Titel: Dumas, über die unmittelbare Behandlung der Eisenerze.
Autor: Dumas,
Fundstelle: 1830, Band 38, Nr. XI. (S. 22–28)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj038/ar038011

XI. Ueber die unmittelbare Behandlung der Eisenerze. Von Hrn. Dumas.

Aus den Annales de l'Industrie. N. III. S. 210.

Ich hatte vor einigen Monaten Gelegenheit mit Hrn. Grellet, Besizer eines Hochofens, über die von dem Ingenieur Moisson-Desroches erörterte Frage15) zu sprechen. Ich kam beinahe auf dieselben Schlüsse, wie dieser, und ich glaube, daß alle diejenigen, welche sich bisher mit Eisenhüttenkunde beschäftigen, gestehen werden, daß in Hinsicht der Gewinnung des Eisens aus seinen Erzen die Kunst noch in ihrer Kindheit ist, obschon die weitere Behandlung des Eisens sich übrigens bereits auf einer hohen Stufe von Vollkommenheit befindet.

Als man anfing die Platinna zu behandeln, befolgte man ein Verfahren, das sehr viele Aufklärung über die Behandlung des Eisens gibt. Nachdem man die Platinna in ein Ammoniumchlorür verwandelt hatte, zersezte man dieses, und verschaffte sich den Platinnaschwamm. Dieses Metall gab dann, in einem höchst fein zertheilten Zustande mit Arsenik oder Phosphor verbunden, eine schmelzbare Arsenik- oder Phosphorverbindung. Die, auf diese Weise erzeugte, Verbindung lieferte endlich, geröstet und zusammengedrükt, Platinnastangen.

Man sah bald ein, daß es überflüssig war, die Platinna in einen schmelzbaren zusammengesezten Körper zu verwandeln, um dann mit großen Kosten diesen zusammengesezten Körper neuerdings zu zersezen. Man begriff, daß ein hämmerbares Metall, wenn es sehr fein zertheilt ist, sich immer an einander löthet, wenn man es nur sehr stark erhizt und hinlänglich zusammendrükt. Nun gab man die Bildung einer Phosphor- oder Arsenikverbindung auf; man schweißte den Platinnaschwamm selbst, und verschaffte sich auf diese Weise sehr reine Platinna in weit kürzerer Zeit, mit weit geringerer Mühe und mit minderen Kosten und weniger Brennmaterial.

|23|

Zwischen dieser Behandlung der Platinna und jener des Eisens hat nun die vollkommenste Analogie Statt. Man mengt in den Hochöfen das Eisenerz, den Zuschlag und die Kohlen mit einander. Sobald das Eisenerz roth glühend wurde, wird es durch die Kohle reducirt oder durch die kohlenstoffhaltigen Gase, die sich aus demselben entwikeln; es ist dann schwammig und sehr fein zertheilt. Man macht es schmelzbar, indem man die Temperatur sehr erhöht; das Eisen verwandelt sich in Kohlenstoff- und Kieseleisen, welches schmilzt, und die Gangarten und der beigesezte Zuschlag verglasen sich. Daher das Gußeisen und die Schlaken. Nachdem man sich auf diese Weise mit großen Kosten Gußeisen verschafft hat, gibt man neuerdings große Summen Geldes aus, um dieses Gußeisen zu zerstören; man röstet es, um das Silicium und den Kohlenstoff in demselben zu verbrennen; man bringt das Eisen auf einen Zustand von Schwamm, und löthet diesen durch Schlag oder Druk zusammen.

Die Behandlung des Eisenerzes steht also heute zu Tage dort, wo wir vor 25 Jahren in Behandlung der Platinna gestanden sind. Es gibt wahrscheinlich ein Mittel, die Behandlung des Eisens dahin zu führen, wo wir gegenwärtig uns mit der Platinna befinden; da man es aber hier mit bedeutenden Massen zu thun hat, so verursacht selbst der kleinste Versuch schon bedeutende Kosten. Wir wollen indessen sehen, ob die Wahrscheinlichkeit eines Erfolges nicht groß genug ist, um einen solchen Versuch wagen zu können.

Ehe ich weiter gehe, will ich nur bemerken, daß obige Zusammenstellung der Behandlung der Platinna und des Eisens Hrn. Grellet so sehr gefiel, daß er sich im Brevet d'Invention auf unmittelbare Behandlung des Eisens, insofern sie sich aus derselben ableiten läßt, ertheilen ließ. Er konnte mich hierüber nicht befragen, da ich einige Tage über von Paris abwesend war; bei meiner Rükkehr bot er mir das Eigenthumsrecht auf dieses Brevet auf eine höchst edle Weise an, wofür ich ihm aber dankte, in der vollen Ueberzeugung, daß ihm noch genug Versuche anzustellen übrig bleiben werden, um dieses Verfahren, im Falle es ihm gelänge, ganz sein Eigenthum nennen zu können.

Hr. Grellet blieb also Eigenthümer dieses Brevet, und ich gab ihm alle Mittel an die Hand, die mir zu Gebote standen, um Versuche hierüber anzustellen. Die Resultate einiger derselben will ich hier anführen.

Proust war, glaub' ich, der erste, der auf die niedrige Temperatur aufmerksam machte, unter welcher die Kohle das Eisenoxyd reducirt: ein gewöhnliches Eisenerz wird immer reducirt, wenn es, mit Kohle gemengt, in einer Retorte aus Steingut einer Temperatur ausgesezt |24| wird, die unsere Reverberiröfen in den Laboratorien gewahren.16) Hr. Moisson-Desroches sezt jedoch diese Temperatur zu niedrig an. Sie muß ungefähr 7 bis 800 Grade am hundertgradigen Thermometer betragen, oder das helle Kirschroth in der Glühehize geben.

Auf der anderen Seite wissen die Chemiker schon seit langer Zeit, daß Wasserstoff das Eisenoxyd reducirt. Hr. Magnus hat neuerlich erwiesen, daß diese Reduction bei einer sehr niedrigen Temperatur, ungefähr bei 300°, Statt hat.

Dieß gilt indessen nur bei Eisenoxyden, die wenig Zusammenhang haben; denn bei jenen, welche viel davon besizen, braucht man in der That Rothglühehize. Uebrigens ist wenig hieran gelegen; denn im Großen könnte die Industrie des reinen Wasserstoffgases sich nicht bedienen. Hr. Lassaigne hat sogar in dieser Hinsicht behauptet, daß Eisen, welches durch Wasserstoff reducirt wurde, sich nicht löthen läßt, was mit dem stäten Vorkommen des Kohlenstoffes in dem reinsten Eisen, das man im Handel findet, sehr gut übereinstimmt. Hr. Lassaigne hat diesen Versuch zu Charenton mit 30 Gramm Eisenschwamm angestellt. Was die Anwendung der auf diese Eigenschaften gegründeten Verfahrungsweisen betrifft, so ist diese hier von keinem Interesse, indem der Wasserstoff für den gegenwärtigen Augenblik gar nicht zur Sache gehört.

Die Versuche, welche ich anstellte, und welche Hr. Grellet fortsezte, beruhen auf der Anwendung des gekohlstofften Wasserstoffgases. Gas, welches man. aus der Destillation des Holzes erhält, reducirt alle Eisenerze bei der Rothglühehize sehr gut. Eben dieß gilt auch von dem Gase, welches man durch Zersezung des Wassers mittelst Kohle erhält.

In Versuchen, welche man im Kleinen an der polytechnischen schule, und im College de France anstellte, gaben die Erze, welche mit Gas behandelt wurden, das man aus Zersezung des Wassers erhielt, schwammiges Eisen, das sich sehr leicht löthete, und das sehr gleichartige Eisenstangelchen gab.

In Folge dieser ersten Versuche hat Hr. Grellet an der École Centrale einen Ofen errichtet, in welchem mall einige 20 Pfund Erz auf ein Mal behandeln konnte. Die Reduction, die immer mittelst Gases bewirkt wurde, das durch Zersezung des Wassers erzeugt ward, lieferte Resultate, welche mit den vorigen ganz gleichförmig waren. Man hat noch überdieß bemerkt, daß die Gase, in Ueberschuß angewendet, beinahe die ganze vorhandene Menge des Schwefels, Arseniks |25| und Phosphors, als geschwefeltes, gearseniktes und gephosphortes Wasserstoffgas mit sich fortreißen. Dieser Umstand, über welchen gar kein Zweifel übrig bleibt, verdient die höchste Aufmerksamkeit.'

Gegenwärtig, wo es erwiesen ist, daß man Eisenerze bei einer sehr niedrigen Temperatur mittelst Kohle reduciren kann, so wie mittelst gekohlstofften Wasserstoffgases und Wasserstoffgases in reinem Zustande, entsteht die Frage: welches von diesen Mitteln sollen wir anwenden?

