GLÜCKAUF Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift
zeitweilig zugleich
DER BERGBAU
Zeitschrift des Vereins Deutscher Bergleute im NSBDT. und folgender Verbände:
Verein für die b e rg b a u l ic h e n In t e re s s e n in E ssen » T e c h n i s c h e r Ü berw achungs-V ere in Essen • B ezirk sgru ppen Ste inkohle n
bergbau Ruhr, A achen, Saar, O bers chlesie n, N iedersch lesien , M itteldeutschland und N ie ders achse n der W ir ts c h a fts g ru p p e Bergbau • B e z ir k s g r u p p e S ie gen d e r W i r ts c h a f ts g r u p p e B ergbau • Schriftw alter: Bergassessor C. P O M M E R , für den wirtschaftlichen Teil Dr. H. MEIS, E ssen; S ch riftw a itu n g für Schlesien: P ro fesso r Dr.-Ing. O. S PA CK ELER , Breslau,
für S ü d o s t e u r o p a Dr. 1. K. T U R Y N , Wien
Heft 51/52 Essen, 25. Dezember 1943 79. Jahrgang
Seite M ICH A E L IS, P a u l: S a m m lu n g u n d A u fb ereitu n g
g e b r a u c h t e r S ch m ier- und Isolieröle. (Schluß.) . . 569
H E N S O L D T , E r n s t E.: Die E rm i tt lu n g n u tz b a r e r G este ine d u rc h w irtschaftliche geo p h y sik alisch e V e r f a h r e n ... ; . . . ... 573
LEIBOLD, T h e o d .: Die E in satzk o n tro lle de r H a r tm e ta l l s c h l a g b o h r e r auf d e r S c h ach ta n lag e G ra f Sch w erin 582 U M SC H AU : D ritte T ech n isc h e T a g u n g des O b e r schlesischen Berg- un d H ü tte n m ä n n is c h e n Vereins — P re i s a u s s c h re ib e n d e r D ire k to re n -K o n fe re n z des O s tr a u e r S te in k o h le n r e v ie re s — B ergbauliche V e r e in igung im O b e r b e r g a m t s b e z i r k S a a rb r ü c k e n e. V. 585 Seite W IR T S C H A F T L IC H E S : Die Ers chließung des Pet- schora-Reviers der S ow je tu nion — F reiste llu ng der W ehrp flichtigen für den B e rg m a n n s b e ru f in E n gland — Die dän ische T o r fg e w in n u n g 1943 — D ieS ch u lu n g des berg b au lich en N achw uchses in G ro ß b rita n n ie n 588 Patentbericht, Bücherschau, Zeitschriftenschau... 589
P ersö n lic h es... 592
V DB.- N a c h r ic h te n ... 592
Ernst H erbig f ...592
Mit diesem H eft schließt der Jah rg an g 1943 d er Z e itsch rift ab. Das In h alts
verzeichnis d ie ses Jah rg an g s w ird einem d er nächsten H efte b eigefügt.
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FÜR STEMPELFREIE ABBAUFRONT ¡1 ^
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e n t l a s t e n d i e S t a h l k a p p e n • ' u n d d e n H a u p t s t e m p e l
GUTEHOFFNUNGSHÜTTE OBERHAUSEN-RHEINLAND
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fä h rt sein F a h rz e u gm eistens le e r?
V e rg e u d e t so d e n K ra fts to ff seh r?
Ist stur im Leer- und U m w e g fa h re n ? U nd u n g e ü b t im K ra fts to ffs p a re n ?
E n tla rv t ih n ! A c h te t a u f d a s P re is a u s s c h re ib e n ! Es g e h t h eu te d a ru m , je d e s F a h rz e u g d u rc h g u te P fle g e la n g e fa h r- u n d e in s a tz b e r e it zu e rh a lte n . E in e r s a g e es d e m a n d e r e n :
Sich ert d urch m e h r F a h r z e u g p fle g e N ach sch u b - und V e r s o r g u n g s w e g e !
' (R y A ) T e iln a h m e b e d in g u n g e n fü r d a s P r e is a u s s c h r e ib e n du rch a lle T a n k s t e lle n , V G a r a g e n b e t r ie b e und K r a ft fa h r z e u g - R e p a r a t u r w e r k s t ä t t e n e rh ä ltlic h .
M an w ä h lt F W -G ru b e n la m p e n m it d em sta b ile n N id c e l-C a d m iu m -S a m m le r w e g e n ihrer la n g e n L e b e n s d a u e r u nd großen W i r t s c h a f t lic h k e it .
H elles, g le ic h m ä ß ig es Licht — ho he Betrieb s
sicherheit sind Erg e b n isse j a h r z e h n t e l a n g e r E r f a h r u n g • E i n z e l h e i t e n g i b t g e r n :
FRIEMANN & WOLF • GMBH • ZW ICKAU • SA.
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Z u r E n t f e r n u n g d e r A s c h e a u s d e n K e ss el n
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A n f r a g e n a n : Techn. B ür o B e r l i n - C h a r l o t t e n b u S u a r e z s t r a ß e 6 4 .
K R A F T A N L A G E N
A K T I E N G E S E L L S C H A F T
G l ü c k a u f H e f t 5 1 /5 2 v o m 2 5 . 12. 1943
GLÜCKAUF
B e r g - u n d H ü t t e n m ä n n i s c h e Z e i t s c h r i f t
zeitweilig zugleichI _________DER BERGBAU
Heft 51/52
Essen, 25. Dezember 1943 79.Jahrgang
Sam m lung und Aufbereitung gebrauchter Schmier- und Isolieröle.
Von D r. P a u l M i c h a e l i s , C hem iker des S te in k o h le n b e r g w e r k s Heinrich R obert AG., H e rringen.
(Schluß.) D ie therm ische A ltölaufbereitung.
R einigung, Auffrischung und Regeneration (T aiel 4) sind gew isserm aßen die Steigertm gsform en bei der A ltöl
aufbereitung und teilen daher die zahlreichen, hierfür geeigneten V erfahren nach ihrem Z w eck und ihrer W irkung ein. Durch d iese G liederung übersieht man auch anschaulich die ihnen zugrunde liegenden Problem e, deren M annigfaltigkeit eb en so in der Z usam m ensetzung, Verarbeitung und V erw endung w ie in dem w echselnden Verschm utzungsgrad der Öle begründet liegt. Damit ordnet man aber jede A ltölgruppe einer bestim m ten Auf- berertungsart zu, s o daß man grundsätzlich mit drei Verfahren — b eisp ielsw eise m it Schleudern, Bleicherde
behandlung und Schw efelsäurew äsche — auskom men müßte, um die gebrauchten Öle nach ihrer U nterscheidung als nur verschm utzte, als schw ach und stark gealterte Erzeugnisse reinigen, auffrischen bzw . regenerieren zu können. Falsch w äre es natürlich, w ahllos jedes A ltöl nach der höchsten Steigerungsform aufzuarbeiten, w eil ihre unnötige A nw endung besonders bei Beeinträchtigung des güte- und m engenm äßigen Ölausbringens unzweckm äßig und unw irtschaftlich ist und überdies V ernichtung von w ertvollem R ohprodukt bedeutet. D agegen w ürde die sinnvolle Ahölaufbererrang diesen N achteil zw ar beheben, dafür aber d ie B ereithaltung und gegeb en en falls die An
w endung von im merhin drei zusam m enhanglosen M ethoden nebeneinander mit dem zugehörigen verschiedenen Gerät erfordern. Es ist die eigentliche A ufgabe und der tiefere Sinn des von mir ausgearbeiteten therm ischen V erfahrens, die Reinigung, A uffrischung und Regeneration der Altöle unter einheitlichen G rundbedingungen hinsichtlich der A rbeitsweise und der V orrichtung einfach und w irtschaft
lich zu erm öglichen.
D a s V e r f a h r e n .
D ie ersten V ersuche gin gen vom M otorenöl für G rubendiesellokom otiven aus i Tafel 5). D as abgestoßene gebrauchte Ö l, kurz A ltd ieselöl der Grube bezeichnet, ist w egen seines hohen G ehaltes an fein st verteiltem Ölruß zähflüssig bis säm ig und auch in dünnster Schicht vollkom m en schw arz und undurchsichtig. Es w urde ur
sprünglich in einem A iitoöl-R egenerator mit konzentrierter T a f e l 5. T herm ische A ufbereitung des A ltm otorenöls
der G rubendiesellokom otiven.
a ) K e n n w e r t e d e s N e n ö l s u n d d e s A l t ö l s v o r n a d a a c h d e r t h e r m i s c h e n A u f b e r e i t u n g :
N r . 1 N r . 2 N r . % N r . 4
T h e rm is c h T h e rm is c h
K e n n w e rte N eo ö l
A ltöl au f-
1 Raffinat» g e r e in ig te s
A ltöl g e f r is c b te s A ltöl A a s s e i t e n ... in 15 m m in d ü n n e r in d ü n n e r in 15 m m
S c h ic h t S ch ic h t S c h ic h t S c h ic h t b r a u n , k la r . s c h w a rz . r o tb r a u n . r o tb r a u n . d u r c h s ic h tig u n d u rc h k la r , d u r c h k la r , d u r c h
s ic h tig sic h tig sic h tig
S p e z . G e w ic h t b e i I S » . 0,926 0,939 0,927 0.023
F b m m ü u 'k t . - - ^ 214 152 IfO 1S5
V e ftm sitä t b e i 50 - Ł 1 0 3 12,0 10.0 9 ,2
Ü i ■ l n r i v ~ " " tl1 - - 0 ,10 2,00 0.31 0,09
V a s s e r g e b a t - - * S p u r 0,20 0.00 0,00
A s c h e n g e h a '- - - - 0.006 0 .5 < 0.006 0.001
H a r t a s p t a * - - - - 0.00 0,35 0,09 0,00
V e r s c h m u tz u n g s g r a d
0,00 3,45 0,00
B e s z o ł u ló s iic h e ś ) . 0,00
b ) Z u s a m m e n s e t z u n g d e r m e c h a n i s c h e n V e r u n r e i n i g u n g e n d e s A l t ö l s :
A u s s e h e n ... sc h w a rz , w eic h , g lä n z e n d A s c h e n g e h a l t ...•>;, 16,54
F lü ch tig e B e s t a n d t e i l e ... 24,S5 ( P r o b e k o k s : p u lv e r f ö r m g ) S chw efel g e h a i t ...% 1/75
c) W i r k u n g s g r a d d e r t h e r m i s c h e n R e i n i g u n g u n d a n d e r e r R e i n i g u n g s v e r f a h r e n (v g l. A b b . 1 ):
W ir k u n g s g r a d : G ew - .. b e s e itig te
m e c h an isch e V e ru n r e in ig u n g e n 1 A ltd ieselö l d e r G r u b e ... 0,0 2 Im O is e p a r a to r g e re in ig te s A h d icselö l
a n ach e in m alig em D u r c h g a n g ... 45,0 b n ach m e h rm a lig e m D u rc h g a n g . . . . 71,9 3 D u rch F ilte r p r e s s e g e re in ig te s A ltd ieselö l
a n ach 31 o -stu nd iger F i l t e r u n g ... 43,3 b n a c h 5 -s tu n d ig e r F i l t e r u n g ... 61,4 c n ach 2 -tä g ig e r F i l t e r u n g ... 75,4 4 T h e rm isc h g e re in ig te s A ltd i e s e lö l ... 100,0 5 T h e r o is c h a n fg e frisc h te s A ltd ieselö l . . . . * 100,0
S chw efe ls äure u nd Floridin aufb ereitet. Die H a n d h a b u n g dieses V erfah ren s erw ie s sich a b er bei d e r Eig enart des Altöls als ä u ß e r s t schw ie rig u n d um s tändlich; die R egenerat-A us beuten ließen sehr zu w ünschen ü b r i g un d lagen m anchm al s o g a r u n ter 50 #/«. D abei bestand nach n euere n A nschauungen u nd Erk enntn issen durchaus die .Möglichkeit, d aß eine d e r a r t einsch neidende, ra u h e Öl
b eh an d lu n g w egen d e r Z e rs t ö ru n g w ertvolle r Substanz schädlich, zum m indesten ab e r übe rtrie b e n w ar, wenn nämlich eine R ein igung o d er Auffrischung vollkom m en g en ü g te. V ers uche m it S ep arato r u n d Fil teipress e fü hrte n jedoch, wie auch die F ettfleckproben au sw ie sen (Abb. 1), zu kein em voll befrie digenden E rg e b n is (T afel 5c). Ein nur v orgereinigtes Öl für die Schm ieru ng der Die se l
lokom otiven einzus etzen, w a r nicht zu em pfehlen; es für u n te r g e o rd n e te Z w e c k e zu v erbrauchen, m ußte bei dem hohen Vi erte dieses Spezialöles so lan g e als unwirtschaftlich u nd unverantw ortlich a b g e le h n t w erden, als noch die g erin g ste .Möglichkeit einer w irkungsvolleren A ufbere itu ng b estand, die auch dann ausreichte, w en n m a n die W ie d e r v e rw e n d b a rk e it des R egenerats f ü r den u rsprünglichen Z w e c k von seiner vo llkom m en blanken Beschaffenheit a b h ä n g ig m achte. Schon frü h er w ar es gelu ngen, das beim Säu b ern von Bandrollen a u sg eb r au ch te Petr ole um durch W ä r m e b e h a n d lu n g un d Filtration bei gleichzeitiger F e t t g e w i n n u n g ein w andfrei zu reinigen. U n te r A usnutz im g der hierbei g e s a m m e lte n E rfahrungen u n d ben u tzten V o rrich t u n g e n w u rd e n A bsetz- , Filtrier- un d V erdünnungsversuche zu n äch st m it d e m Altdieselöl d e r G ru b e u n d danach mit a n d e r e n vers ch m u tz ten Schmierölen pla nm äßig d u rc h g e fü h r t.
Schüttelt m an Altöl mit einem leicht beweglichen L ö su n g sm ittel n ie d r ig e r e r Dichte — beispielsweise mit Benzin — in ein em Scheidet rich ter, u n d läßt man die .Mischung ru h ig s te h e n , so haben sich die mechanischen V e ru n r e i n ig u n g e n nach einer gew issen Zeit am Boden des G e f ä ß e s a b g e s e t z t. Man k ann sie dort mühel os abziehen.
Z u r ü c k b le ib t eine kla re L osung, die sich im G egensatz zum u r s p r ü n g li c h e n Erzeu g n is viel leichter filtrie ren lä ßt u n d aus d e r m an das Öl d urch V er dam pfen o d e r A b destillie ren des L ösungsm ittels schm utzfr ei zurückerhält.
Ü brigens hat m a n von d ies er .Möglichkeit, Schmiermittel
Lfd.
N r. B ez eich n u n g
569
570
G l ü c k a u f 79. Jahrgang, Heft 51/52
zu re i n ig e n1 od e r au fz u f ris c h e n 2, zw ecks M i n d e ru n g der A ufbere itu ngsverlu ste und V e rb e s s e r u n g der Filtrier
geschw in digkeit bereits G e b ra u c h gem acht. U m das A b sinken d e r Sch mutzstoffe bei einer g egebenen T e m p e r a tu r merklich in G a n g zu bringen, ist eine M i n d e s tv e r d ü n n u n g des Altöls erforderlich. D em e n ts p re c h e n d w ächst die A us
flockungsgeschw in digkeit mit s teig en d em Z usatz u nd a b neh m en d e r Dichte des Lösu ngsm itte ls. Sie h ä n g t d aneben
1
4 5
Abb. 1. F e ttfleck p ro b en von Altdieselöl der G r u b e : 1 u ngereinig t, 2 geschleudert, 3 durch Filte rpre sse gereinig t,
4 th erm isch gere inig t, 5 th erm isch aufgefrischt.
von der Z u sa m m e n s e t z u n g des Altöls m a ß g e b e n d ab und n im m t bei so nst gleichen V ersu ch sb ed in g u n g en mit seiner fallenden Dichte und V iskosität zu. Von Einfluß sind schließlich die chemische und physikalisc he Beschaffen
heit, wie spezifisches G ew icht u nd V erte ilu ngsz usta nd der V erunreinigungen sow ie die G e g e n w a r t von Stoffen, die zur E m u lg ierb ark eit des Öles beitragen u nd dadurch die Ausflockung der V eru n rein ig u n g en beh in dern. D er Ü ber
tr a g u n g dieses V erfahrens auf den pra k tisch e n Betrieb steh en jedoch die B edenken der V e r w e n d u n g eines Lösu ngsm ittels ü b e r h a u p t u nd die dam it v erb u n d en e N o t w e n d ig k e it seines A btriebs entg egen.
D er th erm ischen A ltö lre in ig u n g3 liegt nun die E r k e n n t nis zu g ru n d e , daß dieses A bsetz en der mech anischen Schm utzstoffe aus ein er solchen M isc hung des Altöls mit einem Lösu ngsm itte l auf der S e n k u n g von V iskosität und Dichte beru h t u nd daß m an dem nach die gleiche oder ähnliche W ir k u n g u n te r V e rm e id u n g eines Lösu ngsm itte ls dadurch err eic hen kann, daß man das Altöl in der Ruhe einer therm ischen B ehan d lu n g bei o d e r o b e rh a l b einer M i n d esttem p eratu r unte rwirft. Diese M i n d esttem p eratu r läßt Viskosität u nd Dichte des Altöls, d e r M in d est
v e rd ü n n u n g mit dem Lösu ngsm itte l en ts prechend, g e ra d e sow eit abfallen, daß eine merkliche A usflockung der V erunreinigungen e in setz t; sie ist für jede Ölsorte k e n n zeichnend. D urc h die E r w ä r m u n g erfahren die V e r unreinig ungen auch eine Ä nderung ih rer V erteilung, so daß der K lärv o rg an g beschleunig t u nd eine N a c h b e h a n d lung des Öles erleic htert o d er praktisch ü b e r h a u p t erst erm öglicht wird. Die D au er der therm ischen Reinigung richtet sich nach der Art des Öles, der g ew äh lte n A uf
b e re itu n g ste m p e r a tu r u n d schließlich nach den A n fo rd e ru ngen, die man an den R einheitsgrad des E nderzeugnisses stellt. Z u r E n tfern u n g restlicher V eru n rein ig u n g en kann man das so ge k lä r te , o b e rh a lb d e r V eru n rein ig u n g en a b g e z o g e n e Öl einer nachträglichen H eiß filteru n g bei der A u fb e re itu n g ste m p e r a tu r u n terw erfen.
Die u nm ittelb are B estim m ung der M i n d e stte m p e r a tu r bedingt zeitraubende E rhit zungs- o d er V e r d ü n n u n g s versuche. N un w ä c h s t die Schw ie rigkeit der Reinigung g e b ra u c h t e r Öle mit ihrer F ähigkeit, spezifisch leichte, fein
1 N. I. G e o r g e s c u , ö s t e r r . C h cm .-Z tg . 40 (1937) S. 190.
2 A. P. 2038004, F . P. 749731.
3 lt . P. 391 687, D. R. P .a .
verteilte Schmutzstoffe in der S chw ebe zu halten, also hauptsächlich mit ihrer Viskosität. D eshalb w irk t man bei der therm ischen R ein igung dieser E igenart der Öle fo lg e richtig e n tg e g e n , indem man durc h e n ts p rech en d e T e m p e r a t u r e r h ö h u n g die Z ähflüs sigkeit um so m ehr h e ra b s e tz t, je h ö h e r sie bei einer V e rg le ic h ste m p e ra tu r liegt. Letzten Endes k o m m t a b er eine d e ra r tig e M a ß n a h m e auf die Regel hinaus, die V iskos ität säm tlic her Altöle zum Zwecke d er A u fb e re itu n g auf einen g a n z bestim m ten H ö chstw ert zu senken. Zu dem selb en E rg e b n is g e la n g t man auch ü b e r die vers u ch sm äß ig erm itte lte n M indesttem peraturen.
Zeic hnet man sie nämlich auf die zu g e h ö rig e n Viskosität- T e m p e r a tu r- K u rv e n d e r Öle ein, so reihen sie sich zu einer Parallelen zur T e m p e r a tu r- A c h s e anein a nder. Dies besagt aber, daß den vers chie denen M in d e s ta u f b e re i tu n g s t e m p e raturen der Öle nur eine einzige k o n sta n te H öchstvisk ositä t e nts pric ht (Abb. 2). Die hie r a b g ele itete G esetzm äß ig k eit
T em peratur
Abb. 2. Beziehungen zwischen Viskosität u n d T em peratur.
gilt zunächst für den Idealfall, also für Öle ders elben H e rk u n ft und mit g le ichartig en V eru n rein ig u n g en . U nte r Z u g ru n d e le g u n g m ittle rer V erhältnisse läßt sich jedoch für die H öchstviskosität eine K onsta nte von allgem ei ner G ü ltig k eit fes tlege n, die nach Abb. 2 in e rs ter A n n äherung rd. 1,5“ E b eträg t. Bei die ser V iskosität, die w ohl unter-, a b er nicht überschritten w e rd e n soll, k a n n also die t h e r mische A u fb ereitu n g der Altöle erfolg en. D er Vorteil die ser Regel liegt auf der H and. An die Stelle des u n m ittelb aren A ufsuchens der einzelnen M in d e stte m p e r a tu re n durch P ro b i e re n tr itt jetzt durc h A ufnahm e d e r Viskosität- T e m p e r a tu r- K u rv e die e x a k te E rm ittlu n g d e r einen Vis
kositä t von 1,5° E, dere n z u g e h ö ri g e T e m p e r a t u r e n dann für die A u fb e re itu n g m a ß g e b e n d sind (Abb. 2). D am it erreic ht man ab e r, daß säm tlic he Altöle u n a b h ä n g ig von ihrer verschie denen, auf dieselbe T e m p e r a t u r bezogenen Viskosität stets gleich dünnflüssig, d. h. p rak tisch unte r dense lben B ed in g u n g en d e r th e r m is c h e n R ein igung ein
schließlich F ilte r u n g u n te r w o r fe n w e rd e n u n d d aß auch ihre w eitere B ehan d lu n g keine gru n d s ätzlich en Schw ie rig
keiten bereitet.
D i e V o r r i c h t u n g e n .
Z w e c k m ä ß ig erfolg t die W ä r m e b e h a n d lu n g des g e brauchten Öles in einem als T h e r m o s t a t w irk e n d e n Altöl
erhitzer , d e r nach Abb. 3 im w esentlic hen aus zw ei in
einander gestellten M etallzylindern besteht. In dem inneren G efäß befindet sich das Altöl. D er nach au ß e n gegen W ärm e v e rlu ste isolierte M a n te lra u m zw ischen den beiden G e fä ß w a n d u n g e n dient zur A u fn ah m e d e r z. B. elektrisch beheizten B adflü ssig keit o d e r als D am p fw eg . Die Ein stellung der g e w ü n s c h te n T e m p e r a t u r erfolgt u n te r U m s tänden durc h einen g eeig n e ten Regler. Die a b g e se tz te n V eru n rein ig u n g en lassen sich aus dem ko nisch zula ufenden S chm utzraum des E rhitzers bequem abziehen. D as ge-
P "¿~ ‘e ö l entnim m t man, dem Klärprozeß folgend, der . , e nach durch die übereinander angeordneten Ablaß- ' - z H1’ *?n denen aus das ö l durch ein Sammelrohr und en le ertederleirung der H eißfiheranlage zugeführt werden
a Dump fein tritt, b D am pf aas tritt, c Zaleitungsrohr für Altöl, d Cberlaufrohr für A ltöl, e Braase, f Rührwerk mit Motor, g Thermometer, h Ablaßstützen für gereinigtes Öl, i Sammelleitung für gereinigtes ö l,
/
Ablaß stutzen für abgesetzte Verunreinigungen, k Abzugsrohr für die Dämpfe, l Beheizung fü r Thermostatenflüssigkeit.
Abb. 3. A ltölerhitzer.
kann. D ie V orrichtung ist mit einem Schwim m er zur Anzeige des A ltölstandes so w ie mit Rührwerk und Brause für zusätzliche A ufbereitungsm aßnahm en ausgestattet. D ie Filtration des Öles erfolgt bei normalem Druck durch Papier- oder Stoffilter in em aillierten Trichtern, die sich in einem T herm ostaten zu m ehreren neben- und hinter
einanderreihen (A bb. 4) und derer man sich nach Bedarf
Abb. 4. H eißfilteranlage.
in verschiedener A nzahl und Schaltung bedienen kann.
D ie B eheizung erfo lg t in derselben W eise w ie beim A ltöl
erhitzer. D as gefilterte Öl, das zur K ontrolle und bis zur Erreichung des gew ünschten R einheitsgrades von den ein zelnen Trichtern geson d ert a b g ezo g en w erden kann, läuft im übrigen durch Sam m elleitungen g esch lossen dem Behälter für das saubere E rzeugnis zu. Papierfilter können zu ihrer bequem eren Entfernung und zur Steigerung der F i'triergeschw indigkeit m ittels einzelner Drahttrichter ein
g eleg t w erden; Stoffilter kom m en in Spannringen zur A nw endung; zur Aufnahme von Bleicherde für die ther
m ische A uffrischung gebrauchter Oie dienen ausw echsel
bare, mit Siebböden versehene M etalleinsatze (.Abb. 5 ), die g egeb en en falls auf P apierfihem in den fest eingebauten Trichtern ruhen. D ie praktische D urchführung der ther
m ischen A u f b e r e i t u n g m acht keinerlei Schw ierigkeiten und
b e s c h r ä n k t sich auf leichte Verrichtungen. Nur in Sonder
fällen m üssen einfache W aschungen mit Lauge und W asser vorgen om m en w erden.
Abb. 6 läßt die A nordnung em iger A ltolerhhzer mit v o 'b eb a u ter Zw ölffach-Filtriervorrichtung bei der mit Abdam pf betriebenen V ersuchsanlage eines Steinkohlen
bergw erks erk en n en . Die Altöle befinden sich au ß e rh a lb d e s R a u m e s u n d w e rd e n , nach S orten g e tr e n n t, durch R o h rle itu n g e n in die E rh it z e r g e p u m p t. V entilato ren sorgen für au sr e ic h e n d e Belüftung. Ein angegli edertes Labora to-
Abb. 5. F ilte r v o rric h tu n g m it Siebeinsatzen.
Abb. 6. Anordnung einiger Altölerhitzer.
Abb. 7. Lab ora torium .
rium (A bb. 7) g e s t a t t e t die D u r c h fü h ru n g von Versuchen u n d die B e g u ta c h t u n g d e r g e b ra u c h te n u n d aufb ereiteten Öle. M it d ie s e r aus einfachen Mitteln zusam mengeste llte n A n lag e w e r d e n bei s t e ig e n d e r Inanspruchnahm e s ä m t
liche Altöle d e r Über- u nd U n te rt a g e b e tr ie b e des Ste in
k o h l e n b e r g w e r k s für die bis herigen \ e rw endungszw ecke a n sta n d slo s a ufbereitet.
B e i s p i e l e f ü r d i e t h e r m i s c h e A l t o l a u f b e r e i t u n g . Z u r e c h t b e m e r k e n s w e r te n E rgebnis sen führte n die U n te r s u c h u n g e n ü b e r das .Altdieselöl der G ru b e (Tafel 5a, P r o b e N r. 2). T r o t z seines hohen V erschm utzungsgrades u n d s e in e r s t a r k e n Z e r s e t z u n g infolge d e r bei der Kra ft
s t o f f v e r b r e n n u n g en ts te h e n d e n H itze un d Schwefelsäure k o n n te es w id e r E r w a r t e n allein schon durch therm isc he R e in ig u n g , d. h. d u rc h A b se tz e n und Filtration (Tafel S)
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G l ü c k a u f 79. Jahrgang, Heft 51/52
bei der M i n d e stte m p e r a tu r von k n a p p 120° (Abb. 2), g e brau ch s fertig zurückerhalten w erd en (Tafel 5 a, P ro b e Nr. 3); denn es fiel hierbei nicht nur vollkom m en blank, wie die F ettfleck p ro b e bew ies (Abb. 1, Nr. 4), so n d ern auch hinsichtlich seines G eh alte s an ge lö ste n A lte r u n g s
p ro d u k t e n s t a rk verbes sert an. So san k die N eu tralisa tio n s
zahl von 2 auf 0,31 u nd d e r G e h a lt an H a rta s p h a lt — mit m e h r als 2 o / 0 Schwefel — von 0,35 auf 0,09 °/o. Diese Selb st
re g e n e r a tio n des Altdieselöls b e r u h t o ffen b ar auf der A d so rp tio n sf äh ig k eit des in ihm aufgeschlä m m te n, feinst verteilten Ölrußes, der ir rtüm licherw eise su m m arisch auch als fr eier Kohlenstoff bezei ch net wird, in W ir klichkeit aber ein K ra c k p ro d u k t mit w echseln dem G e h a lt an flüchtigen Bestandteilen da rs te llt und der neben Eisen- u n d Schw efe l
verb in d u n g en , M etallpartikelc hen un d Staub hauptsächlich die mechanische V eru n rein ig u n g ausm acht (T afe l 5 b).
Dam it hält a b e r das reg elm äß ig e gründlic he Reinigen des D ie selm otorenöls gleichzeitig die K onzentratio n seiner A lterungsstoffe in erträglic hen G r e n z e n 1. Ein n u r teil
weises Beseitigen der festen S ubstanzen, die man beim Gebra uchsö l auf etw a 1 bis 1,5% begre nzen s o l l 2, kann d a h e r aus diesem G ru n d e und w egen ihres hohen A sc hen
gehaltes (Tafel 5 b) nicht g anz befrie digen, w enn auch beispielsweise beim Schleuder n des Öles die g rö b s ten und schädlichsten Schmutzteilchen b e v o rz u g t en tfern t w e r d e n 3.
Die A usbeute an bla nkem Dieselöl b e w e g t sich je naęh d e r Beschaff enheit des Altöls zwischen 80 und 90o/0.
Rechnet man noch die zähflüssigen bis dicksalb enartigen R ückstände a u s ^ e m E rhitzer und den Filtern als bew äh rtes Schm ierm ittel für Seile, B echerw erke, Weichen usw. hinzu, so k o m m t man auf A usbeutezahlen bis nahe an 100 % (vgl. T afel 3). Ja h r e la n g e E rfah ru n g en ha b e n die B ra uch
b a r k e i t der therm ischen R ein igung für das Altdieselöl ü b e r z e u g e n d u n ter Beweis gestellt. D eshalb e rü b r ig t sich im allgem einen die zusätzliche Bleichung bei der M in d est
te m p e r a t u r , d. h. seine th erm ische Auffrischung (T afe l 8), dere n E nderzeugnis zw ar so rein wie das N euöl ist (Abb. 1, Nr. 5), sich a b er von ihm und dem gereinig ten Altöl durch die niedrigere Dichte und Viskosität u nte rscheidet (T afel 5a, P r o b e n Nr. 1, 3 un d 4).
Natü rlic h gelin g t eine so elegante hin reic hende M in d e
ru n g d e r Z e rs e t z u n g s p ro d u k t e wie beim g ebrauchten D ie selm otorenöl nur au snahm sw eise. In der Regel entfernt die therm ische R ein igung nur mechanisch e un d abtreib - bare Schmutzstoffe. Sind a b e r d a rü b e r hinaus schw er flüchtige, schädliche F r e m d k ö r p e r o d er A lte r u n g s e rz e u g nisse in h o h e r K onzentratio n im Öl gelöst, so ist mit o d e r nach der W ä rm e b e h a n d lu n g mei st eine chemische A u fb e re itu n g erforderlich (T afe l 8). Sie besteht in beiden Fällen aus W asch u n g en des Öles mit alkalischen Lösu ngen , vorzugsw eise mit 10- bis 2 0 % i g e r N atro n lau g e, die m ö g lichst rein, vor allem a b e r eisenfrei sein soll, weil sonst der A sc h e n g e h a lt des Öles e rh ö h t und seine spätere Filte rung e rs ch w ert w ürde. Als ä u ß e rs t nachteilig erweist sich hierbei die s ta rk e N e ig u n g der R eaktionste iln ehm er, besonders bei h o h e r V iskosität mite inander zu em ulgieren . Die zum innigen V errü h re n von Öl u nd Lauge erf ord erliche D ü n n flüssigkeit des G em isch es w ird nun dad u rch erreicht und die U m s e t z u n g sg e sc h w in d ig k e it sow ie die schnelle T r e n n u n g der au feinander einw irkenden Stoffe w äh ren d bzw. nach d e r W a sc h u n g in der Weise begü n stig t, daß man das Öl beim R egeneriere n auf der v orgeschrie benen M in d e s tte m p e r a tu r und dam it auf der H öchstviskosität von 1,5° E hält. Die beim N achw aschen des alk alihaltigen Öles mit W a ss e r u n ter Rühre n tr o tz d e m einsetz ende stark e Emulsionsbildung, die un te r U m stän d en die D u rc h f ü h r b a r k e it der L augew äsche ü b e rh a u p t in F r a g e stellt, stets aber zu u n tr a g b a re n Ölverlusten f ü h r t 4, w ird nach dem t h e r mischen V erfahre n durch A bbrausen des Öles in d e r Ruhe v erm ieden, eine M a ß n a h m e , die sich übrigens auch bei d e r Raffination von Ben zo lerzeugnissen ganz au sgezeichnet b ew äh rt. Infolge der fortlaufenden B e rü h ru n g mit frischem W a s s e r befr eit man das Öl — auch w ieder im G e g e n sa tz zum diskontinuierlichen W aschen — gle ichzeitig von den le tzte n Alkaliresten , die e rf a h ru n g s g e m ä ß seine E n tw ä s s e r u n g behin dern, seinen Asc hengehalt erh ö h e n und einen st a r k e n Verschleiß von Papierfiltern und Bleicherde bei sein er N a c h b e h a n d lu n g be din gen. H o h e A u fb e re i tu n g s t e m p e r a t u r e n sen k t man nach den W a sc h u n g e n un te r
1 E. G r a e f e , P etro leu m 35 (1939) S . 178.
2 R. H e i n z e u. E . W i d d e c k e , Öl u. K ohle 14 (1938) S .413.
3 E. O r a e f e , A llg . Öl- u . F e tt-Z tg . 39 (1942) S. 103.
4 Ö lb e w irtsc h a ftu n g . S. 107.
100°, um das G em is ch zu beruhigen und dam it nam entlich die S cheid ung des W ass ers vom ö l zu erm öglichen.
Die th er m isch e R egeneratio n b e w ä h r t sich beim r ü c k g e w o n n e n e n Zylinderschm ie röl von K o k e re ig a s v e rd ic h tern. Dieses P r o d u k t ist w e n ig e r g ealtert als du rch auf
g e sc h lä m m te u nd gelö ste , zum Teil ü belriechende G a s bestandte ile , wie W asser, N a phthalin, V erb in d u n g e n des Vorlaufs,, u n d durch Sch w efelw assersto ff erheblich ver
unrei nig t. Es greift d a h e r bei d e r K o rro sio n sp ro b e Kupfer u n te r S c h w ä rz u n g s t a r k an (T afe l 6, Nr. 2). D erartig e schädliche Stoffe sind auf alle Fälle aus dem ö l zu en tfern en . Im G e g e n s a tz zur üblichen A u fb e re itu n g mittels S chw efe ls äure , die man in diesem Falle h öchst ungern du rc h f ü h rt un d a u ß e r d e m nicht an z u w e n d e n bra ucht, g e staltet sich die th er m isch e R e g e n e ri e ru n g bei d e r M indest
t e m p e r a t u r von etw a 107° (vgl. Abb. 2) re c h t einfach;
denn es g e n ü g t eine W a s c h u n g mit 10- bis 2 0 % i g e r N a tro n la u g e un d das N a ch b rau sen mit W a s s e r vollkommen.
F ü r den E in satz als U m lauföl em p fieh lt sich eine e rg ä n z e n d e B leich erd eb eh an d lu n g des R e g en erats, das an sich schon auf K upfe r w e d e r S c h w ä rz u n g noch Anlauf
farben h e rv o r ru ft (T afe l 6, Nr. 3 u. 4). Je nach dem V er
s c h m u tz u n g s g r a d des v o re n tw ä s se rte n Altöls liegen die A u sb eu ten an R ein erz eugnis im Mittel zw ischen 87 und 94 %.
T a f e l 6. T h e rm i s c h e R eg e n e rie ru n g
von g e b r a u c h t e m Zylinderö l eines K okereigas verdichters.
K e n n w e rte
N r. 1
N euöl (R affin at)
N r. 2
V o r
e n tw ä ss e rte s A ltöl
N r . 3 R e g e n e ra t n a c h d e n L a u g e - u n d
W a ss e r- w a sc b u n g e n
N r . 4 R e g e n e ra t n ac h d en W a sch u n g e n
u n d d e r F ilte ru n g
d u rc h B le ic h e rd e A u sseh e n in 15 m m
S ch ich t ... g e lb , k la r, in d ü n n e r d u n k e lr o t h e llb ra u n , d u r c h S ch ic h t b r a u n , k la r,
d u rc h s ic h tig
k la r, d u r c h s ic h tig s ic h tig s c h m u tz ig
K o rro sio n ste s t . . . . n e g a tiv
b r a u n , tr ü b e , u n d u rc h s ic h tig
s ta r k p o s itiv n e g a tiv n e g a tiv
S p e z . G e w ic h t b ei 1 5 ° . 0 920 — 0,923 0,918
F lam m p u n k t . . . ° C 2 12 115 185 190
V isk o sität b e i 50° . ° E 6,50 — 6,29 6,17
N e u tra lis a tio n s z a h l . . 0,09 0,18 0,04 0,04
W a s s e rg e h a lt . . . % 0,00 . 2,40 0,00 0,00
In d e r gleichen Weise und mit d em selben günstig en E rgebnis g elingt die th e r m isc h e R e g e n e ri e ru n g d e r e ig e n t
lich g e a lte rte n Öle. Als Beispiel diene ein s t a r k v ersauerte s T u rb in e n ö l (T afe l 7a, Nr. 1) mit d e r V iskos ität 5 , l ° E / 5 0 ° , die einer M i n d e s ta u f b e re i tu n g s t e m p e ra t u r von k n a p p 100°
e nts pric ht (Abb. 2). Als para ffinbasisches E rzeugnis ver
rät es seinen A lte r u n g s g ra d nicht durc h A sp haltbildung, s o n d e r n in e rs ter Linie durc h hohe N eutralisations- und
T a f e l 7. T h e rm i s c h e R e g e n e rie ru n g von A ltturbinenöl.
a) T h e r m i s c h e R e g e n e r i e r u n g d u r c h e i n e 3 ° /o i g e W a s c h u n g m i t 2 0 ° / o i g e r N a t r o n l a u g e , A b b r a u s e n m i t W a s s e r u n d F i l t e r u n g d u r c h B l e i c h e r d e :
N r. 1 N r. 2 N r. 3
K e n n w e rte A ltöl
R e g e n e ra t n ac h d e n W a sc h u n g e n
R e g e n e ra t nach d en W a sc h u n g e n u n d d e r F ilte
r u n g d u rc h B le ic h e rd e A u sseh e n in 15 m m S ch ic h t b r a u n , k la r, d u n k e lb r a u n g e lb , k la r,
d u r c h s ic h tig r o t , k la r, d u r c h s ic h tig
d u r c h s ic h tig
S p ez. G e w ic h t b ei 15° . . . 0,905 0,901 0,897
F la m m p u n k t...° C 203 204 205
V isk o sitä t b ei 50° . . . ° E 5,10 4,71 4,40
N eu tra lis a tio n s z a h l . . . . 1,66 0,05 0,05
V e r s e i f u n g s z a h l ...
W a s s e r g e h a l t ...%
3,06 0,20
0,18 0,00
0,15 0,00
A s c h e n g e h a l t ... % 0,003 — 0,000
H a r t a s p h a l t ...% 0,00 — 0,00
b) T h e r m i s c h e R e g e n e r i e r u n g d u r c h d o p p e l t e 3 ° /o ig e W a s c h u n g m i t 2 0 ° /o i g e r T r i n a t r i u m p h o s i p h a t l ö s u n g :
N r. 1 N r. 2 N r. 3
K e n n w e rte
A ltöl
R e g e n e ra t n ac h d e r 1 . P h o s p h a t
w a s c h u n g
R e g e n e ra t n ach d e r 2. P h o sp h a t
w a s c h u n g A u sse h e n in 15 m m S ch ic h t
N e u tr a lis a tio n s z a h l...
b r a u n 1,66
tfra u n ro t 0,87
d u n k e lb r a u n r o t 0,33
^.er- - -^ gszah len . N'ach einer W aschung mit 2 0 ö'>iger . atroniauge sind diese W erte von 1,66 und 3,06 auf 0,05 bzw . U,IS zurückgegangen (T afel 7a. Nr. 1 und 2). D ie hierm .. verbundene A bscheidung der Fettsäuren erfolgt dagegen auch durch doppelte W aschung des A ltöls mit 20 ; iger T rinatrium phosphatlösung nicht im ausreichen
den M aße (T afel i b). Daher verdient die N atronlauge den
\ orzug. ganz ab geseh en davon, daß es sich bei ihr um ein w o h lfeiles, heim isches C hem ikal handelt, das auf manchen A nlagen w ie zum Beispiel auf Kokereien mit BenzoLreinigung ohnehin zur V erfügung steht. Bei Isoiier- tind Turbinenolen lohnt sich anschließend das Filtern durch Bleicherde, da m it der A ufhellung eine g ew isse zusätzliche N achreinigung Hand in Hand g eh t (T afel 7 a , Nr. 3). Die Regeneratausbeute richtet sich naturgem äß nach der B e
schaffenheit des A ltöls und schw ankt dem zufolge im Mittel zwischen 90 und 9 5 » .
D ie hier aufgeführten kennzeichnenden Beispiele b e
w eisen, daß das therm ische Aufbereitungsverfahren die .Möglichkeit bietet, gebrauchte Öle aller Art auf einheit
licher theoretischer und technischer G rundlage einfach, schonend und w irksam zu reinigen, aufzufrischen oder zu regenerieren (T afel S), je nachdem es die Beschaffenheit und der V erw en d u n gszw eck der A ltöle erfordern. D er laufende M aterialverbrauch beschränkt sich auf leicht zu beschaffende H ilfsm ittel, die keine M angel- oder Auslands
waren darstellen, nämlich hauptsächlich auf b illig e Papier- füter und danach — unter A usschluß von Schw efelsäure — auf deutsche B leicherde und Ätznatron. Bei N u tz
barmachung von R estenergien, etw a von Abdam pf, fällt der W ärmebedarf des V erfahrens für seine W irtschaftlich
keit nicht sonderlich ins G ew icht. M aßgebend ist d agegen in heutiger Z eit der E rfolg und die Bewährung; sie aber sprechen nach jahrelanger karteim äßiger Überwachung des güte- und m engenm äßigen Ölausbringens und auf Grund der Betriebserfahrungen eindeutig für d ie Brauchbarkeit und Z w eckm äßigkeit der therm ischen A kölaufbereitung.
Die A ufstellung von Schm ierölbilanzen nach T afel 3 emp
fiehlt sich jedoch auf alle Fälle, um ein klares Bild von dem V erbleib der ein gesetzten Öle und über die A us
wirkung der A hölsam m lung und A ltölaufbereitung auf die V ersorgungslage und den spezifischen Ölverbrauch des Werkes im Sinne der einschlägigen V orschriften1 zu erhalten.
1 V f L N r 40 ¿ e r R eick sstel c f ü r M in e ra lö l. G lic k a z i 77
<¡>41 5 .
T a f e l S. Die th e r m i s c h e A ltölaufb ereitung.
21 1- T h e r m i s c h e A l t ö i r e i B i g a n g :
3 z) W lrm e b c h a n d ltm g d es A ltöls bei d e r M in d esttem p e ratu r, t d e r H ö c b s ty is k o s itit d e s CH es v o n 1,5 e n tsp ric h t.
J i A b z ie h e n d e s Ö le s, d e m K lirp ro z e B fo lg e n d , d u rc h d ie -n A W aß sttrtzen d e s A ltö le rh itz e rs u n d
< b ) N o tfalls H e iß tih e r n n g d e s a b g e z o g e n e n Ö les e tw a b e i d e r i T e m p e r a tu r v o n 1 a b e i n o rm a lem D ru ck d u rc h P a p ie r- o d e r
ö Stoffilter.
"= 2. T h e r m i s c h e A l t ö l a n f t r i s e b a n g : r a ) W ä rm e b e h a n d lu n g w ie b e i 1 a u nd
b ) H e iü n ite ru n g - d e s a b g e z o g e n e n Ö les e tw a b e i d e r T e m p e-
— r a t o r v o n l a b e i n o rm a le m D ru c k d u rc h B le ich e rd e . t ? | 2- T h e r m i s c h e A l t ö i r e g e n e r a t i o n :
£
I
a) W ä rm e b e h a n d lu n g w ie b e i I a .- t b ) W a sc h e n b e t d e r T e m p e r a tu r v o n l a u n te r R ü h ren m it Z S I 10 b is 20 ig e r N a tro n la u g e ,
- I c- A b b - a - s e n d e s g e w a s c h e r .e n O .e s m it W a ss e r in d e r R uhe a n d
< d ) H e iß f ilte ra n g d e s e n tw ä ss e rte n O ie s n a c h l b o d e r 2 b .
Z u s a m m e n f a s s u n g .
A ltölsam m eln u n d A ltö iau fb ereiten : zwei zeitgem äße F o rd e r u n g e n , die sich durc h die Man nigfa ltig keit der mit ihnen v e r b u n d e n e n wissenschaftlichen u n d technischen P ro b l e m e in g le icher W eise auszeichnen. Ihre w eites t
g e h e n d e un d sinnvolle D u rc h fü h ru n g s e tz t allseitige v e r
ständnisvolle M itw irk u n g voraus. Z u r Erzielung b e s t m ö g licher A u sb eu ten h a t man bei d e r A ltölaufbereitung auf G ru n d ein g e h e n d e r U n ters u ch u n g en ü b e r die A rt und M en g e d e r V erunreinig ungen nach den g e g e b e n e n Richt
linien von Fall zu Fall zu p rüfen, o b eine einfache Rein igung g e n ü g t, eine Auffrischung ausreic ht o d e r eine R e g e n e rie ru n g erf orderlich ist und welche physikalischen o d e r chem ischen Hilfsmittel hie rfür im einzelnen in Be
tr a c h t k o m m e n . Diesen zahlreichen F r a g e n u n d A ufg aben s e t z t das V erfa h re n d e r therm ischen A ltölaufber eitung eine hinsichtlich d e r A rbeitsw eise und d e r Vorrichtu ngen einheitliche L ö s u n g entg eg e n , die d a z u noch Einfachheit, Wirtschaftlic hkeit und ausr eic hende W irk sam k e it mit
ein an d e r v erbindet. Die Ü b erw ach u n g u n d Pfleg e der G e b ra u c h sö le sow ie die S am m lung und A ufbereitung der Altöle be d e u te n E r s p a r n is an Schmiermitteln, Schonung d e r M as ch in en u nd som it S te ig e ru n g d e r W ir tscha ftlichkeit bei e r h ö h t e r Betriebsb erertschaft u nd Betriebssicherheit.
Sie sind d a h e r schlechthin n o tw e n d ig und d a r ü b e r hinaus be so n d e r s in he u tig e r Zeit eine nationale Pflicht.
Die Ermittlung nutzbarer G esteine durch wirtschaftliche geophysikalische Verfahren1.
Von D r. Ernst E. H e n s o l d t , M a g d e b u r g . Durch geophysikalische Verfahren t T afel 1) lassen sich
bestimmte physikalische .Meßgrößen erm itteln, die unter anderem von der N atur des U ntergrundes abhängig sind.
Lagerstätten nutzbarer M ineralien nachzuw eisen, die Grenzen von Gesteinsvorkorumen festzu legen und Lage
rungsverhältnisse in größerer T iefe zu klären, ist Aufgabe der praktischen G eophysik. Aus den gesam m elten M eß
ergebnissen werden Z ahlenw ertc errechnet, die sich auf die Fortpflanzungsgeschw indigkeit elastischer M eilen und deren M odulation, au f Gradienten der Schw ere oder auf Krümniungswerte der N iveauflächen beziehen oder auch Annäherungswerte für tektonische Pläne liefern. E rst aus solchen M eßbildern w erden Schlüsse auf Lagerung und Begrenzung g eo lo g isch er Körper g ezogen . Langjährige Erfahrung in der praktischen Feldarbeit muß durch th eo retische Forschung ergänzt w erden. Noch ist das Meß
ergebnis kein voll b efried igen d es; u n m i tt e lb a r qualita tiv e Feststellungen sind nic ht m öglich. Die W a h rs c h e in lic h keitsrechnung bestim m t d ie geophysikali sche Beric htersta t
tung. D er Rechner verarbeitet die Z a h le n w e rte , die der M eßtechniker e r m it te l t hat. Dem M eß tech n ik er bleiben die Arbeitsm ethoden des R echners m e h r o d e r w e n i g e r unzu
gänglich. D ie A usarbeitung w ird durch im Betriebs
geheim nis des U nternehm ers verankerte statistische Er- fahruncsform eln k o r r ig ie r t, ln dem dargelegten Aufbau der Vlutungspraxis sind groß e N achteile beschlossen, die einer zeoloizischeii B indung geophysikalischer M echanis
men e n t g e g e n w ir k e n . B esonders bei Feldarbeiten ohne ein- f ü r r e n d e s ICarter.m ate rial können geophysikalische Berech-
^ ^ — — , _ r iic— i t crt— -eurscher -- fi— - - "C n R.iiitn gehal—
nim gen m i tu n t e r einen kostsp ie lig en C h a ra k te r f ü r den Bergbau an nehmen, w enn dem b e a u ft ra g t e n Spezialunter- n e h m e r kein geoph ysikalisch b e w a n d e rte r G eolo ge ge g e n ü bers teht. Ein erfolg reiches F ors chen kann in der b e r g baulichen Praxis e r s t in d e m F a ll e r w a r t e t w erd en , da der G e o lo g e m it In strum ente n, d eren technische, u nd rech
nerische H a n d h a b u n g ihn nic ht einseitig bea nsprucht, an d en geo lo g isch en K ö rp e r h e ra n g e h t, o h n e Rücksicht auf k om pliz iertere, e tw a rechnerisch feiner arbeitende M e
th o d e n . Die A n w e n d u n g geo physikalischer Mutungsm ittel ist bei d e r m i tt e lb a r e n B estim m ung n u tz b a r e r Gesteine nic ht n u r a u s w irtschaftlichen, s o n d e r n auch aus technischen , G r ü n d e n s e h r beschränkt. Steine stellen im allgem einen kein e so lch en W e r t o b je k t e d a r wie e tw a die dem B ergbau vorbehalte nen Lagers tätten n u tzb arer Mine
ralien, vo n denen n u r das E rz , da s Salz, die Kohle u n d das E r d ö l als geophysikalisch e inw andfrei « m i t t e l b a r genannt seien.
G e s t a l t u n d Relief eines geolo gischen K örpers lassen sich n u r a n n ä h e r n d aus dem M eßergebnis bestimmen. Das Sc h rifttu m sch w eig t zu die ser K ard in alfrag e aller G eo
ph y s i k ; d a h e r m u ß t e die F o rs c h u n g ohne b reite ren p ra k tischen Z u s a m m e n h a n g m it d en M utungsunte rnehm en an d ie P r o b l e m e d e r m ittelb aren Bestimm ung geolo gischer K ö r p e r h e ra n g e h e n . O bgle ic h d e r physikalische Plan des G e s te i n s k ö rp e r s f ü r das M e ß v erfah ren be stim m end ist, blieb b is h e r die E r f o r s c h u n g des physikalischen Plan s von G r o ß a r e a l e n , w ie beispie lsw eise von Lagers tätten o d e r von G estein sv o rk o m m en , fa s t unberücksic htig t. Die geo physi
kalische V erfah ren s tech n ik entw ickelte sich u n gehinderter, w o w e n i g e r a u f g en au e m athem atis che Behandlu ng u n d
574 G l ü c k a u f 79. Jahrgang, Heft 51/52
m ehr auf praktisch e rp r o b te F au stfo rm e ln ge achtet w u rd e . E s ist nicht A ufgabe d e r Verfahren, bestim mte geologische K örp er, dere n Lage unbekannt ist, aufzusuchen un d zu entdecken, wie h ä u fig angenomm en w ird , so ndern die Feld m essu n g dient n u r einer engeren A b g renzung der V orkomm en sm öglichkei t eines M inerals od e r Gesteins. Die Ein zelm essung braucht nicht in letzter G enauig keit zu e r folgen, vielm ehr sind m öglichst zahlreiche M essu ngen an vielen Punkten wünschen sw ert. Theorien ohne praktische V ersuchse rgebnisse sind unangebracht. Die m eßbaren Kräfte sind sehr klein und den th eor etischen Überlegungen zur Verfahrenstech nik kom mt g rö ß t e B edeutu ng zu.
Am bekanntesten sind die V erfahre n, die mit S p re n gungen un d d e r M essung der F o rt p fla n z u n g s g e s c h w in d i g keit des dadurch h e rv o rg eru fen en Schalls arbe ite n. Diese physikalische M e ß g r ö ß e steht im bestim mten V erhältnis zur Festig keit d e r B odenart un d u m f a ß t eine Spanne von 200 m / s f ü r lose Sande u n d 6000 m / s f ü r plutonisches Gestein. D a ra u f beru h t das M i n t r o p s c h e M e ß v e r f a h r e n , das besonders im E rd ö lb e r g b a u seine A nw endung erfahren hat. D er erzeugte Schallimpuls breite t sich h a l b ku g e lf ö rm ig als E rs c h ü t te r u n g durch die Deckschicht aus.
T r i f f t die ser mechanische Stoß auf eine zweite Schicht von a n d e re r Beschaffenheit, so ä n d e rt sich die F o r t p f la n z u n g s geschw in digkeit u nd im w eiteren Z eitverlauf ü berholt der Impuls in einer ti efer gelegenen v erfestigte ren Schicht den sich in nerhalb d e r Decke ausbreitenden. S obald dieser Stoß a u f eine üb e rla g e rn d e Schicht wirkt, g e la n g t er, m ehr oder w en ig er verform t, an die O berfläche. H ie r sind Geophon- stationen, die den E n d im p u ls aufn ehm en, in elektrische Schw in gungen umsetzen und a u f zeichnen. Aus d e r D iffe
renz d e r Ank unftzeiten d e r sich in nerhalb der Deckschicht ausbreitenden E rs c h ü t te r u n g un d des durch die tiefer en Schichten geleiteten Stoßes lassen sich Deckschichtmäch
tigkeit u n d Beschaffenheit von Tiefenschichten abschätzen.
W egen des im akustischen Sinn geb ro chenen Verlaufs der Tie fe nw elle hat das V erfahre n R e f r a k t i o n s c h a r a k t e r e r halten. W i r d die Z eitv erzö g eru n g gemessen, die aus der durch Reflexion an den Tiefenschichten gebildeten Echo
ers chein ung verzögert h in ter dem un m ittelb ar du rch die Deckschicht g e d ru n g e n e n Schall fo lgt, dann h a n d e lt es sich um die R e f l e x i o n s m e t h o d e (Vgl. Abb. 17). Die refle k
tierende Schicht b e d a rf allerdings zuvor refra ktioneller E rm ittlu n g . Diese E rsc h ü tte r u n g sm e s su n g e n sind kost
spielig, da Spezialisten d a f ü r eingesetz t w erd en müssen, un d k o m m e n für G e s te in sm u tu n g nur bedin gt in Frage.
T a f e l 1. Ü b e r s i c h t d e r g e o p h y s i k a l i s c h e n V e r f a h r e n .
F re m d fe ld v e rfa h re n l . S eism ik 1. R efrak tio n 2. R eflex io n II. E lek trik 1. S elb stp o ten tial
2. G alv a n isch e a) Ä q u ip o te n tia llin ien b) W id e rs ta n d
c) E le k tro m a g n e tisc h e s Feld d ) In d u k tiv e
E ig en feld v e rfa h re n III. M a g n e t i k V ertik al- u n d H o riz o n ta lin te n s itä t IV . G rav im etrik 1. D re h w a a g e
2. P en d el
Vergleich erken nen , wie zuverlässige Bestimm ungen mit H ilfe von S pre n g e r sc h ü tte ru n g e n g e ra d e auch f ü r G e stein sm utu ngszwecke d u rc h f ü h r b a r sind. W i r d d e r Boden in S c hw ingung versetzt, er geben sich aus dem Abklingen d e r A m plitu den, den Phasenverschie bungen un d d e r F o r t pflanzungsgeschw in digkeit geophysikalische W erte, aus denen die Bod enbesc haff enheit e i n d e u t i g he rv o r g e h t.
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\K r Kalke, Mar m.
NummulKslkY-—|— , .Muschelkalk i i I I M N i Clumenienkli
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Tafe l 2.
W ir d f ü r g rö ß e r e Bezirke eine Meßkolonne eingesetzt, die p lan m äß ig arbeitet, von einer Bohrkolonne u n ter stü tzt u n d vom G eologen g ele ite t w ird , kann die dynamische G e s te in e rfo r sc h u n g w irtschaftlich sein. Die nachstehende Ü bersicht d e r longitu dinale n W e ll e n fo r tp fl a n z u n g in M ine
ralien un d G esteinen (Tafel 2 —4) lä ß t in g ro b g e f a ß te m
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Die zweite G r u p p e d e r F re m d f e ld v e r f a h r e n arbeitet e l e k t r i s c h . Von vers chiedenen Prinzipien sei das des Neumannsc hen W id e r s ta n d s v e rfa h r e n s a n g e fü h r t, das den U nte rschie d des elektrischen W id e r s ta n d e s im Boden für die Beurte ilu ng d e r geolo gisc hen Beschaffenheit nutzt.
Tro ck en e G esteine gelten als Isolatoren, dere n elektrische Leitfähigkeit du rch den W a s s e rg e h a lt d e r »Poren« be
stim m t wird. U nte r P ore n sind H o h lz w ic k e lrä u m e zu ver
stehen, die ihre Beg renzung in In t e rg ra n u l a re n haben können; es w ir d auch von P o ro s itä t des Bodens gesprochen.
D er elektrische W id e r s ta n d schwankt, je nach der Beschaf
fe nheit des Bodens in weiten Grenzen, w o d u rc h die M eß
barkeit gegeben ist.
r. r i , M m e re ! i i i Klast. Gestein Ausscheid.
S e d im e n t I I I I
S edim entärlaaei s t ettv r
1 2
3 4- 5 1 0 0 0 m /s 6Tafel 4.
T afe ln 2— 4. Longitudin ale W e lle n f o r tp f l a n z u n g in Mineralien un d Gesteinen.
Das V erfahre n a rb eitet mit ein er Profillin ie, dere n Ab
steckung durc h vier E le k tro d e n mit gleichem A bsta nd e r folgt. Den beiden äußeren w ird W e c h se lstro m zugefü hrt, und an den beiden inneren ist die infolgedess en auftretende S p a n n u n g ohne S tr o m en tn ah m e m e ß b a r gemac ht. Zeigt sich in einer U n te rg r u n d sc h ic h t ein v e rä n d e r te r elektrischer W id e r s ta n d , so w ird er d a d u rc h m e ß b a r , daß die S tro m linien nach unten gezogen o d e r nach oben g e d r ä n g t w erden, je nachdem d e r fragliche geo lo gische K ö rp e r bess er oder schlechter leitet als die Deckschicht. Beide W ir k u n g e n sind durch S p a n n u n g sä n d e r u n g e n an den Innenelektr oden ü b e r
prü f b a r. Bei G ru n d w a s s e r f r a g e n u n d W a s s e r g e h a lt s pro blem en ist dieses M eß v e r fa h re n als geeigne t befu nden w o rd en . Daß zahlreiche Ein zelm essungen u n te r E in haltu ng kleiner A bstän de e rfo rd erlich sind, b e s a g t an un d f ü r sich nichts gegen eine zeitsparende D u r c h f ü h r u n g ; allerdings kann das W id e r s ta n d s v e r f a h r e n m ehr als E r g ä n z u n g seis
m ischer M es sungen in E rsc h e in u n g tr e te n u n d scheidet da h e r f ü r die G e s te in s m u tu n g m e h r o d e r w e n ig e r aus.
E ntstehen beispielsweise su bjektive E indrü cke, wie dies bei dem S c h l u m b e r g e r ve rf a h re n u n ter galvanisc her S t r o m z u fü h r u n g vorkom m t, so w ir d die E r ö r t e r u n g der Reflexionsgesetze elektrisc her W ellen n o tw e n d ig . Die S tr om lin ienabw eichungen haben keine ge n a u fe stlegba re Beziehung zum stö re n d e n geolo gischen K ö rp er un d zu seiner Substanz noch aber zum C h a ra k te r geolo g isch er F o r mationen. Die S tr o m s e n d u n g geschieht mit zwei E rdspießen als P u n k te l e k tr o d e n ; ein zweites P a a r d ie nt als E m p f ä n g e r des Netzes. N a t h o r s t fü h r te Linienele ktro den ein, D rä hte oder Reihen leitend v e rb u n d e n e r E rdspieße, um ein kla r e re s S trom lin ienbild zu gew in nen . Die Suche nach g uten Leitern ist auf das V erhältnis d e r Leitfähigkeiten von m ctallhal-
