dem Siebe befindlichen Glättebrei gibt, den man mittels einer Bürste
oder steifen Pinsels kräftig durcharbeitet. Das Gelingen der Operation hängt zum
grossen Theil von der Schnelligkeit ab, mit der die Glätte in die Essigsäure
eingetragen wird, wobei man sich aber sorgfältig hüte, die Glätte anders als
durch das Sieb in die Säure gelangen zu lassen, da in diesem Falle die
Entstehung steinharter Klumpen, die sich jeder weiteren Reaction entziehen,
unvermeidlich ist. Von ebenso grosser Wichtigkeit ist tüchtiges Rühren während
der ganzen Operation, um das Ansetzen von Glätte am Boden der Pfanne zu
verhüten. Ist auf diese Punkte genügende Aufmerksamkeit verwendet worden, so
beginnt nach kurzer Zeit die schmutzig gelbrothe Mischung sich bedeutend zu
verdicken, wobei die Farbe derselben in ein reines Weiss umschlägt. Hierbei muss
tüchtig gerührt werden, und sollte die Masse zu steif sein, so kann dieselbe
durch Zufügen von heissem Wasser so weit verdünnt werden, bis ein kräftiges
Durchrühren möglich ist. Man hüte sich aber wohl, zu viel heisses Wasser oder
kaltes Wasser zuzusetzen, da in beiden Fällen die Reaction sofort zum
Stillstande käme und ein erhebliches Quantum noch unveränderter Glätte, die von
dem gebildeten basischen Acetate eingeschlossen wird, sich der Reaction entzöge
und die
Qualität der aus diesem Producte hergestellten Farben sehr schädigen würde.
Sobald die Masse sich nicht weiter verdickt, stellt man das Rühren ein, bedeckt
die Pfanne mit einem hölzernen Deckel und lässt 12 Stunden stehen. War die
Operation gut geleitet, so stellt die Masse nach dieser Zeit eine weisse Masse
von grosser Zartheit dar, in der keine harten Knötchen oder unveränderte Glätte
bemerkbar sind.
Das so erhaltene basische Bleiacetat entspricht ungefähr der Formel Pb(C2H3O2)2, 2Pb(OH)2 und stellt eine weisse käsige Masse dar, die
sich in viel Wasser fast vollständig löst. Es ist indessen nicht nöthig,
dieselbe behufs Weiterverarbeitung auf Chromgelb erst in Lösung zu bringen,
sondern es genügt, dieselbe in möglichst feiner Vertheilung in den
Fällungsbottich zu schlämmen, welcher vorher zu ⅓ mit Wasser gefüllt wurde; was
dabei etwa ungelöst bleiben sollte, setzt sich bei der Fällung mit grösster
Leichtigkeit in Chromgelb um. Das Schlämmen wird durch Durchdrücken der Masse
durch ein sehr feines Sieb bewirkt, unter Anwendung eines grossen steifen
Pinsels und reichlicher Quantitäten von Wasser. Die so erreichte feine
Vertheilung ist völlig ausreichend, indessen geht das in keiner Glätte fehlende
höchst fein vertheilte metallische Blei mit durch das Sieb und mengt sich dem
Chromgelb bei. was bisweilen zu unangenehmen Nebenerscheinungen führt. Das
Ausscheiden des metallischen Bleies kann aber leicht bewerkstelligt werden,
indem man das basische Acetat, anstatt dasselbe durch ein Sieb zu schlämmen,
durch eine sehr eng gestellte Oelfarbmühle passiren lässt, die am besten so
aufgestellt wird, dass von derselben die gemahlene Masse direct in den
Fällungsbottich fliesst. Das fein vertheilte Blei setzt sich hierbei als feste
Masse in den Rillen der Mühle fest und lässt sich nach beendigter Operation mit
Leichtigkeit entfernen. Sobald man die gesiebte oder gemahlene Masse in den
Bottich einfliessen lässt, muss in demselben kräftig gerührt werden, bis die
Fällung vollzogen ist, um das Festsetzen ungelöster Theile am Boden des Bottichs
zu verhüten.
Von grosser Wichtigkeit ist in diesem Verfahren die Qualität der verwendeten
Bleiglätte. Es ist selbstverständlich, dass diese so rein als möglich sein muss,
besonders mit Bezug auf einen häufig vorkommenden Kupfergehalt, der schon in
sehr geringer Menge höchst nachtheilig auf die Schönheit der helleren Nuancen
von Chromgelb (Citron-, Schwefelgelb u.s.w.) einwirkt. Zur Prüfung auf Kupfer
gebe man 10 g der Glätte in ein Becherglas oder Reagensglas und übergiesse
dieselbe mit 20 cc Ammoniak, dem man einige Tropfen Salpetersäure zusetzte.
Unter häufigem Umrühren lässt man die Probe sechs Stunden stehen und filtrirt
sodann. Das Filtrat wird mit 30procentiger Essigsäure angesäuert, einige Tropfen
einer 10procentigen Lösung von Ferrocyankali um hinzugesetzt und kräftig
umgeschüttelt. Zeigt die Probe nach fünf Minuten langem Stehen nur eine
bräunlich-rosa Färbung, so ist die Glätte unbedenklich verwendbar, hat sich
jedoch ein brauner Niederschlag gebildet, so muss die Glätte verworfen werden.
Diese Probe gibt aber nur Aufschluss über die Verwendbarkeit einer bestimmten
Glättesorte vom Standpunkte ihrer chemischen Reinheit aus, mindestens ebenso
wichtig ist aber deren physikalische Beschaffenheit. Von dieser hängt es ab, ob
die Glätte sich vollständig in das basische Acetat überführen lässt. Ist eine
Glätte sehr dicht, so ist deren Hydratisirung, wie die Ueberführung
derselben in das basische Acetat benannt wird, kaum in zufriedenstellender Weise
ausführbar, was sich leicht an der mehr oder weniger gelblichen oder röthlichen
Färbung der Reactionsmasse erkennen lässt. Ausserdem zeigt es sich, dass die
gebildeten käsigen Flocken beim Zerdrücken in der Handfläche stets einen
sandigen Kern von unveränderter Glätte enthalten. Ein diese Erscheinungen
zeigendes Reactionsproduct liefert immer nur geringwertige Ware und ganz
erheblich reducirte Ausbeute. Eine Prüfung der Glätte im kleinen Massstabe, in
Bezug auf obiges Verhalten, ist sehr unzuverlässig, und es ist daher sehr zu
empfehlen, von einer beim Verarbeiten im Grossen sich als brauchbar erweisenden
Glätte zu Gunsten einer anderen erst nach Befund einer normalen
Betriebsoperation abzugehen.
Ein ursprünglich von FanzoyD. p. J. 1863 169
156. angegebenes Chromgelbverfahren geht ebenfalls von der
Bleiglätte aus, indem dieselbe in ein hochbasisches Chlorblei übergeführt wird.
Zu diesem Zwecke wird die Bleiglätte in fein gemahlenem Zustande mit ihrem
gleichen Gewichte an Kochsalz versetzt und so viel Wasser zugesetzt, dass ein
Brei entsteht, der sich ohne grosse Schwierigkeit durcharbeiten lässt. Die
Mischung verdickt sich nach und nach bedeutend und hat man deshalb von Zeit zu
Zeit so viel Wasser zuzufügen, als erforderlich ist, um die ursprüngliche
Consistens der Masse zu erhalten. Der Endpunkt der Reaction ist erreicht, wenn
eine kleine Probe, in ein zu zwei Dritttheilen mit 10procentiger Salpetersäure
gefülltes Reagensglas gebracht nach kräftigem Schütteln keine sich absetzende
Glätte mehr zeigt, sondern eine klare Lösung gibt.
Der obige Process verläuft bei weitem schneller und besser, wenn man die auf
einer Nassmühle gemahlene Glätte, zusammen mit dem Kochsalze und der nöthigen
Menge Wasser, in eine eiserne Rolltrommel bringt und dieselbe dann in Gang
setzt. Die Wirkung der in der Rolltrommel befindlichen Kugeln oder Walzen
beschleunigt die Operation ganz bedeutend und liefert ein viel gleichmässigeres
Product.
Das auf die eine oder andere Weise erhaltene basische Chlorblei wird sodann bis
zum völligen Verschwinden der alkalischen Reaction ausgewaschen, filtrirt,
schwach gepresst und in Teigform zum Gebrauche aufbewahrt. Den Gehalt an Blei
dieses Productes bestimmt man durch Titration einer in verdünnter Salpetersäure
aufgelösten und mit überschüssigem Natriumacetat versetzten Probe mit 1/10-Normalkaliumbichromat.
Dass die mit Hilfe dieses Verfahrens erzeugten Chromgelbe sich ausserordentlich
billig stellen, ist einleuchtend, trotzdem aber hat das Verfahren sehr wenig
Fuss gefasst, da dasselbe sehr umständlich ist, sich für die Erzeugung stark
reducirter billiger Gelbe sehr wenig eignet und vor dem vorbeschriebenen
basischen Acetatverfahren nur den Vortheil eines um ein Geringes billigeren
Preises besitzt, ein Vortheil, der durch die Ueberlegenheit der nach dem
basischen Acetatverfahren erhaltenen Gelbe mehr wie aufgewogen wird. Das
Verfahren ist aber sehr wohl geeignet zur Darstellung gewisser Sorten chemisch
reiner Gelbe, wie solche auf dem englischen und amerikanischen Markte in grossen
Quantitäten gekauft werden, Gelbe, welche bei sehr mittelmassiger Nuance grosse
Deckkraft besitzen und sehr billig gehandelt werden.
Bleiweiss ist für die Fabrikation von Chromgelben aller Art vorzüglich
geeignet, auch stellen sich die daraus fabricirten Producte sehr billig in Folge
des hohen Gehaltes des Bleiweisses an Bleioxyd (86 Proc. PbO). In Wasser
aufgeschlämmtes Bleioxyd, mit den üblichen Fällungslösungen für Chromgelb
behandelt, gibt sehr schlechte Resultate, da das unlösliche Bleiweiss mit der
Fällungslösung nur sehr unvollständig sich umsetzt. Besser schon fällt das
Resultat aus, wenn man der Fällungslösung ein bestimmtes Quantum von Säuren
zusetzt, die mit Bleioxyd lösliche Salze bilden, wie Salpetersäure oder
Essigsäure. Rationeller aber ist es, wenn man dem in Wasser aufgeschlämmten
Bleiweiss solche Säuren zusetzt. Zu diesem Zwecke ist es durchaus nicht
erforderlich, eine der angewendeten Menge Bleiweiss äquivalente Menge dieser
Säuren zu verwenden, also das Bleiweiss vollständig in den betreffenden Säuren
zu lösen. Der ökonomische Vortheil der Verwendung von Bleiweiss würde dadurch
gänzlich verloren gehen. Es ist vollkommen genügend, ein Drittel oder ein
Viertel jener Quantität an Essigsäure oder Salpetersäure zu verwenden. Bei der
Fällung mit sauren Fällungslösungen werden jene Säuren beständig regenerirt und
kommen von neuem auf das noch unveränderte Bleiweiss zur Wirkung. Die
charakteristische physikalische Erscheinung der auf solche Weise erzeugten
Chromgelbe ist jedenfalls der während der Fällung stattfindenden lebhaften
Kohlensäureentwickelung zuzuschreiben.
Frisch gefälltes oder in Teigform aufbewahrtes schwefelsaures Blei lässt sich mit
fast derselben Leichtigkeit wie ein lösliches Bleisalz in Chromgelb überführen,
und diese Methode wird, trotzdem sie nicht allgemein brauchbar ist, doch häufig
für die Darstellung gewisser Sorten „glattbrüchiger“ Gelbe benutzt. Würde
man das erforderliche Bleisulfat darstellen durch Fällung eines löslichen
Bleisalzes, etwa Bleiacetat oder Bleinitrat mit Schwefelsäure oder einem
geeigneten Sulfat, so würde die Essig- bezieh. Salpetersäure des Bleisalzes
verloren gehen oder doch nur auf umständliche Weise wieder zu gewinnen sein. Die
Methode kann daher vortheilhaft nur auf die Weise ausgeführt werden, dass man
nicht ein normales, sondern ein basisches Bleisalz anwendet, und zwar basisch
essigsaures Blei, Pb2(OH)2(C2H3O2)2. Man fällt dieses Salz bei einer Temperatur
von etwa 50° B. mit 50procentiger Schwefelsäure, fügt aber nur so viel derselben
hinzu, als erforderlich ist, um das basische Bleiacetat in neutrales Bleiacetat
rückzuverwandeln, entsprechend der Gleichung:
Pb2(OH4)2(C2H3O2)2 + H2SO4=
Pb(C2H3O2)2 + PbSO4 + 2H2O.
Man hüte sich sorgfältig vor einem Ueberschusse an Schwefelsäure, nicht nur weil
ein solcher zu einem Essigsäureverlust führen könnte, sondern weil hierdurch das
gefällte Bleisulfat, das aus der basischen Lösung in käsigen Flocken fällt, die
sich mit Chromaten äusserst rasch umsetzen, in seine krystallinische
Modifikation verwandelt wird, die von Chromaten nur langsam angegriffen wird und
nie so schöne Gelbe liefert als das amorphe Sulfat. Es ist daher am sichersten,
die Lösung sehr schwach basisch zu lassen, was ohne Schwierigkeit im Betriebe
durchführbar ist, indem man die Fällung des basischen Bleioxyds stets mit Hilfe
der Pfund'schen Quecksilberchloridreaction sehr
leicht verfolgen kann und dieselbe unterbricht, sobald die Reaction ein Minimum
von Basicität der Lösung anzeigt. Die ganze Masse wird dann sofort in eine
Filterpresse getrieben und das abfliessende Bleiacetat gesammelt und wieder auf
basische Lösung verarbeitet. Das in der Presse befindliche Bleisulfat wird
direct in der Form, in der es erhalten wird, verwendet bezieh. aufbewahrt. Es
zeigt bei richtiger Behandlung einen Trockengehalt von 85 bis 90 Proc.; die im
Presskuchen enthaltene geringe Menge von Bleiacetat ist unerheblich, sie beträgt
ungefähr 4 Proc. der verwendeten Bleizuckermenge, ist aber natürlich abhängig
von der Concentration der Bleizuckerlösung nach der Fällung, die nicht unter
1,500 spec. Gew. betragen sollte. Da es von Vortheil ist, mit ziemlich
concentrirten Lösungen zu arbeiten, so kann die Herstellung derselben nicht
unter Anwendung von Dampf geschehen, und man verwendet daher doppelwandige
eiserne Kessel zum Erhitzen mit indirectem Dampf. Die zur Herstellung der
basischen Lösung verwendete Glätte sollte fein gemahlen zur Anwendung gelangen,
und versäume man nie, die basische Lösung in das Fällungsgefäss durch ein sehr
feines Sieb (Nr. 200) zu filtriren, um ungelöste Glätte und Unreinigkeiten zu
entfernen.
Bleisulfat ist bisweilen in erheblichen Mengen als Abfallproduct von
Cattundruckereien und Färbereien erhältlich. Es ist aber meist von so übler
Beschaffenheit in Bezug auf seine Reinheit, dass es nur schwer zu verwenden ist.
Durch Kochen mit einem grossen Ueberschusse von kohlensaurem Natron lässt es
sich so gut wie vollständig in kohlensaures Blei überführen, das sich in
derselben Weise wie Bleiweiss zur Chromgelbfabrikation verwenden lässt. Ist der
für das Bleisulfat geforderte Preis aber nicht ein sehr niedriger, so ist das
Verfahren kaum lohnend.
Vergleichen wir nun die verschiedenen Methoden der Chromfarbenfabrikation, wie
sich dieselben unter Benutzung der vorerwähnten Rohmaterialien ergeben, mit
Bezug auf den jeder einzelnen Methode entsprechenden Kostenpreis der Producte,
so haben wir hierbei zu berücksichtigen: 1) den Kostenpreis der verwendeten
Bleiverbindung (Handelsproduct), 2) den Aufwand an Material, Arbeit u.s.w. für
die Ueberführung des Rohmaterials in den Zustand, in dem dasselbe unmittelbar
für die Chromgelbfabrikation benutzt wird. Als Basis dieser Berechnung haben wir
Bleioxyd (Bleiglätte) zu nehmen, für welche wir den nominellen Preis von 35 M.
für 100 k zu Grunde legen wollen. Bei einem Preise von techn. 30procentiger
Essigsäure 25 M. für 100 k, 60procentiger Salpetersäure 26 M. für 100 k stellen
sich sodann 100 k PbO in der zur Chromgelbfabrikation geeigneten Form:
100 k PbO
1)
Essigsaures Blei (Bleizucker), Handels-product 56 M. für 100
k
96 M.
2)
Essigsaures Blei, dargestellt in Lösungfür Selbstverbrauch
80 „
3)
Bleinitrat, Handelsproduct, 50 M. für100 k
75 „
4)
Bleinitrat, dargestellt in Lösung fürSelbstverbrauch
64 „
5)
Basisches Acetatverfahren
51 „
6)
„ Chlorbleiverfahren
40 „
7)
Bleiweissverfahren
55 „
Aus obiger Aufstellung ergibt sich unmittelbar, dass der Preis für 100 k
nutzbares Bleioxyd ein Gegenstand ist, der die höchste Aufmerksamkeit verdient,
um so mehr, als dies der einzige Punkt ist, der eine erhebliche Variation der
Preise des chemisch reinen Chromgelbs ermöglicht. Diese Aufstellung lässt auch
sofort den Grund erkennen,
warum die Anwendung des normalen Bleiacetats in der Chromfarbenfabrikation
zu den überwundenen Standpunkten gehört. Damit soll nicht gesagt sein, dass es
überhaupt für diesen Zweck nicht mehr angewendet wird, dies geschieht aber nur
für die Darstellung solcher Gelbe, für die ihrer besonderen Eigenschaften und
Verwendung wegen kein Preis zu hoch ist. Ich habe kaum nöthig, hinzuzufügen,
dass, der Anwendung solcher Gelbe entsprechend, deren Fabrikation eine äusserst
beschränkte ist. Zwar stellen sich selbst dargestellte Bleizuckerlösungen
erheblich billiger, aber doch immer noch viel zu theuer, um allgemeinere
Anwendung zu gestatten. Bleinitrat wird gegenwärtig in grossen Massen auf
Chromgelb verarbeitet, da Bleioxyd in dieser Form nur ungefähr zweimal so viel
kostet als in Form von Bleiglätte, so dass bei Selbstdarstellung des Nitrates
die Ersparniss in der That ganz bedeutend ist. Es kann das Bleinitratverfahren
als das heute herrschende betrachtet werden, da es besonders von kleineren
Fabrikanten dem Bleiweissverfahren, ebenso wie dem basischen Acetatverfahren
vorgezogen werden wird, indem das Arbeiten mit löslichen Bleisalzen einfacher
ist und weniger Apparatur erfordert, als bei der Anwendung unlöslicher oder
unvollständig löslicher Bleiverbindungen nöthig ist. Zur Vermeidung abnorm hoher
Arbeitskosten ist bei dem Bleiweiss-, als auch bei dem basischen Acetatverfahren
die Anwendung mechanischer Rührwerke absolut nothwendig. Die hierdurch bedingte
Mehrauslage an Apparatur macht sich aber bei den ausserordentlichen ökonomischen
Vortheilen, besonders der basischen Acetatmethode, bald reichlich bezahlt. Das
basische Chlorbleiverfahren stellt sich allerdings noch erheblich billiger,
deren Ausübung bietet aber trotz ihrer scheinbaren Einfachheit ganz erhebliche
Schwierigkeiten, nicht zum Wenigsten in der nicht leichten Controle des
Bleioxydgehaltes des feuchten Oxychlorids. Immerhin muss gesagt werden, dass die
Methode, obgleich im Princip schon ziemlich alt, doch technisch noch sehr wenig
entwickelt ist. Dass sie entwickelungsfähig ist, muss entschieden bejaht werden,
und der ausserordentlich billige Preis der mit ihrer Hilfe erzeugten Chromgelbe,
der wohl der niedrigste ist, zu dem sich Chromgelbe darstellen lassen, möchte
für manchen der grösseren Chromgelbproducenten genügend Veranlassung sein, der
Methode nähere Aufmerksamkeit zu schenken.
Bezüglich der verwendeten Rührwerke dürften einige Bemerkungen hier wohl am
Platze sein. Die einzige Form eines Rührwerkes für Zwecke der
Pigmentfarbenfabrikation ist das einfache Flügelrührwerk. Bei der häufig sehr
bedeutenden Schwere der Niederschläge muss das Rührwerk sehr kräftig construirt
sein, da es sonst beim Wiederaufrühren der abgesetzten Niederschläge leicht zu
Schaden kommt. Aus demselben Grunde empfiehlt es sich, die Rührflügel nicht
senkrecht zu stellen, sondern denselben eine geringe Neigung (vgl. Fig. 2 und 3) zu geben, welche
das Anstellen des Rührwerkes sehr erleichtert. Die Rührwelle muss in dem über
den Bottich reichenden eisernen Arm durch ein kräftiges, nicht zu kurzes Lager
geführt werden, an ihrem unteren Ende trägt dieselbe einen Schuh von
PhosphorbronzeKein anderes Metall und keine andere Legirung sollten verwendet
werden., der als Zapfen sich in einem theilweise in den Boden
des Bottichs eingelassenen Phosphorbronzelager dreht. Diese Einrichtung
verleiht der Rührwelle ausserordentliche Stabilität und Dauerhaftigkeit.
Für kleine Bottiche können diese Rührwerke durch Riemenvorgelege oder direct von
der Haupttransmission getrieben werden. Für Bottiche von über 2 m Durchmesser
ist aber der Betrieb mittels Zahnrad und Frictionskuppelungen das einzig
Räthliche, Riemenbetrieb in diesem Falle ist nur eine Quelle endloser
Aergernisse im Betriebe und ist ferner die Abnutzung der Riemen ausserordentlich
gross.
Textabbildung Bd. 279, S. 143
Flügelrührer.
Diese Flügelrührer wären indess ohne weitere Vorrichtung völlig unbrauchbar, da
dieselben so gut wie keine Durchmischung in senkrechter Richtung bewirken und
auch die in wagerechter Richtung erfolgende Durchmischung fast gleich Null ist,
wenn erst die zu rührende Masse sich mit der Geschwindigkeit des Rührers im
Bottich dreht. Zur Beseitigung dieses Uebelstandes bringt man im Bottich
„Brecher“ an. Es sind dies (vgl. Fig. 2 und 3) hölzerne Bohlen,
welche senkrecht zu den Rührflügeln in der Wand des Bottichs befestigt und je
auf einer Seite an mindestens zwei Stellen gegen den Druck der gerührten Masse
kräftig versteift sind. Diese Brecher gehen vom Rande des Bottichs bis beinahe
auf den Flügelrührer, von dem sie 4 bis 6 cm abstehen, so dass die Rührflügel
ohne Gefahr darunter durchpassiren können. Diese Brecher machen das
Flügelrührwerk zum wirksamsten Rührapparat für alle schweren oder leichten
Niederschläge; die Mischung geht absolut sicher und mit ausserordentlicher
Schnelligkeit vor sich.
Die Fällungsbottiche sollten stets so hoch aufgestellt werden, dass nach dem
Auswaschen die Farbe durch einen im Boden des Bottichs befindlichen Hahn direct
in die untergeschobenen Filterkasten oder durch Schläuche nach der Pumpe der
Filterpresse abgelassen werden kann.
Sollen die erzeugten Chromgelbe in Teig verkauft werden, so ist eine Filterpresse
im Interesse rationeller Production eine absolute Notwendigkeit, denn nicht nur
wird hierdurch viel Zeit und Arbeit erspart, sondern auch ist dies der einzige
Weg, die Presskuchen von regelmässigem Trockengehalte zu erhalten. Es sei ferner
mit Bezug auf die Filterpressen erwähnt, dass für Zwecke der Farbenfabrikation
Rahmenpressen den Kammerpressen entschieden vorzuziehen sind, letztere sollten
nur für die Verarbeitung solcher Producte verwendet werden, die sich, wie z.B.
Pariser-Blau, sehr schwierig pressen lassen. In solchen Fällen erweisen sich die
nur halb so viel Dichtungsfläche als die Rahmenpressen enthaltenden
Kammerpressen entschieden vortheilhafter.
An dieser Stelle kann Verf. nicht unterlassen, darauf hinzuweisen, dass die
Trockeneinrichtung einer Pigmentfarbenfabrik für die Erzeugung tadelloser
Producte von der allergrössten Bedeutung ist. Manchem dürfte dies als ein
Gemeinplatz erscheinen, aber was in diesem Punkte gesündigt wird, grenzt ans
Unglaubliche. Ein halbes Dutzend Versuche über das Trocknen von Chromgelben
können jeden von der ausserordentlichen Wichtigkeit dieser
Operation überzeugen; trotzdem gibt es Dutzende von Fabrikanten, die
jahraus jahrein minderwertige Waren produciren und den Fehler überall suchen,
nur nicht in ihrer erbärmlichen Trockeneinrichtung.
Jede Art der Trockeneinrichtung, welche die erforderliche Luftcirculation durch
den Eintritt kalter Aussenluft in die Trockenräume bewerkstelligt, liefert
entweder schlechte Producte oder ist unökonomisch. Es gibt nur einen Weg,
Pigmentfarben rationell zu trocknen, dies ist mit erwärmter Luft (Caloriferen),
wobei die mit Wasserdämpfen beladene Luft des Trockenraumes nach aussen
abgeführt wird.
(Fortsetzung folgt.)