Titel: Weldon's Process der Braunstein-Regeneration.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1878, Band 229 (S. 51–54)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj229/ar229022

Weldon's Proceſs der Braunstein-Regeneration.

Mit Abbildungen auf Tafel 8.

Im Bulletin de la Société d'Encouragement, 1877 Bd. 4 S. 428 berichtet A. Lamy über obigen Gegenstand aus Anlaſs der Verleihung der groſsen Lavoisier-Medaille. an W. Weldon. Der Bericht enthält keine wesentlichen Neuigkeiten, ist aber hübsch zusammengestellt, weshalb folgender Auszug wohl gerechtfertigt erscheint, wobei zugleich auf die früheren Arbeiten von G. Lunge (vgl. 1871 201 354) 1875 215 157) verwiesen wird.

Es ist bekannt, daſs bei der Chlorbereitung aus Braunstein mit Hilfe von Salzsäure bei einer Temperatur, welche noch nicht 100° erreicht, die Hälfte des in der Salzsäure enthaltenen Chlors als unreines Manganchlorür in den thönernen oder steinernen Zersetzungströgen zurückbleibt. Neben allem angewendeten Mangan enthält dieser Rückstand noch 8 bis 15 Proc. unzersetzte Salzsäure, eine erhebliche Menge Eisen und die sonstigen Beimengungen des Braunsteins.

Das Geschichtliche betreffend, so erinnern wir an die Regeneration Dunlop's in der Tennant'schen Fabrik in Saint-Rollox bei Glasgow (1856) an Weldon's erste Versuche (1867) und erste Ausführung in der Fabrik von Gamble (Lancashire) und endlich an das Deacon'sche Verfahren, welches 1870 bekannt wurde.

Die Weldon'sche Methode beruht auf der Thatsache, daſs Manganoxydul sich völlig in Mangansuperoxyd unter der doppelten Einwirkung eines Ueberschusses von Aetzkalk und eines Luftstromes von 55° verwandelt. Wird Manganoxydul für sich allein der Luft ausgesetzt, so geht es nur in Oxyd über. Man darf diese Veränderung auch so auffassen, daſs sich die Hälfte des Oxyduls in Superoxyd umsetzt und mit jenem ein Salz bildet, in welchem das Superoxyd die Rolle einer Säure spielt (Mn2O3 = MnO, MnO2). Wird dagegen Manganoxydul bei Gegenwart |52| einer entsprechenden Menge Kalk, theils suspendirt, theils in Chlorcalcium aufgelöst, oxydirt, so gelangt man zur völligen Bildung von Superoxyd. Hier bildet sich eine Verbindung CaO, MnO2.

Für die Chlorbereitung wäre es nun zunächst gleichgiltig, ob man MnO,MnO2 oder CaO,MnO2 erzeugt, da die eine Verbindung so viel Salzsäure erfordert als die andere. Indessen braucht man zur Bildung der letzteren nur1/10 der Zeit, welche die der ersteren bedarf, kann also entsprechend kleinere Apparate anwenden und braucht erheblich weniger Luft zu blasen. Hierzu kommt noch, daſs der Kalkmanganit bei der Regeneration nur als Zwischenglied auftritt, das sich in Kalkbimanganit (HO,CaO + 2MnO2) umsetzt; das letztere gibt aber selbstredend mit derselben Menge Salzsäure erheblich mehr Chlor aus. Wenn man nach der Gleichung:

2(CaO,MnO2) + MnCl + HO = HO,CaO, 2MnO2 + CaCl + MnO (1)

Kalkmanganit mit Manganchlorür behandelt, so wird nur die Hälfte seines Kalkgehaltes zur Bildung von Chlorcalcium verwendet. Hierauf scheint auch bei dem Proceſse die Bildung des Bimanganits zu beruhen. Man sieht aus den folgenden Gleichungen ohne weiteres, wie sich die Chlorproduction aus gleichen Salzsäuremengen bei dem einfachen und bei dem Bimanganit stellt; denn

2(CaO,MnO2) + 6 HCl = 2 CaCl + 6 HO + 2 MnCl + 2 Cl und

CaO,2MnO2 + 6 HCl = CaCl + 6 HO + 2 MnCl + 3 Cl.

