Titel: Gentele, über die Fabrication des Phosphors, des Knochenleims und des Salmiaks.
Autor: Gentele, Johan G.
Fundstelle: 1857, Band 144, Nr. LIII. (S. 190–203)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj144/ar144053

LIII. Ueber die Fabrication des Phosphors, des Knochenleims und des Salmiaks; von J. G. Gentele.

Mit Abbildungen auf Tab. III.

Die Fabrication des Phosphors kann als selbstständiges Geschäft betrieben werden, wozu dann das Rohmaterial gebrannte oder rohe Knochen und Schwefelsäure abgeben. Viel vortheilhafter wird dieselbe aber in Verbindung mit der Knochenleim-, der Salmiak- und der Blutlaugensalz-Fabrication betrieben, und zwar gegenwärtig an fast allen Orten, da die hierbei weiter in Frage kommenden Rohmaterialien fast überall billig zu erhalten sind. Seit den letzten zwanzig Jahren ist die Phosphorfabrication bekanntlich ein viel wichtigerer Industriezweig geworden, als sie vordern war.

Um die genannten chemischen Fabricationszweige, einen jeden mit dem größten Vortheile betreiben zu können, werden eingekauft: 1) alle diejenigen thierischen Stoffe, welche für sich allein zur Blutlaugensalz-Fabrication gebraucht werden können; 2) alle Sorten frischer Knochen, wenn man nicht eine Auswahl deßwegen machen will, weil jede Sorte in der benöthigten Quantität zu Gebote steht.

Der Betrieb der Fabrication steht alsdann in folgendem Zusammenhange:

1) Die zur Blutlaugensalz-Fabrication dienenden thierischen Stoffe werden verkohlt; die erhaltene thierische Kohle dient ausschließlich zur Blutlaugensalz-Fabrication, das nebenbei gewonnene flüssige, und je nach Umständen auch das gebildete feste kohlensaure Ammoniak werden zur Salmiakfabrication benutzt.

2) Die angekauften frischen Knochen werden nach ihrer Entfettung durch Auskochen mit Wasser, mittelst Salzsäure von dem in ihnen enthaltenen phosphorsauren Kalk befreit, welcher sich in der Säure langsam auflöst. Die zurückbleibende organische Knochensubstanz, der Knorpel, wird nach dem Auswaschen und Trocknen, oder noch naß, zur Knochenleimfabrication verwendet. Den in der Salzsäure aufgelösten phosphorsauren Kalk neutralisirt man mit dem rohen kohlensauren Ammoniak; dabei fällt phosphorsaurer Kalk nieder, welcher zur Phosphorfabrication angewendet wird. In der Flüssigkeit bleibt Salmiak gelöst, welcher zu verkäuflichem Product verarbeitet wird. Wenn das zur Salmiakbereitung verfügbare Ammoniak |191| nicht hinreicht, um aus allen salzsauren Lösungen der Knochen den phosphorsauren Kalk niederzuschlagen, so wendet man zur Fällung der übrig bleibenden Lösungen statt des kohlensauren Ammoniaks bloß Kalkmilch an, und erhält so neben dem phosphorsauren Kalk eine Lösung von Chlorcalcium. Man kann aber auch aus sämmtlichen Lösungen den phosphorsauren Kalk mittelst Kalkmilch fällen, wobei er weniger leicht durch kohlensauren Kalt verunreinigt wird, und dann das kohlensaure Ammoniak durch die erhaltene Chlorcalciumlösung in eine Lösung von Salmiak umwandeln, wobei der Niederschlag aus kohlensaurem Kalk besteht.

Ich werde nun jeden dieser Fabricationszweige für sich abhandeln, mit Ausschluß der Verkohlung thierischer Stoffe oder der Gewinnung des Ammoniaks, so wie des gegenwärtigen Verfahrens zum Sublimiren des Salmiaks.

I. Fabrication des Knochenleims.

Dieselbe zerfällt in die Entfettung der Knochen, deren Behandlung mit Salzsäure, und die Verwandlung des Rückstandes in käuflichen Leim.

a) Die Entfettung der Knochen geschieht am besten durch einfaches Auskochen derselben in einem eisernen oder kupfernen Kessel. Das dabei flüssig werdende Knochenfett begibt sich auf die Oberfläche des Wassers und kann abgeschöpft werden; es dient zur Seifenfabrication. Da hierbei eine eigentliche Auflösung der Knochengallerte nicht beabsichtigt wird, so ist ein Auskochen unter Druck nicht vortheilhaft; damit dasselbe aber nicht zu viel Brennmaterial erheischt, kann man die ausgekochten Knochen aus dem heißen Wasser durch Rechen ausnehmen, und sie durch frische Knochen ersetzen, also einige Zeit continuirlich arbeiten, bis die Brühe gallertartig wird; letztere kann als Schweinefutter oder als Dünger verwendet werden, wenn Gelegenheit dazu vorhanden ist.

