Titel: Bischof, über Werthstellung verschiedener Kaoline unter sich, durch pyrometrische Bestimmung.
Autor: Bischof, Carl
Fundstelle: 1870, Band 198, Nr. C. (S. 396–413)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj198/ar198100

C. Werthstellung verschiedener Kaoline unter sich, durch pyrometrische Bestimmung; von Dr. Carl Bischof.

Die eigentlichen Kaoline von primärer Lagerstätte sind schon von Werner in seinem Mineralsystem als bestimmte Gattung aufgestellt worden wegen gewisser gemeinsamer, charakteristischer Eigenschaften, welche als Folge derselben Entstehungsweise nach festen chemischen Gesetzen leicht erklärlich sind. Auch in pyrometrischer Beziehung sind namentlich die reineren Kaoline durch gewisse hervortretende Merkmale gekennzeichnet, und ist hierfür die Aufstellung eines Normalkaolins zu rechtfertigen, wenn auch selbstredend derselbe für die Kaoline überhaupt und deren variirende Feuerfestigkeit nur in relativer Weise gelten kann.

Gemäß meiner Werthstellung der feuerfesten Thone,99) worin als Repräsentant ausgezeichneter Kaoline die geschlämmte Porzellanerde von Zettlitz in Böhmen angenommen, gehören sie, – wenn man den bestbekannten feuerfesten Thon = 100 setzt und die Bestimmung mittelst des bezeichneten Normalgemenges in der beschriebenen Art ausführt, – zu den 70–60procentigen. Wie im Ganzen unter den Thonen, nehmen die weniger unreinen Kaoline im Allgemeinen einen recht hohen Platz in feuerfester Hinsicht ein.

Stellen wir uns die Aufgabe einer speciellen und schärferen Ermittelung der bereits in der erwähnten Abhandlung bezeichneten merklich verschiedenen Schwerschmelzbarkeit, welche bei den verschiedenen Kaolinerden (selbst den geschlämmten) stattfindet, und wägen die pyrometrischen Unterschiede gegen einander ab, so ergibt sich die nachfolgende Sonderung (Unterabtheilungen). Gleichzeitig mögen diese Bestimmungen, wie schon andeutungsweise von mir in diesem Journal Bd. CXCVI S. 447 geschehen, als Beispiel dienen, wie nicht allein mittelst bestimmter Normalthone das Einordnen überhaupt außerordentlich erleichtert wird, sondern auch in ähnlicher Weise Abstufungen, welche sonst verschwindend erscheinen, sich noch entschieden feststellen lassen.

Unter den altbekannten, namentlich durch die Fabricate daraus höchst wichtigen und berühmten Porzellanerden, sowie denen welche auf der letzten Welt-Ausstellung zu Paris sich befanden, wähle ich folgende aus, von denen auch meist und zwar neuere Analysen vorliegen:

|397|

1. Normal-Kaolin.

Denselben bildet die geschlämmte Porzellanerde von Zettlitz bei Carlsbad. Farbe weiß, mit einem Stich in's Graue.

Die bereits unter den Normalthonen von mir angeführte Analyse dieser geschlämmten Kaolinerde wiederhole ich hier:

Thonerde 38,54 17,960 O³
Kieselsäure chem. geb.
„ als Sand
40,53
5,15
45,68 24,363 O³
Magnesia
Kalk
Eisendoxyd
Kali (vorherrschend)
0,38
0,08
0,90
0,66


100)
0,152
0,023
0,108
0,112

0,467 O =

1,401 O³
Glühverlust 13,00
–––––
99,24

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:101)

12,82 (Al²O³, 1,35 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 12,82 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 17,31 Kieselsäure
und 3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,35 Kieselsäure.

Pyrometrisches Verhalten.

Ein aus der geschlämmten Masse angefertigter kleiner Cylinder, zweimal bis zur bestimmt erreichten, doch nicht merklich überschrittenen Platin-Schmelzhitze102) ausgesetzt, ist außen wie innen nicht glasirt oder kaum; die Bruchfläche erscheint unter der Loupe mit feinsten Poren übersäet.

Abgewogen, dann innigst mit dem unten bezeichneten Gemenge versetzt und ebenso geglüht:

ist er bei 1/10 Zusatz unmerklich glasirt

und bei 2/10 Zusatz außen wie innen ohne Glanz.

Die Bruchfläche beginnt körnig zu werden.

|398|

Die geschlämmte Zettlitzer Kaolinerde erfordert demnach höchstens zwei Zehntel Zusatz, um den beschriebenen Grad der Feuerfestigkeit zu zeigen.

Das Bindevermögen ist = 3.

Die Analyse wie Formel bestätigt das günstige pyrometrische Vorhalten.

2. Kaolin von Halle.

Er wird bekanntlich in der königl. Porzellan-Manufactur zu Berlin verarbeitet. Nach gütigen Mittheilungen von Dr. Elsner kommt diese Porzellanerde auf primärer Lagerstätte vor, ist aus zersetztem Porphyr entstanden und wird durch Tagebau gefördert. Im rohen Zustande ist sie von grauweißer Farbe (mit einem Stich in's Schmutzig-Röthliche) und rauher Beschaffenheit in Folge des Gehaltes an Quarzsand. Letzterer, abgeschlämmt, besteht aus Streusand, dessen reine, durchsichtige wie kantige, aber auch theilweise rundlich abgeschliffene Körner von Hirsegröße sind. Glimmerblättchen sind nicht zu bemerken und in dem ausgesuchten Material nur selten eisengelb gefärbte Fleckchen wie vereinzelte schwarze Punkte.