Wird nun in die Mischung (1) noch Luft eingeblasen, so geht auch die Hälfte des Oxyduls noch in Superoxyd über, und es wird somit die Gesammtmenge des letzteren nützlich vermehrt unter gleichzeitiger Verminderung der Salzsäure ohne Nutzen absorbirenden Bestandtheile.

Nach der Gleichung MnCl + 2 CaO + O = CaCl + CaO,MnO2 ist auf 1 Aeq. Manganoxydul 1 Aeq. Kalk anzuwenden und wird bei diesem Verhältniſse thatsächlich die Regeneration eine vollständige. Hierbei bilden sich aber während der Oxydation im Oxydationsapparat krystallinische Verbindungen, welche die Verdickung, selbst die Festwerdung der ganzen Masse herbeiführen. Weldon half diesem Uebelstande ab, indem er nach und nach die Kalkmenge bis auf 0,6 Aeq. verminderte, bei welchem Verhältniſse er stehen geblieben ist. Zwar wurde dadurch auch die Menge des regenerirten Productes vermindert (bis auf 79 Proc.); doch war die Durchführung des Proceſses gesichert und das geringere Ausbringen an Superoxyd ist wenigstens theilweise ausgeglichen durch den geringeren Verbrauch an Salzsäure zur Sättigung der Basen (CaO und MnO). Die Menge der letzteren ist theoretisch 0,63, in der Praxis aber durchschnittlich 0,70, erhebt sich jedoch zuweilen auf 0,80 und 0,90 in Folge von Beimengungen des Kalkes an Magnesia, Thonerde, Eisenoxyd, Kalksilicat und Kalkaluminat. In gleicher Weise ist ferner der Salzsäureverbrauch abhängig von dem Grade des Brandes, welchem der Kalk unterworfen war. Schlecht gebrannter Kalk hat |53| auſserdem noch den Nachtheil im Gefolge, daſs die Chlorkalkkammern mit schädlicher Kohlensäure versehen werden.

Geht man nunmehr von der im Oxydationsapparate nach einer wohlgelungenen Operation wirklich vorhandenen Mischung aus, bestehend aus Mangansuperoxyd und Manganoxydul, Chlorcalcium und Wasser, so ergibt sich folgendes. Man bringt in den Oxydirapparat, abgesehen von Wasser mit mehr oder weniger Chlorcalcium, 100 MnCl + 160 CaO, welche geben: 100 MnO + 60 CaO + 100 CaCl. Durch Zublasen von Luft erhält man aus 100 MnO + 60 CaO + 86 O = 86 MnO2 + 14 MnO + 60 CaO (nach der Analyse). Den zweiten Theil der Gleichung kann man auch schreiben:

48 (CaO, MnO2) + 14 (MnO,MnO2) + 12 (CaO,2MnO2) . . . . . . . . (2)

oder 86 MnO2 + 60 CaO + 14 MnO . . . . . . . . (3)

Durch Zusatz von 24 MnCl (Endlaugen) entsteht aus 48 (CaO,MnO2) + 24 MnCl = 24 (CaO, 2 MnO2) + 24 MnO + 24 CaCl. Nach wiederholtem Durchblasen von Luft und Absorption von 12 O geben 24 MnO noch 12 (MnO,MnO2) und aus der Mischung (2) erhält man:

36 (CaO,2MnO2) + 26 (MnO,MnO2 + 24 CaCl oder

98 MnO2 + 36 CaO + 26 MnO + 24 CaCl . . . . . (4)

Aus Gleichung (4) ergibt sich, daſs man auf 124 Manganoxydul erhält 98 Superoxyd, d.h. 79 Proc.; zusammen 62 CaO und MnO oder 50 Proc.

Vor Zuführung der Endlaugen hatte man nach Gleichung (3) 86 Proc. Superoxyd; die stattgefundene Abnahme ist daher 7 Proc; dagegen betrug ebenfalls nach (3) die Menge an Kalk und Manganoxydul zusammen 74 Proc., mithin Abnahme 24 Proc.

Der Manganverlust beträgt 5 Proc. des gesammten Mangans und wird nach unserer Quelle hauptsächlich dem Schwefelsäuregehalte der Salzsäure zugeschrieben. Durch Anwendung von Filterpressen zum Aussüſsen des Gypsniederschlages hofft man, diesen Verlust noch um die Hälfte vermindern zu können.

Kosten. Das Anlagekapital für eine Einrichtung zur Erzeugung von bequem 10t Chlorkalk täglich wird zu 200000 Franken angegeben. Die Selbstkosten des Chlorkalkes auf 100k betrugen, als Weldon 1868 zuerst auftrat, 31 Fr. für französische Verhältniſse, die Salzsäure hierbei mit 2 Fr. die 100k angesetzt. Nach Weldon's Proceſs reducirt sich dieser Betrag auf 21 Fr. Wird die Salzsäure als werthlos angesetzt, wie es mehr den englischen Verhältnissen entspricht, so gehen die Selbstkosten auf 14 Fr. für 100k herunter. Es muſs jedoch erwähnt werden, daſs seit der Ausbreitung des Proceſses der Preis für Braunstein ganz erheblich gewichen ist.

Wir geben nun noch eine kurze Beschreibung der gesammten Anlage Fig. 1 und 2 Taf. 8; in letzterer ist, um ein möglichst übersichtliches Gesammtbild zu geben, der Plan sozusagen aufgerollt; der Grundriſs |54| Fig. 1 gibt aber ein Bild über die Lage der einzelnen Theile zu einander (nicht maſsstäblich). Gleiche Buchstaben bezeichnen gleiche Gegenstände.

Die von der Chlorbereitung kommenden Manganlaugen gehen in gemauerte Gruben F, mit Rührwerken G versehen, und wird darin die überschüssige Salzsäure der Laugen mit Kreide neutralisirt und ebenfalls das Eisen ausgefällt. Die durch Absitzen bereits theilweise geklärte Lauge wird durch eine Pumpe H in die etwa 16m hoch stehenden Blechkästen A geschafft, wo ein weiteres Absitzen stattfindet und von wo die Laugen in die beiden Oxydirapparate B abgegeben werden; dieselben sind 9m hoch bei 3m,30 Durchmesser, in Blech ausgeführt und mit einer Dampfschlange versehen. Durch das Rohr n vertheilt sich die eingeblasene Luft, welche von der Luftpumpe L kommend zuvor den Regulator m passirt. Zum Betriebe derselben dient der Dampfkessel M.

Ist ein Oxydirapparat etwa zur Hälfte mit der klaren Lauge gefüllt, so wird so viel Kalkmilch zugefügt, als zur Bildung von Manganoxydul erfordert wird; gleichzeitig wird mit Dampf die Masse auf nahezu 55° erwärmt, sodann mit dem Einblasen der Luft begonnen und hierauf der Kalküberschuſs zugesetzt. Gegen Ende der Operation, die 4 bis 6 Stunden dauert, wird die Endlauge zugefügt und noch einige Zeit Luft eingeblasen. Die Masse geht aus B nach den Blechgefäſsen C, wo sich die regenerirte Masse absetzt.

Hat man, beispielsweise, in den Oxydirapparat 736hl klare Manganbrühe eingelassen und während 145 Minuten etwa 45240cbm Luft mit 1280k Sauerstoff eingeblasen, so sind davon 33,2 Proc. absorbirt worden (Luftpumpe: 8hl Cylinderinhalt, 26 Umgänge in der Minute). In den folgenden 105 Minuten ist die Sauerstoffabsorption nur noch 17,6 Proc. Nach dem Zuthun der Endlaugen ist sie in 110 Minuten nur noch 8,2 Proc. Die Production an Superoxyd betrug in diesen Perioden 2309, 879, 443, zusammen 3631k. Zeitdauer des Blasens 6 Stunden.

Nach 24stündigem Absitzen der Masse läſst man das regenerirte Product direct in die achtseitigen Chlorentwiekler D (einer ist im Durchschnitt gezeichnet), welche vorher bereits mit Salzsäure beschickt sind, möglichst gleichmäſsig eintreten. E ist ebenfalls ein Chlorentwickler für den frischen, die Verluste deckenden Braunstein. Ferner bedeuten J Apparate zur Bereitung von Kalkmilch, mit Sieb r: K Pumpe zum Heben der Kalkmilch, p Ablaufrohre für die Chlorcalciumlaugen, nachdem sich in C die Masse abgesetzt hat; o Laboratorium, q Rohre zur Entfernung der Schlämme aus A und s Dampfrohre in den Chlorcysternen D.

F. B.

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: