Titel: Jahne, über Koksschmelzen.
Autor: Jahne, Ludwig
Fundstelle: 1889, Band 273 (S. 571–574)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj273/ar273110

Ueber Koksschmelzen; von Ludwig Jahne in Petrowitz.

Eine Reihe von Erfindungen in der Sodaerzeugung beziehen sich darauf, den Eisengehalt der Soda zu verringern, wozu man bekanntlich oft recht kostspielige und umständliche Vorrichtungen anwendet oder nach Verfahren arbeitet, welche eine sorgfältige Beobachtung vieler Einzelnheiten erfordern. Das Eisen der Soda entstammt verschiedenen Quellen, eine der mächtigsten davon ist die Abnützung der eisernen Handwerkszeuge bei Handöfen, insbesondere wenn stark stickstoffhaltige Kohlen zur Mischung genommen werden. Da die Bedingungen zur Bildung von Ferrocyanalkalien gegeben sind, so löst sich das Eisen in der Schmelze geradezu auf, wie jeder Sodachemiker leider an der raschen Abnützung der Krücken, Spateln u.s.w. erfährt. Es ist nun naheliegend, einen stickstofffreien Rohstoff zur Schmelzmischung zu suchen, bei dessen Anwendung die erwähnte Ursache der Eisenaufnahme wegfällt. Ein solcher Rohstoff ist im Koks gegeben, und wenn als Grund gegen seine allgemeine diesbezügliche Verwendung der hohe Preis desselben angeführt wird, so muſs bemerkt werden, daſs bei Kokswerken auch ein Abfallkoks zu billigem Preise zu haben ist.

Koksschmelzen zu machen wurde schon an verschiedenen Orten versucht, und es ist eine bekannte Thatsache, daſs dieselben frei von Cyan sind und demnach in salzsaurer Lösung mit Eisenvitriol keine Spur einer blauen Färbung geben. Im Nachstehenden will ich einiges von eigenen Erfahrungen mittheilen, die ich mit Koksschmelzen zu dachen Gelegenheit hatte.

Es wurde zunächst in den gewöhnlichen, hier üblichen Mischungsverhältnissen die Kohle durch Koks ersetzt und wie sonst im Ofen gearbeitet. Die Masse wurde erst nach längerer Zeit, dann aber sehr rasch dünnflüssig, beim Ziehen fand im Wagen noch eine heftige Bewegung statt und nach dem Erkalten und Erstarren war die Schmelze sehr blasig. Sie zeigte am Rande eine gelbliche, innen eine graue Farbe, unzersetzter Kalkstein war deutlich sichtbar und bei der Untersuchung ergab sich eine Alkalität weit unter der gewöhnlichen statthaften Grenze. Die Schmelze war also roh, unfertig, was auch die vorhandene bedeutende Menge von Glaubersalz bewies.

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Nun wurde eine Schmelze versucht, deren Koksmenge um 3/9 der gewöhnlichen Kohlenmenge erhöht war, im Uebrigen aber gleich gearbeitet. Die Untersuchung ergab denselben ungünstigen Befund, die Vermehrung des Koks hatte also nichts genützt.

Eine dritte Schmelze, wieder mit einer Vermehrung von 2/9 an Koks, lieſs man nun länger als gewöhnlich im Ofen. Jetzt zeigten sich nur noch einzelne unzersetzte Kalkstücke, die Alkalität stieg, blieb aber doch noch unter dem Erlaubten. Bei einer Wiederholung des Versuches mit der gleichen Mischung blieb die Schmelze etwa ⅓ über die übliche Zeit im Ofen und nun zeigte sich kein unzersetzter Kalkstein mehr und die Alkalität gab eine günstige Zahl.

Das späte Eintreten der Verschmelzung brachte auf den Gedanken, durch weitere Zerkleinerung den chemischen Vorgang zu beschleunigen. Es wurde nun der Koks gemahlen und der Kalk gesiebt, also in Pulverform angewendet. Das Ergebniſs war ein günstiges. Beim nächsten Versuch mit verfeinerten Mischungsbestandtheilen wurde nur 1/9 mehr an Koks gegeben, die Schmelze aber um die Hälfte länger als sonst im Ofen gelassen. Diesmal zeigte die Alkalität das Höchste durch Handbetrieb Erreichbare. Weitere Schmelzen, in dieser Art behandelt, gaben gleich günstige Zahlen, auch als wieder grober Kalkstein und nur gemahlener Koks angewendet wurde. In der Folge versuchte man auch Schmelzen mit gewöhnlichem ungemahlenen Koks und längerer Schmelzdauer, erhielt aber dabei nur gerade die gestattete Alkalität und nichts darüber.

Aus diesen Versuchen, die in gröſserer Zahl fortgesetzt wurden, ergab sich, daſs es zur Erzeugung guter Koksschmelzen weniger auf eine Vermehrung des Koksgehaltes der Mischung oder den Feinheitsgrad derselben, als auf die Länge der Zeit beim Schmelzen ankommt, welche bei geeignetem Bau der Oefen wohl auch durch eine stärkere Hitze ersetzt werden kann. Die Behandlung der Koksschmelzen im Ofen erfordert aber eine gewisse Schulung, denn es zeigte sich, daſs auch tüchtige Arbeiter bei Einhaltung der erkannten richtigen Verhältnisse doch erst nach einigen Versuchen eine gute hochgradige Schmelze zu Stande brachten. Diese meine Erfahrungen stimmen auch mit denen anderer Fachgenossen überein, soweit ich mir Kenntniſs davon verschaffen konnte.

Ein Ueberschuſs an Koks bei der Schmelze dürfte nothwendig sein, weil dessen Kohlenstoff jedenfalls schwieriger auf die Zersetzung einwirkt als jener der Kohle. Diese Einwirkung beginnt auch erst zu einer Zeit, wenn die Schmelzmischung schon ziemlich heiſs ist und darum erfolgt die Zersetzung jetzt rasch, wodurch sich wohl das schnelle Flüssigwerden der Masse erklärt. Von den sonstigen Eigenschaften der Koksschmelzen sei erwähnt, daſs sich diese meist schon beim äuſseren Ansehen von Kohlenschmelzen unterscheiden; sie sind lichter als letztere |573| und zeigen oft eine röthliche Farbe, ohne daſs sie dabei als „verbrannt“ bezeichnet werden können. Sehr leicht kommt es bei ihrem Erstarren vor, daſs sich Krusten schalig absondern, welche dann stets eine niedere Alkalität aufweisen. Die Causticität der Schmelze fand ich durchschnittlich um ¼ bis ⅕ geringer als bei Kohlenschmelzen. Die Lösung derselben war bald hellgelblich, bald dunkelbraungrün, ohne daſs ich einen Zusammenhang mit der Höhe der Alkalität nachweisen konnte. Schwefelnatrium war nur in Schmelzen von höchster Alkalität, also über 97°, nachzuweisen, wobei man die Alkalität in der Art vermittelte, daſs eine Lösung der Schmelze eingedampft, calcinirt und der nun bleibende Rückstand zur Bestimmung verwendet wurde. Selbstverständlich enthielt keine der Schmelzen Cyan.

Um den Gesammteisengehalt festzustellen, führte ich mehrere Untersuchungen aus und fand dabei:

Eisen in der gesammten Koksschmelze 0,600 Proc.
Eisen im Löslichen der Koksschmelze 0,016

Vergleicht man damit den Eisengehalt hochgradiger Kohlenschmelzen, die sonst aus denselben Rohstoffen dargestellt waren, so ergibt sich:

Eisen in der gesammten Kohlenschmelze 0,360 Proc.
Eisen im Löslichen der Kohlenschmelze 0,029

Mithin zeigt sich, daſs die Koksschmelze im Ganzen bedeutend mehr Eisen enthält als die Kohlenschmelze, nur im Löslichen vermindert es sich auf die Hälfte und darauf kommt es bei der Sodaerzeugung wohl nur an. Der Mehrgehalt an Eisen im Unlöslichen der Koksschmelze erklärt sich zum Theil aus dem gröſseren Eisengehalte des Koks, wie nachstehende Zahlen deutlich zeigen:

Trockene Karwiner Kohle enthält im Mittel 0,6 Proc. Eisen
Trockener Koks rund 0,9

mithin die anderthalbfache Menge von der Kohle. Wie weiter unten zu ersehen, wurde bei Anwendung eines guten Koks zur Schmelze, statt der eingangs erwähnten Abfälle der Eisengehalt des Löslichen bedeutend niederer gefunden.

Durch Carbonisiren und vorhergegangene Oxydation der Rohlauge mit Luft wird bekanntlich das in Form von Ferrocyannatrium vorhandene Eisen nicht ausgeschieden. Es blieb nun wissenswerth, das Verhalten der Laugen von Koksschmelzen beim Carbonisiren zu beobachten, die doch frei von Cyanverbindungen waren. Ein Versuch im Laboratorium, mit einer kleinen Menge ausgeführt, ergab nachstehende Zahlen, und zwar beziehen sich diese auf Schmelze, die mit gutem Koks gemacht wurde.

Eisen im Löslichen der Koksschmelze 0,0036 Proc.
Eisen in der Fällung vom Carbonisiren 0,0034
–––––––––––––
Eisen in der carbonisirten Lauge 0,0002 Proc.
(Alle Zahlen berechnet auf ursprüngliche Schmelze.)

Nach dieser Erfahrung wäre man also durch Oxydation und Carbonisiren |574| der Rohlaugen in der Lage von Koksschmelzen fast eisenfreie Lösungen und mithin auch sehr eisenarme Soda zu erhalten, da sich beim ferneren Verkochen der Laugen doch nur wenig Eisen von den Pfannen und Werkzeugen löst. Der allgemeinen Einführung des Koks als Rohstoff zur Sodamischung steht wohl sein höherer Preis, als auch die Vermehrung der Arbeitskosten entgegen, da in Folge der längeren Schmelzdauer während derselben Zeit weniger Schmelzen erzeugt werden können, als bei Anwendung von Kohle, es sei denn, daſs die Schmelzöfen entsprechend umgestaltet werden.

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