O R G A N C H E M IC Z N E G O IN S T Y T U T U BADAW CZEGO I PO LSK IE G O T O W A R ZY ST W A C H EM ICZN EG O WYDAWANY Z ZASIŁKIEM WYDZIAŁU NAUKI MINISTERSTWA WYZNAŃ RELIGIJNYCH I OŚWIECENIA PUBLICZNEGO
R O C Z N IK X V I______________________ K W IE C IE Ń 1932 Z E S Z Y T 7 i 8
R E D A K T O R : Pr o f. Dr. K A Z IM IE R Z K L IN G SEKRETA RZ: Dr. L E C H S U C H O W IA K
Z badań nad popraw ą jakości koksu górnośląskiego III
P rzy czy n ek do poznania wpływu poszczególnych odm ian petrograficznych węgli kam iennych
n a p r o c e s k o k s o w a n i a
łS tu d e s s u r 1 'a n ić lio r a tio n d e la ą u a l i t ś d u c o k e d e la H a u t e Silosie I I I
C o n t r u b u t i o n a la c o n n a is s a n c e de 1’in f lu c n c e d e s d if f ś r e n te s v a r i ć tć s p ć t r o g r a p h i ą u e s d e la h o u ille d a n s le p ro c e s d e f o r m a tio n d u co k e
Prof. Dr. W . ŚW IĘ T O SŁ A W SK I, Dr, inż. M. CH O R Ą ŻY i Dr. inż. B. ROGA
C h e m ic z n y I n s t y t u t B a d a w c z y —D z ia ł W ę g lo w y K o m u n ik a t 47
N a d e sz ło 21
W ł a s n o ś c i o d m i a n p e t r o g r a f i c z n y c h w ę g li k o k s u j ą c y c h .
W dotychczasow ych badaniach naszych porów nyw aliśm y ze sobą własności średnich prób węgli gazow ych spiekających z własnoś
ciami węgli typow o koksow niczych, pocho
dzących z różnych złóż wręglowych Anglji, F ran cji, Belgji i Niemiec. A by jed n a k zdać sobie dokładnie spraw ę z całości zagadnienia, należało rów norzędnie w ykonać podobne ba
dania porów naw cze z t. zw. odm ianam i petro- graficznem i ty c h węgli, określiw szy jedno
cześnie procentow ą zaw artość tych odm ian w poszczególnych próbach średnich.
P rzy p o m n im y , jakie zm iany dokonane zo
sta ły w czasach o sta tn ic h w poglądach na własności t. zw. średniej p róby węgla w związ
ku z poznaniem własności odm ian petro g ra
ficznych, z k tó ry c h ten węgiel jest złożony.
Różne spostrzeżenia w ty m kierunku sięgają roku 1898, kiedy to badacz niem iecki L i n k dokonał pierw szej p róby ch a ra k te ry sty k i pe
trograficznej węgla, rozróżniając w nim od
m iany węgla błyszczącego, m atowego i włók
nistego. G runtow ne bad an ia w tym kierunku w ykonane zostały dopiero w r. 1929 przez M arję S t o p e s . A u torka ta w ykazała, że każdy pokład węgla kam iennego, a naw et każda jego p róbka może być rozpatryw ana jak o m echaniczna m ieszanina czterech p e tro graficznych składników : w itry tu , k lary tu , du- ry tu i fu z y tu , k tó re w y stęp u ją w różnych
lis to p a d a 1931
w zajem nych stosunkach, tw orząc d a n y aglo
m erat węgla kam iennego.
Myśl rozróżniania odm ian petrograficz
nych w węglach kam iennych została pochw y
cona n a ty c h m ia st przez szereg innych a u to rów, w różnych krajach . W w yniku tego li
te ra tu ra przedm iotu n o tu je obecnie liczne b ad an ia z zakresu poznania p etrografji węgla.
W Anglji prócz S t o p e s zajm ow ał się tą sp ra
wą W h e e l e r , S e y l e r , w Belgji de B o o s e r e , w zagłębiu R u h r W i n t e r , R i t t m e i s t c r , K ą t t w i o k e l , w A m eryce T h i e s s e n , na G órnym Śląsku L a n g e oraz w ostatn ich la
tach Dział W ęglow y Chemicznego In s ty tu tu Badawczego w W arszawie.
Dzięki m ikroskopow ym badaniom szlifów' węgla w świetle spolaryzow anem i odbitem , stw ierdzono w o statn ich czasach bezsporne istnienie tylko trzech odm ian w itry tu , d u ry tu i fu zy tu . W dalszej części pracy będziem y się zajm ow ali tylko tem i trzem a odm ianam i.
W ostatn ich latach zabrano się usilnie do studjów nad chem ją odm ian petrograficz
nych. Zaczęto badać ich zachow anie się pod
czas suchej dystylacji, analizow ać o trzym ane p ro d u k ty stałe, ciekle i gazowe, oraz badać znaczenie odm ian petrograficznych w proce
sie koksow ania.
K a t t w i n k e i określił w łasną m etodą zdol
ność spiekania poszczególnych odm ian wy
dzielonych z węgla z zagłębia R uhr, przyczem w yraził je liczbowo w n a stę p u ją c y sposób:
Odmiana Lotne Liczba spiekania petrograf. części (według Kattwinkla)’
witryt 23,76 439
klaryt 23,68 138
duryt 31.42 8
fuzyt 11,48 o
W yniki te zo stały n a w e t w łączone do p o d ręczników 1): odnosi się z tego w rażenie, że w itry t, d u ry t lub fu zy t, są pew nem i m in era
łam i o sta ły m składzie i niezm iennych w łas
nościach, w y stępuj ącem i w różnych ilościach w poszczególnych g a tu n k a c h węgli k a m ie n n ych. O bserw acje K a t t w i n k l a są słuszne w odniesieniu do zb ad an y ch przez niego m a
terjałów , je d n a k z b a d a ń późniejszych R i t t - m e i s t e r a , W i n t e r a , S e y l e r a , W h e e le - ra i innych, szczególnie je d n a k z sy ste m a ty c z n ych b a d a ń , prow adzonych w Dziale W ęglo
w ym Chem icznego I n s ty tu tu Badaw czego w W arszaw ie, w ynika, że w łasności fizyko-che
m iczne jed n ak o w y ch odm ian petro g raficz
nych, pochodzących z różnych złóż węglo
w ych różnią się znacznie m iędzy sobą. W itry t w ydzielony m echanicznie z a n tra c y tu różni się zasadniczo od w itry tu , wydzielonego z węgla tłustego, ten zaś ze swej stro n y różni się od w itry tu z węgla gazow ego-spiekającego, gazowego niespiekającego lub gazowo płom ien
nego. To sam o powiedzieć m ożna o d u ry ta c h i fu zy tach . S tą d w ynika, że w prow adzenie do n a u k i o węglu kam ien n y m pojęcia o odm ia
n ach p etro g raficzn y ch okazało się naogół isto tn ie w ażne, sp raw y je d n a k poznania jego własności wcale nie uprościło. Stw ierdzenie, z jak ic h ilości tej lub innej odm ian y p e tro graficznej utw orzone je s t złoże węglowe nie d aje jeszcze żad n y ch p o d sta w do w nioskow a
nia o w łasnościach średniej jego pró b y , jeżeli uprzednio nie poznano n a tu r y ty c h odm ian, k tó re go sk ła d a ją. Myśl ta przenika sto p n io wo dopiero w czasach o sta tn ic h do św iado
m ości specjalistów i badaczy, z a ję ty c h za
zwyczaj b ad a n ia m i pew nych ty lk o typów węgla, s ta je się je d n a k oczyw ista, skoro tylko b a d a n ia rozszerzone z o stan ą na całą skalę węgli k am iennych, od a n tra c y tu do węgli ga- zow o-płom iennych włącznie. Z aznaczym y, że w Polsce b a d a n ia m ikroskopow e n a d odm ia
nam i p etrografieznem i prow adził od kilku la t w y b itn y sp ecjalista w ty m względzie L a n g e 2). P ra ce n a d odm ianam i p e tro g ra-
*) H . K o p e r s . H andbuch der Brennstofftechnik 1929.
2) T h . L a n g e . Zerg. K uttenm ann. Oberschles. B.
Ver. 66, 668.
ficznem i p o d jął rów nież P ań stw o w y I n s ty tu t Geologiczny.