Im Durchschnitt kann das lose, erdige und leicht zerreibliche Klumpen bildende Rohmaterial angenommen werden als bestehend aus: reinem Porzellanthon 65 Proc., Quarzsand 15 Proc. und Wasser 20 Proc., wechselnd nach seinem Feuchtigkeitszustande.

Der Preis welchen die königl. Manufactur für das aus den Sennewitzer und Morler Feldfluren bei Halle geförderte Rohmaterial zahlt, beträgt für gute trockene Erde, welche von gelben Adern, Eisenocker, grobem Sand etc. durch mechanisches Ausscheiden so weit als möglich befreit ist, per Centner einschließlich des Transportes bis zum Ufer der Saale, 3 Sgr. 10 1/2 Pf.

Die geschlämmte Porzellanerde, wie sie in der kgl. Manufactur verarbeitet wird, besteht nach Mitscherlich aus:

Thonerde 26,07 12,149 O³
Kieselsäure 71,24 37,994 „
Kalk
Eisenoxyd
Kali
0,23
1,93
0,45
0,066
0,386
0,076

0,528 O =

1,584 „
–––––
99,92

Diese Zusammensetzung gibt die Formel:

7,67 (Al²O³, 3,12 SiO³) + RO

|399|

In dem geschlämmten Hallischen Kaolin kommen somit hinsichtlich gleichwerthiger Sauerstoffmengen:

1) 1 Theil Flußmittel auf 7,67 Thonerde,
2) 1 „ „ „ 23,93 Kieselsäure und
3) auf 1 Theil Thonerde kommen 3,12 Kieselsäure.

Als ich eine durch die freundliche Vermittelung des Directors der kgl. Porzellan-Manufactur mir zugekommene Durchschnittsprobe von einigen Pfunden schlämmte, erhielt ich eine Masse welche nicht so weiß wie die Zettlitzer geschlämmte Erde ist, sondern einen Stich in's Schmutziggelbe, Röthliche zeigt.

Pyrometrisches Verhalten.

In vorher beschriebener Weise wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die Probe außen völlig glasirt, innen glänzend; Bruchfläche muschelförmig und ziemlich dicht, quarzig.

Um diesen entschiedenen Abstand gegen den Normalkaolin durch eine bestimmte Zahl auszudrücken, erwies sich folgendes Verfahren als geeignet.

Ich versetzte den fraglichen geschlämmten Kaolin, nachdem er vorher feinst pulverisirt über der Berzelius'schen Lampe geglüht und abgewogen worden war, innigst mit einem Gemenge aus 2 Gewichtstheilen reiner Thonerde und 1 Theil reiner Kieselerde in Abstufungen von 1/10 bis 10/10 seines Gewichtes.103) Der Zusatz fand hierbei so lange statt, bis eine Probe erhalten wurde, die in dem bezeichneten Hitzegrade keine Glasirung oder vielmehr ein deutlich mattes Ansehen und auf dem Bruche ein körniges Ansehen erkennen ließ.

So versetzt und wiederholt geglüht, verlor der in Rede stehende, von mir geschlämmte Kaolin die Glasirung bei einem Zusatze von 9/10, welche Probe kaum noch geglättet erschien, und nicht mehr bei 10/10 desselben. Die Bruchfläche ist alsdann körnig, einsaugend, ein wenig löcherig.

Der geschlämmte Hallische Kaolin verlangt also für denselben angenommenen Grad der Feuerfestigkeit neun bis zehn Zehntel Zusatz.

Das verhältnißmäßig ungünstige pyrometrische Verhalten steht in Einklang mit den Resultaten der Analyse und der daraus berechneten Formel.

Das Bindevermögen ist = 2 – 3.

|400|

Da das Gemenge von anderer Zusammensetzung ist104) als das für die Normalthone benutzte, so lassen sich die gefundenen Zahlen nicht unmittelbar auf das frühere System beziehen. Es ist dieß aber von um so geringerer Bedeutung, da wie oben erwähnt bei den Kaolinen überhaupt als besondere Gattung auch ein gesonderter Vergleich unter sich um so mehr angezeigt ist, als den natürlichen Verhältnissen nach die Verschiedenheiten durch Verunreinigungen sehr bedeutend seyn können. Nehmen wir die Kaoline nicht wie sie als Handelswaare, ausgesucht oder meistens sortirt bekannt sind, sondern wie sie in ihrer Lagerung vorkommen, stellenweise, besonders an den Grenzpunkten, höchst unrein, von Eisen, Glimmer und anderen Zersetzungsresten erfüllt, so ist es begreiflich daß, je nachdem das Material der einen oder anderen Localität entnommen wird oder Reinigungsprocesse mit größerer oder geringerer Vorsicht ausgeführt werden, wir unter den Kaolinen solche antreffen, die den Namen mit Recht verdienen, aber in pyrometrischer Hinsicht in eine wesentlich tiefere Classe kommen.

Sächsische Porzellanerden,

welche bei der königl. Porzellan-Manufactur zu Meißen in Anwendung sind und die ich nebst Notizen der Güte des dortigen Directors verdanke.

3. Kaolin von Aue bei Schneeberg.

Er ist bekanntlich die älteste in Sachsen aufgefundene und zur Anfertigung des ersten von Böttcher dargestellten weißen Porzellans verwendete Porzellanerde, welcher auch Werner die Charakteristik des als Gattung angenommenen Kaolins entnommen hat.

Diese Erde wird jetzt nur noch zu kleineren, die feinste Ausarbeitung bedürfenden Gruppen und Figuren benutzt. Wegen der sehr mühsamen bergmännischen Gewinnung kommt dieselbe der Meißner Manufactur, deren Eigenthum sie ist, auf 4 Thlr. per Zollcentner zu stehen.

Sie ist aus Granit entstanden.

