title: Jahresbericht über die Leistungen der chemischen Technologie
creator: Wagner, Johannes Rudolf, 1822-1880 | Fischer, Ferdinand, 1842-1916 | Schmidt, Paul F | Rassow, Berthold, 1866-1954 | Gottschalk, Friedrich
text: 285 pe n! Sg«' G © fi es 00 a © W o o p 0 cg §S , © « iSschm. || S|lSst. ijl Ad jMschm. E~ SS »Mst. I ,illThsclim' <§§ HglThst. | g l g<?3 iBsohm. £ ta llißst. & Puddel- / ° ■ 1 schmied- "Z a 1 eisen \ Feinkorn /Puddel- stahl t v^ E £ P3 l(T fe^s Digitized by VjOOQ IC 286 IL Gruppe. Chemische Metallurgie. Nach N. de Benardos (D. R. P. Nr. 43174) wird Gusseisen mittels Guss-, Schmiede-, Walz-, Flusseisens oder Stahls gelöthet, indem man die Löthmittel durch den elektrischen Lichtbogen schmilzt und dabei einen thonhaltigen Sand als Flussmittel anwendet Das elektrische Schweissen hält J. Yenström1) für sehr aussichtsvoll. (Thatsächlich ist das Verfahren praktisch aus- sichtslos, da kein Arbeiter im Stande zu sein scheint, dasselbe aus- zuführen. Selbst bei Verwendung berusster Brillen stellten sich sehr bald Entzündungen ein, welche bereits die Bezeichnung „elektrischer Sonnenstich" erhalten haben.) H. Wedding2) berichtet über Versuche zwischen Leitungs- fähigkeit desEisendrahtes und dessen chemische Zusammensetzung: Leitnngsgüte Laufende Nr. Phosphor Kohlen-  10,11 2 0,044 0,02 Spur Spar 0,00 9,96 3 0,023 0,14 0,10 0,01 0,01 9,86 4 0,022 0,02 0,00 0,00 0,01 9,70 5 0,141 0,01 0,49 0,08 0,00 9,32 6 0,043 0,03 0,32 0,00 0,00 9,23 7 0,063 0,03 0,27 0,06 0,00 9,00 8 0,063 0,02 0,33 0,06 0,00 8,96 9 0,048 0,01 0,29 0,06 0,01 8,80 10 0,118 0,11 0,09 0,06 0,16 8,70 11 0,068 0,03 0,28 0,06 0,00 8,68 12 0,116 0,09 0,16 0,01 0,10 8,17 18 0,128 0,04 0,13 0,01 0,08 8,02 14 0,167 0,06 0,11 0,01 0,07 7,97 16 0,109 0,13 0,12 0,01 0,08 7,77 16 0,116 0,03 0,40 0,06 0,00 7,60 17 0,101 0,06 0,69 0,04 0,00 7,06 18 0,096 0,08 0,69 0,02 0,00 6,67 19 0,086 0,08 0,47 0,03 0,00 6,46 20 0,101 0,16 1,22 0,01 0,01 6,63 21 0,127 0,11 1,17 0,02 0,01 6,20 Die Leitungsfähigkeit nimmt sonach ab mit der Zunahme von Phosphor und Mangan. Die mikroskopische Untersuchung der Drähte führte zu folgenden Ergebnissen: 1. Je feinkörniger das Kleingefüge des Eisens ist, um so hoher liegt seine Leitungsgüte. 2. Bei gleichkörnigem Kleingefüge wächst die Leitungsfähigkeit mit der Gleichmassigkeit des Gefüges. 3. Gleichmässig vertheilte kleine Unterbrechungen des Gefüges (Blasen, Schlackenlöcher, Schweissfugen) 1) Blad för berghandleringens vänner 1888 S. 128. 2) Mittheil. d. K. techn. Versuchsanstalt 1888; Elektrotechn, Zeitschrift 1888 S. 172. Digitized by VjOOQ IC Eisen. 287 haben keinen erheblichen Einfluss auf Verminderung der Leitungsgüte. 4. Grosse Blasen und Schweissfugen üben nur geringen Einfluss auf Verminderung der Leitungsgüte, wenn sie vereinzelt auftreten. 5. Zahl- reiche und auf längerem Verlauf der Längsrichtung auftretende Schlackenrisse und Schweissfugen vermindern die Leitungsgüte erheb- lich. 6. Durchgehende Querrisse vermindern die Leitungsgüte am meisten. — Die vier letzteren Grundsätze dürfen nur bedingungsweise aufgefasst werden. Der Widerstand wird allgemein im Verhältnisse zu der Verminderung der MetallmasBe im Querschnitt stehen. Eine grosse Blase muss daher bei gleichem Drahtquerschnitte genau so wirken, wie zahlreiche kleine Blasen von gleichem Gesammtquerschnitte. Wahr- scheinlich vermindert sich aber beim Ziehen der Querschnitt nach dem Durchgange durch das Zieheisen da, wo ein grosser Hohlraum einge- schlossen war, der sich dann bei der Abkühlung zusammenzieht. — Stellt man nun diese Ergebnisse mit den übrigen Eigenschaften zu- sammen, so ergibt sich folgendes Bild : Gruppe I umfasst die sehr fein- körnigen und mittelkörnigen, Gruppe II die grobkörnigen gleichförmigen, Gruppe m die grobkörnigen querrissigen und ungleichförmigen, Gruppe IV die sehr grobkörnigen Eisensorten : 25 Dehnung Summe Summe v. £ Lei- Bruch- aller Mangan % tungs- spannung Deun fremden und Kleingefüge Gruppe *£ güte JJt uvuo Elemente Phosphor 00 1^ kg/qmm Proc. Viooo Viooo 1 10,11 33,7 12,1 89 19 Sehr feinkörnig und sehr gleich - massig I 2 9,96 32,7 21,2 44 44 Sehr feinkörnig und sehr gleich- massig • 3 9,85 37,2 25,0 143 123 Mittelkörnig, gleichmassig • 4 9,70 85,9 13,4 32 22 Mittelkörnig, gleichmassig • 5 9,32 45,1 10,7 711 631 Grobkörnig, kleinlöcherig II 6 9,23 36,6 17,2 863 863 Grobkörnig und spaltig • 7 9,00 40,8 12,3 383 333 Grobkörnig und spaltig V 8 8,96 39,2 13,5 443 393 Grobkörnig, spaltig u. löcherig 9 9 8,80 36,3 16,4 408 318 Grobkörnig, spaltig und un- gleichförmig • 10 8,70 35,8 13,8 318 208 Grobkörnig, spaltig und un- gleichförmig 9 11 8,58 88,3 14,5 398 338 Grobkörnig und groblöcherig 9 lt 8,17 41,2 9,6 376 266 Grobkörnig und groblöcherig 9 18 8,02 40,7 8,8 848 268 Grobkörnig und groblöcherig 9 14 7,97 88,» 16,5 347 267 Grobkörnig und groblöcherig 9 15 7,77 41,0 9,6 319 229 Grobkörnig und groblöcherig 9 16 7,60 41,9 11,9 575 516 Grobkörnig und querrissig ni 17 7,05 44,6 13,7 731 691 Grobkörnig und ungleichförmig V 18 6,57 46,1 13,6 806 786 Grobkörnig und ungleichförmig V 19 6,49 42,2 12,7 585 665 Sehr grobkörnig, ungleichförm. V 20 5,63 96,9 6,7 1341 1321 Sehr grobkörnig, sehr ungleichf. IV 11 I 5,20 102,8 4,3 1327 1297 Sehr grobkörnig, durchgehende Störungen 9 Digitized by VjOOQ lC 288 H. Gruppe. Chemische Metallurgie. 1. EinDraht erster Leitungsgüte (9,50 und mehr) darf keine höhere Bruchspannung als 36, keine geringere Dehnung als 12 haben, die Summe aller fremden Elemente darf nicht 150, die Summe von Mangan und Phosphor nicht 125 Tausendtel übersteigen, das Kleinge- füge mu88 gleichmassig, feinkörnig, ohne Spalten, Bisse und Löcher sein. — 2. Ein Draht zweiter Leitungsgüte (7,75 bis 9,50) darf keine höhere Bruchspannung als 45,1, keine geringere Dehnung als 17,2 haben, darf zwar im Kleingeföge grobkörnig sein, muss aber gleichzeitig gleiohmässig erscheinen. Die chemische Zusammensetzung darf nicht über 450 Tausendtel in der Summe aller fremden Elemente und 400 Tausendtel in der Summe von Mangan und Phosphor aufweisen. — 3. Ein Draht gehört in die dritte Gruppe der Leitungsgüte (weniger als 7,75, aber über 6,0), wenn, trotzdem er eine der zweiten Gruppe entsprechende Bruchspannung und Dehnung hat, er bei grobkörnigem Kleingefüge ungleichförmig oder querrissig ist. — 4. Eine Bruch- spannung über 50, eine Dehnung unter 8, die Summe aller Elemente, oder von Mangan und Phosphor allein über 1000, ein sehr grobkörniges und dabei sehr ungleichförmiges Kleingefüge machen einen Draht zur elektrischen Leitung überhaupt ungeeignet (Gruppe IV). — Nicht zu erklären ist die Ausnahmestellung des Drahtes No. 5, welcher mindestens in Gruppe HL gehören sollte. Sein Verhalten bedarf daher besonderer Berücksichtigung bei späteren Vergleichen. Wärmeleitungsvermögen harten und weichen Stahls. Nach F. Kohlrausch1) leitet weicher Stahl fast doppelt (80 Proc.) so gut wie harter ; ebenso stehen die elektrischen Leitfähig- keiten im Verhältniss 5:3. Besser noch als weicher Stahl leitet Schmiedeisen. Somit bleibt trotz der grossen Verschiedenheit im absoluten Betrage beider Leitfähigkeiten doch ihr Verhältniss annähernd dasselbe, wie auch Kirchhoff und Hansemann für ihre Stabe fanden. Ueber dasVerbeizen vonEisen- und Stahldraht stellte Bädecker9) Versuche an. Darnach genügt eine sehr kurze Dauer der Beizung um die Biegungsfestigkeit von Stahldraht erheblich zu ver- ringern. Widerstandsfähigkeit auf Druck beanspruchter eiserner Bauconstructionstheile bei erhöhter Tempe- ratur. Die umfassenden Versuche von M. Möller und R. Lüh- mann3) ergaben: 1) Gusseisen wird zerstört, wenn die Druckbean- spruchung in der am meisten beanspruchten Faser 7500 k/qc über- schreitet; alsdann trennen sich die Körper in einzelne Stücke, indem sich blanke Gleitflächen bilden. 2) Schmiedeisen liess sich durch Druck nicht in dieser Weise zerstören, jedoch verbog sich das Schmiedeisen 1) Annal. der Physik 33 S. 678. 2) Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1888 S. 186. 3) Verhandl. d. Vereins f. Gewerbfl. 1887 S. *701. Digitized by VjOOQ IC 289 schon bei einer Maximalfaserspannung von 2200 bis 3000 k/qc so sehr, dass der Constructionstheil unbrauchbar wurde. 3) Gusseisen in Stützen ▼erwendet, erleidet meistens eine von der theoretischen Voraussetzung abweichende Beanspruchung des Materials, indem der Guss nicht voll- kommen ist Ueber Knickversuche mit schmiedeisernen Säulen berichtet C. L. Strobel1). — Zur Ermittlung des Schwindmaasses dienten nach K e e p a) 6 Stäbe von 1 2,7 X 1 2,7 Millim. und 6 Flachstäbe von 25,4 X 2,54 Millim. Querschnitt, von denen die ersteren zugleich für die Festigkeitsversuche und zur Ermittlung der Gefügeveränderung durch Abschrecken verwendet wurden. Diese Stäbe wurden paarweise, je ein Quadrat- und ein Flachstab, durch einen gemeinsamen Einguss Z (Fig. 71), gegossen, der sich zur Form des Quadratstabes in zwei Ein- laufe F, zur Form des Flachstabes bei E in deren vier verzweigt. Die Fig. 71. lichte Länge dieser Formen ist durch die Schenkel der Bügel W und O begrenzt, gegen deren Innenflächen mit einem lichten gegenseitigen Ab- stand von 308 Millim. das Material fliesst, um beim Erkalten von ihnen, seinem Schwindmaass entsprechend, wieder zurückzutreten. Zur Be- stimmung des Fliess Vermögens wurde nach Fig. 72 (S. 290) eine Form von 25,4 X 1,5 Millim. lichter Weite und 305 Millim. Länge mit dem Einguss N an einem Ende hergestellt. Diese Form läuft beim Giessen selten gänzlich voll, vielmehr wird die mittlere Länge NX des ent- standenen Stabes als Maass für das Fliessvermögen des Materiales ange- nommen. — Die Krümmungsprobe (crook strip) zur Ermittlung des Ein- flusses ungleichmäS8igen Erkaltens ist ein Stab (Fig. 73) von 305 Millim. Länge und T-förmigem Querschnitt, welcher sich infolge der ver- schiedenen Schwindung des schwächeren Flansches U zur stärkeren 1) Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1888 S. *1121. 2) Iren 1888 8. 314; Zeitschrift dos Vereins deutscher Ingenieure 1888 S. *1031. jAhrtttxr. d. ehem. Ttohnologi«. XXXIV. 19 Digitized by VjOOQ IC 290 ü. Gruppe. Chemische Metallurgie. Rippe Ut beim Erkalten mehr oder weniger krümmt. Auch bei der Form dieses Stabes befand sich der Einguss am Ende bei K. — Zur Herstellung der vorbeschriebenen Probestücke für eine Versuchsreihe reichen etwa 7,5 Eilogrm. Eisen aus; Keep empfiehlt jedoch, Fig. 72. ig 2: Fig. 73. mindestens 25 Kilogrm. für die Untersuchung zu beschaffen, um, wenn nöthig, noch zwei Versuchsreihen zur Controle mit demselben Material ausführen zu können. — Um das Material möglichst in seinem Ursprung- Fig. 74 bis 77. fJB — 1 ~L Hl ' ■ L H V "O 1 c LL — -«- iL/ L=J— ~ .onnnnjpnniL liehen Zustande zu erhalten, soll es in einem verdeckten Graphittiegel möglichst schnell geschmolzen werden. Der von Eeep verwendete Tiegelofen (Fig. 74 bis 77) ist aus feuerfesten Steinen zweck- Digitized by VjOOQ IC Eisen. 291 massig so aufzumauern, dass er zur Hälfte oder ganz unter dem Fuss- boden des Giessraumes liegt. Seine Beschickung erfolgt durch den Baum Ä. Das Feuer wird durch einen bei B unter den Rost ein- tretenden Luftstrom angefacht. Der Aschenraum ist durch die Platte C luftdicht abzuschliessen und der Ofen selbst derart abzusperren, dass die gepresste Flamme aus den Fugen des Ofens herauszüngelt. Mit dieser Einrichtung war es unter Anwendung von Koksfeuerung möglich, die Schmelzung innerhalb 35 Minuten zu bewirken, so dass das Material als unverändert angesehen werden konnte. Die Gussformen wurden sammtlich aus gut getrocknetem Sande hergestellt, welcher bereits zu anderen Güssen verwendet, jedoch noch nicht verunreinigt war. Die Modelle für die einzelnen Stabformen, auf das sorgfältigste in Eisen ge- fertigt, wurden nach dem Einformen ohne Klopfen aus der Form heraus- genommen, so dass die lichten Abmessungen der letzteren den Modellen genau entsprachen. Die Fliesa- und Krümmungsprobe wurde in dem- selben Kasten eingeformt und zuerst gegossen ; ihnen folgten die sechs Paar Festigkeitsproben in der Reihenfolge ihrer laufenden Nummern. — Zur Ausführung der Biegeversuche unter stetig wachsender Be- lastung diente die in Fig. 78 schematisch dargestellte Vorrichtung, deren einarmiger Belastungshebel durch ein Druckstück D auf die Mitte R8- 78* des Probeetabes P wirkt Der X*Ä= * r^« Drehpunkt des Hebels sowohl als Q "- j---(ftr-- ff** sein Auflager auf das Druckstück ^ j*j JSTc J < jl L ♦ sind durch Schneiden gebildet, Bff::-""r-"-"" ^^^JT-:"V-1 welche einen gegenseitigen Ab- ._.