Titel: Ueber Müller's Methode der directen Darstellung des Zinks in Schachtöfen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1864, Band 171, Nr. LIII. (S. 203–207)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj171/ar171053

LIII. Ueber A. Müller's Methode der directen Darstellung des Zinks in Schachtöfen.

Aus der berg- und hüttenmännischen Zeitung, 1863, Nr. 33.

Nach den Mittheilungen von Andrian Müller u. Comp. soll deren neue Methode der Zinkgewinnung in Schachtöfen binnen Kurzem zu Jemappe in Belgien betriebsmäßig ausgeführt werden. Dieselben haben durch Versuche im Kleinen und im Großen zur Gladbacher Hütte die Bedingungen erforscht, unter denen die bei der Zinkgewinnung in anderen Apparaten, außer in Gasöfen, bisher feindlich auftretenden Agentien unschädlich gemacht werden können, und wie der Erfolg gelehrt hat, wirklich unschädlich gemacht werden, so daß von allen zeither vorgeschlagenen Methoden zur Zinkgewinnung in Schachtöfen die Müller'sche das meiste Vertrauen verdient, weil dabei den Eigenthümlichkeiten des Zinks volle Rechnung getragen ist. Nach den Angaben des Hrn. Müller erfolgen bei den zur Gladbacher Hütte angestellten, jetzt aber aufgegebenen Versuchen schon 60 Proc. des Metalls flüssig und 31 bis 32 Proc. Granzink oder Zinkstaub, so daß nur 8 bis 9 Proc. verloren gehen. Die neueste Broschüre von A. Müller (Nouvelle méthode de traitement direct des minérais de zink dans des foyers métallurgiques par Adrien Müller, Ancien élève de l'école centrale, Liége 1862), deren Inhalt im Nachfolgenden mitgetheilt wird, bringt die Ergänzung einer früheren Arbeit desselben Verfassers. Derselbe sagt in ersterer:

Wird ein schwacher Strom Kohlenoxydgas in einer über der Glasbläserlampe erhitzten Glasröhre über Zinkoxyd geleitet, so wird letzteres reducirt, so lange die Temperatur von der des schmelzenden Glases nicht viel abweicht. Es bilden sich Zinkdämpfe und Kohlensäure, welche Körper zusammen fortgehen, ohne aufeinander zu reagiren, so lange das Kohlenoxydgas die Zinkdämpfe gegen die Einwirkung der Kohlensäure schützt, |204| d.h. so lange die Temperatur des Gasstromes hinreicht, dem Kohlenoxydgase seine reducirenden Eigenschaften zu wahren. Sobald die Temperatur unter diesen Punkt kommt, wird die Kohlensäure durch die Zinkdämpfe zerlegt, man erhält Kohlenoxydgas und Zinkoxyd, welches sich ringförmig in der Glasröhre in wenig Entfernung von der erhitzten Stelle absetzt. Zwischen letzterer und dem Sublimat befindet sich kein Anflug. Da das Zinkoxyd feuerbeständig ist, so kann die Entstehung des Zinkoxydringes nur durch Verflüchtigung und Wiederoxydation des Zinks entstanden seyn. Läßt man jetzt einen starken Strom von Kohlenoxydgas durch die Röhre gehen, so wird ein Theil des Ringes wieder zu Metall reducirt, von dem sich eine gewisse Quantität der Wiederoxydation entzieht.

Auch bildet sich in Folge einer theilweisen Oxydation des Zinks Zinkgrau, ein eigenthümlicher Zustand des Zinks, aus mikroskopischen Kügelchen gebildeter Staub von Zink, gemengt mit Zinkoxyd. Die Entstehungsweise dieses 95 bis 97 und mehr Proc. metallisches Zink enthaltenden Körpers erklärt sich ganz einfach.

In einem aus Kohlenoxydgas, Zinkdämpfen und wenig Kohlensäure bestehenden Gasstrome findet keine Reaction statt, so lange die Temperatur diejenige bleibt, bei welcher Zinkoxyd durch Kohlenoxydgas reducirt wird. Sobald man die Temperatur unter diesen Punkt sinken läßt, um die Condensation des Zinks zu bewirken, findet sofort eine Zurückoxydation durch die Kohlensäure statt, noch ehe die Condensation des Zinks vor sich geht. Man erhält ein Gemenge von Kohlenoxydgas und Zinkdampf, welches sehr fein zertheiltes Zinkoxyd und Suboxyd suspendirt enthält. Sinkt die Temperatur noch weiter, so verdichtet sich das Zink und kleine Kügelchen davon bleiben bei ihrer Entstehung durch den Staub von einander getrennt. Je nach dem Verhältnisse zwischen Oxyd und metallischen Dämpfen ist das Zinkgrau reich an Metall.

Berzelius schrieb 1829, Wasserstoff reducire das Zinkoxyd nicht, während Sainte-Claire Deville später gezeigt hat, daß ein starker Strom Wasserstoffgas das Zinkoxyd in metallisches Zink verwandelt. Aehnlich verhält sich das Kohlenoxydgas, und wenn H. Rose im Jahre 1859 angibt, Zinkoxyd werde durch dasselbe nicht reducirt, so führt er doch keine Beweise dafür an.

Stickstoff, Wasserstoffgas und Kohlenoxydgas sind ohne Einwirkung auf die Zinkdämpfe, während dieselben von Kohlensäure, Wasserdampf und Sauerstoff sofort oxydirt werden. Zink verflüchtigt sich bei angehender Weißglühhitze und Kohlenoxydgas reducirt Zinkoxyd erst bei einer |205| noch höheren Temperatur, so daß das Zink nur in Dampfform erfolgen kann.

In einem mit Zinkerzen gespeisten Hohofen findet die Reduction des Zinkoxyds, obgleich man dieselbe durch Kohlenoxydgas bewirkt, fast nur aus zwei Ursachen statt. Einmal geschieht diese Reduction bei einer viel niedrigeren Temperatur, als die Reduction durch feste Kohle, dann werden die Oefen, welche sehr energisch wirken, von einer beträchtlichen Menge Kohlenoxydgas durchströmt. Demnach hat man zur Reduction des Zinkoxyds einen reichlichen constanten Strom von Kohlensäure nöthig, welche sich fast vollständig in dem Augenblicke reduciren muß, wo man die Zinkdämpfe condensiren will.

Die Menge des erhaltenen Metalls hängt von der Temperatur des Apparates und von der reducirenden Kraft des Brennmaterials ab und steht im umgekehrten Verhältnisse zu der Kohlensäuremenge, welche im Gasstrome beim Austritte aus dem Ofen vorhanden ist. Zur Erhaltung von metallischem Zink muß die Kohlensäure so vollständig als möglich zerstört werden, bevor sie auf das Zink wirkt.

Wenn man die Reduction des Zinkoxyds in einer Porzellanröhre vornimmt, in dieselbe Zinkoxyd bringt und dann Kohle, und die Röhre in einem Windofen bis zur angehenden Weißgluth erhitzt, so wird die Kohlensäure völlig zerstört und das Zink verdichtet sich metallisch ganz nahe beim Ofen, sobald die Temperatur sinkt.

Die Bedingungen, welche im Großen erfüllt werden müssen, sind demnach: die Reduction im Schachtofenschacht und die Zersetzung der Kohlensäure in einem mit Kohlen gefüllten Nebenschachte.

Die Verwirklichung dieser Reactionen macht große Schwierigkeiten; es ist unmöglich, äußerlich, wie beim vorhergehenden Experiment, eine so große Menge Kohlen zu erhitzen, als zur Reduction der aus dem Herde rasch aufsteigenden Kohlensäure erforderlich ist. Man kann diese Hitze nur durch einen Gasstrom hervorbringen; der Ofenschacht muß in seiner ganzen Höhe mehr weißglühend erhalten werden, und es ist deßhalb zu den bekannten energischsten Mitteln die Zuflucht zu nehmen. Nach zahlreichen Versuchen haben sich die folgenden am wirksamsten bewiesen.

Der Apparat besteht:

1) aus dem Herde eines mit heißer Luft von hinreichender Pressung gespeisten Hohofens;

2) aus einem mit Kohlen gefüllten Schachte von 3 bis 5 Meter Höhe zur Seite des Hauptschachtes und zur Aufnahme der Gase und Dämpfe aus letzterem bestimmt; |206| 3) aus einem röhrenförmigen Condensator zur Aufnahme der Gase oben am Nebenschachte.

Erze, Flußmittel und Brennmaterial werden, nachdem sie in einem Flammofen vorerhitzt in den fast weißglühenden Herd gebracht, und zwar erstere beiden von der einen, das Brennmaterial von der anderen Seite, um einen Anfang der Reduction in dem Flammofen zu vermeiden. Alsbald geht die Reduction und Destillation vor den Düsen vor sich, der Gasstrom tritt bei einer sehr hohen Temperatur, einer blendenden Weißglühhitze, in den Nebenschacht und die geringe, beim Chargiren stattfindende Temperaturerniedrigung schadet der Regelmäßigkeit des Ofenganges nicht. Der Schacht hat bis oben hin eine passende Temperatur, wobei die Kohlensäure zerlegt wird, während sich die Zinkdämpfe in der Vorlage verdichten. Es bilden sich keine Ansätze (Ofenbrüche), sondern nur eine geringe Menge von Zinkgrau.

Als Flußmittel ist nicht roher, sondern gebrannter Kalk anzuwenden, die Schlacken bilden sich ohne Störung, sind sehr flüssig und frei von Zinkoxyd. Zinksilicate werden vollständig zerlegt durch die starken Basen und durch Einfluß von Kohle und Hitze erfolgen Zinkdämpfe und Kohlenoxydgas.

Nachstehende Zusammenstellung gibt eine Vergleichung der alten Zinkgewinnungsmethode mit der vorstehend beschriebenen:

Alte Methode mit unterbrochenem
Betriebe.
Neue Methode mit continuirlichem
Betriebe.
1) Rohmaterialien. Geröstete Blende,
gerösteter Galmei, Kohle
1) Rohmaterialien. Rohe oder geröstete
Erze, Blende, Galmei, Zinksilicat, Kohle.
2) Erhißung der Materialien bis zur
Reductionstemperatur des Zinkoxyds in Thongefäßen,
welche schlechte Wärmeleiter sind.
2) Directe Erhißung und continuirliches
Chargiren bei derselben Temperatur, Erz und Kohle
getrennt.
3) Langsame Destillation in
Thongefäßen über einem Feuerherde; theilweise
Reduction.
3) Rasche Destillation in einem Herde
in Berührung mit dem Brennmaterial; vollständige
Reduction.
4) Condensation der Zinkdämpfe
in Vorlagen; Ansammlung des Zinkstaubes
in Alongen (Vorsteckern, Ballons).
4) Condensation der Zinkdämpfe
in einem Röhrenapparate von großen Dimensionen,
Ansammlung des Zinkstaubes in Körnern.
5) Unmöglichkeit des Ansammelns 5) Möglichkeit der Condensation
|207| der letzten Rauchtheile und der
Benutzung der Gase.
der letzten Spuren von Zinkdampf, Zinkstaub und
der brennbaren Gase.
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