Das Rohmaterial bildet größere, ziemlich feste Stücke von weißer Farbe mit einem Stich in's Graue. Gelbgefärbte eisenhaltige Stellen, wie Quarzschnüre finden sich vereinzelt. Glimmerblättchen sind nicht zu bemerken. Es zerreibt sich sehr schwierig wegen der steinichten Beschaffenheit.

Durch Schlämmen geht verhältnißmäßig nur sehr wenig feinste Porzellanerde über und der Schlämmrückstand ist sehr bedeutend. Derselbe |401| besteht aus grobem Quarz, wovon der kleinere Theil durchscheinend, der größere weiß und undurchsichtig ist.

Die von der kgl. Porzellan-Manufactur geschlämmte Porzellanerde bildet ein sehr zartes Mehl mit kleinen Klümpchen. Sie knirscht wenig fühlbar beim Reiben in der Achatschale und ist weiß mit einem Stich in's Röthliche.

Pyrometrisches Verhalten.

Wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die Probe außen wie innen unglasirt; Bruchfläche muschelförmig, schön dicht und weiß.

Der geschlämmte Auer Kaolin, welcher schon für sich in dem bezeichneten Hitzegrade keine Glasirung erkennen läßt, erfordert für den gleichen Grad der Feuerfestigkeit keinen Zusatz.

Er ist demnach schwerer schmelzbar als der Normalkaolin.

Das Bindevermögen ergab sich = 3.

4. Kaolin von Seilitz bei Meißen.

Er kommt in ansehnlicher Mächtigkeit und in geringer Tiefe vor, weßhalb die Gewinnung eine verhältnißmäßig leichte und wohlfeile ist. Die Ausbeutung der contractlich durch die Manufactur erworbenen Lagerstätten erfolgt ausschließlich für Manufacturzwecke.

Er ist aus Porphyr (Feldspathporphyr, Felsitfels) entstanden.

Das Rohmaterial besteht aus ziemlich losen, erdigen Stücken von weißer Farbe, mit einem Stich in's Gelblich-Graue. Eisenhaltige Stellen finden sich nur selten, und ganz vereinzelt kleine Nester von Glimmerblättchen. Zerreibt sich leicht.

Wird das Material geschlämmt, so bleibt ein beträchtlicher Rückstand, welcher meist aus weißem, undurchsichtigen, kantigen Streusand besteht, worin Körner bis zur Größe eines Pfefferkornes sich befinden. Größere Splitter, die gewöhnlich von dunkler Farbe sind, zeigen sich vereinzelt. Mitunter finden sich schwarz gefärbte Körnchen, sowie auch Glimmerblättchen.

Die in Meißen geschlämmte Porzellanerde ist schön weiß und zeigt kaum einen Stich in's Gelbliche. Sie knirscht unfühlbar beim Reiben in dem Achatmörser.

Pyrometrisches Verhalten.

Wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die Probe außen Wenig glasirt, innen kaum glänzend. Bruchfläche verdichtet, krugartig.

Versetzt und wiederholt ebenso geglüht, erschienen die Proben bis |402| zu 6/10 Zusatz geglättet und erst bei 8/10 Zusatz zeigt sich die Bruchfläche körnig.

Der fragliche Kaolin erfordert somit für den gleichen Grad der Feuerfestigkeit acht Zehntel Zusatz.

Das Bindevermögen ist = 3 – 4.

5. Kaolin von Sornzig bei Oschatz.

Die Gewinnung des ebenfalls mächtigen und wenig tiefen Vorkommens ist eine gleich günstige. Derselbe wird jedoch auch nicht verkauft.

Er ist aus Quarzporphyr entstanden, welcher in der Nachbarschaft des Erdenlagers mehr oder weniger verwittert als Felsart auftritt und in dortiger Gegend als Baustein verwendet wird.

Da Rohmaterial bildet größere Stücke von sehr gleichmäßigem Ansehen, eine meist erdige Masse, in welcher sich zahlreiche dunkel erscheinende Punkte (Quarzkörner) befinden. Unreine, eisen- oder glimmerhaltige Stellen sind nicht zu bemerken. Zerreibt sich ganz leicht.

Durch Schlämmen wird ein beträchtlicher Rückstand erhalten, welcher aus kantigen Körnern besteht, deren Kerne durchsichtiger oder durchscheinender Quarz sind und deren Aeußeres rein weiß und nicht durchscheinend ist. Die Körner sind im Ganzen sehr gleichmäßig von der Größe eines viertel und halben Pfefferkornes. Die in der Manufactur geschlämmte Porzellanerde ist weiß, mit einem Stich in's Hell-Gelbliche. Knirscht wenig fühlbar beim Reiben in dem Achatmörser.

Pyrometrisches Verhalten.

Wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die gleiche Cylinderprobe außen glasirt, innen nicht glänzend, schön dicht.

Beim Versetzen in der bezeichneten Weise sind nur zwei Zehntel Zusatz erforderlich, damit die Probe außen matt und innen fast körnig sich verhalte.

Das Bindevermögen ist = 3.

6. Kaolin von St. Yrieix bei Limoges. (Pariser Ausstellung von 1867; Classe 40, Nr. 58.)

Der Rohkaolin, welcher sich auf der letzten Welt-Ausstellung befand, besteht aus festen, fast rein weißen Gesteinstücken.

Er ist zerstörtes Gneisgebirge.

Zerstößt sich ziemlich leicht. Beim Schlämmen bleibt ein bedeutender Rückstand von schön weißem Staube und Streusand, welcher aber aus |403| kantigen, theilweise durchscheinenden Stückchen bis zur Größe eines Stecknadelkopfes besteht.

Die geschlämmten Proben zeigen eine rein weiße Masse mit zerstreuten schmutzig-gelben Flecken. Knirscht ein wenig.