W in n y m n a to m ia s t k ieru n k u rozw ijały się od la t kilku b a d a n ia , prow adzone w Dziale W ęglow ym Chem icznego I n s ty tu tu B adaw czego. Dzięki kolekcji węgla, przyw iezionego przez jednego z nas ( R o g a ) z pod ró ży n a u k o wej do zagłębi A nglji, Belgji, F ra n c ji i Nie
miec, ro zporządzam y dość b o g a tą sk alą od
m ian petro g raficzn y ch , w ydzielonych z węgli różnego pochodzenia geologicznego i różnych złóż węglowych. Po w ydzieleniu z ty ch p ró bek w m iarę m ożności w itry tó w , d u ry tó w i fuzytów , w ykonane zo stały b a d a n ia porów naw cze n a d w łasnościam i fizyko-chem icznem i ty ch odm ian, W w yniku ty ch b a d a ń ogło
szono dotychczas dwie m onografje (M. C h o r ą ż e g o 1) i B. R o g i 2), zaw ierające opis licznych spostrzeżeń, stw ierd zający ch nie
zbicie istnienie zasadniczych różnic we w łas
nościach fizyko-chem icznych w itry tó w , d u ry tó w i fuzytów , pochodzących z różnych złóż węglowych.
Oczywiście, że rozszerzając konsekw entnie m etodę przez nas stosow aną, należałoby p rze
prow adzić rów nolegle po m iary porów naw cze sta n u plastycznego, liczby spiekania, pręż
ności w y d y m an ia i odporności term icznej po
szczególnych odm ian petro g raficzn y ch , w y
dzielonych z poszczególnych typów węgli k a m iennych.
W ydzielenie odpow iedniej ilości czystych odm ian p etrograficznych z różnych złóż wę
glowych w ym agałoby b ardzo znacznych ilości poszczególnych typów węgli k am iennych.
M usieliśm y wobec tego zwęzić znacznie zakres n aszych b a d a ń . O graniczyliśm y się więc do przeprow adzenia ty c h dośw iadczeń, k tó re m ogą być w ykonane z niew ielkiem i sto su n k o wo ilościam i m a te rja łu . Prócz oznaczeń, w cho
dzących w zakres bezpośredniej an alizy che
m icznej, zbad an e zostały również liczby spie
kan ia odm ian p etrograficznych, pochodzących z n a jb a rd zie j ty p o w y ch złóż węglowych. Do
piero na p o dstaw ie ty c h b a d a ń przedsięw zię
liśm y ju ż ty lk o dla górnośląskich węgli ga
zow ych p ró b y o trzy m y w an ia koksów z m ie
szanin różnych ilości w itry tu i d u ry tu z jednej i w itry tu i fu z y tu z drugiej stro n y .
*) M . C h o r ą ż y , 1. c.
2) B. Roga, 1. c.
(i932) 16 P R Z E M Y S Ł C H E M I CZ N Y 75
T a b lic a I
Zanim p rzejdziem y do opisu ty c h do
św iadczeń, p o d a m y k ró tk ą charakterystykę, odm ian petro g raficzn y ch oraz przy to czy m y w yniki b a d ań porów naw czych nad ich licz
bam i spiekania. T ablice te czerpiem y z za
cy tow anych wyżej m onografij C h o r ą ż e g o i R o g i.
W i t r y t y .
N ajb ard ziej zajm ow ało nas poznanie w łas
ności w itry tó w , poniew aż ta odm iana p e tro graficzna odgryw a najw ażniejszą rolę w p ro cesie koksow ania. Ona je s t ty m czynnikiem , k tó ry pow oduje najw iększą zdolność sp ieka
nia węgla, jego w y d y m an ia i przechodzenia w s ta n p lasty czn y . Oczywiście m am y na m yśli w itry ty , należące do g ru p y węgli koksujących i gazow ych spiekających (od 18 do 3 6 % lo t
nych części). W itr y ty n a d a ją się z innych jeszcze przyczyn, jak o odpow iedniejszy m a- te rja ł podstaw ow y do c h a ra k te ry sty k i d ane
go pokładu:
1) są najczy stszy m m ate rja łe m węglo
wym , zaw ierają bowiem n a jm n ie jszą ilość wo
dy i popiołu,
2) dla swej kruchości, łupliwości i błysz
czącego w yglądu d a ją się łatw o odróżnić i w y
dzielić w sta n ie m ożliwie czystym ze w szyst
kich typów węgli od gazow o-płom iennych do a n tra c y tu w łącznie.
W tab lic y 1 (str. 81) p o d ajem y c h a ra k te ry sty k ę b a d a n y ch przez nas w itry tó w . Poszcze
gólne ru b ry k i zaw ierają dane, dotyczące zaw ar
tości wilgoci i ilości popiołu, koksu, lo tnych czę
ści oraz liczby spiekania. W idzim y, że naogól zaw arto ść popiołu w w itry ta c h , pochodzących z różnych złóż węglowych, jest nieznaczna.
Są to praw dopodobnie ty lk o te części m in eral
ne, k tó re b y ły z a w arte ja k o części składow e sam ych roślin. S tw ierdzić m ożna rów nież, że z w iekiem geologicznym ilość lo tnych części m aleje od 5 3 % dla w itry tó w z węgla gazowo- płom iennego z zagłębia krakow skiego do 5 % dla w itry tu z a n tra c y tu z południow ej W alji.
L iczby spiekania zm ieniają się w dość d u żych granicach w zależności od ro d za ju węgla, z którego w itry t otrzy m an o . Dla a n tra c y tu liczba spiekania w ynosi zero, dla węgli chu
dych w zrasta w m iarę zbliżania się do węgli tłu sty c h , dla k tó ry c h posiada bez w y ją tk u n ajw yższą w artość, leżącą w g ran icach 60 — 70, po tem ze w zrostem lo tn y c h części m aleje
praw ie do zera dla najm łodszych węgli ga
zow o-płom iennych. T rzeba zaznaczyć, że większość węgli gazow ych, a n aw et pew na część w ęgli.gazow o-plom iennych o dość znacz
nej ilości lo tnych części posiada w ysokie licz
by spiekania. Dla ty ch węgli niem a zatem proporcjonalnej zależności m iędzy zdolnością spiekania, a ilością lo tn y ch części.
P rzy p o m n im y p rzy te m , że w spólną cechą w szystkich w itry tó w je s t ty p o w y błyszczący połysk, kruchość i c h a ra k te ry s ty c z n y p rze
łom paku.
D u r y t y .
O ile idzie o ogólną c h a ra k te ry sty k ę b a danych d u ry tó w , to stw ierdzić m ożna, że du- ry ty z różnych pokładów pod względem m a
kroskopow ym niewiele różnią się od siebie.
W szystkie p o siad ają je d n o lity m ato w y w y
gląd i d użą tw ardość. M ikroskopowo c h a ra k tery z u je je im ty lk o właściwa obecność in ik ro - i m akrospor.
P odobnie ja k w itry ty , ta k i d u ry ty m ają w łasności chem iczne i fizyczne różne w za
leżności od g a tu n k u węgla, z którego pochodzą.
Z aznaczym y, że nie zdołaliśm y w ydzielić du- r y tu ze w szystkich ty c h typów węgli, z k tó rych otrzy m aliśm y w itry ty i fuzy ty. T ablica 2 (str. 81) po d aje liczby c h a ra k te ry z u ją c e w łasności d u ry tó w pochodzących z węgli tłu sty ch , gazow ych i gazow o-płom iennych.
S tw ierdziliśm y, że praw ie w szystkie du- r y ty p o siad ają większe ilości popiołu, niż w itry ty , pochodzące z ty ch sam ych węgli.
Naogół, ja k w p rz y p a d k u w itry tu , ilość lo t
nych części m aleje z w iekiem geologicznym . L iczby spiekania są znacznie niższe od liczb spiekania w itry tó w z odpow iednich węgli, najw yższą w artość p o siad ają liczby spiekania du ry tó w z węgli tłu sty ch .
Dla uzupełnienia pod ajem y w tab licy 3 (str. 81) w yniki an alizy elem entarnej trzech d u ry tó w z zagłębia górnośląskiego. D u ry ty te w ydzielono z pokładów R eden w profilu zachód-w schód.
P o zatem załączam y fotografję koksów ty - gielkow ych ty c h d u ry tó w (str. 78). W sk azu ją one na b ra k u d u ry tó w zdolności w ydym ania.
Z tab lic y 3 w idać że w m iarę posuw ania się na wschód zagłębia Polskiego m am y do czynienia z węglem pod względem geologicz
nym coraz m łodszym . W skazuje na to zm iana
(1932) 16 p r z e m y s ł c h e m i c z n y 77
T a b lic a
Fot. 12.
Fot. 1 1.
własności fizyko-chem icznych d u ry tó w , oraz zm iana składu: coraz m niejsza zaw artość węgla, i w zra sta ją c a ilość tlen u . W m iarę u- byw ania zaw artości węgla m aleje zdolność spiekania du ry tó w . Zdolność ta w yraża się liczbowo w n astęp u jącej kolejności: W = 21,8;
K = 16,8; M = 7,3.
F u z y t y .
T rzecią bardzo c h a ra k te ry sty c z n ą odm ia
nę węgla stanow i fu zy t. P oznanie własności fizyko-chem icznych tej od m ian y je s t bardzo w ażne ze w zględu na szkodliw y w pływ , ja k i jej obecność w yw iera n a proces tw orzenia koksu. F u z y ty by ły przedm iotem licznych b a d a ń chem icznych i geologicznych ze wzglę
du na zachow aną w yraźnie s tru k tu rę drzew ną i zw iązane z tem ciekaw e zagadnienie w a
runków jego p o w stania. P rzy p o m n im y , że fu z y ty różnią się od poprzednich odm ian w iększym stopniem zw ęglania, d użą zaw ar
tością popiołu oraz m ałą zaw arto ścią lo tn y ch części. P rzy to czo n a tab lica 4 zaw iera c h a ra k tery sty c z n e dane, dotyczące fuzytów w ydzie
lonych z różnych ty p ó w węgli.
J a k w idzim y, własności fuzytów , o trz y m an y ch z różnych pokładów nie są je d n a k o we. M iędzy fu zytem , a pozostałem i odm ia
nam i zdaje się zachodzić praw idłow y związek, przyczem m ożna stw ierdzić, że im węgiel m a więcej lo tn y ch części, tem więcej będzie ich m iał fu z y t z tego węgla. F u z y ty p o ddane koksow aniu d a ją koks piaskow y.
P rzy p o m n im y , że naogół fu z y ty posiad a
ją budow ę węgla drzew nego o jed w ab isty m połysku, są łatw o ścieralne i m iękkie. Szlif m ikroskopow y w y kazuje ty p o w ą budow ę ko
m órek drzew nych.
B a d a n i a m i k r o s k o p o w e o d m i a n p e t r o g r a f i c z n y c h .
Niezależnie od wyżej przytoczonej cha
ra k te ry s ty k i odm ian petrograficznych, p o d a je m y o trzy m an e w yniki b a d a ń m ikroskopo
w ych (M. C horąży). T ablica I zaw iera sześć fotografij szlifów w y k o nanych z w itry tó w , poprzednio zb ad anych i opisanych. F o to g ra- fje 1, 2 i 3 p rze d staw ia ją szlify m ikrosko
powe, sporządzone z węgla gazowego spie
kającego z pokładu „ A n n a ” (Pszów ). W ęgiel ten m akroskopow o posiada b ardzo błyszczą
cy w ygląd zew nętrzny o stru k tu rz e muszlo- w o-falistej uw arstw ionej.
? g B •' j
I W K
M■ j
i
Rysunek i. Koksy tygielkowe durytów.
F o to g ra fja 1 (przekrój poprzeczny; po
w iększenie 100 X ) p rzed staw ia pasem ko wę
gla szklistego. W jed n o ro d n ej szklistej m asie w idoczne są ślady kilku tk a n e k drzew nych.
W m ikroskopow ym obrazie (fot. 2) k a w ałka węgla o c h a ra k te rz e pasem kow ym wi
dzim y u góry i u dołu m asę podstaw ow ą (G rundm asse) z licznem i skupieniam i m ikro- spor; w pośrodku biegnie pasem ko węgla błyszczącego z w yraźnie w idocznem i tk a n k a mi drzew nem i, k tó re w pew nych m iejscach w zdłuż praw ej i lewej s tro n y uległy całkow i
tem u zżelatynow aniu.
F o to g ra fja 3 c h a ra k te ry z u je ten sam po
k ład węgla błyszczącego z cienkiem i pasem kam i w ęgla m atow ego. W dolnej części szkli
s ta jed n o ro d n a część ze szczątkam i tk an e k drzew nych (w itry t) przechodzi u góry w m a sę podstaw ow ą d u ry tu , rów nom iernej bu d o wy.
Szlif n a stę p n y sporządzono z węgla gazo
wego spiekającego z k o palni „D ęb ień sk o ” z pokładu ,,D ” . J e s t to węgiel przew ażnie błyszczący o licznych p asem kach fu z y tu róż
nej grubości. F o to g ra fja 4 p rzed staw ia w p rze k ro ju poprzecznym (pow iększenie 100 x ) pasem ko tego węgla.
Szlify 5 i 6 w ykonano z węgla gazowego koksującego z kopalni W olfgang z pokładu P och h am m er. M egaskopowo je s t to węgiel 0 dużej przew adze węgla błyszczącego z roz- sianem i gdzieniegdzie drobnem i w arstew k a
mi d u ry tu , biegnącem i w zdłuż pokładu. Tu 1 owdzie tra fia ją się m ałe soczewki fu zy tu . W m ikroskopow ym obrazie (fot. 5, przekrój poprzeczny, pow iększenie 100 x ) w idzim y rów ną szklistą k o loidalną m asę w itry tu , przeciętą u góry z praw ej s tro n y cienkiem
P R Z E M Y SŁ CHEMICZNY Tablica III.
pasm em d u ry tu . Po lewej stronie u góry zrzadka rozsiane m ikrospory.
F o to g ra fja 6 (przekrój poprzeczny, po
w iększenie 100 x ) p o d aje ten sam kaw ałek w itry tu w nieco dalej p rzesu n ięty m polu w i
dzenia. N a obraz ten sk ła d a ją się widoczne u dołu m ikrospory, nieco wyżej szklista m asa w itry tu , m akrospora, u góry zaś c h a ra k te ry styczne dla w itry tu w głębienia i szczeliny.
T ablica II zaw iera sześć fotografij w y kona
ny ch ze z b a d an y c h przez nas d u ry tó w . Szlif 7 sporządzono z węgla gazowego spiekającego z k o palni W olfgang z p o k ładu P o chham m er.
Do szlifu w yb ran o kaw ałek węgla, w k tó ry m d robne pasm o węgla m atow ego przechodziło przez błyszczącą m asę w itry tu . Na fotogra- fji 7 (przekrój poprzeczny, powiększenie 100 X ) w idzim y c h a ra k te ry sty c z n e pasm o podstaw ow ej m asy d u ry tu o budow ie ziar
nistej z m ikrosporam i i uk ształto w an em i resztk am i roślinnem i. U góry w idoczny je s t szczątek m akrospory.
Szlify 8, 9, i 10 w ykonano z węgla gazo
wego niespiekającego z kopalni K ról. Megas- kopow o p rzed staw ia się on ja k o węgiel m a
tow y z drobnem i w arstew kam i węgla błysz
czącego.
F o to g ra fja 8 (przekrój podłużny, pow ięk
szenie 100 x ) d aje obraz typow ego d u ry tu z przeciętą podłużnie m egasporą, której w nętrze w ypełnione je s t podstaw ow ą m asą d u ry tu z m ikrosporam i i szczątkam i roślinne
mi.
F o to g ra fja 9 p rzedstaw ia pasm o węgla du- rytow ego, złożone z podstaw ow ej m asy, (we
dług T h i e s s e n a „h u m u s d e g ra d a tio n m at- t e r ” ) z zaw artością licznych m ikrospor. W środku zarysow uje się poprzeczny przekrój m akrospory.
N a fotografji 10 na tle podstaw ow ej m asy d u ry tu w idać nieregularnie rozłożoną szklistą m asę w itry tu ze śladam i kom órek drzew nych.
Do w ykonania szlifów 11 i 12 w ybrano kaw ałek węgla m atow ego z p o k ładu R eden kopalni M odrzejów. F o to g ra fja 11 (przekrój poprzeczny, pow iększenie 60 x ) d aje c h a ra k te ry s ty c z n y obraz d u ry tu z m ak ro sp o rą w k ształcie szczypiec. O braz m ikroskopow y na fotografji 12 p rzed staw ia z ia rn istą p o d sta wową m asę d u ry tu , złożoną z m ik rospor ze szczątkam i tk a n k i k u tynow ej (sporowej) w pośrodku.
W tab lic y I I I w idzim y 5 fotografij szlifów fuzytów w y b ra n y c h z różnych pokładów oraz szlif fu z y tu zaw artego w podstaw ow ej m asie d u ry tu .
Do w ykonania szlifów 13, 14 i 15 w ybrano węgiel w łó k n isty fu zy t, w ydzielony z węgla pokładu F a n n y z kopalni Ilohenlohe. J e s t to ty p fu z y tu tw ardego, niekruszącego się, d a jącego się dość łatw o szlifować. F o to g ra fja 12 (szlif poprzeczny, pow iększenie 100 x ) p rze d staw ia szereg kom órek drzew nych, m niej lub więcej forem nych, o gru b y ch ścianach m ię
dzykom órkow ych. Z lewej stro n y szlifu ko
m órki są znacznie węższe i m niej w yraźne, co w skazuje na to, że s tr u k tu ra drzew na fu
zy tu uległa zniszczeniu praw dopodobnie w sk u tek ciśnień geologicznych. W tak ic h p ro cesach kom órki drzew ne zachodzą jedne na drugie, w w yniku czego o trz y m u je m y t. zw.
s tru k tu rę łukow ą (B o g e n stru k tu r). T aki w łaś
nie obraz p rzed staw ia zdjęcie m ikroskopow e (fot. 14) p rzek ro ju poprzecznego opisanego wyżej fu z y tu w pow iększeniu 400 X .
N a foto g rafji 15 w idzim y obraz podłużne
go szlifu fu z y tu z kopalni H ohenlohe w po
w iększeniu 100 X . K om órki ciem ne i jasne p rzestrzenie m iędzykom órkow e w y stę p u ją tu ta j znacznie w ydłużone.
F o to g ra fje 16 i 17 p rze d staw ia ją szlify w ykonane z fu z y tu z kopalni Siersza z po k ła
du A rtu r. M egaskopowo fu z y t ten w y stępuje w postaci długich lśniących w łókien, p rz y czem d aje się dzielić w zdłuż n a coraz cieńsze pasem ka o w y b itn y m w yglądzie węgla z liś
ciastych części roślin.
F u z y t ten je s t silnie zanieczyszczony częś
ciam i m ineralnem i, w szczególności p iry te m . F o to g ra fja 16 (przekrój ukośny, pow ięk
szenie 100
x)
p rzed staw ia szereg nieregularnie ułożonych tk a n e k m iędzykom órkow ych.
P raw a stro n a obrazu zaw iera tk a n k i, k tó re w sk u tek nieznanych bliżej przy czy n uległy silnej deform acji.
F o to g ra fja 17 p o d aje po d łu żn y przekrój fu z y tu z kopalni Siersza w pow iększeniu 100
x
przyczem tk a n k i m iędzykom órkow e w y stę
p u ją tu ta j silnie w ydłużone.
Szlif 18 w ykonano z pasem kow ego k aw ał
ka węgla, pochodzącego z kopalni W olfgang, z p o k ład u P och h am m er. N a fotografji 18 wi
dzim y ty p o w y obraz d u ry tu , na co w sk azu ją liczne skupienia m ikrospor, zanurzone w m a
(1932) lfi P R Z E M Y S Ł C H E M I C Z N Y 81
TABLICA !.
W itryt
Nr. Nazwa zagłębia węglowego Typ węgla
Wilgoć
Analiza b(
Popiół
:zpośrednia
Próba koksowania Liczba spiekania
Koks1 Lotne
części1
1 Południowa Walja Antracyt 0,78 1,66 94,73 5,27 0,0
II Ruhr Węgiel antracyt. 0,83 1,14 90,14 9,86 0,0
III Charleroi 1,07 1,70 88,51 11,49 0,1
IV Pas de Calais Węgiel chudy 0,73 3,68 86,57 13,43 3,5
V n 0,76 1,26 85,75 14,25 11,8
VI n Węgiel koksown. 0,65 4,01 80,78 19,22 60,0
VII Ruhr It 0,36 1,14 77,03 22,97 48,2
VIII 0,88 1,81 74,31 25,69 63,8
IX Pas de Calais *> 0,79 2,18 74,09 25,91 66,5
X Ruhr 0,51 1,68 73,03 26,97 70,3
XI Durham 0,84 1,21 73,03 26,97 70,1
XII Pas de Calais Węgiel gazowy 1,83 1,73 67,39 32,61 65,1
XIII Górny Śląsk 1,03 1,23 64,52 35,48 62,4
XIV l# »* 3,97 1,31 63,83 36,17 16,2
XV 2,13 1,45 62,92 37,08 59,4
XVI Zagłębie Krak. Węgiel gazowo-plom. 17,71 3,41 46,98 53,02 0,1
]) Liczony na substancję suchą i bezpopiolową.
TABLICA 2.
Charakterystyka durytów.
Nr. Nazwa Zagłębia Typ węgla
Analiza bezpośrednia
Liczba spiekania'1) Popiół]) Wilgoć
Próba koksowania Koks 2) Lotne części 2)
1 Ruhr koksowniczy 4,86 0,74 87,44 12,56 11,8
2 Durham ,, 3,67 0,71 75,55 24,45 43,2
3 Górny Śląsk gazowy 7,29 2,31 73,41 26,59 19,3
4 „ ,, 11,09 1,74 69,70 30,30 19,8
5 Northumberland ,, 4,72 2,96 62,51 37,49 13,7
6 Górny Śląsk gazowo płomienny 1,09 5,51 66,39 33,61 19,5
J) Liczony na substancję suszoną w 105°; 2) liczony na substancję suszoną w 105° i bezpopiolową; 3) liczba spiekania oznaczona metodą B. R o g i .
TABLICA 3.
L. p. Duryt z kopalni
Analiza bezpośrednia
Analiza elementarna
Liczba spiekania Wilgoć Popiół
Próba koksowania
Koks Części
lotne C H O N S
1 Wolfgang . . 1,7 2,2 63,8 36,2 85,9 5,0 7,7 1,1 0,3 21,8
2 K r ó l ... 1,9 1,3 80,9 5,2 12,2 1,3 0,4 16,8
3 Modrzejów . . . 5,5 2,4 61,2 38,8 79,8 4,7 13,8 1,2 0,5 7,3
sie podstaw ow ej, oraz widoczna u dołu obrazu po praw ej stronie część m akrospory. Mniej więcej w jed n ej trzeciej obrazu od góry widać w yraźnie kom órki drzew ne cienkiego pasma fuzytu.
C h a r a k t e r y s t y k a o d m i a n p e t r o g r a f i c z n y c h z p u n k t u w i d z e n i a i c h r o l i
w p r o c e s i e k o k s o w a n i a .
D otychczas porów nyw aliśm y ze sobą w łas
ności odm ian petrograficznie w ydzielonych z
TABLICA 4.
Charakterystyka fuzytów.
Analiza bezpośrednia Węgiel
Zagłębie węglowe Typ węgla Próba koksowania Liczba
Nr. Wilgoć Popiół')
Koks2) Części lotne 2)
spiekania
1 Ruhr chudy antracytowy 1,98 6,52 95,86 4,14 0,0
2 . . koksowniczy 0,77 7,26 90,63 9,37 0,0
3 Durham „ 0,82 4,35 98,64 1,36 0,0
4 Górny Śląsk gazowy 1,26 5,36 89,09 10,91 0,0
5 Northumberland , , 2,01 12,77 82,78 17,22 0,0
6 Zagłębie krakowskie gazowo-płomienny 3,15 7,11 67,05 32,95 0,0
l) Liczony na substancję suszoną w 105°; -) liczony na substancję suszoną w 105° i bezpopiolową.
różnych ty p ó w węgli k am iennych. P rzecho
dząc obecnie do ro zp atrzen ia roli, ja k ą odgry
w ają poszczególne od m ian y petrograficzne w procesie koksow ania, w ydzieliliśm y z po
szczególnych pokładów z a w arte w nich wi
try ty , d u ry ty i fu z y ty i oznaczyliśm y ich zdolność spiekania. U czyniliśm y to nietylko dla węgli polskich, lecz i dla szeregu typow ych węgli koksujących. T ablica 5 zaw iera zesta
wienie o trz y m an y c h w yników .
T A B L IC A 5.
