Titel: Gentele, über die Fabrication der Ultramarine.
Autor: Gentele, Johan G.
Fundstelle: 1856, Band 142, Nr. LXXXIII. (S. 351–365)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj142/ar142083

LXXXIII. Ueber die Fabrication der Ultramarine; von J. G. Gentele.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Diese Fabrication zerfällt in zwei Hauptarbeiten, in die Darstellung des grünen Ultramarins und in die Ueberführung desselben in den blauen Ultramarin. Die Schönheit des letztern Productes hängt hauptsächlich von der Beschaffenheit des erstern ab, dessen gelungene Darstellung folglich bei der Fabrication die Hauptaufgabe ist. Ich beschreibe die Fabrication eines jeden dieser Producte für sich.

I.
Darstellung des grünen Ultramarins.
Rohstoffe zur Darstellung desselben.

Gegenwärtig werden nur noch folgende Rohstoffe zur Darstellung des grünen Ultramarins angewendet:

  • 1) ein Thonerdesilicat, am besten Kaolin;
  • 2) entwässertes schwefelsaures Natron,
  • 3) entwässertes kohlensaures Natron, doch werden zuweilen auch Lösungen dieser beiden Salze verwendet;
  • 4) Schwefelnatrium, als Nebenproduct der Fabrication;
  • 5) Schwefel;
  • 6) Holzkohle oder Steinkohle.

Alle diese Rohstoffe erfordern nicht nur eine gewisse Auswahl, sondern auch gewisse Vorbereitungen; um letztere, sowie die erforderlichen Mischungen und Operationen mit denselben vornehmen zu können, werden verschiedene, größtentheils mechanische Vorrichtungen angewendet, welche bei der Anlage einer derartigen Fabrik von großer Wichtigkeit sind und die Hauptausgaben veranlassen.

Als Thonerdesilicat ist es am vortheilhaftesten, wirkliche Kaoline (Porzellanthon) zu wählen, oder doch weiße Thone, deren Zusammensetzung nicht viel von derjenigen der Kaoline abweicht. Ein geringer Gehalt von Bittererde und Kalk schadet nicht, aber ein Thon welcher über 1 Procent Eisenoxyd enthält, ist nur mit Vorsicht, nach vorausgegangener Prüfung zu wählen. Glücklicherweise kommen Kaoline von geeigneter Beschaffenheit nicht selten vor, und keine Fabrik in Deutschland stößt hierin |352| auf Schwierigkeiten. Es wurden zwar früher Thone verarbeitet, welchen man noch Alaunerde, die man künstlich darstellte, bei der Fabrication zumischte; ebenso wurden Thone verarbeitet, welchen man noch Kieselsäure zufügte, gegenwärtig aber vermeidet man diese theuren Zusätze durch eine gute Auswahl des Thones, welcher nach dem Glühen so zusammengesetzt seyn muß, daß er ziemlich genau (ohne Rücksicht auf seine geringfügigen Verunreinigungen mit Kalk, Bittererde und Eisenoxyd) der Formel Al²O³, 2 SiO² entspricht; ob alle Kieselerde chemisch gebunden ist oder nicht, scheint keinen wesentlichen Einfluß zu haben. Oft haben die Thone eine solche Zusammensetzung nicht, indem sie viel Sand oder auch andere Mineralien mechanisch eingemengt enthalten; aber durch die Vorbereitung, welche jedenfalls mit ihnen vorgenommen werden muß, erhalten sie dieselbe, und es kommt auch nur darauf an, daß ihre Bestandtheile nach der mechanischen Vorbereitung die angeführten sind.

Die Vorbereitung des Thones, um seine mechanischen Unreinigkeiten soviel als möglich zu entfernen, besteht im Schlämmen desselben, welches gerade so wie in den Porzellanfabriken vorgenommen wird. Nach dem Schlämmen werden die Thone wieder scharf getrocknet und gelinde geglüht, wodurch es dann leichter wird, sie in ein feines Pulver zu verwandeln, welches ebenfalls geschehen muß. Es gibt jedoch Fabriken, in denen letztere Operation und das Glühen unterlassen wird, indem es nachträglich bei einer andern Arbeit nebenbei geschieht.

Das Schlämmen des Thones geschieht in den verschiedenen Fabriken, wo es erforderlich ist, entweder durch Handarbeit oder mit Hülfe mechanischer Vorrichtungen. Wenn der Thon sich schwer erweicht, mahlt man ihn zwischen zwei weit gestellten Sandsteinen durch, oder man weicht ihn, wenn er leicht zu erweichen ist, in Wasser zu einer dünnen Milch auf, in welchem Zustand sich der gemahlene Thon ebenfalls befindet. Die einige Zeit in größern Gefäßen gestandene Thonmilch, welche den schwerern Sand fallen ließ, wird in größere Bassins geleitet, der Rest noch einmal oder einigemale mit Wasser aufgerührt und die feine Milch abgezapft u.s.w. Das Abgeschlämmte läßt man in den Bassins absetzen, zapft das Wasser ab und preßt dann in Säcken, oder bringt in Gypsbassins, oder kocht ein wie in Steingutfabriken, um dann zu trocknen, was in letzterm Falle in den Pfannen, in ersteren Fällen auf Brettern an der Luft ausgeführt wird. In denjenigen Fabriken, welche einen reinen geschlämmten Kaolin in schon trockenem Zustande beziehen, fallen, wie es sich von selbst versteht, diese Arbeiten ganz weg, und dieß ist ein beträchtlicher Vortheil.

|353|

Das gelinde Glühen des Thones geschieht in einem gewöhnlichen Flammofen, und braucht durchaus nicht weiter zu gehen, als auf ganz dunkle Kirschrothhitze, wobei derselbe alles Wasser verliert. Dadurch wird der Thon mürbe und spröde, verliert die Eigenschaft schmierig oder fett zu seyn, und das Pulverisiren und Sieben desselben ist nun viel leichter vorzunehmen, was man auch hauptsächlich bezweckte.

Zum Pulverisiren des Thones dienen entweder Pochwerke oder Quetschmühlen, in denen er unter dem vertical auf dem Umkreise rollenden Läufer zerdrückt wird. Nach dem Pochen oder Zerdrücken passirt der Thon Vorrichtungen mit feinen Messingsieben, und der gröbere Antheil kommt wieder in die Pochwerke oder Quetschmühlen, um durch dieselben Operationen in ein feines Pulver verwandelt zu werden, welches dann zur Anwendung geeignet ist.

Wird schwefelsaures Natron in entwässertem Zustande angewendet, so ist seine Beschaffenheit nicht gleichgültig. Es soll keine freie Säure enthalten; wenn es die chemischen Fabriken bleifrei und bis auf eine Spur frei von Eisen liefern, so ist es brauchbar. Kann man es in diesem Zustande nicht erhalten, so verschafft man sich säurefreies Glaubersalz, wie es die Sodafabriken verwenden, löst es in Wasser auf und stumpft etwa vorhandene Säure mit Kalkmilch ab, wobei zugleich das Eisenoxyd niederfällt; man zieht die hellen Laugen von dem sich absetzenden Gyps und überschüssigen Kalke ab, und läßt krystallisiren. Das krystallisirte Salz dampft man entweder langsam in eisernen Kesseln ein, oder vortheilhafter auf der vertieften Sohle eines Flammofens aus feuerfesten Steinen, und erhält in beiden Fällen eine weiße, nach dem Trocknen auszunehmende Masse von wasserfreiem Glaubersalz. Oder man dampft die hellen Laugen, ohne sie krystallisiren zu lassen, unter beständigem Nachfüllen frischer Lauge ein, wobei sich nach eingetretener Sättigung derselben wasserfreies Glaubersalz abscheidet, das man unter fortdauerndem Einkochen mit Sieblöffeln ausschöpft und nachher in dem Flammofen, worin der Thon geglüht wird, noch gelinde trocknet, um alles Wasser zu entfernen, welches ihm als Mutterlauge anhängt.

Das gekaufte oder auf beschriebene Weise wasserfrei gemachte Glaubersalz wird ebenfalls in Quetschmühlen zerdrückt, pulverisirt und durch etwas gröbere Haarsiebe gesiebt. Dieses Salz muß, wenn es vorräthig gehalten wird, in verschlossenen Gefäßen aufbewahrt werden, weil es sonst wieder zusammenbackt, was in der Regel dennoch an der Oberfläche bald geschieht, indem es eine gewisse Menge Wasser anzieht. Uebrigens kann man auch von chemischen Fabriken das beim Einkochen reiner Glaubersalzlösungen |354| niederfallende und dann geglühte Glaubersalz beziehen, und dieses ist das beste. Eine Ultramarinfabrik kann jedoch die Einrichtung zu dieser Operation nicht wohl entbehren, da Laugen vorkommen, welche glaubersalzhaltig sind und ebenso verarbeitet werden können, und wieder andere, welche auf ähnliche Weise verdampft werden müssen. Das so dargestellte Glaubersalz enthält stets eine kleine Menge Gyps und Kochsalz, die aber bei seiner Verwendung keine nachtheilige Wirkung hervorbringen.

Das kohlensaure Natron, welches man in entwässertem Zustande anwendet, erhält man aus chemischen Fabriken in genügender Reinheit und Trockenheit, wenn man sich ein reines Salz bedingt. Dieselben liefern alsdann dasjenige Sodasalz, welches beim Eindampfen gesättigter Lösungen aus roher Soda im zweifach-gewässerten Zustande niederfällt und nach dem Ausschöpfen zur völligen Entwässerung geglüht wird. Ein zufälliger geringer Gehalt an Glaubersalz schadet nicht. Zur Ultramarinfabrication wird es wie das wasserfreie Glaubersalz pulverisirt, gesiebt und aufbewahrt.

Wo das Schwefelnatrium nicht in flüssiger Form angewendet wird, muß man zum Verdampfen desselben mit einer Anzahl gußeiserner Kessel oder Stärker eisenblecherner Pfannen versehen seyn, die entweder für sich, oder durch die abgehende Wärme der Verglüh- oder Röstöfen geheizt werden. Man dampft dasselbe zur Trockne ein, was am Ende unter Umrühren zu geschehen hat, und pulverisirt es dann mit denselben Vorrichtungen, womit das Pulverisiren des Glaubersalzes oder der Soda geschieht. Es wird bei seiner Anwendung stets als Einfach-Schwefelnatrium berechnet.

Den Schwefel verwendet man als Stangenschwefel oder raffinirten Schwefel. Derselbe wird gleichfalls in Quetschmühlen zerdrückt und durch feine Haarsiebe gesiebt, um ihn als staubförmiges feines Pulver vorräthig zu halten.

Als Kohlenpulver für den chemischen Proceß der Ultramarinbildung, kann man sowohl Steinkohle als Holzkohle anwenden; bei letzterer ist es gleichgültig, von welchem Holz sie herrührt, oder durch welche Verkohlungsweise sie gewonnen wurde. Sie darf nur keine Unreinigkeiten, wie kleine Steine und dergleichen, enthalten; große Kohlen befreit man von denselben durch Absieben, von kleineren Kohlen entfernt man anhängenden Sand, Erde und dergleichen durch Waschen in Wasser, wobei die schwereren Theile schnell zu Boden fallen, so daß die leichte Kohle oben abgeschöpft und dann getrocknet werden kann. Von den Steinkohlen verwendet man nur backende, welche wenig Asche hinterlassen.

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Beide Kohlenarten werden vor ihrer Anwendung stets in ein sehr feines Pulver verwandelt; dieß geschieht entweder ganz auf trockenem Wege, durch Zerreiben, mit Hülfe eiserner Kugeln in Trommeln und nachheriges Absieben in Trommelsieben, gerade so wie bei der Schießpulverfabrication; oder die Kohlen werden trocken nur in der Quetschmühle zerdrückt, und dann in Sandstein- oder Granitmühlen einigemale mit Wasser naß gemahlen, bis sie in einen zwischen den Fingern unfühlbaren Schlamm verwandelt sind, der sich nun leicht vom Wasser absetzt, und nachdem er auf Brettern getrocknet wurde, nur zerdrückt und gesiebt zu werden braucht. Letztere Methode ist sehr förderlich und liefert von jeder Kohlenart ein sehr feines Pulver.

So vorbereitet, dienen entweder alle oder nur einige dieser Materialien zur Herstellung eines Gemenges oder einer Mischung derselben, welche durch das nachherige Glühen den grünen Ultramarin liefert.

Bei der Herstellung dieser Gemenge kommt nicht bloß das Verhältniß, in welchem die Materialien gemengt worden, in Betracht, sondern auch, was von großer Wichtigkeit ist, daß diese Mengung sehr innig und gleichförmig erfolge, und je vollständiger dieß der Fall ist, ein um so besseres Resultat erreicht man. Bei Anwendung von bloß trockenen Materialien ist es am zweckmäßigsten, dieselben in dem ermittelten Verhältniß in kleinen Posten zusammenzuwiegen, sie dann in kleinen Trögen oft hin und her zu schäufeln, hierauf einigemal durch mittelfeine Siebe zu sieben, und nach wiederholtem Umschäufeln das Sieben und nachher das Umschäufeln zu wiederholen, wobei man in das Sieb stets nur kleine Quantitäten geben und dieselben ganz durchsieben muß, ehe neue Portionen hineingebracht werden.

Es gibt indessen Fabriken, welche einen andern Weg einschlagen. Es werden nämlich statt des Glaubersalzes oder der Soda, sowie auch des Schwefelnatriums im trocknen Zustande, direct deren Laugen nach Gemäßen und Aräometergraden angewendet, in welchem Falle man entweder den Gehalt der Gemäße an trockenem Salze ermittelt hat, oder aus Erfahrung weiß, daß fragliche Gemäße mit den eingehaltenen Aräometergraden zum Zwecke führen. In diese Lösungen wird der pulverisirte, oder der leicht erweichbare Kaolin gebracht, und nun das Ganze zur Trockne eingedunstet) manchmal wird demselben auch das Kohlenpulver zugegeben. Dieses trockne Gemenge wird dann in einem Flammofen ebenfalls schwach geglüht, und hierauf das Pulverisiren des Gemenges vorgenommen, welches dann durch Umschäufeln und Sieben noch gleichförmiger gemacht wird. |356| Demselben werden hierauf die übrigen Ingredienzien, meistens bloß noch der Schwefel, so beigemengt, wie es oben für die Mengung aller Materialien angegeben ist.

Die Verhältnisse, in welchen die angeführten Rohmaterialien gemengt werden, sind in den verschiedenen Fabriken sehr verschieden; es muß aber 1) stets Natron als schwefelsaures oder kohlensaures Salz in hinreichender Menge in das Gemisch kommen, um die Hälfte der Kieselsäure des Kaolins sättigen zu können, und 2) noch so viel Natron nebst Schwefel vorhanden seyn, um eine gewisse Menge Doppelt- oder Mehrfach-Schwefelnatrium zu bilden, endlich 3) noch Schwefel und Natrium als Einfach-Schwefelnatrium in der Mischung übrig bleiben, nachdem man vom ganzen Gemenge soviel grünen Ultramarin (wie er nach den bekannten Analysen zusammengesetzt ist) abgezogen hat, als die in der Mischung vorhandene Kieselsäure und Alaunerde zu bilden vermögen.

Die deutschen Fabriken erzielen dieses Resultat bei der Zusammensetzung ihrer Gemenge anders als die französischen; letztere verwenden als Natronsalz nur kohlensaures Natron, erstere entweder nur schwefelsaures Natron, oder ein Gemenge von beiden. Das Resultat scheint in beiden Fällen völlig gleich zu seyn. Bei Anwendung von schwefelsaurem Natron wird mehr Kohle und kein Schwefel, bei Anwendung von kohlensaurem Natron wenig Kohle und viel Schwefel angewendet, und es ist einleuchtend, daß die deutschen Fabriken deßhalb etwas wohlfeiler arbeiten. Ich gebe nur drei Mischungen an, welche in Fabriken angewendet werden, und als Norm für solche Gemenge dienen können.

I. II. III.
Kaolin, wasserfrei berechnet 100 100 100
entwässertes Glaubersalz 83–100 41
entwässertes kohlensaures Natron 100 41
Kohle 17 12 17
Schwefel 60 13
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Wenn man beim Betriebe der Fabrication die oben erwähnten Schwefelnatriumlaugen erhält, so ersetzt man einen Theil der respectiven Glaubersalz- oder Sodamenge durch eine Portion dieses Salzes; dasselbe wird entweder in zur Trockne abgedampftem Zustande, oder als Lösung (je nachdem der Thon und die Rohmaterialien mit trocknen Salzen oder mit Laugen gemischt werden) ersetzt. Dabei wird aber stets nur der Natriumgehalt dieser Laugen, nicht ihr Schwefelgehalt berücksichtigt; man findet, daß 100 Thle. wasserfreie Soda durch beiläufig 80, und 100 Thle. wasserfreies Glaubersalz durch beiläufig 60 Thle. trocknes Schwefelnatrium ersetzt werden können.

Die Hauptoperation, welche nun mit den Mischungen oder Sätzen vorgenommen werden muß, ist ihr Verglühen; dabei ist einerseits nothwendig, daß die Mischung die erforderliche hohe Temperatur bei soviel als möglich verhindertem Luftzutritt erreicht, anderseits daß diese Temperatur eine gewisse, nicht zu kurze Zeit über andauert und die ganze Masse so gleichförmig als möglich durchdringt.

Ein mangelhaftes, ungleichförmiges Verglühen würde bei dem besten Satze doch keine günstigen Resultate ergeben. Um den beabsichtigten Zweck sicherer zu erreichen, benutzt man tiegelförmige Gefäße oder auch Kapseln, ähnlich den kleinen Porzellanverglühkapseln, und erhitzt dieselben in Oefen welche mit feuerfesten Sternen erbaut sind; die Construction dieser Oefen ist derjenigen der kleinen Porzellanöfen ähnlich. Bei Anwendung solcher Oefen geht viel Wärme verloren; in den meisten Fabriken sucht man einen Theil derselben nutzbar zu machen, indem man von den Oefen aus Abzüge unter Pfannen führt, in welchen entweder Mutterlaugen, oder die laugenhaltigen Thonmischungen abgedampft werden.

Die Tiegel oder Gefäße für das Verglühen müssen mit einer guten Masse von ziemlich feuerfestem Thone hergestellt werden, und dürfen bei der erforderlichen Hitze weder erweichen noch zerspringen. Sie können von gewöhnlichen Töpfern nach Art der Blumentöpfe aufgedreht werden, und haben, bei Anwendung der Form kleiner Porzellankapseln, einen Durchmesser von 5–6 Zoll bei einer Höhe von 4–5 Zoll; ihr oberer Rand ist ganz eben. Man bedarf für solche Gefäße nur weniger ebener Deckel, weil beim Auseinandersetzen dieser Kapseln der Boden der obern der Deckel der untern wird.

Wo man tiegelförmige Gefäße anwendet, haben sie die Form Fig. 1, welche einen solchen Tiegel im Durchschnitt darstellt; diese müssen aber sämmtlich mit einem gut passenden Deckel versehen werden, dessen obere Seite eine Vertiefung hat, in welcher der darauf gestellte Tiegel ruht.

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Letztere Form der Verglühgefäße scheint zweckmäßiger zu seyn, weil die dicht neben einander gesetzten Tiegel noch Zwischenräume für die Umkreisung durch die Flamme lassen, was bei der erstem Form nicht der Fall ist, wenn man nicht jede Kapselsäule isolirt aufführt, wobei eine Senkung derselben zu befürchten wäre.

Von den Verglühöfen sind gewöhnlich mehrere in einer Reihe aufgemauert, also nur durch Zwischenmauern getrennt. Die Zeichnungen versinnlichen die beste Construction derselben.

Fig. 2 zeigt den Verglühofen im Aufriß und Durchschnitt nach der Breite;

Fig. 3 ist der Durchschnitt des Aufrisses nach der Länge;

Fig. 4 ist der Durchschnitt im Grundriß über dem Herde.

In diesen Figuren bezeichnen gleiche Buchstaben gleiche Theile.

A Feuerraum, b Rost, c Aschenloch mit Thür, d Schürloch mit Thür, e, e, e Züge aus dem Feuerraum in den Verglühraum B.

B der Verglühraum; f, f dessen Herd, von den Zuglöchern e, e durchbrochen, welche mittelst von oben in sie einzusteckender Keile aus feuerfestem Stein beliebig enger gemacht werden können. g, g sind dessen Umfangsmauern. Vorn befindet sich eine ausgesparte, oben überwölbte Einsatzthür C, welche während des Brennens mit feuerfesten Steinen zugemauert wird. Der Herd des Verglühraums ist aus dem länglichen Gewölbe des Feuerraumes gebildet und mit feuerfesten Steinen geebnet. Den Verglühraum schließt das Gewölbe D, welches an den Ecken mit vier Zügen h, h für den Austritt der Flamme versehen ist. Diese zieht in einen bedeckten Canal E, und von da entweder unter Pfannen, oder in den Schornstein F, je nachdem man die Schieber stellt oder die weitere Einrichtung getroffen hat.

In andern Fabriken benutzt man runde Porzellanöfen mit Pultfeuerung von drei Seiten; diese nehmen aber unverhältnißmäßig mehr Platz ein, weil sie wegen der Feuerung isolirt stehen müssen; auch ist in denselben nicht so leicht eine gleiche Temperatur zu erreichen wie in den ersteren Oefen, wo eine und dieselbe Heizung alle Seiten des Ofens erhitzt.

In jeder Fabrik befindet sich außerdem ein Versuchsofen, welcher am besten die Einrichtung der ersteren Oefen hat, und nur sechs bis acht solcher Verglühgefäße faßt. In demselbem probirt man die Sätze, ehe man sie im Großen anfertigen und anwenden läßt. Hauptsächlich dient er auch, um Versuche mit den Thonen durchzuführen, welche viel schneller ausgeführt sind als eine chemische Analyse, während man sicher ist, daß |359| ein im Kleinen erlangtes zufriedenstellendes Resultat sich auch in den größern Verglühöfen erreichen läßt.

Der zu glühende gemischte Satz wird mit kleinen Schaufeln in die erwähnten Gefäße gefüllt und darin mit passenden Keulen von Holz festgedrückt, soweit es, ohne den Gefäßen zu schaden, angeht. Mit diesen werden im Verglühraum Säulen aufgeführt, wobei zu beächten ist, daß die Züge am Herde offen bleiben, bis diese Säulen das Gewölbe erreichen. Dann wird die Eingangsthür mit feuerfesten Steinen ohne Mörtel vermauert, welcher nur von Außen zum Schließen der Fugen mit einer Kelle aufgetragen wird und ein ganz gewöhnlicher magerer Sandthonmörtel seyn kann, da er keine Hitze auszuhalten hat, sondern nur den Eintritt kalter Luft durch die Fugen verhindern soll; jetzt kann die Feuerung beginnen.

Es versteht sich, daß man sowohl mit Steinkohlen, als mit Holz oder gutem Torf heizen kann, wenn der Rost im Feuerraum die entsprechende Einrichtung hat. Die Temperatur, welche man den Verglühgefäßen nach und nach ertheilt, streift an helle Rothglühhitze oder anfangende Weißglühhitze. Beim Beginn einer Fabrication ist es rathsam, sich erst im Probeofen die Hitze durch einige Versuchsbrände abzumerken, um sich dann nach dem Resultate zu richten. Man erkennt den Hitzegrad am Ansehen der Töpfe, durch ein im Ofen beim Zumauern seiner Thür ausgespartes Probeloch von 2 Zoll Seite, welches während des Feuerns mit einem losen Stein versetzt wird.

Die Dauer eines Brandes in einem Ofen von angegebener Große und bei Anwendung der angegebenen Mischungen beträgt zwischen 7 und 10 Stunden, je nach der Art des Brennmaterials. Je weniger Ueberschuß von Schwefelnatrium die Mischungen nach dem Glühen enthalten, desto längere Zeit muß die Masse geglüht werden, um denselben Erfolg zu erreichen.

Nach dem Verglühen läßt man die Oefen verschlossen erkalten. Man entleert sie dann und kann sie sogleich wieder beschicken, daher in einem solchen Ofen wöchentlich leicht drei Brände gemacht werden können. In den herausgenommenen Tiegeln bildet der Inhalt eine gesinterte Masse von grauem, oft gelbgrünem Ansehen. Man legt die Töpfe in Wasser (oder Waschwasser von grünem Ultramarin), worin ihr Inhalt losgeht, welchen man in Ablaugstanden wirft. Darin wird er mehrmals abgewässert; die verbleibenden schwachen Wasser verwendet man später zum Losweichen und Auswaschen statt Wasser. Der so erhaltene Ultramarin ist eine lockere schwammige Masse, aus kleinen und großen porösen Stücken bestehend. Er wird nun auf Mühlen von derselben Einrichtung wie die |360| Massemühlen der Porzellanfabriken, naß gemahlen, und zwar bis zur äußersten Feinheit; hierauf wird er noch einigemal durch Aufrühren in Wasser und Absehen ausgewaschen, dann auf Filtrirkästen gebracht und nach dem Ablaufen des Wassers auf Trockenrahmen getrocknet. Nachdem die Waare noch in Quetschmühlen trocken zerrieben und durch Haarsiebe geschlagen wurde, ist sie als grüner Ultramarin sowohl zum Verkauf, als zur Ueberführung in blauen Ultramarin verwendbar.

Nur aus einer schönen grünen Waare kann auch ein schöner blauer Ultramarin hergestellt werden. Wenn bei sorgfältiger Ausführung der Operationen eine schlechte Waare entsteht, so kann die Ursache nur ein ungeeignetes Mischungsverhältniß der Materialien seyn, namentlich ein zu geringer Ueberschuß von Schwefelnatrium. Eine ungleich gefärbte Waare in den verschiedensten Färben erhält man bei Anwendung einer ungleichförmigen Mischung. Wenn Töpfe springen, so wird stets an den Sprüngen durch Luftzutritt blauer Ultramarin erzeugt, was weniger zu bedeuten hat. Braune Stellen entstehen bei ungenügender Erhitzung, wobei auch nicht alle Kohle verbrannt wird. Solche Massen müssen ausgelaugt und dann wieder wie Thon behandelt werden.

Berechnet man bei obigen Mischungen für Ultramarin das Ergebniß der Reactionen ihrer Bestandtheile, so würde, wenn man den Kalk- und Eisengehalt der Rohmaterialien unberücksichtigt läßt, bei der Mischung Nr. I. welche besteht aus:

55,55 Kieselerde
42,00 Alaunerde
in 100 entwässertem Thon
Kalk, Eisenoxyd
43,72 Natron
22,51 Schwefel
33,77 Sauerstoff
in 100 Glaubersalz
17,0 Kohle

gebildet werden:

a) 67,83 kieselsaure Alaunerde, bestehend aus 42,00 Alaunerde,
25,83 Kieselsäure;
b) 59,63 kieselsaures Natron, bestehend aus 29,91 Kieselsäure,
29,72 Natron,
indem der Alaunerde im Thon die Hälfte der Kieselsäure entzogen wird,
und es verbleiben
c) 19,00 Natrium mit
22,55 Schwefel, nämlich

ein Gemenge von Doppelt- und Einfach-Schwefelnatrium, worin auf das Doppelt-Schwefelnatrium 13,70 Natrium und 18,90 Schwefel, und auf das Einfach-Schwefelnatrium 5,35 Natrium und 3,65 Schwefel kommen.

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Zieht man von diesen Bestandtheilen A diejenigen des grünen Ultramarins B ab, wie sie die Berechnung für 143 Theile desselben nach meinen Analysen64) ergibt, so ersieht man leicht, wie die Bildung der blauen Farbe erfolgt. Bei nachstehender Subtraction ist auf den geringen Gehalt des Thons an Kalk und Eisenoxyd keine Rücksicht genommen, weil sie keine besondere Reaction veranlassen:

Al²O³, SiO² NaO, SiO² NaS² NaS
A. 67,83 59,63 32,60 9,00
B. 67,65 57,09 15,07
–––––––––––––––––––––––––––––––––––
0,18 2,54 17,33 9,00

Es bleibt also ein beträchtlicher Ueberschuß von Einfach- und Doppelt-Schwefelnatrium, welche nachher ausgelaugt werden.

Bei der Mischung Nr. II, welche aus demselben Quantum Thon besteht, hat man für diesen dieselben Bestandtheile; die entwässerte Soda liefert

58,64 Natron, außerdem hat man
60 Schwefel und
12 Kohle.

Nach erfolgter Reaction bekommt man also das gleiche Quantum kieselsaures Natron und kieselsaure Alaunerde, wie im vorhergehenden Falle; die Kohle ist hinreichend, um alles Natron zu reduciren; der Schwefel um alle Schwefelsäure zu reduciren und mit dem Natrium 59,66 Doppelt-Schwefelnatrium zu bilden. Nimmt man obige Subtraction vor

Al²O³, SiO² NaO, SiO² NaS²
A. 67,83 59,63 59,66
B. 67,65 57,09 15,07
–––––––––––––––––––––––––––––
0,18 2,54 44,59

so bleibt in diesem Falle ein weit größerer Ueberschuß von Schwefelnatrium als im vorhergehenden, und es ist ersichtlich, daß die Zusammensetzung der Mischung innerhalb weiter Gränzen schwanken kann, indem es nur darauf ankommt, daß in der verglühten Masse neben dem richtigen Verhältnisse der übrigen Bestandtheile ein gewisser Ueberschuß von Schwefelnatrium gebildet wird; doch muß auch die zugesetzte Kohle dabei verbrennen können.

Die Berechnung der Mischung Nr. III gibt ein ähnliches Resultat.

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II.
Darstellung des blauen Ultramarins.