Nach Malaguti in Severs enthält die geschlämmte Erde im Mittel aus zwei nahe stimmenden Analysen:

Thonerde 42,30 19,713 O³
Kieselsäure 54,40 29,013 „
Magnesia und Kalk
Alkalien
0,65
2,35
0,186
0,399
105)
106)
0,585 O = 1,755 „
–––––
99,70

Diese Zusammensetzung entspricht der Formel:

11,23 (Al²O³, 1,47 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 11,23 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 16,50 Kieselsäure
und 3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,47 „

Pyrometrisches Verhalten.

Wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die Probe wenig glasirt, aber reichlich fleckig; Bruchfläche ohne Glanz, dicht und gleichfalls fleckig.

Versetzt und wiederholt ebenso geglüht, sind die Proben bis zu 6/10 Zusatz geglättet, bei 7/10 Zusatz kaum noch und bei 8/10 körnig.

Der in Rede stehende geschlämmte Kaolin bedarf somit 7–8 Zehntel Zusatz für den angenommenen Grad der Feuerbeständigkeit.

Gemäß der Analyse wäre ein günstigeres pyrometrisches Verhalten anzunehmen.

Die Flecken, welche unter den genannten Kaolinen kein anderer beim Brennen zeigt, bekunden übrigens eine besondere Unreinigkeit desselben.

Das Bindevermögen ist = 3 – 4.

7. Kaolin des Colettes près Lalizolle, Algier (Classe 40, Nr. 56 der Pariser Ausstellung von 1867).

Das Rohproduct besteht aus durchscheinenden krystallinischen Quarzkörnern von verschiedener Größe bis zu der einer Erbse und Kaffeebohne, |404| welche von Kaolinmehl umhüllt sind. – Der Quarz ist glimmer- und zinnhaltig.

Die geschlämmte Masse ist höchst zart, nicht im Mindesten knirschend, von weißer Farbe mit einem deutlichen Stich in's Gelbliche.

Der Preis ist am Gewinnungsort 19 Francs per 1000 Kilogr.

Nach der im Laboratorium der Bergschule zu Paris ausgeführten Analyse besteht die geschlämmte Kaolinerde aus:

Thonerde 40,00 18,641 O³
Kieselsäure 46,60 24,853 „
Kalk 1,30 0,371 O = 1,113 „
Glühverlust 12,00
––––––––
99,90107)

Diese Zusammensetzung gibt die Formel:

16,74 (Al²O³, 1,33 SiO³) +RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 16,74 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 22,26 Kieselsäure
und 3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,33 „

Pyrometrisches Verhalten.

Für sich wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist er außen glasirt; innen ohne Glanz, dicht, muschelig.

Beim Versetzen in der gleichen Weise bewirken schon zwei Zehntel Zusatz ein mattes, ziemlich körniges Ansehen der Probe.

Das pyrometrische Resultat steht im Ganzen mit der Analyse und Formel in Einklang.

Das Bindevermögen ist = 3.

8. Kaolin aus Bretagne (Classe 40, Nr. 59 der Pariser Ausstellung von 1867).

Der Rohkaolin bildet ziemlich feste, weiße Stücke, theils rein, theils mit gelbgefärbten glimmerhaltigen Partien. Ziemlich gleichmäßige Quarzkörner bis zur Größe eines Pfefferkornes liegen in der Kaolinerde eingebettet. Er zerstößt sich ziemlich leicht.

Durch Schlämmen erhält man eine weiße Masse mit einem Stich in's Gelblich-Graue, welche wenig knirscht. Der nicht so bedeutende Rückstand besteht aus sehr reinen, durchsichtigen und durchscheinenden, kantigen Quarztrümmern.

Nach der Analyse von Salvetat ist die Zusammensetzung der geschlämmten Masse:

|405|
Thonerde 37,36 17,411 O³
Kieselsäure 48,00 25,600 „
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd
Alkalien
0,48
0,15
0,75
0,76
0,192
0,043
0,150
0,129

0,514 O =

1,542 „
Glühverlust 12,50
––––––
100,00

Diese Zusammensetzung gibt die Formel:

11,29 (Si²O³, 1,4 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 11,29 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 16,60 Kieselsäure
und 3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,47 „

Pyrometrisches Verhalten.

Für sich wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist er außen unglasirt; innen ein wenig glänzend, porig-löcherig.

Beim Versetzen in der gleichen Weise sind die Proben bis zu 8/10 Zusatz glasirt oder geglättet; erst bei 10/10 Zusatz beginnt das Cylinderchen körnig zu werden, aber die Bruchfläche erscheint löcherig.

Er erfordert somit für den angenommenen Grad der Feuerbeständigkeit wenigstens zehn Zehntel Zusatz.

Die Analyse und Formel ließ ein günstigeres pyrometrisches Verhalten erwarten; die Formel kommt mit der für Kaolin 6 sehr nahe überein.

Das Bindevermögen ist = 3.

9. Kaolin von Pilsen in Böhmen (Classe 40, Nr. 16 der Pariser Ausstellung von 1867).

Er ist in feinstgeschlämmtem Zustande, knirscht unfühlbar. Farbe weiß, mit einem leisen Stich in's Gelblich-Graue.

Nach der Analyse von Fürst (Porzellanfabrik zu Wien) besteht er aus:

Thonerde 36,50 17,010 O³
Kieselsäure 47,60 25,387 „
Magnesia und Kalk
Eisenoxyd
Alkalien
1,30
0,90
1,00
108) 0,371
0,180
0,170

0,721 O =

2,163 „
Wasser 11,70
–––––
99,00
|406|

Diese Zusammensetzung gibt die Formel:

7,86 (Al²O³, 1,48 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 7,86 Thonerde
2) 1 „ „ „ „ 11,63 Kieselsäure
und 3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,48 „

Pyrometrisches Verhalten.

Für sich wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist er außen unglasirt; innen glänzend, porig-löcherig.

Versetzt man ihn in der gleichen Weise, so erscheinen alle Proben bis zu 8/10 Zusatz glasirt oder geglättet; erst bei neun Zehntel Zusatz ist das Cylinderchen außen ohne Glanz und auf dem Bruche körnig, ein wenig löcherig.

Dieses ungünstige Verhalten stimmt im Ganzen mit Analyse und Formel überein.

Das Bindevermögen ist = 3.

10. Kaolin von St. Austell, Cornwall in England (Classe 40, Nr. 50 der Pariser Ausstellung von 1867).

Fühlt sich höchst zart an, enthält allerfeinste Glimmerblättchen. Schön reinweiß mit kaum einem Stich in's Graue.

Ist verwitterter Granit, welcher zinnhaltig ist; im Handel ist er unter dem Namen China-clay bekannt.

Nach der Analyse von Salvetat besteht er aus:

Thonerde 36,00 16,777 O³
Kieselsäure 48,35 25,787 „
Kalk und Magnesia Spuren
Eisenoxyd
Alkalien
0,75
0,96
0,150
0,163
0,313 O = 0,939 „
Wasser 13,00
–––––
99,06

Diese Zusammensetzung gibt die Formel:

17,86 (Al²O³, 1,53 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 17,86 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 27,33 Kieselsäure
und 3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,53 „

Pyrometrisches Verhalten.

Für sich wiederholt der Platin-Schmelzhitze ausgesetzt, ist die gleiche Cylinderprobe außen nicht oder kaum glasirt; innen ein wenig glänzend, ziemlich dicht.

|407|

In der beschriebenen Weise versetzt und geglüht, erscheint die Probe bei 4/10 Zusatz nicht mehr glänzend; bei zwei Zehntel Zusatz verhält sie sich matt im Aeußeren und ist auf der Bruchfläche nahezu körnig.

Im Ganzen genommen stimmt die Analyse wie Formel mit dem günstigen pyrometrischen Verhalten überein. Bemerkenswerth ist die nahe Uebereinstimmung der Formel mit der für den Thon Nr. I von Saarau (größere Durchschnittsprobe vom Jahre 1863); ähnlich die für Kaolin Nr. VII.

Das Bindevermögen ist = 3.

Nachtrag, meinen „Versuch einer Werthstellung der feuerfesten Thone“ betreffend.

In Bezug auf meine neuesten zwei Aufsätze: „Versuch einer Werthstellung der feuerfesten Thone,“ hat Dr. E. Richters in diesem Journal Bd. CXCVII S. 268 einige Bemerkungen veröffentlicht.

Richters vertheidigt die unbeschränkte Gültigkeit des von ihm festgestellten Gesetzes äquivalenter Vertretung der sogen. Flußmittel bei der Schmelzbarkeit der feuerfesten Thone, indem er meine Beobachtungen nicht widerlegt, aber deren Consequenzen verwirft, da muthmaßlich ich es nur mit Gemengen von Thonerde, Kieselerde und Flußmittel zu thun gehabt. – Ich erwiedere darauf, daß in der That die der definitiven Schmelzung vorhergehenden Erscheinungen einer Verzögerung der Erweichung, nicht in Uebereinstimmung mit den äquivalenten Verhältnissen, weit eclatanter und über allen Zweifel erhaben sich geltend machen, wenn man statt der chemischen Verbindung sich eines Gemenges aus Thonerde und Kieselsäure bedient; aber auch in ersterem Falle resp. bei Anwendung des vorher dargestellten Thonerdesilicates lassen sich im Grunde genommen dieselben oder mindestens ähnliche Beobachtungen machen.

Wiegt man chemisch reine Thonerde und aus Wasserglaslösung bereitete chemisch reine Kieselsäure, entsprechend der Formel Al²O³, 2SiO³ ab, reibt und durchknetet mit Hinzunahme von destillirtem Wasser die beiden Gemengtheile auf das Feinste und Innigste in einer Achatschale miteinander, und setzt darauf die beliebig geformte und getrocknete Masse völliger Schmiedeeisen-Schmelzhitze bis zur annähernden Platin-Schmelzhitze aus, so geht bekanntlich das lose, körnige Gefüge in ein solches von viel dichterer Beschaffenheit über – die Masse ist homogen erweicht, porzellanartig und nach der Abkühlung so fest und hart, daß Man damit Glas ritzen kann. Mit einer derartigen entschiedenen Veränderung |408| kann man, auch nach dem Vorgange Richters', annehmen daß die Silicatbildung eingetreten ist. Nachdem man sich daher durch Vorversuche von dieser bestimmten Umwandlung oder dem hierzu erforderlichen Hitzegrade positiv überzeugt hat, ist es möglich auf diese Weise sich das fragliche Silicat, selbst in zartester Pulverform, zu verschaffen. Wirft man nämlich die erweichte Masse noch in voller Gluth in Wasser, so gelingt es den sonst porzellanharten Kuchen im Achatmörser zu zerkleinern und zu zerreiben. Auf diese Weise wurde das Thonerdesilicat als feinstes Pulver dargestellt.

Wie früher beschrieben, wurde 1 Grm. dieser kieselsauren Thonerde auf das Allerinnigste mit 4 Procent chemisch reiner Magnesia, Kalk, Eisenoxyd und Kali vermengt. Aus je einem solchen Gemenge wurden Proben in Gestalt kleiner Pyramiden oder Cylinder geformt und in folgender Weise geglüht. Ich klebte die vier Proben kreisförmig mittelst besten feuerfesten Thones auf die Peripherie einer in den Tiegel eingesetzten runden Thonscheibe und brachte zugleich in denselben drei Thonkapseln, wovon die eine mit einem Stücke Gußeisen, die zweite ebenso mit Gußstahl und die dritte mit Schmiedeeisen gefüllt war. Da sich durch zahlreiche Versuche ergeben hatte, daß für die ebengenannten Gemenge eine wenigstens theilweise Erweichung zu einer porzellanähnlichen Masse bereits in einem Hitzegrade stattfindet, in welchem die drei Eisensorten mehr oder weniger schmelzen, so ließ sich aus der Beschaffenheit der verschiedenen relativen Schmelzbarkeit ein gewisser Normalpunkt augenscheinlich kennzeichnen, der je unter gleichen Umständen, wenn auch nicht stets sicher und nicht ohne Subtilität zu treffen war, so doch getroffen, scharf in die Augen fiel.109)

Wurden nun die erwähnten Gemenge nur so weit erhitzt, daß das Gußeisen geschmolzen war, wenn auch nicht völlig zu einem spröden Regulus, dagegen der Gußstahl wie das Schmiedeeisen nur abgeflossen waren (ersterer wenig und letzteres unbedeutend, mit deutlicher Erhaltung der Form der Stücke von beiden), so ergab sich und zwar in mehreren Versuchen:

|409|

noch von mattem Ansehen, außen gefleckt, wenig fest auf dem Bruche: – ist die Eisenprobe;110)

die Proben des Kalkes wie der Magnesia sind außen glasirt; erstere ist aber glänzend auf dem Bruche und mehr homogen erweicht als letztere. Der Magnesiacylinder ist nicht glänzend auf dem Bruche und zeigt kaum glänzende Punkte.

Die Kaliprobe 111) ist außen ohne Glanz, innen sind glänzende Punkte zu bemerken.

Diese Versuche wurden ganz in derselben Weise wiederholt, nur wurde für das Thonerdesilicat das mehr basische Verhältniß auf 1 Gewichtstheil Thonerde 1,5 Kieselerde112) genommen.

Auf Grund viermaligen Zutreffens unter einer allerdings größeren Zahl von Versuchen ließen sich in diesem Falle die nachfolgenden Resultate constatiren, wobei das Gußeisen völlig zum Regulus, zur spröden Kugel zusammengeschmolzen war; der Gußstahl merklich abgeschmolzen, die Form des Stückes noch deutlich erkennbar, und das Schmiedeeisen noch wenig abgeflossen. Gußstahl wie Schmiedeeisen waren hämmerbar.

Die Probe mit dem Eisenoxyd:113) ist

matt, von gleichmäßig schmutziggrauer Farbe, Bruch noch ziemlich lose;

die mit dem Kalke: ist

außen kaum glänzend, innen deutlich und homogen erweicht;

die mit der Magnesia: ist

außen kaum glänzend, innen nicht glänzend und nicht so verdichtet;

die mit dem Kali: ist

außen matt, innen homogen verdichtet.

In mehreren Fällen, wo die Temperatur nicht ganz zutreffend war, erschien Kalk wie Magnesia von gleichem äußeren wie inneren Ansehen.

Nach der Uebereinstimmung der Resultate im Wesentlichen, verhält sich also das Eisenoxyd entschieden am indifferentesten und der Kalk läßt |410| früher eine mehr homogene Erweichung wahrnehmen als die Magnesia; aber die bezeichneten Verschiedenheiten zeigen sich in einem beträchtlich geringeren Hitzegrade und machen sich nur innerhalb sehr enger Temperaturdifferenz geltend. In beiden Fällen liegt diese Differenz innerhalb der bei weitem nicht äußersten Grenzen der verschiedenen Schmelzbarkeit der drei Eisensorten. Steigert man die Temperatur so hoch, daß der Gußstahl und noch mehr das Schmiedeeisen nur zum größeren Theile zusammengeschmolzen sind, so ist bereits der Punkt zur Wahrnehmung der Verzögerungen überschritten und es beginnt alsdann, und zwar für die Erden zunächst, das endgültige Gesetz der Aequivalente sich einzustellen.

Diese Beobachtungen correspondiren auch ganz unzweideutig mit dem Resultate welches Richters bei einem Versuche im größeren Maaßstabe im Porzellanfeuer erhielt. Derselbe fertigte kleine Schüsselchen aus einem Gemenge von Kaolin und Quarz an, welchem 4 Procent der verschiedenen Flußmittel zugesetzt waren, glühte dieselben in einem Porzellanofen und fand daß „nach dem ersten etwa dreitägigen Brande die Schüsselchen mit dem Kalkzusatz am meisten erweicht erschienen.“ Erst bei dem zweiten Feuer änderte sich das Verhältniß, und zwar gänzlich, indem die Magnesiaschüsselchen bereits zu zerfließten begannen, während die Kalkschüsselchen noch immer ihre Form behalten hatten.

Noch ließe sich gegen meine Versuche einwenden, daß bei denselben die Flußmittel stets mechanisch beigemengt wurden, während sie bei den natürlichen Thonen in chemischer Verbindung vorkommen. Ist Letzteres unzweifelhaft als Regel anzunehmen, so ist doch nicht außer Acht zu lassen, daß unter den feuerfesten Thonen solche nicht sehr selten sind, welche das Eisen augenscheinlich als Eisenocker114) in nesterförmiger Ausscheidung oder in feinsten Adern eingesprengt enthalten. Der Kalk findet sich mitunter deutlich nachweisbar, (wenigstens theilweise) als kohlensaurer Kalk, wie auch eine merkliche Menge Magnesia schon durch verdünnte Essigsäure aus einzelnen feuerfesten Thonen auszuziehen ist.

Da die besprochenen Erscheinungen am evidentesten hervortreten, wenn die Kieselsäure in den betreffenden Schmelzproben mechanisch beigemengt ist, so lag der Gedanke nahe, ein analoges Verhalten der einzelnen Flußmittel zur Kieselsäure bezüglich ihrer pyrometrischen Verbindungsfähigkeit aufzusuchen.

Zu diesem Zwecke versetzte ich 100 Gewichtstheile reine Kieselsäure mit jedem einzelnen der Flußmittel so lange, bis ein gewisser angenommener |411| Grad der Schmelzbarkeit, resp. eine Erweichung zu einer mehr oder weniger homogenen Masse in einem gleich hohen Hitzegrade (Platin-Schmelzhitze) wahrzunehmen war.

Als 100 Theile feinstes chemisch reines Quarzpulver mit 10, 20 bis 90 Theilen Eisenoxyd innigst gemengt, das Gemenge angefeuchtet, aus demselben Proben geformt und diese jede einzeln in eine Platinkapsel eingeschlossen bis zur annähernden stets controllirten Platin-Schmelzhitze115) geglüht wurden, zeigte keine derselben eine Schmelzung.

Die Proben mit 80 Theilen Eisenoxyd waren nur verdichtet, hatten aber noch ein ungleichartiges (bestäubtes) Ansehen. Erst bei 90 Theilen Eisenoxyd begann eine mehr gleichmäßige schwarze Färbung und eine innere Sinterung sich einzustellen, und endlich als die Menge des Eisenoxydes die der Kieselsäure erreichte, zeigte sich eine Schmelzung zu einem glänzenden, homogenen Kuchen, welcher schwärzlich war und Höhlungen hatte.

Es waren also für 100 Theile Kieselsäure 100 Theile Eisenoxyd116) erforderlich, um eine Masse zu erhalten, welche der annähernden Platin-Schmelzhitze ausgesetzt die unverkennbaren Zeichen von Schmelzung an sich trug. Mit anderen Worten: um für den gegebenen Fall 100 Th. Kieselsäure mittelst Eisenoxyd in Fluß zu bringen, sind von letzterem 100 Th. erforderlich (deren theilweise Reduction nachweisbar ist); will man also das in dieser Weise und unter den bezeichneten Merkmalen gefundene Verhältniß als die pyrometrische Verbindungsfähigkeit der beiden Substanzen mit einander bezeichnen, so ist dieselbe eine sehr geringe.

Nicht unwesentlich verschieden ist dagegen das Verhalten der übrigen Basen.

Versetzt man in der angegebenen Weise 100 Th. Kieselsäure mit Kalk (in Form von kohlensaurem Kalk), so sind, bis die Zeichen der Schmelzung zu einer ziemlich homogenen Masse mit deutlicher Glasur sich einstellen, nur 40–45 Theile Kalk erforderlich. Die Probe mit 40 Theilen zeigte noch keine oder kaum eine Glasur; hingegen die mit 45 Theilen eine deutliche.

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In derselben Weise charakterisirt, ist somit die pyrometrische Verbindungsfähigkeit des Kalkes eine weit größere. Eine kleinere Menge, ja beiläufig die Hälfte des Kalkes bewirkt dasselbe, wie eine größere des Eisenoxydes; wodurch es sich erklärt daß bei gleichen Mengen der Kalk eher die Flußbildung eingeht oder zu vollziehen beginnt, als das Eisen.

Versetzt man ferner ebenso 100 Theile Kieselsäure mit Magnesia, so sind von letzterer 45–50 Theile erforderlich, um eine Schmelzung zu einer homogenen und lebhaft glänzenden Masse hervorzubringen. Bei 45 Theilen Magnesia ist die geglühte Masse noch von nicht glänzendem oder kaum erweichtem Ansehen und bei 50 Theilen ist sie bereits zerflossen.

Die Magnesia zeigt also, ganz analog mit den in Rede stehenden Erscheinungen, eine geringere pyrometrische Verbindungsfähigkeit als der Kalk, und ist in dieser Beziehung ähnlicher dem (wenn man sich so ausdrücken will) trägen Eisenoxyd. Das charakteristische Verhalten der Magnesia, welches auch in obigen Versuchen sich geltend machte, daß sie nämlich, wenn einmal die Verbindung vollzogen ist, eine dünnflüssigere Masse wie der Kalk gibt, zeigte sich hier recht augenscheinlich.

Für das Kali blieb es auf diese Weise unentschieden, welche Stellung es in der pyrometrischen Verbindungsfähigkeit mit Kieselsäure einnimmt. Schon 20–30 Procent bewirken eine theilweise Schmelze, in welcher aber die Kieselsäurekörnchen noch sichtbar schwimmen, während die Bildung einer homogenen Masse erst später eintritt, jedoch in solcher Uebergangsweise, daß ein Feststellen eines charakteristischen Schmelzpunktes unsicher wird.

Daß nicht unwahrscheinlich eine ähnliche, wenn auch lange nicht so hervortretende Rolle die verschiedenen Flußmittel der kieselsauren Thonerde gegenüber spielen, dafür dürften die vorstehenden mit dem Thonerdesilicat angestellten Versuche sprechen.

Durch einen Irrthum meinerseits wurde in meinen Analysen der Normalthone117) die Menge des Sauerstoffes der Kieselsäure zu hoch berechnet.

Statt des Factors 0,63158 ist 0,53333 zu setzen.

Die Sauerstoffmenge für die Kieselsäure berechnet sich daher etwas niedriger und entsprechend ändern sich die Zahlen (innerhalb der Klammer) in den Formelberechnungen, welche ich daher sämmtlich verbessert hier folgen lasse.

|413|

I. Classe. Garnkirk-Thon.
Verbesserte chemische Formel:
6,00 (Al²O³, 1,40 SiO³) + RO.

Thon Nr. I von Saarau vom Jahre 1863.
16,39 (Al²O³, 2,01 SiO³) + RO.

Derselbe ausgesucht und analysirt 1870.
19,25 (Al²O³, 1,38 SiO³) + RO.

II. Classe. Geschlämmter Kaolin von Zettlitz.
12,82 (Al²O³, 1,35 SiO³) + RO.

III. Classe. Thon von Saarau Nr. III (Richters).
14,15 (Al²O³, 5,01 SiO³) + RO.

Bester belgischer Thon.
6,86 (Al²O³, 1,63 SiO³) + RO.

IV. Classe. Thon von Mühlheim.
5,96 (Al²O³, 1,51 SiO³) + RO.

V. Classe. Grünstädter Thon.
3,65 (Al²O³, 1,54 SiO³) + RO.

VI. Classe. Thon von Oberkaufungen.
4,41 (Al²O³, 2,37 SiO³) + RO.

VII. Classe. Thon von Niederpleis.
3,89 (Al²O³, 2,37 SiO³) + RO.

Wiesbaden, im November 1870.

|396|

Polytechn. Journal Bd. CXCIV S. 420 und Bd. CXCVI S. 438.

|397|

Stets und auch in den folgenden Analysen als Oxydul berechnet.

|397|

Nach Verbesserung des unrichtigen Factors 0,63158 statt 0,53333 für die Kieselsäure.

|397|

Es wurde dieser hohe und wiederholte Hitzegrad gewählt, da alsdann auch kleinere pyrometrische Unterschiede der Kaoline unter einander sich deutlicher zu erkennen gaben. Die Kontrolle, daß Platin-Schmelzhitze erreicht war, lieferte ein in eine Thonerdekapsel eingeschlossener zusammengewickelter Platindraht, welcher zur Kugel geschmolzen, die noch hämmerbar war. War dieselbe nicht mehr ductil, sondern zersprang, so war dieß ein Zeichen, daß das Platin sich bereits einige, wenn auch nur kurze Zeit im geschmolzenen Zustande befunden hatte, der Hitzegrad also ein höherer gewesen. Sonstiger Verunreinigung war vorgebeugt.

|399|

Desselben Verhältnisses bediente sich Richters bei seiner Bestimmungsweise mittelst reiner Thonerde.

|400|

Wegen der höheren Prüfungshitze (Platin-Schmelzhitze) war, wie aus früherer Darlegung ersichtlich, die Anwendung eines sehr basischen Gemenges geboten.

|403|

Als Kalk berechnet.

|403|

Stets als Kali berechnet.

|404|

Nebst Spuren von Eisen und unbestimmbarer Menge von Magnesia.

|405|

Als Kalk berechnet.

|408|

Beiläufig bemerkt zeigte sich hierbei das geschmolzene Gußeisen stets spröde, dagegen der Gußstahl wie das Schmiedeeisen hämmerbar. Der dichtverschmierte Tiegel wie die Kapseln bestanden aus völlig kohlefreier Masse. Eine Ueberschreitung des zur Schmelzung erforderlichen jeweiligen Hitzegrades macht sich dabei alsbald bemerkbar. Wurde nämlich die Schmelzzeit überschritten, so daß eine der Eisenproben unter Steigerung des Hitzegrades auch nur eine kurze Zeit im geschmolzenen Zustande verblieb, so änderten sich die Eigenschaften des Eisens und zwar umgekehrt: das Gußeisen war alsdann hämmerbar, wogegen der Gußstahl und das Schmiedeeisen spröde erschienen.

|409|

Eine Bildung von Eisenoxydul hat nicht stattgefunden, was aber auch nicht der Fall war, als absichtlich die Erhitzung höher getrieben wurde und wesentlich länger dauerte, bis nämlich das Aequivalentengesetz vollständig eingetreten war.

|409|

Als Kali wandte ich geglühtes reines kohlensaures Kali an, dessen Löslichkeit jedoch einem Formen der Probe mit dem vollen Kaligehalte hinderlich ist; Feldspath zu nehmen unterließ ich aber wegen nicht genügender Reinheit dieser Kaliverbindung.

|409|

Zur Darstellung dieses Thonerdesilicates wurde der Hitzegrad bis zur erreichten Platin-Schmelzhitze gesteigert.

|409|

Eine Reduction ist gleichfalls nicht nachzuweisen.

|410|

Wie z.B. bei dem wallischen Rohkaolin.

|411|

Ein Stückchen Platin wurde zu diesem Zwecke jedesmal in eine Thonerdekapsel eingeschlossen. Die Thonerdekapsel brachte ich unten in den Tiegel, an die heißeste Stelle desselben, dagegen die Proben einen Zoll höher, wo die Temperatur bereits eine (wenn auch nur wenig) geringere ist. Eine Ueberhitzung, welche sich (wie oben bereits bemerkt) durch das spröde Verhalten des Platins bemerkbar macht, geben die alsdann schmelzenden Platinkapseln zu erkennen.

|411|

Eine Prüfung dieser Masse, welche in einem aus kohlefreien Materialien dargestellten und gut verschmierten dickwandigen Tiegelchen geglüht wurde, ließ die Reduction des Oxydes zu Oxydul (doch nur theilweise) nachweisen. Noch ehe die Schmelzung bei den Proben unter 80 Theilen Eisenoxydzusatz eintrat, war bereits die Bildung von Eisenoxydul erfolgt.

|412|

In diesem Journal Bd. CXCVI S. 438.

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