Z tab lic y w idać, że najw yższe liczby spie
kania dla odm ian z ty ch sam ych pokładów posiad ają w itry ty , łiczby spiekania d u ry tó w są znacznie niższe. F u z y ty oczywiście nie po
sia d a ją zdolności spiekania, co w dużym sto p niu c h a ra k te ry z u je ich ujem ne zachow anie w procesie tw orzenia koksu.
O różnicy zdolności w y d y m a n ia odm ian petro g raficzn y ch z danego p o k ład u św iadczy załączona poniżej fo to g rafja koksów tygiel- kow yeh.
O ile idzie o role poszczególnych sk ład n i
ków p etrograficznych w w ęglach używ anych w koksow nictw ie, to najw iększą zdolność spie
k an ia, n ajin ten sy w n iejszy przebieg p lasty c z ności i prężności w y d y m an ia p o sia d a ją wi
try ty . W spom nieliśm y też wyżej o tem , że są one ty m isto tn y m czynnikiem , k tó ry n a d a je węglom zdolność tw orzenia dobrego koksu.
/ / / /// I V VII
L.
P- Zagłębie Węgiel
Liczby spiekania
VI
Witryt Duryt Fuzyt
1 Ruhr koksowniczy 70,3 11,8 0
2 Durham ,, 70,1 33,2 0
D
3 Górny Śląsk gazowo-spiekający 65,0 19,3 0
4 „ ,, 62,4 19,8 0
5 Northumber
F
land ,, 48,0 13,7 0
6 Górny Śląsk gazowo-piomien. 67,0 19,5 0 7 Zagłębie Kra
kowskie <«
o o
0Rysunek 2. Koksy tygiclkowe odmian petrograficznych.
M am y oczywiście na m yśli w itry ty , należące do g ru p y węgli koksu jący ch i węgli gazowo- spiekających, poniew aż, w itry ty zm ieniają w łasności zależnie od w ieku geologicznego węgla, z którego pochodzą. A więc w itry ty z węgli ch udych an tra cy to w y c h , względnie z pew nych g a tu n k ó w węgli gazow ych n a j
m łodszych i gazow o-płom iennych nie posia
d a ją zdolności spiekania.
D u ry ty p o sia d a ją m niejszą zdolność spie
(1932) 16 P R Z E M Y S Ł C H E MI C Z N Y 83
TABLICA 6.
L. p. Nazwa odmiany petrograficznej
Analiza bezpośrednia
Analiza elementarna
Liczba spiekania Wilgoć \ Popiół
Próba koksowania
Koks Lotne
części C H O N S
1 witryt . . . . 6,2 : 0,8 64,5 35,5 88,4 5,1 4,7 1,5 0,3 63,7
2 d u r y t... 1,7 ' 2,2 63,8 36,2 85,9 5,0 7,7 1,1 0,3 21,8
3 fuzyt ... 1,7 | 15,5 77,8 22,2 84,8 2,8 11,1 0,6 0,7 ' 0
kania i przechodzenia w sta n plastyczny, niż w itry ty z ty c h sam ych pokładów . Pozatem brak d u ry to m w zupełności prężności w ydy
m ania. Co się ty czy roli durytów w procesie koksow ania, to zdania są podzielone: jedni uw ażają d u ry t za odm ianę petrograficzną o małej zdolności spiekania i dlatego sądzą, że jest to sk ład n ik niepożądany w procesie fa
b rykacji koksu m etalurgicznego, inni b ada
cze uw ażają, że d u ry t spieka dość dobrze i je st do pewnej zaw artości pożądany, gdyż w zm acnia w ybitn ie k ruchy i w ydęty koks, pochodzący z samego w itry tu . J a k wspom
nieliśm y ju ż uprzednio, d u ry ty , podobnie jak i w itry ty , w zależności od pokładu m ają własności fizyko-chem iczne niejednakowe.
Jedne spiekają nieźle, u innych znowu zdol
ność spiekania je s t bardzo m ała. W szystkie n a to m ia st d u ry ty d a ją koks zupełnie niewy- dęty. W pływ zatem d u ry tu na proces tw o
rzenia się koksu może być różnorodny, za
leżnie od tego, jak ie są jego własności i pro
centow a zaw artość w danej mieszaninie.
Z agadnienie w pływ u d u ry tu lub fuzytu na jakość koksu otrzym yw anego z w itry tu tego samego pochodzenia je s t zagadnieniem bardzo w ażnem . A by ten wpływ całkowicie w yjaśnić, należałoby zbadać pod tym wzglę
dem różne ty p y wręgli, nadających się do koksow ania. Dla b raku większych ilości od
m ian petrograficznych, wydzielonych z róż
nych złóż węglowych m usieliśm y znacznie zwęzić zakres tem a tu , rozw iązując go narazie dla jednego konkretnego przypadku. W tym celu w ydzieliliśm y w itry t, d u ry t i fu zy t z jed nego pokładu górnośląskiego węgla koksują
cego (tablica 6 podaje ch arak tery sty k ę wy
dzielonych odm ian).
Z odm ianam i tem i w ykonaliśm y dwie serje doświadczeń. W jednej poddaliśm y koksowa
niu m ieszaniny zm iennych ilości w itry tu i du
rytu, w drugiej zaś m ieszaniny w itry tu i fu
zytu. Ze względu na niedostateczną ilość m a
terjału nie mogliśmy przeprowadzić tych do
świadczeń w większej skali. Koksowanie zatem w ykonaliśm y w piecu G r a y - K i n g a w tem peraturze 900), biorąc jednorazow o 20 g mie
szaniny. O trzym ane próbki koksu badaliśm y na w ytrzym ałość m echaniczną w m ałym bęb
nie. W yniki badań nad koksowaniem poda
ne są w tablicy 7. W ytrzym ałość koksu cha
rakteryzuje procentow a ilość kawałków po
wyżej 1 mm, pozostałych po próbie bębnowej.
TABLICA 7.
L. p. Witryt % Duryt % Wytrzymałość koksu frakcja powyżej i mm
I 100 _ 91,5
2 80 20 90,4
3 60 40 85,2
4 50 50 82,6
5 40 60 75,5
6 20 80 60,0
7 0 100 34,8
W yniki przytoczone są również na wykresie (str. 84) w postaci odpowiednich krzyw ych spadku w ytrzym ałości m echanicznej koksu, otrzym anego z m ieszaniny, w zależności od w zrostu zaw artości dur yt u. Początkow o k rzy wa przebiega praw ie równolegle do osi, w y ra
żającej skład m ieszaniny. Tak więc d o datek 20% d u ry tu do w itry tu w pływ a bardzo nie
znacznie na obniżenie się w ytrzym ałości ko
ksu. D alszy w zrost zaw artości d u ry tu wywo
łuje dość rap to w n y spadek tej w y trzy m a łości, k tó ry po przekroczeniu 50% zaw artości d u ry tu przebiega niem al prostołinjow o do w artości, ch arak tery zu jącej w ytrzym ałość ko
ksu otrzym anego z czystego d u ry tu .
T akie sam e doświadczenie pow tórzono dla
m ieszanin w itry tu z fu zytem . W iadom em było, że fu ż y ty bez względu na to , z jakiego pochodzą, są elem entem szkodliw ym w p ro cesie koksow ania. Nasze dośw iadczenia . po
tw ierd zają ten pogląd. Poniżej pod ajem y t a blicę 8 i w ykres ilu s tru ją c y d e stru k c y jn y w pływ , ja k i w yw iera fu z y t, dodaw any do w itry tu z tego sam ego pokładu.
Rysunek 3. Wytrzymałość mechaniczna koksu otrzymanego z mieszaniny witrytu i durytu.
TABLICA 8 .
Wytrzymałość mechaniczna koksu z mieszanin witrytu i fuzytu.
L. p. W itryt % Fuzyt % Wytrzymnłość koksu frakcja powyżej 1 mm
1 100 _ 92,4
2 99 1 92,0
3 98 2 89,4
4 97 3 81,5
5 96 4 79,6
6 95 5 77,9
7 90 10 57,9
8 80 20 51,8
9 — 100 0
Zarów no z tab lic y 8, ja k i z w ykresu 4 w ynika, że obecność fu z y tu w pływ a w y b itn ie na zm niejszenie się w ytrzym ałości m echa
nicznej koksu. D odatek 20% fu z y tu zm niej
szył w ytrzym ałość o trzym anego koksu do połow y, wobec czego uw ażaliśm y za zbędne
b adanie m ieszanin o w iększych zaw artościach fu zy tu . Z krzyw ej w idać też, że zaw artość fu z y tu n iep rzek raczająca 2 % zm ienia w y
trzym ałość koksu stosunkow o niewiele, skąd , w ynika że ta k ą m niej więcej zaw artość od
m iany tej m ożna uw ażać za dopuszczalną.
Rysunek 4. Wytrzymałość "mechaniczna koksu otrzymanego z mieszanin witrytu i fuzytu.
P oznanie i ch arak tery zo w an ie pokładów węgla danego zagłębia pod w zględem p e tro graficznym je s t zagadnieniem bardzo waż- nem dla przem ysłu. Z nając bowiem własności odm ian p etro g raficzn y ch i p ro centow ą ich zaw artość w d an y m pokładzie, m ożna z dużą dokładnością ocenić w artość tech niczną m a
te rja łu , k tó ry m się rozporządza. B adanie t a kie prow adzi się w zagłębiach zachodnio
europejskich, przyczem z w ażniejszych do
tychczas ogłoszonych p ra c należy w ym ienić p u b lik acje H o f f m a n a n a d w ęglam i z zagłębi S aar, W i n t e r a , K a t t w i n k l a i R i t t m e i - s t e r ’a n a d węglam i z zagłębia R u h r i t. p.
O ile idzie o c h a ra k te ry s ty k ę pokładów gór
nośląskich węgli k oksujących z p u n k tu wi
dzenia ich składu petrograficznego, to n ajw ię
cej w ty m kieru n k u zdziałał Th. L a n g e . P r a ce tego w ybitnego sp ecjalisty odnosiły się przew ażnie do pokładów k o p alń należących do zakładów przem ysłow ych H r. B a l l e s t r e - m a .
O dnośnie do całej reszty in nych kopalń zagłębi polskich pew ne w yniki ogłosił P a ń
(1932) 1(> P R Z E M Y S Ł C H EM I CZ N Y
stw ow y I n s ty tu t Geologiczny1). Mianowicie stosując m etodę b ad a ń m ikroskopow ych w świetle odbitem , zbadano dotychczas szczegó
łowo cztery profile pokładu Siodłowego Dol
nego, m ianow icie dwa z kopalni „Ś ląsk” , je
den z kopalni „W yzw olenie” i jeden z ko
palni „ P a w e ł” , gdzie pokład ulega już roz
dzieleniu na dw a, noszące nazw y „R e d e n ” i „ P o c h h a m m e r” Z b adań ty ch i prób tygiel- kowych w ynika, że:
1) W każd y m profilu pokładu dość wy
raźną je s t zależność jakości koksu od charak
teru petrograficznego węgla analizow anej w arstw y; koks gorszy da j ą te w arstw y, które zaw ierają więcej węgla m atowego z dużą za
w artością spor, a zwłaszcza tk an e k (szczegól
nie w w ykształceniu fuzytow em ).
2) Ja k o ść koksu otrzym yw anego z węgli mniej lub więcej analogicznych pod wzglę
dem swej budow y m ikroskopow ej, lecz po
chodzących z różnych kopalń (chociaż z tego samego pokładu), je s t różna, naogół tem gorsza, im dana kopalnia leży bardziej na wschód (t. j. w kolejności kopalni „P aw eł” ,
„Ś ląsk ” , „W yzw olenie” .
S tą d m ożna w yprow adzić wniosek, że o ile na różnicę w zdolności węgla do koksowania w obrębie danego profilu pokładu wywiera wpływ p ierw otna budow a węgla, o tyle na większych obszarach ujaw nia się jeszcze wpływ jakiegoś innego czynnika, praw dopo
dobnie n a tu r y tektonicznej.
W zw iązku z naszą pracą nad popraw ą jakości koksu, przeprow adziliśm y pewne pe
trograficzne b ad an ia nad tem i pokładam i górnośląskiemu, z któ ry ch braliśm y węgiel do naszych dośw iadczeń (W olfgang, A nna, E m m a, Dębieńsko). Celem naszym było prze- dew szystkiem stw ierdzenie, w jak ich ilościach w y stępuje fu z y t w górnośląskich węglach ko
ksujących. D okładnej analizy petrograficznej pozostałych składników nie przeprow adziliś
m y p o zostaw iając ją specjalistom geologom.
Stw ierdzenie procentow ej zaw artości fuzytu w danym pokładzie je s t w skazane z tego względu, że je s t on, ja k stw ierdziliśm y wy
żej, szkodliw ą dom ieszką w m ieszaninie ko
ksowniczej. Na podstaw ie naszych pom iarów oceniam y przeciętn ą zaw artość fuzytu w gór
nośląskich w ęglach koksujących na 2 do 3% .
i) S t. D o k t o r o w i c z - H r e b n i c k i . Posiedzenie naukowe P. I. G. 30, 3. (1931).
Z e s t a w i e n i e w y n i k ó w .
Przeprow adzono badania porównawcze, ch arak tery zu jąc poszczególne odm iany pe
trograficzne z pun k t u widzenia tw orzenia przez nich koksu. Stw ierdzono, że jeżeli cho
dzi o liczbę spiekania, to w itry ty górnośląs
kie u stę p u ją stosunkow o nieznacznie w itry - tom węgli koksujących. W skazuje to, że w węglach górnośląskich w y stęp u ją w stanie plastyczności w ystarczające ilości ty ch sub- stancyj, które pow odują zlepianie m asy w jednolitą całość. Jeżeli więc węgle te tw orzą koks m niej w ytrzym ały, w pływ a na to nic mała ilość substancyj zlepiających, lecz inne własności węgli, a m ianowicie duża ilość lot
nych części, brak prężności w ydym ania, m ała w ytrzym ałość term iczna substancyj bitum icz
nych i silne kurczenie się węgla w czasie koksowania.
Do szczególnie ciekaw ych zaliczam y w y
niki bad ań nad w ytrzym ałością m echaniczną koksu, otrzym anych z m ieszanin w itry tu z durytem . W y kazują one, że domieszki d u rytów sięgające naw et do 20% , obniżają b a r
dzo nieznacznie w ytrzym ałość koksu o trz y m anego z danej m ieszaniny. W iększa zaw ar
tość dur yt u m oże jed n a k wpływ ać w znacz
nym stopniu na pogorszenie własności kok
sów. S tąd też w ypływ a konieczność ch arak teryzow ania poszczególnych pokładów węgla z pun k t u widzenia tego, w jak ich ilościach w ystępuje d u ry t w danym pokładzie węgla koksującego.
Nie m niej ciekawe są wyniki otrzym ane w przy p ad k u koksow ania m ieszanin w itry tu z fuzytem , w ykazujące, że obecność fuzyt u w ilości powyżej 2 % wpływ a w ybitnie na zm niejszenie się w ytrzym ałości m echanicz
nej koksu. W związku z tem nastręcza się specjalnie potrzeba częstego oznaczania ilości fuzytów , zaw artych w pokładzie węgla, uży
wanego do koksow ania. N adm ieniam y, że według naszych badań górnośląskie węgle koksujące posiadają dość różną zaw artość fu- ; zytu. W jednych ilość fu zy tu nie przekracza jednego procentu, w innych zaw artość ta bywa znacznie większa.
r£s u m£.
O n a effectue des eiudes comparalives pour caracteriser les differenles varietes petrographiąues au point de vue de leur cokefacdon. O n a etabli que, lorsqu’il s'agit de 1’indice d ’agglutination, on peut dire que les viirains de la
H aute Silesie ne sont relaiivement que peu infórieurs aux vitrains des houilles a coke typiques. Ceci indique qu’a 1’ćiat de plasticite les houilles de la H aute Silćsie ont des quantitćs suffisantes de substances qui produisent le collage de la masse en un corps homogćne. Si donc ces houilles donnent un coke moins rćsistant, ceci ne peut pas etre du l’insuffi- sance de la ąuantitć de subbtances collantes, mais a d ’autres proprietćs de ces houilles et notam ment: & la ąuaniitó consi- dćrable de substances volatiles, a 1’insuffisance de la prcssion de gonfłement, a la peiiie rćsistance lherm ique des substan
ces bitumineuses et. enfin a 1’intense contraction de la houille pendant la cokefaction. Nous considćron» comme particu- liłrem ent interessants les rźsuhats des ćtudes sur la rdsistan- ce mecanique de cokes, obtenus avec des mćlanges de vitrains et d t durains. Ils dem ontrent que des additions de durainc aliant jusqu'4 20% n'abaissent la rćsistance du cokenu oebt avec ce melange que d ’une maniere insignifiante.
Cependant une quantitć de durain plus grandę peut nuire considćrablement & la valeur du coke. C’est pourquoi il devient indispensable de caractćriser les diffórentes couches de la houille au point de vue de la teneur en durain de la houille cokćfiante.
Les rćsultats obtenus avec la cokefaction de mćlanges de vitrain avec du fusain sont non moins intćressants; ils prouvent que dćja la prćsence de plus de 2% de fusain produit une dim inution marquće de la resistance mćcanique du coke. Ceci impose la nćcessite de determ iner souvent la teneur en fusites des couches de houille employźes pour la cokźfaction. N ous ajoutons que d ’apr£s nos recherches, les houilles cokefiantes de la H aute Silćsie ont une teneur en fusain assez variable. Dans certaines parm i elles la teneur en fusain ne dśpasse pas 1%, dans d ’autres cette teneur est beaucoup plus grandę.
Białe i b a rw n e o chrony in d a n tre n o w e p rz e d tłam i1 indantreno w em i
S ur les rćse rv e s błu n c e t co u leu rs in d a n th r e n e s so u s le fo n d en co u leu rs in d a n th r ć n e s
P rof. J . S. T U R S K I i R. SZ P E C H T
Z a k ła d W ielkiego P rz e m y s łu O rg an ic zn eg o i F a r b ia r s tw a P o lite c h n ik i W a rsz a w sk ie j N adeszło 23 lipca 1931
O trzym yw anie barw n y ch ochron nie przed staw ia w iększych tru d n o ści p rzy stosow aniu barw ników o różnych w łasnościach, względ
nie o różnych sposobach u trw a la n ia na w łók
nach. O trzym yw anie n a to m ia s t ochron b arw nych dla b arw ników o jed nakow ych w łasnoś
ciach i jed n ak o w y m sposobie u trw ala n ia na w łóknach zw ykle nasuw a szereg tru d n o ści, w y n ik ający ch z b ardzo daleko idących ogra
niczeń m ożności chem icznych. Cel p rac y n i
niejszej polega z a te m na znalezieniu w a ru n ków chem icznych, w k tó ry c h ta sam a fa rb a d ru k arsk a , d a ją c d ruk, w zględnie u trw a la ją c z a w a rty w niej b arw n ik in d an tren o w y , b ę
dzie rów nocześnie służyła jak o ochrona przed tłem in d an tren o w y m .
Pow yższe zagadnienie m a ju ż kilka roz
w iązań 1). Chem izm pow yższych m etod, a szczególnie n ajstarszej op artej na zw iąz
k ach m anganow ych i solach chrom ow ych nie je s t d o tą d jasn y .
W Zakładzie W . P. Org. i F a rb . P olit.
W arsz. o p a rto się n a chroniących zdolnoś
ciach nitro-zw iązków , a w szczególności dw u- n itro fen o lu . Stosow anie do ochron nitrozw iąz-
*) „Beitrag zur Geschichte des Indantrenblau-Reserue- Artikel und zur Kenntniss der Manganreserue" Dr. A . N o wak M elliand Textilber. 8. 861 (1927) i „Indanthrenblau-Reser- ven"— M elliand Textilber. 2. 232, (1921), 4. 479, (1923), 6.- 510 i 839, (1925), 2. 173. (.1921).
ków a ro m a ty c z n y c h również nie je s t ideą no
w ą 2). W r. 1906 firm a K alle w B iebrich p a te n tu je sposób och ran ian ia przed tłe m tioin- dygow ym , przez n a d ru k zagęszczonem i zw iąz
kam i n itro a ro m aty c z n em i, k tó re n astęp n ie u k a z ały się pod nazw ą soli ochronnych W i O (R eseryesalz W i O). W ty m sam ym roku w prow adzono popraw kę przez zastoso
w anie pow yższych ochron przed tła m i in d a n trenow em i 8). P rzy to czo n e sole ochronne W i O są solam i sodow em i orto- wzgl. pa- ran itro to lu o lo - sulfonow ych kw asów . In n ą odm ianę sposobu K allego stanow i m eto d a firm y B adeńskiej o c h ran ian a lu d ig o le m 4).
L udigol je s t m eta-n itro-benzeno-sulfonianem sodow ym i u jaw nia silnie ochronne działanie przed tła m i barw ników kadziow ych wzgl.
in d an tren o w y ch . W r. 1907 R . H a l l e r z a sto sow ał kw as p ikrynow y, ja k o niezw ykle silny środek och ro n n y przed tła m i barw ników k a dziow ych °). T em u o sta tn ie m u ja k o środkow i ochronnem u zarzucano z b y t silne własności u tlen iające, zw iązane z osłabianiem w łókna m iejsc zadrukow anych. W r. 1927 pojaw iły się prace R o h n n ’a i H a a s ’a G), polecające
") Pat. niem. 210682.
3) P at. niem. 211526.
) Pat. niem. 205813, pat. franc. 392858 i t. d.
r') Buli. Soc. Ind. de Mulhouse 93 797, (7927).
6) Pat. ang. 266691, pat. amer. 1650567, pat. franc.
629726.
nitrozw iązki, np. para-nitrozo-fenol, orto-ni- trozo-m eta-krezol i para-nitrozo-deum etylo- aniliny ch lo ro w o d o re k , szczególniej jako da- datk i ochronne przy w arzeniu druków indan- trenow ych 7.
W szystkie pow yższe m etody są zalecane do ochron białych lub lodowych przed tłam i indantrenow em i, n a to m ia st w żadnym wy
padku nie sp o ty k a się usiłowań otrzym ania ochron b arw nych in d an tren ó w antrachinono- wych przed tłam i ty ch sam ych indantrenów . Dopiero w p ra c y niniejszej zostało powyższe zagadnienie w sw oisty sposób teoretycznie rozw iązane. Z agadnienie powyższe kom pliku
je się przez konieczność w prowadzenia do farb y d ru k arsk ie j, obok środków red u k u ją
cych p o trz e b n y ch do skadziow ania drukow a
nego in d a n tre n u , zw iązku utleniającego, k tó
ry podczas procesu farbow ania względnie n a
paw ania k a d z ią barw nika indantrenow ego ujaw niał swe własności ochronne w m iejscach zadrukow anych, u tlen iając leukozwiązek barw nika indantrenow ego wcześniej, niż ten zdąży przen ik n ąć do w łókna. Ja k o tak i śro
dek och ro n n y został w y b ra n y dw unitrofeno- lan sodowy. In d a n tre n y w proszku w wię
kszości w y padków do bezpośredniego wpro
w adzenia do fa rb y d ru karskiej się nie nadają, ze względu n a grubość ziarna. Przed w pro
w adzeniem ich do fa rb y drukarskiej należy je skadziow ać, a b y otrzym ać równom ierne rozm ieszczenie barw n ik a względnie homoge
nizow aną form ę fa rb y drukarskiej. Obecność h y d ro su lfitu w farbie drukarskiej m ogłaby spowodow ać częściową lub znaczniejszą re dukcję dw unitrofenolanu, ze szkodą dla jego własności chroniących. Po bliższym zbadaniu okazało się, że zruedkow any in d an tren wzglę
dnie leukozw iązek in d an tren u przy zwykłej tem p e ra tu rz e nie reaguje z dw unitrofenola- nem sodow ym w obecności zagęstników i względnie kolloidów . Ja k o środek kadziujący in d a n tre n w farbie drukarskiej przy parow a
niu w ybrano zw ykle stosow ane związki for
m aliny z hydrosiarczynem sodowym t. zw.
R o ngalit C. P rz y parow aniu rongalit ulega rozkładow i na aldehyd m rów kowy i hydro- siarczyn, z k tó ry c h ten o sta tn i r e dukuj e i utrw ala in d a n tre n , a pozostały n adm iar re
d u k u je rów nież i dw unitrofenolan sodowy.
S kutkiem tego dw unitrofenolanu należy sto
r) Dyer Calico Printer ięog, 30.
(1932) 16
sować ilość k tó ra b y nie straciła swych zdol
ności ochronnych po parow aniu, przechodząc zapewne tylko w nieznacznym stosunkow o odsetku do nilroam inofenoli. P rzy taczam y przykład zestaw ienia farb y drukarskiej:
S p o s ó b o t r z y m y w a n i a p a s t y d w u n i t r o f e n o l a n u s o d o w e g o .
200 g sody kale. rozpuszczono w 600 cm wody ogrzanej do 70° — 80°. Do gorącego roztw oru sody, m ieszając, dodano 150 g dwu- nitrofenolu. Do krzepnącego podczas stygnię
cia roztw oru dodaw ano 50 g gliceryny i do
kładnie wym ieszano.
N ajlepsze re z u lta ty przy drukach ciem
nych otrzym yw ano przy zastosow aniu 130 do 150 g powyższej p a s ty dw unitrofenolanow ej kilogram fa rb y drukarskiej.
P r z y g o t o w a n i e f a r b y d r u k a r s k i e j 40 g F la w a n tre n u G (In d an tren g elb G)>
30 g gliceryny,
60 g ługu sodowego 40° Bć, 40 g hydrosulfitu i
100 cm wody ogrzew ano na łaźni wodnej do 60°, w tych w arunkach F law an tren G ulegał skadziow aniu, daj ąc kadź fiołkowo- niebieską. Skadziow any barw nik studzono do te m p e ra tu ry pokojowej i następ n ie dodaw ano
mieszaninę:
30 g R ongalitu C,
400 g tra g a n tu (60 : 1000), 150 g szkła wodnego,
150 g p a s ty dw unitrofenolanu sodowego, razem 1 kg
Kolor fa rb y drukarskiej po przygotow aniu pozostaje fioletow o-granatow y, co wskazuje, że dw unitrofenolan nie ,utlenia powstałego leukozw iązku. D opiero1' po zadrukow aniu, tlen pow ietrza stopniow o Zmieniał barw ę za
drukow anych • m iejsc do żółcieni flaw antre- nowej.
Po zadrukow aniu parow ano uprzednio wysuszone ffróby bez dostępu pow ietrza w tem p eratu rze 102° w ciągu 3 — 4 m in u t, po
czerń znowu dokładnie suszono. T ak przygo
tow ane druki ochronne do farbow ania względ
nie napaw ania jeszcze się nie n a d a ją . Z esta
wiona farb a d ru karska, jakolw iek dobrza chroni, to jednakże przy farbow aniu w kadzi przy tem p e ra tu rz e 60 — 80° nie m ożna o trz y mać właściwych k o nturów sk u tk ie m znacznej
P R Z E M Y S Ł C H E MI CZ N Y 8 7
rozpuszczalności d w u n itro fen o lan u sodowego.
D w unitrofenolan sodow y przy tw ierd zo n y do w łókna tra g a n te m , jak o zagęstnikiem , roz
puszcza się dość łatw o wr środow isku kadzi in d an tren o w ej, ogrzanej do te m p e ra tu r w zm iankow anych. Ta rozpuszczalność powo
duje rozpływ anie się d w unitrofenolanu sodo
wego poza k o n tu ry ry su n k u , zniekształcając sam k o n tu r sk u tk ie m p ow staw ania białych nierów nom iernych obram ow ań barw nego ochranianego ry su n k u . W ypróbow ano szereg czynników , k tó re m ogłyby zapobiedz tem u zjaw isku. D odaw anie kleji, oleji, m ydeł do fa rb y d ru karskiej nieco polepszały k o n tu ry , jed n ak że p o zostaw iając m niej lub więcej w y
raź n ą obw ódkę k o n tu ru . R ów nież d o d a te k do fa rb y d ru k arskiej szkła wodnego znacznie p o lepsza k o n tu r. P róbow ano z a m iast w ody p rzy kadziow aniu b arw n ik a stosow ać olej tu rn a n - tow y, o trz y m u ją c nieco lepsze k o n tu ry , dale
kie jed n ak że od zadow alających w znaczeniu p ra k ty c z n y m . D opiero przez n ap aw an ie w y
suszonego po p arow aniu m a te rja łu zw ykłym olejem roślinnym (oliwa a m e ry k ań sk a, olej ja d a ln y , olej tu reck i i t. p.) przed w prow adze
niem do kadzi farbierskiej, dało w yniki dobre.
T kan in ę po p arow aniu i w ysuszeniu, p rzep ro w adzono przez n a p a w a rk ę z olejeni roślinnym i ta k i olejow any to w a r w prow adzano n a m i
n u tę do dwóch do kąpieli barw nika kadzio
wego.
K ą p i e l b a r w n i k a k a d z i o w e g o . B ł ę k i t : n a k a ż d y litr kąpieli farb iarsk iel 15 — 2 0 % B łękitu In d an tren o w eg o RS w proszku, 20 — 30 cm3 ługu sodowego 40° Be, 3 — 4 q h y d ro su lfitu stęż. w pr. T e m p era tu ra kadzi 70 — 80°.
C z e r ń : n a k a ż d y litr kąpieli farbiarskiej 25 — 3 0 % Czerni In d an tren o w ej D rukarskiej BG w paście 20 — 30 cm3 ługu sodowego 40°
Be, 5 — I g h y d ro su lfitu stęż. w proszku- T e m p e ra tu ra 60 — 80°.
W odę stosow aną do kadziow ania należy uprzednio korygow ać do d atk iem 2 — 3 g sody i 1 g h y d ro su lfitu na litr kąpieli, przy tem p. 40 — 60°- Pość w ody oblicza się jak o 2 0 -k ro tn ą w sto su n k u do wagi barw ionego ochranianego tow aru. W ty c h w y p ad k ach sto suje się kadzie stężone, ab y w możliwie k ró t
kim czasie o trzy m ać dość głębokie względnie
ciem ne tło. Są to kadzie ty p u nurkow ego (T auchkupe). Po w yjęciu p ró b y z kąpieli (k ró tk i pasaż) m iejsca zadrukow ane ochroną by ły ciem niejsze od tła i p o k ry te rodzajem szklistej pow łoki, przypuszczalnie strąconego ochroną barw n ik a. W y ję tą próbę płókano sil
ny m stru m ien iem wody, przyczem niezwłocz
nie zm yw ała się pow łoka strąconego na ochro
nie barw nika, obnażając chronione m iejsca żółcieni indan tren o w ej, k tó rą dla ożyw ienia, utlen ian o w odnym roztw orem dw uchrom ianu i n a stę p n ie gruntow nie gotow ano w roztw orze m ydła, płókano i ostatecznie suszono. W y
próbow ano stosow anie z w ynikiem d o d a tn im do fa rb y dru k arsk iej n a stę p u ją c y c h b arw ni
ków: Zieleń św ietna in d an tren o w a B (In d a n t- h re n b rilla n tg ru n B), Czerwień in d an tren o w a GG, Z łocisty oranż in d an tren o w y G, k om bi
nuj ą c je z tłam i olrzy m an em i z barw ników : B łękit in d an tren o w y RS, F io le t św ietny in dan tren o w y , B łęk it in d an tren o w y RS, F io let św ietny in d an tren o w y 3B, Czerń in d a n tre now a BG w paście, Róż in d an tren o w y św iet
ny R, Zieleń in d an tren o w a B.
B i a ł e o c h r o n y p r z e d t ł e m i n d a n t r e n o w y m.
Do ochron białych stosow ano n a stę p u ją c y skład fa rb y d ru k arsk iej:
600 g tra g a n tu (60 : 1000), 200 g szklą wodnego,
170 g p a s ty dw unitrofenolanu sodowego, 30 g gliceryny,
razem 1 kg.
Z ad rukow aną próbę dobrze suszono i n a stępnie parow ano bez dostępu pow ietrza w tem p. 100 — 102° w ciągu 2 m in u t, poczem dokładnie suszono, n ap aw an o olejem i farb o w ano jak o tła m i, n a stę p u jąc e m i barw nikam i:
B ru n a t in d an tren o w y F F R , O ranż in d a n tre now y R R T S , Zieleń in d an tren o w a B, O ranż złocisty in d an tren o w y G, Czerń in d an tren o w a BG w paście.
W p rac y powyższej nie w ypróbow ano in nych soli dw unitrofenoli, w zględnie dw uni- trofenolanów , szczególniej m niej rozpuszczal
nych, k tó re pozw oliłyby elim inow ać proces olejow ania, k tó ry w s ta d ju m obecnym m e
todę pozbaw ia w artości p ra k ty c z n e j. P rz ed m iot ten będzie stan o w ił n a stę p n e zagadnie
nia dla Z akładu W ielkiego P rzem ysłu O rga