b) Das Extrahiren des phosphorsauren Kalkes erfolgt durch Salzsäure, welche man auf 5–7° Baumé verdünnt hat. Man stellt eine Reihe großer Bottiche auf, füllt dieselben mit den entfetteten Knochen an, und übergießt letztere mit Salzsäure von obiger Stärke, so daß sie davon bedeckt sind. Die Einwirkung erfolgt ruhig und nur langsam; die Knochen werden nach und nach biegsam und durchsichtig. Methodisch wird die Arbeit, wenn Salzsäure am Orte einigen Werth hat, so betrieben, daß man die acht Tage lang über frischen Knochen gestandene Flüssigkeit auf eine andere Knochenpartie abzapft, sie für die erste Partie durch neue Salzsäure ersetzt, und dieß so oft wiederholt, bis die Knochen vollkommen weich, biegsam und durchscheinend geworden sind.

|192|

Hierbei sind folgende Umstände zu berücksichtigen. Beim Einkauf frischer Knochen gewinnt man mehr Fett; in alten Knochen ist die Gallerte oder Leimsubstanz großentheils zerstört. Aber auch in ganz frischen Knochen wechselt der Gehalt an Leimsubstanz und phosphorsaurem Kalk bedeutend, so daß gewisse Arten bis 45 Procent, andere nur 30 Proc. und noch weniger trockne Leimsubstanz zurücklassen, dafür aber mehr oder weniger phosphorsauren Kalk abgeben. Ist die Salzsäure am Orte von Werth, so ist es vortheilhafter, bei zulässiger Wahl der Knochen diejenigen Arten einzukaufen, welche mehr Leim geben; umgekehrt wird man, wenn eine reichliche Gewinnung von phosphorsaurem Kalk beabsichtigt ist, die kalkreicheren Sorten wählen. Nachweise über die procentischen Bestandtheile der Knochen überhaupt findet man in dem schätzbaren Werke „Chemische Untersuchungen über die Knochen und Zähne des Menschen und der Wirbelthiere mit Rücksicht auf ihre physiologischen und pathologischen Verhältnisse, von Freihrn. Dr. Ernst v. Bibra, Schweinfurt 1844.“ Im Allgemeinen enthalten die Knochen um so mehr phosphorsauren Kalk und um so weniger Leimsubstanz, je dichter und fester sie sind, folglich Röhrenknochen am meisten phosphorsauren Kalk, hingegen die porösen Hornknochen am meisten Leimsubstanz.

c) Die von dem phosphorsauren Kalke befreiten Knochen erfordern, nachdem die letzte Salzsäure darauf gewesen ist, ein sorgfältiges Auswaschen, um die Säure zu entfernen. Wo es angeht, hängt man sie in Weidenkörben in fließendes Wasser; fehlt dazu die Gelegenheit, so übergießt man sie mehreremale mit kaltem Wasser, wascht sie zuletzt noch in einer Trommel mit etwas Kalkmilch, und entfernt dann den Kalk durch Waschen in Wasser, worauf das Austrocknen des Products an der Luft folgt. Die getrocknete Waare kann unmittelbar an Leimfabriken abgegeben werden; wird das Product aber am Platze selbst auf Leim verarbeitet, so ist es zwar vortheilhaft, sie durch Aussetzen an die Luft theilweise zu trocknen, um allenfalls anhängende Kalktheile unschädlich zu machen, aber ein vollständiges Trocknen ist nicht nöthig.

d) Hinsichtlich der Verarbeitung der Knochensubstanz auf käuflichen Leim habe ich mich bloß über die Darstellung der Gallerte bis zu ihrem Zerschneiden in Tafeln zu äußern, weil von da an diese Fabrication mit dem gewöhnlichen Leimfabricationsverfahren übereinstimmt. Die vollkommen oder nur theilweise getrocknete Knochensubstanz (der Knorpel) wird in eine hohe, nach oben etwas weitere Stande gefüllt, welche einen oder mehrere Senkböden enthält, mit einem gut schließenden Deckel und am Boden mit einer Ablaßöffnung versehen ist. Die Knochensubstanz wird auf den aus einem Lattengitter bestehenden Senkboden ausgebreitet. Durch |193| eine passende Oeffnung im Deckel wird aus einem einfachen Destillirkessel (einer Branntweinblase) Wasserdampf in die Stande geleitet, dessen sich nicht verdichtender Antheil aus einer Oeffnung entweicht, die etwa 1/2 Fuß über dem Boden der Stande angebracht ist. Kurze Zeit nach dem Einströmen des Dampfes in die Stande läuft ein Strom flüssiger Gallerte aus dem Ablaßrohr, die gewöhnlich so concentrirt ist, daß sie sogleich in die Kasten ausgegossen werden kann, worin sie zu den Blöcken erstarrt, aus denen die Leimtafeln geschnitten werden. Kommt nach einigen Stunden dünnere Gallerte, so öffnet man die Stande, und bringt deren Inhalt, welcher aus zähen aufgequollenen Leimklumpen besteht, mit der gesammelten nicht hinlänglich concentrirten Gallerte (oder wenn von dieser nicht genug vorhanden ist, mit Wasser) in einen kupfernen Kessel, um denselben unter Kochen und Umrühren vollends aufzulösen, was sehr leicht vor sich geht; nöthigenfalls dampft man die Flüssigkeit noch zur gehörigen Consistenz ein; man gießt in Formen aus, und verfährt weiter wie bei der gewöhnlichen Leimfabrication.

II. Gewinnung des phosphorsauren Kalkes und des rohen Salmiaks.

Hierbei können, wie schon angeführt worden, zwei Wege eingeschlagen werden. Denjenigen Theil der salzsauren Auflösungen von phosphorsaurem Kalk, zu dessen Zersetzung das kohlensaure Ammoniak nicht hinreicht, sättigt man mit einer reinen Kalkmilch, wobei die Salzsäure mit Kalk gesättigt wird, während der phosphorsaure Kalk niederfällt. Man bewirkt diese Fällung in größeren Standen, läßt den Niederschlag absitzen und beseitigt alsdann die Flüssigkeit durch Abzapfen derselben über dem Niederschlage. Man bewirkt mehrere Fällungen über demselben Niederschlage, so daß sich eine Partie desselben ansammelt, und gibt alsdann noch soviel frischer salzsaurer Knochenlösung hinzu, daß der mit derselben aufgerührte Niederschlag Lackmus selbst nach einigem Stehen noch röthet, um sicher zu seyn, daß ihm kein freies Kalkhydrat beigemengt ist. Man rührt ihn nun einmal mit Wasser auf, zapft dasselbe ab, und entleert ihn dann in gemauerte poröse Kasten, wo er nach und nach eine feste Gestalt annimmt, so daß er in halbtrocknen Stücken hantirt werden kann.

Wenn mit kohlensaurem Ammoniak gefällt werden soll, so bringt man einen Theil der Flüssigkeit ebenso in hölzerne Standen, und setzt von der rohen Ammoniakflüssigkeit soviel hinzu, bis Lackmuspapier schwach gebläut wird. Es entsteht ein eben solcher Niederschlag, der aber weit |194| schmutziger ausfällt. Nach dem Absitzen desselben zieht man die Salmiaklösung hell ab, und macht ebenso mehrere Fällungen hintereinander in derselben Stande, ehe man den Niederschlag auswascht. Das Auswaschen desselben durch Uebergießen mit Wasser, Umrühren, Absitzenlassen des salmiakhaltigen Wassers, ist hier wichtiger als vorhin, um keinen Salmiak zu verlieren. Endlich setzt man dem ausgewaschenen Niederschlage noch ein wenig von der salzsauren Knochenlösung hinzu, wie oben, um zu verhüten, daß dem phosphorsauren Kalk eine Portion kohlensaurer Kalt eingemischt bleibt.

Bei dieser Zersetzung der salzsauren Knochenlösung erhält man zwar direct phosphorsauren Kalk und Salmiaklösung; wegen einiger Umstände ist es jedoch vorzuziehen den erstem Weg einzuschlagen, und zur Zersetzung des kohlensauren Ammoniaks den bei jenem Verfahren abfallenden salzsauren Kalk anzuwenden. Die salzsaure Knochenlösung ist nämlich sehr verdünnt) man erhält daher auch verdünnte Salmiaklösungen, welche durch Verdampfung concentrirt werden müssen. Wollte man vorher die salzsaure Knochenlösung abdampfen, so stößt man wegen der anzuwendenden Gefäße auf Schwierigkeiten. Vollzieht man das Abdampfen dagegen an der Salmiaklösung in eisernen Kesseln, so werden diese selbst bei neutraler Lösung angegriffen, es verflüchtigt sich Ammoniak und der Salmiak wird durch gelöstes Eisenoxydul verunreinigt.

Verwendet man aber den salzsauren Kalk, welchen man ebenfalls in verdünnter Lösung durch Fällen der salzsauren Knochenlösung mit Kalkmilch erhält, so läßt sich an diesem die Abdampfung in eisernen Kesseln bis zu beliebiger Concentration leicht vollziehen. Man kann alsdann mit derselben die rohe Ammoniakflüssigkeit fällen, wobei man soviel zusetzt, bis eine abfiltrirte Probe bei weiterem Zusatz keinen Niederschlag von kohlensaurem Kalk mehr gibt. Diese Fällung wird mit der erhitzten Flüssigkeit vorgenommen, oder unter Erhitzung beendigt, weil sonst nicht aller Kalk gefällt wird; sie erfolgt unter Aufbrausen, weil die Ammoniakflüssigkeit nicht einfach-kohlensaures Ammoniak ist, sondern mehr Kohlensäure enthält, als der Kalk des Chlorcalciums aufnimmt. Den kohlensauren Kalk trennt man von der entstandenen Salmiaklösung durch Absitzen und Auswaschen mit Wasser. Die Salmiaklösung wird dann durch Eindampfen in eisernen Kesseln concentrirt und zum Krystallisiren gebracht, worauf dieser Theil der Fabrication bis auf die Sublimation des Products beendigt ist.

Der durch Fällen der salzsauren Knochenlösung mit Kalkmilch gewonnene phosphorsaure Kalk, welcher mit thierischen Materien verunreinigt ist, wird gesammelt, und nach einander portionenweise in einem gewöhnlichen Reverberirofen |195| schwach geglüht, bis er vollkommen und blendend weiß ist. Er behält dabei seine Pulverform, und ist nun zur Darstellung des Phosphors geeignet. Hierzu ist er wegen seiner leichteren Zersetzbarkeit tauglicher als die gebrannten Knochen, denn er enthält, auf oben angegebene Weise gewonnen, keinen freien oder kohlensauren Kalk wie die Knochen, was ein ökonomischer Vortheil ist, indem bei seiner Zersetzung an Schwefelsäure erspart wird.

III. Darstellung des Phosphors.

Das Allgemeine dieser Fabrication ist bekannt; sie gehört unter diejenigen, auf welche die Fortschritte der Chemie wenig Einfluß gehabt haben, weil die bei dieser Fabrication vorkommenden Schwierigkeiten nicht in der Unvollkommenheit der chemischen Processe liegen, sondern einzig in der Destillation, bei welcher nicht nur Verlust an Phosphor statt findet, daher man die theoretische Ausbeute nicht erzielt, sondern auch eine sehr große Menge Brennmaterial verbraucht wird, welches überhaupt den größten Theil seiner Gestehungskosten ausmacht. Da in diesem Journal Bd. CXV S. 55 Professor A. Payen's Beschreibung der Phosphorfabrication mitgetheilt worden ist, so kann ich mich darauf beschränken, hauptsächlich auseinanderzusetzen worin die in Deutschland und im Elsaß gebräuchliche Darstellungsweise des Phosphors von jener Beschreibung wesentlich abweicht.

Zuvörderst fällt bei der Benutzung des künstlich dargestellten phosphorsauren Kalkes diejenige Arbeit weg, welche erforderlich ist um den unreinen phosphorsauren Kalk durch Weißbrennen der Knochen und Zerkleinern derselben zu erhalten.

Die Zersetzung des phosphorsauren Kalks vollführt man in der Hauptsache auf die von Payen angegebene Weise, ebenso das Auslaugen und die Verdampfung der Säure. Intelligentere Fabrikanten kürzen jedoch die Auslaugung des erhaltenen Gypses bedeutend ab, und erhalten zugleich stärkere Säuren, indem sie den Bodensatz von Gyps – anstatt ihn mit Wasser aufzurühren, in mit Blei ausgeschlagene Kufen bringen, worin sich ein durchlöcherter Senkboden von Blei befindet; auf denselben wird eine Schicht sehr grober Quarzstücke, dann eine Schicht groben Quarzsandes, auf diese eine Schicht feinen Sandes eingelegt, und auf letztere wird der Gypsbrei ohne Aufwühlen des Sandes gegossen. Die anhängende Säure tropft nun davon ab, und durch eine ganz geringe Quantität Wasser kann alle Säure aus dem Gypse mittelst Verdrängung entfernt werden. Die Gypsschicht läßt sich nachher vom Sande abnehmen, und dieses Sandfilter kann man lange ohne Erneuerung des feinen Sandes |196| anwenden. Auch den Gyps welcher sich beim Abdampfen der Phosphorsäure abscheidet, kann man mit Vortheil auf gleiche Weise von der anhängenden Säure befreien.

Das Abdampfen der Phosphorsäure und das Vermischen der concentrirten Säure mit Holzkohlenpulver geschieht ganz auf die von Payen beschriebene Weise. Zum Abdampfen, vor dem Zusehen des Kohlenpulvers, verwendet man bleierne Pfannen, deren Boden auf eisernen Platten ruht; sie werden von dem abgehenden Feuer der Destilliröfen geheizt. Zum Abdampfen der mit Kohle gemischten concentrirten Säure, oder vielmehr zum Eintrocknen dieser Masse, benutzt man gußeiserne Kessel; sie werden wie gewöhnlich eingemauert, aber mit einem steinernen Gewölbe überdeckt, das vorn eine Arbeitsöffnung hat, durch welche man den Kessel beschicken und entleeren, sowie das Umrühren darin vornehmen kann. An der hintern, dem Arbeitsloche entgegengesetzten Seite communicirt das Gewölbe durch eine Oeffnung mit dem Schornstein der Kesselfeuerung, so daß die sich entwickelnden schwefelsauren und schwefligsauren Dämpfe dahin abziehen. Diese Construction ist der Leichtigkeit ihrer Ausführung wegen, und weil dabei die Dämpfe stets sicher abziehen, jeder andern vorzuziehen.

Die Destillation des Phosphors in den von Payen beschriebenen Retorten, Vorlagen und Oefen habe ich an keinem Orte in Anwendung gefunden, wohl aber vollständig mißglücken gesehen, wo man sie in Gang setzen wollte. In Deutschland verwendet man Retorten, deren Form von derjenigen der Glasretorten ganz verschieden ist. Die von Payen beschriebenen kugelförmigen Retorten erfordern zur Durchheizung viel Brennmaterial; sie kommen überdieß wegen ihrer schwierigen Herstellung theuer zu stehen, und gestatten nur eine einmalige Anwendung, da man sie nach dem Gebrauch nicht rein machen kann. – Die deutsche Retorte hat Aehnlichkeit mit den zur Darstellung des sächsischen Vitriolöls gebräuchlichen. Fig. 10 stellt eine solche Retorte im Durchschnitt dar; sie ist eine ziemlich regelmäßig durch Töpferarbeit von gutem feuerfesten Thonzeuge aufgedrehte Flasche, deren Hals etwas seitwärts gebogen ist. Aus dieser Retorte läßt sich durch spitzige Eiseninstrumente der Inhalt herausbringen, daher sie wenigstens einigemale benützt werden kann. Sie faßt zwar nicht so viel Masse wie die französische Retorte, kostet aber an manchen Orten auch nur 4–6 Kreuzer, bei einer Länge von ungefähr 18 Zoll und einem innern Durchmesser von beiläufig 4 Zoll am Bauche.