^_ stand von 100 Millim. haben. Die Belastung erfolgt durch ein Laufgewicht L von 25 Kilogrm., welches zu beiden Seiten des Hebels herabhängt, so dass seine Schwerpunktsachse durch die Oberkante der Unterstützungsschneide des Hebels geht Steht das Laufgewicht über dieser Schneide, so ist der mit einem Gegengewicht ausgerüstete Hebel in der Gleichgewichtslage; die Verschiebung bis über das Druckstück bezw. um jedes weitere Centimeter entspricht demnach einer Belastungssteigerung um je 25 Kilogrm. derselben Richtung, jedoch nur mit l/4 der Geschwindigkeit des Lauf- gewichtes, vorgezogen. Ferner ist an dem Hebel in 500 Millim. Ent- fernung von seinem Drehpunkt ein Schreibstift S angebracht, welcher durch eine Feder gegen den Papierbelag der Tafel gedrückt ist. Durch diese Anordnung wird also die Durchbiegung des Probestabes durch den Ausschlag des Hebels in fünffacher Vergrößerung als Ordinate einer Kurve verzeichnet, deren Abscisse die Belastung misst, wobei 50 Millim. Länge 1 00 Kilogrm. entsprechen. — Die Schlagversuche wurden mit einem ballistischen Schlagwerk ausgeführt Der Kfr 79' Schlagklotz K (Fig. 79) von 25 Kilogrm. Gewicht ist an 4 etwa 4,7 Millim. starken parallelen Drähten D aufgehängt, deren oberes kreuzförmiges Verbindungs- stück mittels zweier stählerner Blattfedern an einem schmiedeisernen Rahmen hängt. Die Grundplatte dieses Rahmens trägt die Widerlager W für den Probestab p und in der Mitte davor ein kräftiges Lager Z, dessen Achse senkrecht zum Probestabe steht. In diesem Lager steckt ein Stahlstempel s, welcher den Schlag des Fallklotzes aufnimmt und auf die Mitte des Probestabes überträgt. — Längs der Bahn des Fall- klotzes ist eine Skale T angebracht , an deren Theilung die Fallhöhe des Klotzes abzulesen ist. Die Abhängigkeit des Gefüges der Bruchflächen schmiedeeiserner Stäbe von der Wirkungsweise der zerstörenden Kraft bespricht R. Tülff *). ' Die Biegungsfestigkeit des Gusseisens untersuchte C. Bach«). Festigkeitsprobirmaschinen beschreibt M. Rudeloff 3j. Das Rosten der Eisenbahnschienen wird nach W. Spring*) dadurch verlangsamt, dass durch den Druck der Eisenbahnräder Eisen- rost sich mit dem Eisen zu magnetischem Oxyd verbindet, welches die im Betriebe befindlichen Schienen in ähnlicher Weise vor weiterem Rosten schützt, wie das nach dem Bar ff sehen Verfahren behandelte. (Vgl- J. 1884. 253.) Eisenrost. C. N. Draper*) untersuchte ein Stück eines guss- eisernen Riegels, welcher seit d. J. 1833 im Dubliner Hafen dem See- wasser und der Luft ausgesetzt war. Das Stück wog 557 Grm., war 20 Millim. dick und an den Seitenflächen mit einer geringen Oxydschicht bedeckt; 7 Millim. tief war dasselbe in eine graubraune graphitartige Masse verwandelt, welche mit einem Messer leicht zu entfernen war. Dieselbe wog 67 Grm. und bestand aus FeC3. 1) Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1888 S. 501. 2) Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1888 S. *1090. 3) Stahl und Eisen 1888 S. *809. 4) Bull. soc. chim. 50 S. 215. 5) Chemie. News 56 S. 251. Digitized by VjOOQ IC Chrom und Mangan. 293 Zum Schutz der Eisenröhren gegen Rost behandelt sie G. W. Gesner1) in ähnlicher Weise wie Bower und Barff mit über- hitztem Wasserdampf und Kohlenwasserstoff. Als Eisenkitt empfiehlt Dahl*) ein Gemisch von 1 Th. Schwefel, 2 Th. Salmiak und 36 Th. Eisenpulver, mit Wasser angefeuchtet. Chrom und Mangan. Zur Herstellung von Chromeisenmangan empfiehlt A. Eckardt (D. R. P. Nr. 44896) Chromerz mit saurer Bessemerschlacke fein gemahlen, mit Theer zu Steinen geformt, im Hochofen niederzu- schmelzen. — Ein Chromerz von der Zusammensetzung: 50 Proc.CraOs, 12,00 Proc. Fea08, 11,0 Proc. AljO,, 18 Proc. MgO und 9 Proc. SiOj mit etwa gleichem Gewicht einer Bessemerschlacke von 45 Proc. SiOj, 10 Proc. FeO, 45 Proc. MnO, innig gemischt mit der nöthigen Kohle, reducirend eingeschmolzen, ergibt, angeblich, eine Chromlegirung mit etwa 50 Proc. Cr, 20 Proc. Mn, 20 Proc. Fe und eine Schlacke, welche bei 50 Proc. SiOa 1 bis 2 Proc. FeO, 14 Proc. AlaO,, 18 Proc. MnO, 16 Proc. MgO und nur Spuren von CraOf enthält. — Die Scheidung von Metall und Schlacke wird dadurch eine vollständige, dass die angewen- dete Bessemerschlacke für die fast imschmelzbaren Erden des Chrom- erzes ein wirksames Lösungsmittel bildet, und dass der Mangangehalt der entstehenden Chromlegirung, welcher selbstverständlich von dem der angewendeten Bessemerschlacke abhängig ist, dieses Metall leicht flüssig macht Um den wünschenswerthen Mangangehalt der Legirung stets zu erreichen, setzt man nötigenfalls der Mischung Manganerze zu. Das Verfahren gewährt noch den Vortheil, die Schlacken sauren Bessemer- betriebes, welche bis dahin allgemein als werthlos abgestürzt werden, obwohl sie durchweg hoch manganhaltig sind, in günstiger Weise nutz- bar zu machen. (Vgl. S. 204.) Zur Herstellung von Chrom glüht V. Rouff (D. R. P. Nr. 43 213) neutrales Alkalichromat mit Kieselsäure und Kohle: K4Cr04 + SiOj + 2C — K4Si04 + 2CO + Cr. Das Alkalisilicat wird ausgelaugt. Mischt man vorher Eisen-, Kupfer- und dgl. Erze hinzu, so erhält man die entsprechenden Legi- rungen. Wird mehr Kieselsäure und Kohle verwendet, so soll Chrom- silicium gebildet werden (Engl. P. 1887 Nr. 14 700). Zur Herstellung von Chrom werden nach J.Park (Engl. P. 1888 Nr. 377) 5 Th. Ammoniumbichromat mit 4 Th. Zucker in einem eisernen Tiegel geglüht. Das Gemenge von Chromoxyd mit Kohle wird fein gemahlen, in einen Graphittiegel luftdicht eingeschlossen und in diesem wenigstens eine Stunde auf Weissglut erhalten. Man lässt dann den Tiegel in einer indifferenten Atmosphäre erkalten, pulvert den Inhalt, 1) Industries 1888 S. 139. 2) Jornkont. Annal. 1888. Digitized by VjOOQ IC 294 H. Gruppe. Chemische Metallurgie. packt ihn, wenn er noch etwas Kohle enthält, mit etwas Chromoxyd ge- mischt wieder in einen Graphittiegel und glüht nochmals. Man erhalt dann zusammenhängendes, fast reines, zinnweisses Chrommetall. Die Manganerzlagerstätten inBosnien bespricht B.Walter1) (Manganbestimmung S. 193). Kobalt, Nickel. Neucaledonische Nickel- und Kobalterze hatten nach J. Heard2) folgende Zusammensetzung: von Koe von Canala Gamierit Durchschnitt NiO, CoO. MnO. .. Fe,0„ A1,0, MgO. .. CaO . .. SiO, . .. H,0 . .. 21,10 8,70 14,20 6,00 18,00 7,210 20,20 18,00 18,60 10,60 — 13,658 18,40 39,00 39,00 40,60  24,00 23,30 11,00 22,00 25,600 Die Gewinnung dieser Erze in Neucaledonien ist sehr theuer, die Aussichten für diese Unternehmungen daher nicht glänzend. (Vgl. J. 1887. 371.) Zur Gewinnung von Kobalt und Nickel aus Abfall- laugen, besonders aus Eisenchlorür- und Manganchlorürlaugen, em- pfiehlt die Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vorm. Rössler (D. R. P. Nr. 45 193) die Ausfällung mit Zink und Cement- kupfer. Wenn man nämlich diese Laugen mit Zink und mit einer grösseren Menge von Cementkupfer behandelt, so schlägt sich ihr Gehalt an Kobalt und Nickel in kurzer Zeit auf dem Cementkupfer nieder und färbt dasselbe grau. Um die beiden Metalle von dem Cementkupfer ab- zulösen und das letztere für eine weitere Post Lauge anwendbar zu machen, benutzt man am besten eine etwas saure Kupfervitriollauge, welche die graue Haut ablöst, indem sich Kobalt und Nickel gegen Kupfer in der Lauge austauschen und das Kupfer wieder rein roth zu- rückbleibt. Dieselbe Menge Cementkupfer kann so als Träger desKobalt- und Nickelniederschlages immer zur Verarbeitung einer grossen Menge von Laugen gebraucht werden. Hat man Sulfatlaugen an Stelle von Chloridlaugen zu verarbeiten, so muss man sie vorher mit Chlorkalium umsetzen, oder man muss eine grössere Menge von Kochsalz hinzusetzen. Zur Gewinnung reiner Kobaltverbindungen kocht M. Perry (Engl. P. 1886 Nr. 1288) die auch Nickel, Eisen und Mangan enthaltende Lösung unter allmählichem Zusatz von Aetznatron, welches zuerst Kobalthydrat fällt. Oder es wird in die Lösung blankes Eisen gestellt, welches zuerst Kobalt fallt. 1) Berg- und hüttenm. Ztg. 1888 S. 152. 2) Engineering Mining Journ. 46 S. 103. Digitized by VjOOQ IC Kobalt, Nickel. 295 Zur Gewinnung von Kobaltsulfat wird nach W.N. Hart- ley und W. E. Blenkinsop (Engl P. 1887 Nr. 8922) mit Schwefel- kies oder Sodarückständen versetzt, an der Luft geröstet und das ge- bildete Sulfat ausgelaugt. DieVerfahren zurTrennung des Nickels von Kobalt prüfte R Fischer1): 1) Terreil, Delvaux und Vortmann be- nutzten das verschiedene Verhalten der Nickel- und Kobaltsalze in junmoniakalischen und oxydirten Lösungen. Ersterer scheidet aus solcher Lösung das Kobalt mittels Salzsäure als salzsaures Roseokobaltchlorid ab, die beiden letzteren fallen das Nickel mittels Aetzkali als Oxydul- hydrat Die Abscheidung des Boseokobaltchlorids geht jedoch nur äusserst langsam von statten; Fischer konnte auf keinen Fall das rothe Pulver vor acht Tagen erhalten und fand die Angaben C.D.Brauns, der diese Methode in Gemeinschaft mit Fresenius prüfte, bestätigt. Beide wiesen auch nach, dass die Trennung mangelhaft sei. — Nach Delvaux (Compt. rend. 92 S. 723), der das alte Phillips'sche Ver- fahren auffrischt, wird die beide Metalle enthaltende Lösung mit Ammo- niak im Ueberschuss versetzt, hierauf Kaliumpermanganat zugegeben, bis die Lösung nach einiger Zeit rosa gefärbt bleibt, und sodann reines Kali zugesetzt. Dieses muss noch ein oder mehrere Male wiederholt werden, da der Niederschlag neben Mangan und Nickel noch Kobalt ent- halt Diese Trennung soll nach Delvaux vollständig sein. Fischer bekam jedoch ganz ungenügende Resultate. — Vortmann' s Ver- fahren ist genau dasselbe, nur wendet er als Oxydationsmittel unter- ehlorigsaures Natron an. — Bei beiden Trennungsarten haben wir kein Mittel in der Hand, welches den Endpunkt der entscheidenden Beaction angibt Kocht man nicht genügend, so bleibt Nickel in Lösung, kocht man zu lange, so dass sich zu viel Chlorammon zersetzt, so fällt Kobalt mit Für qualitative Zwecke ist dagegen die Vortmann' sehe Methode wegen ihres äusserst scharfen Kobalt-Nachweises zu empfehlen. — 2) Nach M. Ilinski und G. v. Knorre (vgl. S. 210) geschieht die Tren- nung in essigsaurer Lösung mittels Nitroso-/S-naphthols, wobei Kobalt- iutro80-/?-naphthol ausfällt, während die entsprechende Nickelverbindung in Lösung bleibt. Der sorgfältig ausgewaschene Niederschlag wird schliesslich im Wasserstoffstrom reducirt und als metallisches Kobalt gewogen. — Fleischer und Donath suchen die Sesquioxyde beider Metalle zur Trennung zu verwerthen. Nach Fleischer (Titrir- methode) sollen Nickel und Kobalt in alkalischer Lösung mit unter- chlorigsaurem Natron oder Bromwasser gefallt werden ; die erhaltenen Oxyde, welche er genau der Formel RjOf entsprechend hält, sollen mit einer reinen Ammoniaklösung von bestimmtem Gehalte gekocht werden, wodurch Nickel vollständig reducirt werden, Kobalt aber unverändert bleiben soll Den Gehalt an Metall will er durch Eintragen der Sesqui- oxyde in gemessene Eisenoxydulsalzlösung und Titration mit Chamäleon 1) Berg- u. hüttenm. Ztg. 1888 S. 453. Digitized by VjOOQ IC 296 H. Gruppe. Chemische Metallurgie. feststellen. — Donath (1868) fallt ebenfalls die höheren Oxyde, bringt diese in einen geeigneten Destillationsapparat und destillirt mit Salz- säure ; das entweichende Chlor leitet er in eine Lösung von Jodkalium und titrirt mit unterschwefligsaurem Natron. Eine eben solche Portion oxydirt er mit Jod anstatt mit Br, wodurch nur Kobalt als Cos08 gefallt werden soll, und verfahrt dann genau so. Fischer konnte nachweisen, dass nach den Angaben beider die gewünschten Sesquioxyde nicht zu erhalten waren, dass überhaupt keine constanten Oxydationsprodukte entstehen. Die Versuche ergaben, dass a) das Oxydationsprodukt des Nickels, erhalten durch Aetzkali und Bromwasser, stets unter NisOs liegt; b) dass das Oxydationsprodukt des Kobalts unter denselben Umständen über CojOs liegt; c) dass das Kobalt, durch Jod oxydirt, ein Oxyd liefert, das ebenfalls über Co^O, liegt ; d) dass die erhaltenen Oxydationsprodukte keiner constanten Formel entsprachen, mithin für die Berechnung der Analyse werthlos waren. — Bei Fleischer 's Methode ist auch die JReduction des vermeintlichen NisOs zu NiO unter den angegebenen Be- dingungen keine vollständige; erst starkes Ammoniak gibt einigermaassen befriedigende Resultate. — Schliesslich wurde noch die Einwirkung von Wasserstoffsuperoxyd auf Kobalt- und Nickeloxydul in alkalischer Lösung geprüft. Kobalt wird hierdurch fast genau zu CöjOj oxydirt, während Nickel fast unverändert bleibt Arbeitet man mit Ge- mischen beider Metalle, so gleichen sich die beiden an sich kleinen Fehler gut aus. Das Wasserstoffsuperoxyd gibt daher ein Mittel in die Hand, Kobalt und Nickel in kürzester Zeit annähernd genau zu trennen. Fil- triren, Auswaschen und Abspritzen des Niederschlages fallen weg. Die mit Aetzkali und Wasserstoffsuperoxyd gekochten Oxyde werden nach dem Abkühlen mit Jodkalium und Schwefelsäure versetzt und dann mit Thiosulfat titrirt (Vgl. J. 1887. 372.) Aluminium und Magnesium. Gewinnung von Aluminium. Ch.A.Burghardt (D.R.P. Nr. 45 020) will das durch Fällen von 2,5 Kilogrm. Aluminiumsulfat mit Ammoniak erhaltene Thonerdehydrat mit 1 Liter Wasser übergiessen, unter Umrühren 1,12 Kilogrm. Aetznatron in 1 Liter Wasser gelöst zu- setzen, wobei etwas Thonerde im Ueberschuss vorhanden sein soll, dann wird Cyanwasserstoff eingeleitet, bis die Lösung eine leichte Trübung zeigt. Aus der auf 80° erwärmten Lösung soll das Aluminium dann elektrolytisch gefallt werden. C. A. BurghardtA W. J. Twining (Engl. P. 1887 Nr. 2602 u. 9389) fällen eine Aluminiumsulfatlösimg mit Ammoniak und behandeln den Niederschlag nach dem Auswaschen mit einer zur Bildung des Aluminates hinreichenden Menge Alkali. Nachdem zu der Lösung Cyankalium und Kaliumbicarbonat gefugt sind, wird Cyanwasserstoff zugefügt und die Lösung nun durch den elektrischen Strom zer- setzt (?). Digitized by VjOOQ IC Aluminium und Magnesium. 297 Die elektrolytischeHerstellung von Aluminium ist nach A. Watt1) aussichtslos. Er versuchte saure und alkalische Lösungen, Cyanverbindungen u. dgl. unter den verschiedensten Umständen ohne jeden Erfolg, schliesslich auch geschmolzene Salze (vgl. J. 1886. 163). Mehr Aussicht auf Erfolg hat die elektrolytische Zerlegung fester Aluminiumverbindungen. Der bereits (J. 1887. 379) erwähnte elektrische Schmelz- ofen von H. Cowles wurde auch in Deutschland patentirt (*D. R. P. Nr. 41914). Bei dem elektrischen Schmelzofen von J. E. Rogerson, J. G. Statter und J. S. Stevenson (D. R. P. Nr. 43470) reichen die Elektroden durch das Ofengehäuse. Auf jeder Seite des Ofens befinden sich Pole eines Magneten, um den Lichtbogen nach Bedarf auseinander- zuziehen und zu verbreitern *). Aluminiumherstellung. E. C. Kleiner-Fiertz inZürich (D. R P. Nr. 42 022) will Doppelfluorverbindungen, namentlich Kryolith, durch den elektrischen Lichtbogen zerlegen. Die Kohlenelektroden werden so in den mit Bauxit oder Thon ausgefütterten Behälter einge- führt, dass der Lichtbogen im Innern des Behälters entsteht Das von Eisen und Schwefel freie Aluminiumnatriumfluorid wird bis etwa auf Sandfeinheit gemahlen und in dem Kasten um die Elektroden herum gepackt. Nach Einschaltung des Stromes erhitzt sich die Masse allmäh- lich und schmilzt endlich um den Lichtbogen herum, wobei eine Zer- setzung der Doppelfluorverbindung in eine Abscheidung von metallischem Aluminium an der negativen Elektrode eintritt, während eine Doppel- fluorverbindung von Natrium in der Masse verbleibt. (Bauxit bindet das Fluor?) Nach Ausschalten des elektrischen Stromes lässt man die Masse erkalten, zerkleinert sie und scheidet das metallische Aluminium ab, während das verbleibende Nebenprodukt in den Handel gebracht oder wiederum in eine Doppelfluorverbindung von Aluminium verwandelt wird 3). (Die praktische Brauchbarkeit dieses Verfahrens — zu dessen Ausführung der Rheinfall herangezogen werden sollte (J. 1887. 378) ist doch recht zweifelhaft. Uebrigens würde sich in dem ähnlichen Siemens' sehen Ofen (J. 1881. *125) dasselbe erreichen lassen.) Aluminiumgewinnung. A. C. Henderson (Engl. P. 1887 Nr. 7426) will Thonerde zur Gewinnung von Aluminium durch den elektrischen Strom zersetzen, unter Verwendimg von Kryolith als Schmelz- und Flussmittel. Der aus dichter gut leitender Kohle hergestellte Tiegel A (Fig. 80 S.298) dient zugleich als negative Elektrode ; derselbe ist durch den Kohlenstab E* mit der Leitung verbunden und steckt in einem zweiten, aus Graphit bestehenden Tiegel B. Die positive Elektrode E taucht in die geschmolzene Kryolithmasse ein. Tiegel A wird durch den aus 1) London Electr. Rev. Juli 1887. 2) Zeitschrift f. angew. Chemie 1888 S. *442. 3) Zeitschrift f. angew. Chemie 1888 S. *142. Digitized by VjOOQ IC 298 ET. Gruppe. Chemische Metallurgie. widerstandsfähigem Material hergestellten Deckel 0 geschlossen, auf dem sich zunächst eine Schicht Thon H und dann eine Lehmschicht K befindet. Sobald nun der mit einer gewissen Menge Thonerde vermischte Kryolith. durch den Einfluss der äusseren Feuerung geschmolzen ist, wird der Strom von 3 Volt hindurch ge- Fig.80. leitet. Nur die Thonerde soll zersetzt werden, während der Kryolith unverändert bleiben soll. Der Sauerstoff sammelt sich an der positiven Elektrode, soll diesen Kohlenstab verbrennen und als Kohlensäure durch Rohr D ent- weichen; das Aluminium sammelt sich unten im Tiegel an. Die Röhre D1 wird verschlossen ge- halten , um den Eintritt der Luft zu verhindern. Der Zersetzung entsprechend wird Thonerde nach- gefügt. — Soll eine Alumi- niumlegirung hergestellt werden, z. B. mit Kupfer, so wird die negative Elektrode aus diesem Metall verfertigt und soll dann durch den Strom mit dem Aluminium zu gleicher Zeit zusammen- geschmolzen werden. (Vgl J. 1886. 160; 1887. 379.) Herstellung von Aluminium. Nach A. Feldmann (Engl. P. 1887 Nr. 12 275) wird ein Doppelfluorid von Aluminium und eines alkalischen Erdmetalles, mit einem Ueberschuss des Chlorides eines Metalles dieser letzteren Gruppe, vorzugsweise des Strontiums, elektro- lysirt oder mittels Natrium zersetzt. Die Reactionen werden durch folgende Gleichungen ausgedrückt : (AljF6 + 2SrFs) + 6SrCl4 — AI* -f- 5SrFs + 3SrCl, + 6C1 (Al4F6 + 2SrFa) + 6SrCl, -f- 6Na — Al^ + 5SrF4 -f- 3SrCl, + 6NaCL Chlorkalium kann zugesetzt werden, um die Schmelze leichtflüssiger zu machen, doch ist dann ein noch grösserer Ueberschuss von Strontium- chlorid erforderlich. Der Rückstand wird durch Behandlung mit einer wässrigen Aluminiumchloridlösung wieder regenerirt. (Erfolg recht zweifelhaft.) Zur Her Stellung von Aluminium will A. Wink ler (D.R.P. Nr. 45 824) geschmolzene phosphorsaure Thonerde oder borsaure Thon- erde zwischen Kohlenelektroden zerlegen unter beständigem Ersatz der zerlegten Thonerde. Er meint, man könne bei der Darstellung des Elek- trolyten durch Zusammenschmelzen von Thonerde oder Kaolin mit Phosphorsäure und Borsäure dasVerhaltniss der Säuren zu einander nach Belieben abändern, ohne die Ausscheidung des Aluminiums zu beein- trächtigen ; dagegen ist jeder Zusatz von Alkalien oder alkalischen Erden Digitized by VjOOQ IC Aluminium und Magnesium. 299 zu vermeiden, weil durch diese die Thonerde im Gesammtmolekül in Säurestellung gelangt und dann nicht Aluminium, sondern das Metall des Alkalis oder der alkalischen Erde am negativen Pol ausgeschieden wird. (Die praktische Ausführbarkeit dieses Voipchlages erscheint sehr zweifelhaft.) Schmelzen und Reduciren mit Elektricität Nach L. Grabau (D. R P. Nr. 44 511) erfolgt die Schmelzung nicht durch den Lichtbogen selbst, sondern innerhalb eines flüssigen Metallpoles unter der OberflÄche und durch die Hitze desselben. Ferner werden die zu schmelzenden Stoffe nicht von oben in den Schmelzofen gebracht, sondern entweder durch den Boden oder durch die Seitenwandung des Schmelz- tiegels hindurch unterhalb des flüssigen Poles zugeführt und bleiben be- stfindig unter der Oberfläche desselben *). Gekühlte Polzellen will L. Grabau (D. R. P. Nr. 45 012) bei der Elektrolyse geschmolzener Salze verwenden. Bei der elektro- lytischen Zersetzung eines zur Herstellung von Aluminium ver- wendeten Bades von Kryolith und Chlor- Kg. 81. natrium wird z.B. das eiserne Schmelzgefass Ä (Fig. 81) so hoch er- hitzt, dass die Schmelze gut flüssig ist; die- selbe reicht bis zur Linie x. Die ring- förmige, cylindrische, doppelwandige metal- lene Zelle B wird durch "Wasser, welches vermittels des Zulei- tungsrohres r und Ab- leitungsrohres r* durch den von den Doppel- wandungen der cylindriBchen Zelle B gebildeten Hohlraumes ge- führt wird, gekühlt Ein ebenfalls doppelwandiges , muldenförmiges Auffangegeföss C dient zur Aufnahme des ausgeschiedenen flüssigen Alu- miniums. Zwischen den Doppelwandungen dieses Gefässes hindurch wird vermittels der Zu- bez. Ableitungsrohre r* bez. r* die zur Kühlung bestimmte Flüssigkeit durchgeleitet. — Infolge dieser Kühlung erstarrt die Schmelze überall an den gekühlten Flachen der Zelle, des Auffange- gefässes und der Rohre und bildet an diesen Stellen eine elektrische, nichtleitende Kruste ä, welche weder von der Schmelze noch von dem. Chlor, noch von dem Aluminium angegriffen werden kann. Der für das Chlor bestimmte und deshalb zweckmässig mit einem Ableitungsrohr H 1) Zeitschrift f. angew. Chemie 1889 S. *19. Digitized by VjOOQ IC 300 H. Gruppe. Chemische Metallurgie. ausgestattete Auffangetrichter D berührt die Schmelze nicht und kann deshalb aus einem Material, z. 6. aus Porzellan, hergestellt sein, bei dessen Wahl seine Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung der Schmelze nicht berücksichtigt zu werden braucht Das an der positiven Elektrode E sich entwickelnde Chlor steigt in die Höhe, wird von dem Trichter D aufgefangen und durch das mit demselben verbundene Ab- leitungsrohr H abgeleitet, während an der bis in die Mulde C reichenden negativen Elektrode F sich das Aluminium ausscheidet, welches sich dann vermöge seines grösseren specifischen Gewichtes in der Mulde in geschmolzenem Zustande bei Q sammelt. Von Zeit zu Zeit kann Mulde C aus dem Bade gehoben und das Aluminium ausgegossen werden. Nach L. Grab au (Engl. P. 1887 Nr. 14 356) wird eine Lösung von Thonerdesulfat mit Kryolith erhitzt : Alj(S04)8 + AliF6(NaF)6 — 2A12F9 + 3NaaS04 Die klare Lösung wird zur Trockne verdampft und der Rückstand, erhitzt. Beim Auslaugen desselben wird das Natriumsulfat ausgewaschen, während Fluoraluminium zurückbleibt. Statt Thonerdesulfat kann eine Lösung von Aluminium-Fluorid- Sulfat zur Verwendung kommen. Dieses Salz entsteht durch Erhitzen einer Lösung von Thonerdesulfat mit Flussspath : 3AliF4S04 + AlsF6(NaF)6 = 4AlaF6 -f- 3NaaS04. Eine neue elektrische Schmelzanlage nach Cowles (J. 1886. 161) ist kürzlich von der „Cowle.s Syndicate Company" zu Stoke on Trent, England, errichtet1). Der Strom von 60 Y. und 5 bis 6000 A. wird von einer 400pferd. Crompton' sehen Dynamo- maschine geliefert. — Die Schmelzöfen selbst bestehen aus Gruben von rechteckigem Querschnitt, deren Wände aus Scharmotte aufgeführt sind. Sie liegen in einer langen Reihe neben einander, doch ist immer nur ein Ofen im Betriebe, während die andern abkühlen, frisch gefüllt oder ent- leert werden. Zur Leitung des Stromes dienen zwei kräftige Kupfer- stäbe ; der eine läuft oberhalb der Vorderseite, der andere oberhalb der Rückseite der Ofenreihe durch den ganzen Schmelzraum. Dieselben dienen gleichzeitig als Laufschienen für zwei mit Rollen versehene kupferne Klammern. In letztere werden biegsame Kupferdrahtkabel eingeklemmt, welche an ihren unteren Enden ebenfalls mittels einer Klammer zusammengehalten werden. Eine passende Oeflhung in den unteren Klammern gestattet das Aufhängen derselben auf entsprechend geformte Kupferstäbe und ist damit die Verbindung mit den Elektroden hergestellt. Jede Elektrode besteht aus einem Bündel von 7 bis 9 Kohlen- stäben von je 64 Millim. Durchmesser, um welche ein cylindrisches Kopfstück gegossen wird — aus Eisen, wenn Ferroaluminiiun , aus Kupfer, wenn Aluminiumbronze hergestellt werden soll. In der Mitte des Kopfstückes ist einer der bereits erwähnten Kupferstäbe angebracht 1) Engineering Mining Journ. 46 S. 236. Digitized by VjOOQ IC Aluminium und Magnesium. 301 Die Einführung der Elektroden geschieht durch geneigt liegende guss- eiserne Bohre in einander gegenüberliegenden Wänden der Oefen. Durch eine einfache Schraube lassen sich die Elektroden vor- und rückwärts be- wegen, wie es zur Stromregulirung erforderlich ist. Auf die Sohle des Ofens kommt eine Schicht gekalkter Holzkohle, dann werden die Elektroden eingeführt, und nach Einsetzen eines Rahmens aus Eisenblech in den Ofen wird der Kaum innerhalb dieses Rahmens mit Erz, Metall und Holzkohle, der Raum zwischen diesem und den Ofenwandungen mit Holzkohle gefüllt und der Rahmen dann herausgezogen. Man wirft nun einige Stücke Retortenkohle in den Ofen, um eine Brücke für den Strom herzustellen, bedeckt den noch leeren Raum mit Holzkohle und setzt schliesslich einen in der Mitte durchlochten gusseisernen Deckel auf. Die aus der Oeffnung im Deckel entweichenden Gase werden angezündet und durch ein Rohr in eine Kammer geleitet, in welcher sich mitgerissene Thonerde absetzt. Durch eine Abstichöffhung in der Ofensohle wird die sich dort ansammelnde Legirung abgelassen. Die Schlacke, welche aus einem sehr innigen Gemische von Legirung und Kohle besteht, wird zer- kleinert und von der Kohle durch Waschen getrennt. Die so gewonnene Legirung wird einer neuen Beschickung zugesetzt. — In den Oefen dieser Anlage werden täglich 750 bis 1000 Kilogrm. Ferroaluminum bez. Alu- miniumbronze mit 15 bis 17 Proc. Aluminium hergestellt. Die Bronze wird durch Umschmelzen unter Zusatz von Kupfer auf die zum Verkauf bestimmten Sorten von 1,25, 2,5, 5, 7,5 und 10 Proc. Aluminium ge- bracht und in Barren von 5 bis 6 Kilogrm. gegossen. Der elektrische Kraftaufwand für 1 Kilogrm. Aluminium beträgt durchschnittlich 50 Stundenpferd. — Die Zersetzung : A1*03 + 3C — AI, + 3CO — 391 60Q + 85 800 — — 305 800 erfordert nach Berechnungen des Verf. *) für 1 Kilogrm. Aluminium nur 305800 : 55 =- 5560 W.-E., während von der Maschine 635 X 50 = 31 750 W.-E. geliefert werden müssen. Werden diese 50 Std.-Pferd durch eine Dampfmaschine geliefert, so sind mindestens 75 Kilogrm. Kohlen entsprechend etwa 560 000 W.-E. erforderlich. Wir hätten somit nur 1 Proc. der theoretischen Leistung. Es ist besonders beachtenswerth, dass elektrolytisch herge- stelltes Aluminium thatsächlich noch immer nicht im Handel ist (die Oo wies 'sehe Bronze kann dabei nicht in Frage kommen), weil an- scheinend die elektrolytische Herstellung dieses Metalles wegen prakti- scher Schwierigkeiten überhaupt nicht vortheilhaft ist. Thatsächlich sind die, welche sich anhaltend und eingehend mit dieser Frage beschäftigt haben, zum Natriumverfahren zurückgekehrt, nur dass statt des Chloraluminiums jetzt Fluoraluminium vorgezogen wird (vgl. J. 1886. 163; 1887. 378). 1) Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure 1889 S. 14. Digitized by VjOOQ IC 302 II. Gruppe. Chemische Metallurgie. Um bei Herstellung von Aluminium aus seinen Halogen- verbindungen durch Natrium der Reaction den explosionsartigen Charakter zu nehmen, wird nach J. B. Thompson und W. White (D. R. P. Nr. 42 578; Engl. P. 1887 Nr. 8427) das Natrium vorgewärmt Hat man z. B. Kryolith als Rohstoff, so legt man zur Herstellung von Eupferlegirungen 5 Th. Natrium auf den Boden eines Tiegels und über- deckt dasselbe mit 16 Th. fein gepulverten Kryoliths. Man erhitzt bis ungefähr 100°. Ist das Natrium weich geworden, so rührt man den Tiegelinhalt mit einem Eisenspatel oder anderen geeigneten Werkzeuge gut durcheinander, indem man langsam abkühlen lässt Der gewollte Kupferzusatz wird vor der Reducüon in Gestalt von gekörntem Kupfer gemacht Das Kupfer schmilzt während der Reduction ein, legirt sich mit dem Aluminium und dieLegirung sinkt zu Boden. — Zur Gewinnung von reinem Aluminium sollen 3 Th.Natrium und 4 Th. gepulverter Kryolith, wie oben angegeben, behandelt werden ; nach dem Abkühlen wird die Schmelze noch mit 4 Th. Chloraluminium versetzt und dann reducirt(?). — Zur Erweichung des mit Kryolith überschichteten Natriums dient ein Wasserbad E (Fig. 82 bis 84). Der Kessel F kann ein ge- Fig. 82. Fig. 83. Fig. 84. wohnlicher Sattelkessel sein, wie solche bei Heiz- apparaten benutzt werden. Das zweckmassig aus Gusseisen hergestellte Ge- fäss für das Wasserbad E ist mit einem Deckel b geschlossen , in dessen Vertiefung c das mit dem überschichteten Natrium beschickte Gefäss A ein- gesetzt wird, welches mittels Deckel a verschlossen werden kann. Das Wasserbad E ist in seinem oberen und unteren Theile durch die Rohre f Digitized by VjOOQ IC Aluminium und Magnesium. 303 in freier Verbindung mit dem Kessel F, so dass das Wasser beständig kreist Das Druckentlastungsrohr g kann so weit verlängert werden, dass der abziehende Wasserdampf in ihm zur Verflüssigung gelangt und das Dampfwasser zurückfliesst Der Reductionsherd des Flamm- ofens ist mit einer halbkugelig vertieften Sohle D versehen mit nach der Seite abgeführtem Abstich ff, welcher während der Arbeit mit einem feuerfesten Pfropfen zu verschliessen ist Im Gewölbe des Reductions- herdes ist oberhalb der Sohle D die mittels feuerfester Platte Hl zu ver- schliessende Beschickungsöffnung H angeordnet. In letztere passt gut ein Auf füllkasten «7, der oben mit Deckel j und unten mit einem Schieber j* versehen ist Der Kasten fasst gerade eine Ladung. Sobald der Ofen auf Hellrothglut gebracht ist, hebt man die Platte Hl ab, setzt den beschickten Kasten J in H ein und zieht den Schieber zurück , so dass die Ladung auf die Sohle D fällt. Dann hebt man den Trichter ab und setzt die Oeffnung wieder zu. Ist die Eeaction beendet , so öffnet man den Abstich. Bei dem bisherigen Verfahren zur Darstellung von Alu- minium durch Schmelzen von Kryolith oder Chloraluminium mit Natrium bringt man nach C. Netto (D. R. P. Nr. 45198) statt der 13 Proc. Aluminium, welche der Kryolith enthält, nur ungefähr 4 bis 5 Proc. aus, so dass also nur 30 bis 40 Proc. Aluminium gewonnen werden, während der Best in der Schlacke bleibt. Andererseits können theoretisch bei Anwendung von 100 Th. Natrium 40 Th. Aluminium gewonnen werden, während man thatsächlich nur ungefähr 12,5 Th. Aluminium erhält Demgemäss gehen ungefähr 70 Proc. des ange- wendeten Natriums verloren. Das angebrachte Aluminium ist ferner unrein, enthält Eisen, wenn die Darstellung in eisernen Tiegeln erfolgte, und Silicium, wenn thonhaltige Gefäese benutzt wurden, derart, dass die Summe der Verunreinigungen nicht unter 3 Proc., in der Begel aber weit mehr beträgt Auch ist das Aluminium nach beendeter Umsetzung niemals in einem zusammenhängenden Klumpen (Begulus) vereint, sondern es ist in Form von Kügelchen, zum Theil unendlich fein, in der ganzen Schlacke vertheilt, sodass die Vereinigung dieser Theilchen nur unter Verlust gelingt. — Zur Vermeidung dieser Uebelstände werden 100 Th. Kryolith und 30 bis 100 Th. abgeknistertes Kochsalz in einem feuerfesten Thontiegel bei Rothglut unter aufgesetztem Deckel zur Ver- meidung von Verflüchtigung geschmolzen. Sobald die Masse vollständig flüssig ist, werden 35 Th. Natrium in einem oder auch mehreren Stücken mittels eines besonderen Qezahes auf den Boden des Bades eingeführt Die Umsetzung tritt sofort ein und ist schon nach wenigen Augenblicken beendet, warauf man den Tiegel aus dem Feuer nimmt und seinen In- halt in eine tiegelartige gusseiserne Form giesst, um eine rasche Er- starrung der Masse zu erzielen. Nach dem Festwerden derselben wird die Form umgestürzt und das Aluminium, welches in einem einzigen Klumpen nahe am Boden der Form vereinigt ist, durch einige Hammer- schläge von der Schlacke getrennt — Damit das Verfahren völlig gelingt, Digitized by VjOOQ IC 304 IL Gruppe. Chemische Metallurgie. ist vor allem erforderlich, dass die Schmelze vor dem Einbringen des Natriums gut flüssig ist. Das Schmelzen darf einerseits nicht zu lange dauern, um die Auflösung von Silicium zu beschränken, andererseits aber auch der leicht eintretenden Verflüchtigung und hieraus sich er- gebenden Zähflüssigkeit des Bades wegen bei nicht zu hoher Temperatur geschehen. — Zur Vermeidung von Explosionen beim Einführen des Natriums in die flüssige Schmelze darf das Natrium keine Hohlräume, keine Feuchtigkeit oder Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten. Es ist daher vorzuziehen, das Natrium unmittelbar vor seiner Benutzung in einem verschlossenen eisernen Tiegel umzuschmelzen , in geeignete Formen zu giessen und nach dem Erstarren gegen Feuchtigkeit zu schützen. Um das Natrium in fester Form schnell bis auf den Boden des Bades einzuführen, bedient man sich zweckmässig eines Oezfthes, welches besteht aus einem einfachen Eisenstab 8 (Fig. 85 u. 86), an den man das in das Bad einzuführende Stück Natrium g Fig. 85. anspiesst, und aus einer mit Löchern versehenen schalen- förmigen Scheibe a, welche an dem Ende einer Stange t befestigt ist und einen radialen Schlitz besitzt Um Abkühlung möglichst zu vermeiden, spiesst man das Stück Natrium g an den Stab s , erwärmt die Scheibe a bis zur Rothglut , bringt den Stab * und Scheibe a mit Stange t bereits ausserhalb des Tiegels T in die aus Fig. 85 u. 86 ersichtliche gegenseitige Lage und taucht dann das Ganze plötzlich bis auf den Boden des Tiegels T ein, ehe noch das Natrium Zeit findet , an der Ober- fläche des Bades zu schmelzen und in Brand zu ge- rathen. Die Scheibe a verhindert hierbei, dass das specihsch leichte Natrium nach dem Eintauchen in die Höhe steigt, während die in der Scheibe angeordneten Löcher ein vertheiltes Aufsteigen des geschmolzenen Natriums in dem Bade gestatten. — Der sofortige Ein- tritt der von einer Flammenerscheinung begleiteten Fig. 86. Umsetzung wird an dem lebhaften Aufwallen der ganzen Masse, sowie an dem Erzittern der beiden Eisenstäbe s und t wahrgenommen. Sobald diese Erscheinungen auf- hören, was nach wenigen Augenblicken schon der Fall ist, kann man die Umsetzimg als beendet erachten und den Tiegel seines Inhalts ent- leeren. — Auf diese Weise soll nahezu sämmtliches Natrium für die Umsetzimg nutzbar gemacht werden. Infolge der plötzlich eintretenden lebhaften Umsetzung wird nicht nur eine gründliche Vermischung des Natriums mit dem Bade, sondern auch eine bedeutende Temperaturer- höhung bewirkt. des in demselben enthaltenen Aluminiums, also mehr als das Doppelte gegen früher auszubringen. Um in dieser Beziehung auch die in der flüssigen Schmelze nach Beendigung der Umsetzung vorhandenen, der Vereinigung zu einem Klumpen entgangenen, kleinen Aluminiumtheil- chen zu gewinnen, empfiehlt es sich, das Bad mit einem kupfernen Stabe umzurühren. Hierbei schlagen sich jene Aluminiumtheilchen auf der Kupferstange unter Bildung von Aluminiiunbronze nieder. In gleicher Weise kann man kupferne Gefässe oder andere Gegenstände aus Kupfer durch Eintauchen in das Bad unmittelbar nach beendeter Umsetzung auf der Oberfläche mit einer Schicht von Aluminiumbronze überziehen. Auch durch Eintauchen anderer Metalle kann derselbe Zweck erreicht werden, sofern jene Metalle mit Aluminium eine Legi- rung eingehen. — Nach dem beschriebenen Verfahren gewonnenes Aluminium soll nur 1,0 bis 1,5 Proc. Verunreinigungen enthalten, wahrend das gangbare Handelsaluminium ungefähr 3 Proc. Unreinig- keiten enthält Die Kosten der Erzeugung des Aluminiums sollen sich, ganz abgesehen von der Reinheit des Erzeugnisses und der demgemäss fortfallenden weiteren Beinigung desselben, auf ungefähr 1/s bis l/i der Kosten des bisherigen Verfahrens stellen. — Eine andere Vorrichtung zum Eintauchen des festen Natriums kann die Gestalt einer Glocke haben, oder in einem hohlen Gefäss von irgend einer Form, als Kugel, Cylinder, mit durchlochten Wandungen bestehen. Das aus dünnem Schmiedeisen hergestellte hohle Gefäss a (Fig. 87 S. 306) enthält eine Anzahl Oeffhungen % und ist an der eisernen Stange t befestigt. Dieses Gefäss setzt man in die zweitheilige Form &, welche dasselbe dicht umschliesst, giesst darauf flüssiges Natrium durch den der Oeffhung f entsprechen- den Eingusstrichter e ein, bis a gefüllt ist, lässt das Natrium erstarren und entfernt dann die Form h von dem Gefäss a. Der so hergestellte „Taucher" ist nun zum Gebrauche fertig. — Ein einfaches Verfahren besteht darin, dass man einen Tiegel F (Fig. 88), nachdem dessen Inhalt geschmolzen ist, aus dem Ofen nimmt und mit einem gut schliessenden Deckel Z), welcher mittels an seiner unteren Seite angeordneter Vor- sprünge l eine Natriumscheibe g trägt, zudeckt, durch eine entsprechend geformte Zange k, welche mit einer ringförmigen Klaue den unteren Theil des Tiegels mit der anderen, gleichfalls ringförmigen Klaue den cylindrischen Knopf u des Deckels D umfasst, den Deckel fest aufdrückt und den Tiegel beliebig oft stürzt, wobei noch vorhandenes metallisches Natrium infolge seines geringeren specifischen Gewichtes immer wieder durch die geschmolzene Masse nach oben steigt, bis sämmthches Natrium Jahrttber. d. oh«m. Technologie. XXXIV. 20 Digitized by VjOOQ IC 306 II. Gruppe. Chemische Metallurgie. 