Die Anwendung der Kohle ist das wohlfeilste Mittel; vielleicht daß aber, aus Mangel an Berührung, welche die Reduction durch einen Cementationsproceß fordert, dieses Verfahren langwieriger, und folglich kostbarer wird, als die übrigen.

Die Anwendung des Wasserstoffes ist die kostbarste; sie ist so kostbar, daß sie dadurch unanwendbar wird. Wenn man indessen bedenkt, daß die freiwillige Zersezung einiger Pflanzenstoffe Kohlensäure und reines Wasserstoffgas liefern kann, so ist es vielleicht erlaubt zu denken, daß diese Beobachtung des Hrn. Th. de Saussure, im Nothfalle, die nöthige Quelle zu diesem Verfahren liefern konnte. Wenigstens ist es, für diesen Augenblik, die einzige, die sich mit einem Anscheine der hier so nothwendigen Sparsamkeit andeuten ließe.17)

Im ersten Grade gekohlstofftes Wasserstoffgas (l'hydrogéne proto-carboné) läßt sich hingegen sehr leicht zu niedrigen Preisen erhalten. Die Destillation des Holzes, des Torfes, die Zersezung des Wassers durch Holzkohlenstaub, durch Kohks u. dergl. geben eben so viele Mittel an die Hand, die man anwenden könnte.

Kohle hätte den Nachtheil, daß sie Gußeisen oder Stahl gibt, wo sie nur etwas in Uebermaß angewendet wird.18) Wenn zu wenig Kohle genommen wird, verliert man zu sehr an Eisen. Ueberdieß scheint mir die Temperatur, welche nothwendig ist, wenn durch dieselbe Reduction bewirkt werden soll, hoch genug, um, in vielen Fällen, ein kieselsaures Eisenprotoxyd zu erzeugen, das sich äußerst schwer reduciren läßt. Ich habe diesen Nachtheil sehr oft erfahren: vielleicht ließe sich aber im Großen, wo die Temperatur leichter gleichförmig zu unterhalten ist, dasselbe vermeiden. Für jeden Fall glaube |26| ich aber denselben als die gefährlichste Klippe bei Anwendung der Kohle im Großen andeuten zu müssen.

Wasserstoff, und, in Ermanglung desselben Ammonium,19) führt keinen Nachtheil dieser Art bei sich.

Im ersten Grade gekohlstofftes Wasserstoffgas hat gleichfalls diesen Nachtheil nicht. Das Eisenoxyd verwandelt dasselbe in Wasser und in Kohlenstoffoxyd. Wenn die Temperatur nicht zu hoch ist, so wird dadurch zugleich aller Absezung von Kohlenstoff, und aller Bildung von kieselsaurem Eisenprotoxyde vorgebeugt. Wenn man zu stark heizt, so bildet sich diese kieselsaure Eisenverbindung, sobald die Reduction beginnt. Sie fangt an zu schmelzen, bedekt das nicht angegriffene Oxyd, und die Masse wird gewisser Maßen durch den gekohlstofften Wasserstoff unreducirbar. Wenigstens hat in diesem Aggregationszustande, und bei der Temperatur des Rothglühens oder Hellkirschrothglühens, diese Reduction nicht mehr Statt. Man muß daher die Temperatur so niedrig halten, wie möglich. Auf die Weise reducirt dann das Oxyd eine schwammige Masse ohne alle dazwischen abgelagerte Kohle und ohne alle Erzeugung einer kieselsauren Verbindung.

Bis hierher ginge nun Alles leicht; sobald es sich aber darum bandelt, dieses schwammige Eisen zu einer dichten Masse zusammenzudrängen, zeigen die bisherigen Verfahrungsarten, dasselbe von seiner Gangart abzuscheiden, viele Schwierigkeiten.

Diese Verfahrungsarten lassen sich auf drei zurükführen: auf Waschen; auf Schwingen; auf Abscheiden durch Schmelzung.

Man hätte denken sollen, daß man durch das Waschen das metallische Eisen von seiner Gangart abscheiden konnte. In der That, wenn das Erz zerreiblich ist, so wird es die daraus erhaltene Masse noch weit mehr seyn. Durch gröbliches Pulvern und darauf folgendes Waschen wird man das fein zertheilte Eisen herausschaffen und die ganze grobkörnige Gangart wird zurükbleiben. Wenn das Erz sehr dicht und hart ist, wird man es, im Gegentheile, in ein feines Pulver verwandeln müssen, und man wird versuchen müssen, die Gangart aus demselben durch Waschen zu beseitigen. Der Rükstand wird sehr fein zertheiltes Metall seyn. Das Metall wird sich in diesem Falle weit leichter von der Gangart abscheiden, als sein Oxyd, indem die Dichtigkeiten sich verhalten, wie 7,3 zu 5,3. Das ausgeschiedene Metall könnte in Tüchern zusammengedrükt, gehizt und gelöthet werden. Die Oxydation, welche das Wasser herbeiführen könnte, |27| ist weniger zu scheuen, als man gewöhnlich vermuthet, zumal wenn wall dafür sorgt, daß diese Arbeit mit Schnelligkeit durchgeführt wird.

Die Versuche, welche man im Kleinen anstellte, sind mißlungen. Die Gangart wurde weder auf die eine, noch auf die andere Weise rein ausgeschieden. Das Eisen hatte sich oxydirt. Man war aber noch nicht in dem Verfahren so eingerichtet, daß man diesen Versuch schnell genug hätte ausführen können.20)

Das Schwingen (die Ventilation) würde vielleicht besser gelingen. Wenigstens wäre hier weniger Gefahr, daß das Eisen sich neuerdings oxydirte. Für Leute, welche die Vortheile kennen, die man von diesem Verfahren ziehen kann, ist es nicht nöthig, daß wir uns in irgend ein Detail einlassen. Durch das Schwingen wird man wahrscheinlich dreierlei Producte erhalten: die groben Körner der Gangart, sehr fein zertheiltes Eisen, und die feine Gangart, die nach und nach niederfallen würden.

Diese beiden Verfahrungsarten würden nur dann anwendbar seyn, wann das Erz mehr als 25 p. C. der Gangart enthielte. Im entgegengesezten Falle scheint es, daß man das Product unmittelbar in den Puddlingofen bringen kann.

Hier scheidet die Gangart und das Eisen sich in dasjenige ab, was die Gangart ausschmilzt, und was das erhizte Eisen im Stande ist zu löthen. Da Schlaken und Eisen nicht zusammenschweißen, kann man sie durch Schlagen oder durch Druk von einander scheiden. Hr. Moisson-Desroches schlägt vor die reducirten Massen in ein Bad von geschmolzenen Schlaken zu werfen. Das Eisen wird sich auf den Grund des Bades begeben, und die Gangart wird in dem Schlakenbade bleiben.

Ueber alle diese Verfahrungsarten kann nur Erfahrung im Großen entscheiden. In den meisten Fällen wird das Puddlen21) unmittelbar angewendet werden können. Uebrigens fährt Hr. Grellet mit seinen Versuchen fort. Seit einigen Monaten stellt er sie in einer Eisenhütte an, die auf englische Weise eingerichtet ist, und er schikte mir neulich geschlagenes Eisen, das er unmittelbar aus Erzen |28| durch Gas reducirte, welches er durch Zersezung des Wassers mittelst Kohle erhielt.

Das Exemplar ist in der École Centrale aufgestellt. Das reducirte Erz gab im Puddlingofen 33 p. C. geschmiedetes Eisen. Man mußte ihm etwas Kalk zusezen, um den Fluß der Gangart zu erleichtern.

Ich habe versucht den Preis des auf diese Weise bereiteten Eisens zu berechnen. Ich habe mich hierbei ganz anderer Elemente bedient, als Hr. Moisson-Desroches. Dieser Ingenieur schlägt den Schmelzpunkt der Schlaken sicherlich zu hoch an: er beträgt nicht 7000° am hundertgradigen Thermometer, sondern wirkich kaum 1000°. Uebrigens ist die Weise, nach welcher ich meine Rechnung anstellte, höchst einfach und ganz auf Erfahrungen im Großen gegründet. Ich habe angenommen, daß, um das Eisen zu reduciren, man eben so viel aufwenden mußte, als man braucht, um in den Steinkohlen-Leuchtgasfabriken Leuchtgas aus Steinkohlen zu erhalten, in der Voraussezung, daß man gleiche Volumen Erz zu reduciren und gleiche Volumen Steinkohlen zu destilliren hat. Ich habe ferner vorausgesezt, daß das Puddlen eben so viel kosten würde, als es bei dem gegenwärtigen Systeme kostet, und daß die Abfalle dieselben wären. Ich erhielt auf diese Weise als Gestehungskosten für den metrischen Zentner Eisen: 20 bis 25 Franken. Indessen sind diese Rechnungen noch zu unsicher, als daß man auf dieselben zahlen könnte; so viel ist indessen gewiß, daß die Ersparung ungeheuer seyn würde.