Es versteht sich, daß der Ofen zur Erhitzung dieser anders gestalteten Retorten auch eine andere Einrichtung haben muß. Derselbe ist ein Galeerenofen (ähnlich den Galeerenöfen in den Vitriolbrennereien), wovon Fig. 11 einen Durchschnitt nach der Breite im Aufriß vorstellt. Ein |197| solcher Ofen enthält 24 Retorten, nämlich 12 auf jeder Seite. Der untere hintere Theil der Retorten liegt auf der einen Seitenwand des Feuerraums auf; der vordere Theil oder ihr Hals geht an der entgegengesetzten Seite durch eine Oeffnung heraus, welche nur lose vermauert wird; durch diese Oeffnung bringt man überhaupt die Retorte in gehöriger Lage in den Ofen und auch aus ihm heraus. Zwischen je zwei Retorten bleibt ein freier Raum von 4–5 Zoll, damit die Flamme zwischen denselben hindurchgehen kann. In Fig. 11 sind A, A' die Retorten; b, b sind die Seitenwände des Feuerraums; c ist der Rost; d der in der Erde befindliche Aschenraum. Auf den Kanten von b ruhen die Retorten bei e, e auf, doch nur wenig; b ist daselbst nischenartig um ein paar Zolle verschwächt, f, g, h, e sind die Oeffnungen, durch welche das Beschicken des Ofens erfolgt; durch sie geht der Hals der Retorte. Nach dem Beschicken wird dieser Theil der Wände b um den Retortenhals herum mit losen Steinen vermauert, ohne Mörtel, welcher bloß von außen auf die Fugen getragen wird, damit nach Beendigung der Destillation das Aufbrechen des Ofens an diesen Stellen, ohne andere Theile desselben zu beschädigen, mit Leichtigkeit erfolgen kann.

i, i ist eine durchbrochene Sandsteinplatte zur Bedeckung des Feuerraums. Viereckige Löcher in derselben leiten die abgehende Flamme aus dem Feuerraum in den Canal k, auf welchem die eiserne Platte l, l ruht, auf der die Bleipfanne sitzt, worin die Phosphorsäurelösung abgedampft wird. An der hintern Seite des Ofens, welcher an der entgegengesetzten Seite nur ein Schürloch hat, ist der Canal k mit dem Schornstein vereinigt, aber der Zug durch einen Schieber regulirbar. Die Sandsteinplatten können auch durch ein Gewölbe, oder durch große Charmotteplatten ersetzt werden. Jedoch sind Sandsteinplatten vorzuziehen; für solche ist meistens der magere bunte Sandstein brauchbar, welcher an manchen Orten zum Aufbau von Glasöfen und zur Anlegung von Hohofengestellen verwendet wird. Der Ofen wird am besten so angelegt, daß der Rost mit der Sohle des Gebäudes im Niveau liegt und der Aschenraum sich in der Erde befindet, damit die Vorlagen, welche mit den Retorten verbunden werden, nicht zu unbequem zu stehen kommen.

Die Vorlagen welche man in Deutschland benutzt, bestehen ebenfalls aus zwei Theilen, aber sie sind von gewöhnlichem Töpferthon angefertigt und mit Bleiglasur versehen. Der eine Theil derselben ist ein cylindrisches Gefäß nn, nn, oben offen und gleichfalls in Fig. 11 im Durchschnitt abgebildet. Der andere Theil o, o paßt in den erstern einige Zolle hinab, und liegt durch einen deckelartigen Vorsprung auf ihm auf; oben endigt er sich in eine Oeffnung p, welche einen kurzen Hals bildet. Zwischen |198| diesem Halse und dem Rande welcher in das untere Gefäß taucht, ist eine Röhre eingesetzt, die mit diesem Theile Ein Stück ausmacht; sie hat eine Länge von 5–6 Zoll, und am hervorragenden Ende einen so großen Durchmesser, daß sie den Retortenhals bequem ausnehmen kann; innerhalb des Gefäßes springt diese Röhre einige Zolle vor, so daß sie durch Wasser gesperrt werden kann, und in demselben eintaucht, wenn der andere Theil der Vorlage damit angefüllt wird. Diese Vorlagen sind billiger als kupferne; die Fabrikanten welche letztere anzuwenden versuchten, wie sie Payen beschrieb, haben gefunden, daß sie an denjenigen Stellen, wo sie mit den heißen Phosphordämpfen und den sich entwickelnden Gasen in Berührung kommen, bald zerstört werden. Nachdem die Retorten der Reihe nach in den Ofen so gesetzt worden sind, daß eine um die andere ihren Hals nach derselben Seite richtet, so werden die Vorlagen zusammengepaßt; dann setzt man eine Bank vor jede Seite des Ofens, welche die erforderliche Höhe hat; hierauf werden die Vorlagen auf der Bank so angerückt, daß der Hals einer jeden Retorte einige Zolle in das Rohr einer Vorlage paßt.

Die Beschickung des Ofens ist nach dem Vorhergehenden leicht verständlich. Die Retorten werden mit der zu destillirenden Masse so weit angefüllt, daß bei der Lage derselben im Ofen nichts durch den Hals herausrollen kann; sie erhalten dann ihre gehörige Stellung; die offenen Nischen werden zugemauert und die Vorlagen angerückt, worauf man langsam anfeuert; während des Feuerns werden die Vorlagen mit Wasser angefüllt, und es wird in jede derselben ein kleiner Blechlöffel eingesetzt, der an einem Drahte befestigt ist, welcher ihm als Stiel dient. Nach 6–8 Stunden, während deren Verlauf man die Hitze beständig verstärkte, hat sich das in der Masse noch vorhandene Wasser verflüchtigt, nebst schwefliger Säure etc., und es kommen nun brennbare Gase, die sich von selbst entzünden. In diesem Zeitpunkt verkittet man die Fugen zwischen Vorlagen und Retorten mit magerem Lehm, so daß nur noch eine kleine Oeffnung bleibt, welche zum Entweichen von Gasen dient, und die man mit einem dünnen Drahte fast beständig offen erhält. Nun setzt man die Blechlöffel so ein, daß der in der Röhre der Vorlage sich verdichtende Phosphor in letztere hineintropft, und vermehrt die Hitze durch verstärkte Feuerung. Die Destillation des Phosphors beginnt, sobald sich an der mittelst des Drahtes an einer Stelle offen gehaltenen Fuge am Retortenhals ein wenig rothe Masse einsetzt, durch welche jene Fuge verengt und verstopft wird, worauf Blasen in der Vorlage entstehen, die sich von selbst entzünden. Den Gang der Destillation erkennt man am besten an der Menge von Phosphor, welche in einer gewissen Zeit in die Löffel |199| tropft; man hebt letztere von Zeit zu Zeit so weit empor, daß man ihren Inhalt sieht, und leert denselben unter dem Wasserspiegel aus, so daß man den noch weiter übergehenden Phosphor immer wieder besonders erhält, und folglich im Stande ist die übergegangene Quantität zu beurtheilen.

Nach der Gasentwickelung an der offengehaltenen Fuge, und der Menge des übergehenden Phosphors kann man den Gang der Destillation ganz sicher beurtheilen, und zwar für jede einzelne Retorte. Die Entwickelung brennbaren Gases hört, nachdem sie begonnen hat, während der ganzen Operation keinen Augenblick mehr auf; wenn man die besprochene Fuge offen erhält, so brennt daselbst stets ein blaues Flämmchen, etwa wie ein Nachtlicht; kommen Tropfen von Phosphor, so kann man sie von Zeit zu Zeit zuwachsen lassen. Wenn aus einer Retorte kein solches Gas sich mehr entwickelt, so kann dieß davon herrühren, daß sie zersprungen ist, oder daß Oxydationsproducte des Phosphors den Hals derselben verstopfen, was jedoch seltener eintritt. Um in letzterm Falle den Retortenhals zu reinigen, nimmt man die Vorlage weg und bohrt mit einem starken Eisendraht den verstopften Hals durch, wobei man sich mit ledernen Handschuhen versteht, weil sonst zuweilen brennender Phosphor herausgeschleudert wird. Nach dem Reinigen des Halses wird die Vorlage wieder angelegt. Zeigte sich hingegen der Retortenhals offen, so ist dieß ein Beweis, daß die Retorte zersprungen ist; man schenkt ihr dann keine weitere Aufmerksamkeit, sondern begnügt sich nach Beendigung der Operation die Retorte zu zerschlagen und den Inhalt mit anderer Phosphorsäure, die mit Kohle eingedampft wird, zu vermischen.

Während des ganzen Verlaufs der Destillation erhält man das Wasser in den Vorlagen einigermaßen kalt, indem man das warme Wasser theilweise abläßt und es durch kaltes ersetzt, ohne daß die Sperrung der Röhren aufgehoben wird. Nachdem beiläufig 46 Stunden fortgeheizt wurde und endlich beinahe die Weißglühhitze erreicht worden ist, nimmt die Menge des in einer gewissen Zeit übergehenden Phosphors so ab, daß das weitere Feuern sich nicht mehr lohnt. Die Vorlagen werden nun weggenommen und man leert den darin befindlichen Phosphor, welcher braun, roth, schwarz und weiß ist, in eine Stande unter kaltem Wasser aus; der Phosphor ist nämlich im rohen Zustande viel entzündlicher als im gereinigten. Der Ofen wird nach dem Erkalten aufgebrochen, die Retorten werden ausgenommen und die unbeschädigten gereinigt, worauf man dieselben und den Ofen aufs neue beschickt. Eine Retorte enthält gewöhnlich 7–8 Pfd. trockener Masse, und liefert 22–24 Loth Phosphor, ein Brand also 16–18 Pfd. Phosphor. Falls mehrere Retorten zerspringen, |200| wird nicht nur die Ausbeute verhältnißmäßig geringer, sondern es sind auch die Heizungskosten dieser Retorten während der langen Destillationszeit verloren. Die Anschaffung haltbarer Retorten und eine geschickte Feuerung derselben, um ihr Zerspringen zu verhüten, sind daher bei dieser Fabrication Hauptpunkte, und es sind insbesondere diejenigen Umstände zu berücksichtigen, durch welche sich die Destillationszeit verkürzen läßt, ohne die Retorten zu frühzeitig zu zerstören.

Die Fabricationsweise des Phosphors hat sich, so weit ich sie beschrieben habe, nämlich bis zur Reinigung des rohen Phosphors, im Wesentlichen seit langer Zeit nicht geändert, namentlich was die Destillation betrifft. Darüber wird sich niemand wundern, welcher weiß, wie schwierig diese Destillation zu leiten ist, wie langsam sie erfolgt, wie hoch zuletzt die Temperatur seyn muß um den Phosphor vollends abzutreiben, und wie leicht Unfälle wegen der Brennbarkeit des Phosphors eintreten, selbst bei Arbeitern welche jahrelang mit derselben beschäftigt waren, und keinen Schritt ohne Umsicht thun; aus diesen Gründen entschließt sich nicht leicht ein Phosphorfabrikant zu Versuchen, welche überdieß eine beständige Gegenwart von wenigstens 48 Stunden in Anspruch nehmen.

Die Verbesserungen, welche in der Phosphorfabrication noch gemacht werden können, beschränken sich lediglich auf die Destillation. Die Gestehungskosten der phosphorgebenden Masse betragen bei dem billigen Preise der Schwefelsäure und des phosphorsauren Kalks nicht ein volles Viertel vom Calculationspreise des Phosphors, dagegen betragen die Destillationskosten wegen des großen Brennmaterialverbrauchs über die Hälfte desselben. Es ist daher von vornherein eine vergebliche Speculation, aus schwarz gebrannten Knochen (2 CaO, PO³) und Kohle, durch Vermengen mit Kieselerde und Destillation bei noch höherer Temperatur, mit Vortheil Phosphor im Großen herstellen zu wollen; denn wie viel Phosphor wird man wohl mit derselben Brennmaterialmenge erhalten, wenn man in die Retorten eine Masse füllt, welche nur 1/3 so viel Phosphorsäure enthält, als die bisher angewendete und außerdem einen weitern Zusatz, die Kieselerde, welche in der gewöhnlichen Masse fehlt, während die neue Masse überdieß zur Zersetzung eine höhere Temperatur erfordert?

Der Hauptübelstand bei der gegenwärtigen Destillation des Phosphors ist der Umstand, daß man die Oefen nicht in ununterbrochenem Betriebe erhalten kann, weil sie mit neuen Retorten beschickt werden müssen. Es ist jedoch nicht unmöglich, und darauf müssen die Verbesserungsversuche gerichtet werden, die Destillation des Phosphors in |201| größeren Retorten vorzunehmen, wie sie zur Destillation des Zinks nach der Altenbergischen Methode benutzt werden, welche so lange im Feuer liegen bleiben, bis sie undicht werden, und ohne Unterbrechung der Feuerung entleert und auch ausgewechselt werden können. Es wird sich aber nicht leicht ein Phosphorfabrikant zur Anstellung eines solchen Versuchs entschließen, weil er im Falle des Gelingens nur für den Betrieb der Fabrication in großem Maaßstabe eine Nutzanwendung verspricht; 1 Cylinder könnte nämlich so viel Masse aufnehmen, als bisher 1 Ofen aufnahm, und um folglich einen Ofen mit mehreren Cylindern zu betreiben, müßten alle Vorrichtungen zur Beschaffung der Phosphorsäure entsprechend verändert, d.h. im größern Maaßstabe angeschafft werden.

Die Berechnung ergibt aber auch, daß dann höchstens die Hälfte des bisherigen Brennmaterials aufgehen könnte, und dadurch allein würden die Gestehungskosten des Phosphors um ein Bedeutendes zu vermindern seyn.

Um aus dem rohen Phosphor den reinen Phosphor zu erhalten, wird in Deutschland nicht das Auspressen desselben durch Leder angewendet, sondern er wird umdestillirt. Hierzu bedient man sich größerer gußeiserner Retorten von der Form in Figur 12.

Von diesen Retorten ist jede für sich in einem Ofen eingemauert und steht darin auf einem schmiedeeisernen Dreifuße. Figur 12 ist der Durchschnitt des Ofens mit der Retorte. Am Halse der Retorte wird der Ofen mit losen Steinen vermauert. An derselben Stelle geschieht das Einsetzen der Retorte in den Ofen. Der Ofen wird bloß mit Holzkohlen gefeuert. Der Retortenhals taucht höchstens eine Linie tief in das Wasser, welches in einer Schale von Steinzeug vorgestellt wird und überläuft, wenn eine Portion Phosphor die Menge des Inhalts der Schale vermehrt.