Die Darstellung des blauen Ultramarins geschieht immer aus dem grünen, und bietet keine Schwierigkeiten dar. Der grüne Ultramarin muß so vorbereitet seyn, wie ich es im Vorstehenden angegeben habe. Die Ueberführung desselben in Blau kann zwar auf mehrfache Art geschehen, aber bisher wurde in den Fabriken keine andere Methode dazu angewendet, als das Rösten desselben mit Schwefel bei einer niedrigen Temperatur und unter Luftzutritt, so daß der Schwefel zu schwefliger Säure verbrennen kann, wobei zugleich ein Theil Natrium im Material sich oxydirt, welches dann aus dem Ultramarin als schwefelsaures Natron ausgezogen wird; der im grünen Ultramarin enthaltene Schwefel bleibt jedoch, nur mit weniger Natrium verbunden, vollständig zurück (man vergleiche meine bezüglichen Bemerkungen im polytechn. Journal Bd. CXL. S. 226).

Die Ausführung dieses Röstens geschieht im Großen nach zweierlei Verfahrungsarten; die eine derselben kann man die deutsche Röstung nennen, weil sie zuerst in Deutschland angewendet worden ist und noch angewendet wird; die andere wird hauptsächlich in Frankreich angewendet, doch arbeiten nach dieser Methode auch einige deutsche Fabriken.

Bei der deutschen Röstmethode bedient man sich kleiner eiserner Cylinder. welche über einem Feuerraume fest eingemauert sind. Ihr hinterer Boden ist fest, und mit einem Loche versehen, in das die Achse einer Flügelwelle gesteckt werden kann. Der vordere Boden, am besten von Blech- und Schmiedeisen construirt, kann eingesteckt und leicht weggenommen werden; auch enthält dieser Theil ein Loch für die durchgehende Achse der Flügelwelle, ferner eine kleine Oeffnung unten, und eine größere oben, zum Eintragen von Schwefel dienend, welche beide mit kleinen Blechdeckeln und Riegeln verschlossen werden können. An der obern Seite des Cylinders befindet sich noch ein kleines Loch zum Austreten schwefliger Dämpfe, welches mit einer Blechröhre versehen ist, damit beim Drehen der Flügelwelle nichts herausgeworfen wird. Man ladet die Cylinder entweder durch die Oeffnung am vordern Boden mittelst einer passenden Schaufel, oder auf die Art, daß man den ganzen vordern Boden wegnimmt und ihn nach dem Eintragen des Schwefels wieder einsteckt. Die Flügelwelle, durch den letztern Deckel gesteckt, wird mit demselben eingesetzt, so daß das hintere Ende der Achse durch den hintern Boden dringt; wenn dann an das vordere, aus dem Cylinder hervorragende Ende der Achse eine Kurbel gesteckt wurde, so ist der Apparat in |363| brauchbarem Zustande. Jede Fabrik ist mit einer ihrem Betriebe entsprechenden Anzahl solcher Röstcylinder versehen. Bisher hat man sie noch nicht von Thon angefertigt, obwohl solche dem Zwecke ebenso gut entsprechen und jedenfalls eine viel längere Dauer haben würden.

Das Rösten und Abbrennen mit Schwefel wird in diesen Cylindern auf folgende Weise ausgeführt: der Ofen wird angeheizt, der Cylinder wird mit 25–30 Pfd. grünem Ultramarin beschickt und wieder verschlossen. Zeitweise dreht man die Flügel, um den Ultramarin gleichmäßig zu erhitzen; nachdem derselbe im Cylinder so heiß geworden ist, daß sich eine Probe in die Oeffnung geworfenen Schwefels von selbst entzündet, so mäßigt man das Feuer, um den Cylinder nur auf dieser Temperatur zu erhalten, oder ihn wenigstens nicht viel höher zu erhitzen. Man wirft alsdann in den Cylinder eine Ladung von etwa 1 Pfd. gepulvertem Schwefel, dreht die Flügelwelle, und läßt die Füllöffnung offen, um der Luft einigen Zutritt zu gestatten, damit der Schwefel verbrennt. Man dreht nachher langsamer, bis man bemerkt, daß keine Schwefeldämpfe mehr entstehen und verbrennen, worauf man mit einem Löffel an einem Drahte eine Probe der Farbe herausholt, die nun bläulich-grün geworden ist. Diese Behandlung mit Schwefel wiederholt man in demselben Cylinder an derselben Ladung so oft, bis die herausgenommene endlich blaugewordene Probe des Ultramarins zeigt, daß bei der letzten Beschickung die blaue Farbe an Reinheit und Intensität nicht mehr erheblich zugenommen hat. Bei Fortsetzung der Operation könnte derselbe jetzt nur an Farbe verlieren. Was bei dem Bewegen der Flügelwelle etwa zur Eintragöffnung herausfällt, gelangt in einen darunter gestellten eisernen Kasten, in welchen nun nach Wegnahme des vordern Deckels der Ultramarin ausgezogen wird, worauf man den Cylinder sogleich wieder wie am Anfange beschickt.

An manchen Orten vollführt man das Fertigrösten, sowohl nach dieser als nach der nachfolgenden Methode, nicht auf einmal, sondern das Product wird, ehe es ganz blau geworden ist (in der Weise wie ich es für den grünen Ultramarin angegeben habe) noch einmal ausgelaugt, naß gemahlen, getrocknet und wieder gesiebt. Dadurch erreicht man eine gleichförmigere Bläuung, weil keine Körner verbleiben können, welche inwendig grünlicher sind als außen.

Die blaugerösteten Färben sind erst dann Handelswaare, wenn sie nochmals ausgelaugt, getrocknet und gesiebt worden sind.

Die Tiefe der blauen Farbe hängt von der Intensität des Grün ab, aber auch vom Mahlen, weil mit der Feinheit des Pulvers die Tiefe der Farbe abnimmt. Hellere Sorten ergeben sich zuweilen von selbst; |364| mit denselben und den dunkleren Sorten erzeugt man die Mittelsorten. Meistens werden die helleren Sorten durch weiße Zusätze erzeugt.

Bei der französischen Röstmethode bedient man sich einer Art gemauerter Muffelöfen oder solcher Herdöfen, in welche die Flammen der Heizung ebenfalls nicht eintreten kann.

Fig. 5 ist der Durchschnitt eines solchen Ofens nach der Länge im Aufriß.

Fig. 6 ist der Durchschnitt desselben nach der Breite.

Fig. 7 der Grundriß desselben im Durchschnitt auf der Ebene des Herdes.

Gleiche Buchstaben bezeichnen gleiche Theile. A Feuerraum, B Herd zur Aufnahme des Ultramarins, C Schornstein.

Der Feuerraum A befindet sich unter dem Herde B, welcher auf einem flachen Gewölbe ruht. Einzelne Canäle q, q, q in diesem Gewölbe leiten die Flamme in den Raum zwischen dem Herdgewölbe d, d und dem dieses umgebenden Gewölbe e, e, welches mit jenem bis zum Anfange des Schornsteins parallel lauft, dann sich in den Schornstein öffnet. Der Feuerraum A hat einen Rost a, a, einen Aschenraum b und Ofenthüren c, c. Der Herd hat vorn eine Oeffnung f, welche durch eine eiserne Fallthür D, die in einer Bahn lauft und von einer über eine Rolle laufenden Kette getragen wird, beliebig weit geschlossen werden kann. Diese Oeffnung ist mit einem Mantel g, g überwölbt, welcher die aus der Thür entweichenden schwefligen Dämpfe ebenfalls in den Schornstein führt, so daß sie sich nicht in dem Local verbreiten, worin sich die Oefen befinden. Alle Theile welche erhitzt werden, sind aus guten feuerfesten Charmottesteinen erbaut; die zum Bau des Herdes und Herdgewölbes dienenden werden ab- und aneinandergeschliffen. Von diesen Röstöfen hat jede Fabrik eine ihrem Betrieb entsprechende Anzahl.

Der Ultramarin wird nach dem Aufhängen der Fallthür eingetragen, auf dem Herbe zu einer 1 1/2–2 Zoll hohen Schicht gleichförmig ausgebreitet, und so lange unter Verschluß der Thür erhitzt, bis auf denselben geworfener Schwefel sogleich anfängt zu brennen. Letzteres geschieht mit einer Schaufel voll pulverisirten Schwefels, welchen man mit einer eisernen Krücke einrührt, und, nachdem die Fallthür so weit niedergelassen wurde, daß das Rühren noch möglich ist, unter Umrühren verbrennen läßt. Nach dem Verbrennen des Schwefels wiederholt man dieselbe Operation, bis eine Probe (welche nach jeder Schwefelladung herausgenommen wird) zeigt, daß die Nüance und Intensität der blauen Farbe nicht mehr zunimmt. Man vermeidet eine stärkere Erhitzung als sie erforderlich ist, damit die Verbrennung des Schwefels jedesmal sogleich |365| beim Eintragen desselben beginnt. Die Blauung des grünen Ultramarins erfolgt bei diesem Verfahren schneller als bei Anwendung von Cylindern, weil ein größerer Luftzutritt stattfindet, sich mehr schweflige Säure bilden kann, und weniger Schwefel bloß verdampft. Nachdem der Ultramarin die gewünschte Nüance erreicht hat, zieht man ihn mit den eisernen Krücken in einen untergesetzten eisernen Kasten heraus, und trägt eine neue Portion ein, um diese ebenso zu behandeln. Die weitere Verarbeitung der Färben ist die oben angegebene. Wenn man den blauen Ultramarin durch Verdrängung auslaugt, so kann man mit ihm ziemlich concentrirte Glaubersalzlaugen erhalten, welche angewendet werden, nachdem man ihnen zuvor den Eisengehalt durch Kalk benommen hat. Der Ultramarin nimmt beim Abbrennen mit Schwefel zwar an Gewicht zu, beim Auswaschen aber im Ganzen um einige Procente ab. Wenn das Auswaschen desselben nicht gehörig bewerkstelligt wurde, so backt er in den Fässern nach und nach wieder zusammen, ein Fehler, welcher sich durch sorgfältiges. Auswaschen vermeiden läßt.

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Polytechn. Journal Bd. CXLI. S. 116.

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