Wir wollen hoffen, daß Hr. Grellet sich nicht durch die Schwierigkeiten wird abschreken lassen, auf die er stoßen kann. Gelingen seine Versuche, so wird Frankreich, welches bei den gegenwärtigen Verhältnissen einen so schweren Kampf gegen England zu kämpfen hat, auch in dieser Beziehung jenes Uebergewicht erhalten, welches dasselbe bereits in so vielen anderen chemischen Künsten voraus hat. Wenn man die Frage von einer mehr rationellen Seite ergreift, und zugleich mehr in Einklang stellt mit der Tendenz unserer Industrie, so darf man die Wagschale auf unsere Seite sinken lassen; denn die Verbesserungen, deren die Eisenerzeugung bisher fähig war, sind heute zu Tage noch immer das Werk des Zufalles, oder solcher Versuche, die man im Dunkeln tappend angestellt hat.22) Durch unmittelbare Behandlung hingegen würde man zu den besten Resultaten gelangen: man hätte ein Verfahren, das sich in aller Strenge berechnen läßt, und das durch eine einfache und sichere Theorie auch den minder geschikten Arbeitern faßlich würde.

|22|

Hrn. Moisson-Desroches's Abhandlung über die unmittelbare Behandlung der Eisenerze findet sich im Propagateur aveyronnais, in den Annales d. Mines, und im Auszuge in den Annales de l'Industrie a. a. O. S. 197. Versuche ähnlicher Art hat, wie die Redacteurs der Annales des Mines bemerken, Hr. Mushet in England, Hr. Frèrejean zu Lyon, und vielleicht auch der Erfinder des Ofens im VIII. Bd. S. 195. der Annales des Mines angestellt; endlich auch Hr. Graf Banderbruk im Saarbrückschen (Annales d. Min., 2. Serie, T. III. p. 73.), ohne daß man bisher zu genügenden Resultaten gelangt wäre.

A. d. O.

|24|

Hr. Proust hat vielleicht diese Bemerkung in Spanien gemacht, wo sich noch viel von alter arabischer Kunst mitten unter den Thorheiten der h. Inquisition erhielt. Die spanischen Klingen waren nach den Damascenern die besten. Die Araber hatten ihre Kunst aus Indien, und die Hinduhs und Cingalesen (Zigeuner) brauchen bei ihren guten Eisenarbeiten noch heute zu Tage weniger Hize, als wir.

A. d. Ue.

|25|

Der Uebersezer kann bei dieser Gelegenheit eine sonderbare Frage nicht unterdrüken, die sich ihm bei dem Meteoreisen so oft unwillkürlich aufdrang. Ist das Meteoreisen vielleicht durch das Wasserstoffgas, das bei so vielen Meteorsteinen während des Falles derselben thätig zu seyn scheint, reducirt worden, oder durch Elektricität oder Galvanismus.

A. d. Ue.

|25|

Dieß ist vorzüglich der Fall bei den herrlichen Eisenerzen in Steyermark zu Eisenerz und Vordernberg, wo bei dem Anstechen der Hochöfen, in welchen die dortigen herrlichen Pflinze (eisenhaltiger kohlensaurer Kalk) geschmolzen werden, nicht selten der herrlichste Gußstahl aus dem Ofen ausfließt.

A. d. Ue.

|26|

Das Brennmaterial der Hinduhs und Zigeuner, thierischer Mist, ist also nicht gar so schlecht, wie man glauben sollte.

A. d. Ue.

|27|

Daß das Waschen der Eisenerze weder im Großen noch im Kleinen allgemein gelingen kann, wird jeder Eisenhüttenmann gestehen, zumal der steyermärkische. Was soll aus dem 30 und mehr p. C. Pflinz werden, wenn man ihn wäscht?

A. d. Ue.

|27|

Wir erlauben uns das englische Wort to puddle in dem deutschen Sprachschaze aufzunehmen, der noch kein gleichbedeutendes dafür hat, Haben doch alle Völker der Erde die deutsche Bergmanns-Sprache, die Sprache der Sippschaft des unsterblichen Luther, dessen Verwandte und Namensgenossen (Luther) berühmte Knappen waren, auch in ihre Sprache aufgenommen.

A. d. Ue.

|28|

Leider ist dieß nur zu wahr!

A. d. Ue.

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