Der zu destillirende rohe Phosphor wird unter Wasser etwas zerkleinert, noch naß mit etwas angefeuchtetem Sand gemengt, und so in die Retorten gefüllt, in Quantitäten von 10 bis 12 Pfd. oder so viel, daß wenn er schmilzt, die Retorte nicht überläuft. Das Vermischen des Phosphors mit feuchtem Sand geschieht, damit er sich während des Einfüllens und des Einsetzens der Retorten nicht entzündet. Das Heizen erfordert viele Vorsicht; zuerst verdampft die dem Phosphor anhängende Feuchtigkeit, welche theilweise auch die Luft austreibt, die mit ihr entweicht; bald nachher entwickeln sich Blasen, die sich manchmal beim Austreten aus dem Wasser von selbst entzünden, endlich kommen Phosphortropfen, die sich im Halse der Retorte verdichten. Von letzterem Zeitpunkte an muß die Feuerung stets gleich bleiben, bis kein Phosphor mehr |202| übergeht; die Hitze darf niemals zeitweise sich vermindern, weil sonst Luft oder Sperrwasser in die Retorte tritt, welche Explosionen hervorbringen könnten. Daß kein Phosphor mehr übergeht, kann man durch einen unter die Oeffnung der Retorte gesetzten Blechlöffel erfahren. Das Wasser in der Vorlage erhält man kalt. Den Phosphor im Blechlöffel nimmt man öfters, mit Wasser bedeckt, hinweg und gießt ihn unter kaltem Wasser aus, so daß in der Schüssel sich nur wenig von demselben ansammeln kann. Dieß geschieht, damit im Falle einer in der Retorte erfolgenden Explosion, wobei das Gas das Wasser der Vorlage umherwirft, nicht auch Phosphor mitgeschleudert werden kann. Solche Explosionen erfolgen jedoch nur im oben angedeuteten Falle. Zur Vermeidung derselben müssen für diese Destillation zuverlässige Arbeiter verwendet werden, von denen man überzeugt seyn kann, daß sie ein gleiches Feuer unterhalten. Die angewendete Hitze darf überhaupt nicht groß seyn, weil der Phosphor leicht verdampft; bei zu starker Erhitzung desselben könnte sich nicht mehr aller Dampf verdichten und würde daher solcher in Blasen entweichen, von denen jede nach dem Austreten aus dem Wasser unter Verpuffung verbrennt.

Nun erübrigt noch das Gießen des Phosphors in Stangenform. Diese Arbeit wird in einigen deutschen Fabriken noch viel bequemer bewerkstelligt, als Payen die Operation beschreibt. Zum Schmelzen des Phosphors wird zwar derselbe Apparat angewendet, aber anstatt Glasröhren auszuwechseln, benützt man eine einzige gut calibrirte Glasröhre, welche in den Krahn des Gefäßes eingekittet ist, worin der Phosphor schmilzt. Krahn und Glasröhre, welche letztere einige Fuß lang ist, gehen in einen Kasten, der mit kaltem Wasser gefüllt erhalten wird, und liegen unter dessen Spiegel. Stopselt man das offene Ende der Glasröhre mit einem passenden Kork zu, in welchen ein kleiner Draht ein- oder durchgesteckt ist, und öffnet man dann den Krahn am Gefäße, welches den geschmolzenen Phosphor enthält, so läuft derselbe in die Röhre und erstarrt darin, weil er durch das kalte Wasser abgekühlt wird. Zieht man nun am Stöpsel und Draht die Stange langsam heraus, so fließt frischer Phosphor nach, der sogleich wieder erstarrt. Wenn man daher das Ausziehen langsam vornimmt, so daß der nachlaufende Phosphor Zeit hat zu erstarren, so kann man denselben in einer einzigen Stange ausziehen, die in Ringen im Kasten aufgewickelt oder sogleich mit einer Schere unter Wasser in Stücke zerschnitten wird. Sollte durch Unachtsamkeit einmal zu schnell gezogen werden, so daß flüssiger Phosphor an das Ende der Glasröhre gelangt, oder dieselbe zerbrochen werden, so dreht man nur den Krahn zu, und bringt den ausgelaufenen Phosphor |203| wieder zurück. Damit die Glasröhre nicht so leicht zerbricht, kann man sie auf zwei Seiten mit einem Blechstreifen einfassen, so daß dennoch das Erstarren des Phosphors in ihr erkannt werden kann, und derselben im Kasten durch Halter, an welche man die Blechstreifen löthet, eine feste Stellung geben. Diese Gießmethode ist ohne Zweifel die einfachste, sie ist völlig gefahrlos, sie kann ununterbrochen vor sich gehen, indem man stets neuen Phosphor zum Schmelzen bringt, und ermöglicht jedes Kaliber des Phosphors, indem man die Glasröhre durch eine andere von entsprechendem Durchmesser auswechselt. Es ist nur darauf zu sehen, daß man die Stange nie zu nahe an der Glasröhre abschneidet oder abbricht, damit stets ein Stück verbleibt, woran das Ausziehen aus der Röhre ausführbar ist, was am Anfange durch den eingeschmolzenen Draht erreicht werden mußte.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln


Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: