GLÜCKAUF
Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift
Nr. 29 20 . Juli 1940 76. Jahrg.
Erforschung der Selbstentzündung der Kohle auf kohlenpetrographischer Grundlage.
Von D ip lo m -B erg in g en ieu r E. N ö t z o l d , Ham m.
(Schluß.) B e a n s p r u c h u n g
d e r K o h l e d u r c h Ü b e r s c h i e b u n g s k r ä f t e . Wie schon aus den M ik ro b ild e rn e indeutig h erv o rg eh t, w ird durch die Ü b erschiebung das O e fü g e verdichte t, w o bei die humose M asse als die chem isch u n d mechanisch bew eglichste’die stärk sten V erä n d e ru n g e n e rf ä h rt. Sie w ird, um den ungew öhnlichen D ruckverhäitnissen R echnung zu tragen, das Bestreben haben, sich chemisch d e r neuen Lage anzupassen. Die hum ose M asse kann dies je doch n u r d urch Abgabe von M ethan erreichen. D urch die R a u m v erd ich tu n g ist die A bgabe von M ethan a b e r nicht m ö g l i c h ; d a h e r steht diese Kohle d a u e rn d in B e r e i t s c h a f t , M ethan a b z u stoßen. Da M ethan nicht ausgeschie den w e rd e n kann, kann sich d e r neue K o h le n w a sse rs to ff aus dem R e stkohlen
w asserstoff nicht entwickeln. M an k ö n n te sich vorstellen, daß ein verdichte tes G as im R a u m g itte r die U m w a n d lu n g v e rhindert. W e n n nun eine Ü berschiebung durch den Abbau e rreicht w ird , tr i t t die E n tl a s tu n g die ser Kohlen ein. In diesem Augenblick w ird das bereitgehaltene M ethan a b gestoßen. Da die vitritischen Streifen b e so n d e rs stark zerfallen, w ird die A usg asu n g die ser Teilchen begünstigt.
E s ist eine bekannte Tatsache, daß bei dem Verhieb je d e r Ü berschiebung in gasreichen Flözen eine e rh ö h te M e t h a n abgabe stattfin d e t, w ä h r e n d diese E rs c h e i n u n g beim Abbau von S p rü n g en nicht fe stzustellen ist. Die kleinen hum osen Teilchen geben also im A ugenblick d e r Z e r s t ö r u n g eine g rö ß ere M enge G as ab, als dem no rm alen I n k o h lu n g s zustand entsprechen w ü rd e. D er R estk o h le n w a sse rs to ff ist nun labil u n d w ir d das Bestreben haben, sein Gleichgewicht w ied erh erzu stellen . Da die ser V o rg a n g in S a uerstoffanw esenhe it v o r sich geht, w i r d sich d e r S pannungsausgleich s o f o r t d urch A n la g e r u n g von S a u e r
stoff vollziehen. W ahrscheinlich ist diese A n la g e ru n g v o r
erst nur a d s o r p ti v (O b erfläch en ak tiv ität). D urch langsam e chemische U m setzu n g , w obei d e r A usgleich im Innern des Körnchens w ohl d u rc h M e t h a n a n la g e r u n g d e n k b a r ist, beginnt die S elbstoxydation. W ird d ad u rch eine g r ö ß e r e W ärm em enge entwickelt, w as bei A n h ä u fu n g von Kohlen möglich ist, so ko m m t es schließlich zum A usbruch eines Brandes.
In diesem Z u s a m m e n h a n g sei noch au f d ie V e r
h in d e ru n g d e r E n tg a s u n g d urch R au m v e r d ic h tu n g h in gewiesen. Diese E r s c h e i n u n g h a t B r u n e 1 in d e r Bochum er Mulde beobachtet. Bei seinen U n te rs u c h u n g e n stellte sich heraus, daß d e r F a lt u n g s d r u c k die In k o h lu n g nicht f ö r d e r t, sondern hintanhält. Dies k ö nnte auch eine E r k l ä r u n g f ü r die G aszunahme von W e ste n nach O ste n s e i n 2. B em erkens
w erte F eststellungen au f diesem G ebiete hat auch J o n e s im Bezirk N o rd -S ta ffo rd s h ire g e m a c h t 3.
1 B r u n e : Beitrag zur Geologie des produktiven Karbons der Bochumer Mulde zwischen Dortmund und Kamen. Berlin 1930. Arch. Lagerstätten
forsch. H. 44.
2 K u k u k , a .a .O . S . 173.
3 W ö h l b i e r : Gasentwicklung aus Kohlenflözen, Glückauf 68 (1932) S. 676, 1041.
Die E inw irkungen d e r Ü berschiebungskräfte auf die Kohle lassen sich noch in einiger E n t f e r n u n g von d e r Ü berschiebung deutlich nachweisen. So w u r d e z. B. bei einer Überschiebung auf Schacht F ra n z in etw a 20 m E n t f e r n u n g in d e r norm al g e la g e rte n Kohle M i k ro fa ltu n g festgestellt.
W enn die G e fa h r d e r Selb s ten tzü n d u n g vielleicht auch n u r in d e r am stärksten bean sp ru ch ten vitritischen Kohle g e s teigert ist, so m uß man doch mit einer g r o ß e n Masse g e fä h r lic h e r Kohlen rechnen, die bei den un g ü n stig en A bbauverhältnissen d e r Ü berschiebung in den Versatz g e ra ten können. Es liegt also in d e r Ü berschiebung f ü r die V o rb ereitu n g d e r S e lb s tentzündung ein besonders g ü n s t ig e r F all vor, da je des ze rtrü m m e rte Vitritteilchen im A ugen
blick d e r M ethanabgabe S au e rs to ff zum Ausgleich seines M olekula rgle ichgew ichts zur V erfü g u n g hat.
Die U n tersuchungen ü b e r den G a s g e h a lt d e r z e r
kle in erten Überschiebungskohlen lassen bisher keine Schlüsse zu. O bgleich im allg em ein en ein g e r i n g e r e r G a s g eh alt festzustellen ist als an u n g e s tö rte n A bbauste lle n, m uß man diese E rg eb n isse s e h r v orsichtig w erten, d a die G asgehalte auch regional schwanken. Bei d e r D u rc h f ü h r u n g dieser U n ters u ch u n g en ergeben sich viele Schw ierigkeiten, die zu un g eah n ten F e hle rquellen fü h r e n , w as bei d e r vielleicht n u r gerin g en Ä nderung d e r G as
g eh alte schon den E r f o l g versagt. H ie r m uß z u r K lä ru n g eine S o n d eru n tersu ch u n g einsetzen, die analytisch die t a t sächlich e r f o lg te G asau ssch eid u n g u n d u n m itte lb a r die w ied erau fg en o m m en e S a u e rs to ffm e n g e erm ittelt. Dabei ist vor allem zu beachten, daß schon infolge d e r D ruckte ktonik ein e rhöhter G a s g e h a lt v o rh an d en gew esen sein kann, w o durch ein Vergleich pra k tis c h unm öglich w ird.
Die versuchsm äßige N ach ah m u n g von Ü b e rschiebungs
k räften ist bisher nicht gelungen. M an m ü ß t e g en au g ep a ß te K ohlensäulen in S tahlzylindern stauchen, w as durchaus nicht einfach ist. U n te r U m s tä n d e n k ö n n e n die V orgänge bei d e r B rike ttierung hie rb ei w ertv o lle A u f
schlüsse bringen.
Als F o lg ee rsch ein u n g d e r natürlichen T e k to n i k sind auch die Schlechten anzusehen, die je doch in diesem Z u sam m en h an g die B ran d g efäh rlich k eit n u r m itte lb a r beein
flussen können. (V erstärk ter Z e rfa l l d e r Kohle u n d e rh ö h te A uslösung d e r künstlichen T ektonik d u rc h die ins H a n g en d e d u rchsetzenden H auptschlechten.)
K ü n s t l i c h e t e k t o n i s c h e B e a n s p r u c h u n g d e r K o h l e . H ier sollen die F o lg e e rsc h e in u n g e n d e r A b b a u f ü h r u n g n ä h e r be tra c h te t w erd e n , wie im b e s o n d e r n die D rucklagen, Setzrisse u n d S ilb erstreifen (K n a llstre if e n ). Diese E r sc heinungen sind au f die S e n k u n g s v o r g ä n g e des H a n g e n den, auf das A ufquellen des L iegenden u n d , als V er
s c h ä r fu n g die ser V o rg än g e, au f die G e b irg s s c h lä g e als plötzliche S p a n n u n g s ä n d e r u n g e n zurü ck zu fü h ren . Eine stä rk e re B eanspruchung d e r Kohle t r i t t w ohl n u r bei e rh e b licher u n d plö tzlicher S enkung auf. Die E in w ir k u n g e n des A bbaues auf den K ohlenstoß u n d ih re praktische B e d e u tu n g
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f ü r den B ergbau sind in den letzten J a h r e n eingehend u n te rsu c h t u n d zum g ro ß e n Teil g e k l ä r t w o r d e n 1.
D rucklagen.
D rucklagen entstehen u n m itte lb a r am A bbaustoß u n d haben ih re U rsache in einer Knick- o d e r auch S cherbean
sp r uchung. Sie la ufen nahezu p arallel zum A bbaustoß u nd fallen w echselseitig steil ein. Die B ildung h ä n g t w eit
geh e n d von den A bbauverhältnissen, dem rohstofflichen S treifen b au d e r Kohle u n d vor allem vom N ebengeste in ab. Die Z e r s t ö r u n g ist nic ht in allen Streifen u n d Bänken gleich stark , weil die W id e r s t a n d s k r a f t d e r verschiedenen K ohlenarten w e itg e h e n d m itw irkt. Eine genaue U n t e r suchung d e r D rucklagen in Flöz R obert ergab, d aß sich v o re r st in d e r Kohle feine H akenschläge bilden, was auf S cherung hinweist. D ann w i r d die F ä lt e lu n g stärker, u n d es setzt bereits eine A u flö s u n g des G e fü g e s in schuppen
a rtig e Teilchen ein. D ieser V o rg a n g d e r A u flö s u n g beginnt m it fein ster R iß b ild u n g (Abb. 18). Die Z e r s t ö r u n g schreitet rasch fort, un d schließlich lassen sich n u r noch die b ekannten K äm p ferd ru ck risse erk ennen, die von den ver- m ahlenen Fältelu n g s sch u p p en e rf ü ll t sind. D e r feine K lu ft
v errieb h a t eine etwas bräunliche F arbe, O xydation konnte darin nie fe s tg e ste llt w erden.
S treifen als silb e r g ra u e M asse erkennen. Abb. 20 z e ig t diese Streifen im A nschliff bei g ew ö h n lich er A u fn ah m e, und Abb. 21 g ib t das M i k r o g e f ü g e w ie d e r, w obei die Flexur d e r claritischen S treifen d eu tlic h zu erk en n en ist. (Man
Abb. 19. Silberstreifen in Flö z Robert.
Ve nat. Gr. (A ufnahm e im Schräglic ht).
Abb. 18. B eginnende Z e rs t ö ru n g der Kohle in den D ru c k lagen. Rechts feinste H aarrisse, links fo rtg esch ritten e Auf
lösung. 8 x , Milar.
Silb erstreifen .
In engem Z u sam m en h an g mit den D rucklagen stehen die so genannten Silber- o d e r K nallstreifen. Sie w erd en in Flö z R o b e rt h ä u fig beobachtet, auch an Stellen, w o kein G eb irg s sc h la g erfolgt ist. Bei d e r E n tste h u n g die ser Silber
streifen (Abb. 19) d ü rf te n reine S ch erkräfte w irksam sein.
Sie tre te n vor allem an lä n g e r anstehenden Stö ßen d a auf, wo durch gu te n A usbau eine Strecke a u fr e c h t erhalten w ird.
Das H a n g e n d e reiß t dann im Alten M ann an einer Stelle ab. D er restliche schw ebend u n te rb a u te Teil des H angenden se nkt sich wie eine g ro ß e P latte horizontal ab, nachdem e r sich in den H auptschlechten ü b er d e r Kohle gelöst hat (s. auch L ö f f l e r a. a. O .). Die F o lg ee rsch ein u n g ist eine langsam e V erschiebung der Streifen, die sich, genau wie bei d e r D ru ck lag en b ild u n g , in einer feinen F ä lt e lu n g be
m e rk b a r macht. M it dem u n b ew affn eten Auge lä ßt sich der
1 S p a c k e i e r : Die sogenannte Druckwelle, Glückauf 64 (1928) S, 873, 909. E n d e : Bildung von Schlechten und Drucklagen in Steinkohlenflözen, Glückauf 65 (1929) S. 1653,1693. W e i ß n e r : Gebirgsbewegungen beim Abbau flach gelagerter Steinkohlenflöze, Glückauf 68 (1932) S. 945. E i s e n m e n g e r : Zusammenhang und Bedeutung der im Hangenden und im Flöz auftretenden Risse und Drucklagen, Glückauf 69 (1933) S . 330. W e i ß n e r : Erkenntnisse aus der Beobachtung von Gebirgsbewegungen für den Abbau, Glückauf 72 (1936) S .997, 1030. D o m m a n n : Untersuchung über die Wirkung von Druckformen und Hohlformen in allseitig gespanntem Gestein zur Klärung von Gebirgsdruckfragen, Glückauf 72 (1936) S. 1169, 1199. L ö f f l e r : Die Rißbildung im Gestein und in der Kohle, Glückauf 72 (1936) S. 1217.
F l e i s c h e r : Untersuchung von Gebirgsschlagfragen und ihre Auswertung, Glückauf 75 (1939) S . 421.
Abb. 20. H ak en sch lag in d e r Kohle
im Z u sa m m e n h a n g m it d e r B ildung von Silberstreifen.
% nat. G r. (A nschliff im S chräglicht).
Abb. 21. Das M i k ro g e fü g e des S ilberstreifens ( A n fa n g s s ta d iu m ). 6 x , M ilar.
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beachte die R ichtung d e r S poren.) Nach ein ig er Zeit zerfallen auch diese S ilb e rstre ife n zu einem feinen Milonit.
Sie unte rscheiden sich d a n n von den D rucklagen kaum.
Diese Streifen, auch K nallstreifen g en an n t, entstehen vor allem durch O e b irg s sc h lä g e an d e r Stelle, w o die Kohle nicht mehr ausfließen kann, also w eiter im unverletzten S to ß 1.
Setzrisse.
Setzrisse bilden sich d u rc h plötzliches Absinken des Hangenden. Abb. 22 veranschaulicht den E n ts t e h u n g s vorgang eines solchen Setzrisses. D er V o rg a n g ist ähnlich, wie ihn L e h m a n n bei d e r A u fw ö l b u n g im Z e r r u n g s bereich von Senkungsgebieten b e s c h r e ib t2. Auch J a r l i e r erklärt die E n ts t e h u n g d e r O e b irg s sc h lä g e d urch A uf
w ölbung des H a n g e n d e n ( D o m b ild u n g ) . Dabei ist die H eftigkeit d e r S enkung w esentlich von d e r Beschaffenheit des H angenden u n d vom V erhieb abhängig. Die Setzrisse fallen zur Kohle ein. Im H a n g e n d e n e n tste h t m eistens ein V erw urf bis zu 10 cm. D e r V erlauf des A brisses h ä n g t vom p etro g rap h isch en A ufb au d e r Bänke ab. In s tärk er vitritischen Streifen b re ite t sich die K luft bis zu m e hreren Zentimetern aus u n d ist von feinst z e rrieb en er Kohle erfüllt, w ä h r e n d sie in den Bergem itteln n u r als g la tte r Sprung erscheint. D e r V errieb zeigt eine auffallend hell
braune F a rb e u n d b esteh t f a s t ausschließlich aus z e r t r ü m m erter vitritischer Kohle.
rissen fein z e rtrü m m e rte Kohle zeigt die selben E ig e n schaften wie die u n te r dem Schm iedeham m er zerkleinerte Kohle. Sie ist hellb rau n , u n d vers chiedene Teilchen sind verfrittet. Diese B e anspruchung d e r Kohle w u rd e künstlich nachgeahm t, indem man die in P reß lu ftsch läu ch e ein
g e fü llte Kohle u n te r dem Schm iedeham m er h e ftig e r Schla g
w irk u n g aussetzte. Die ge h ä m m e rte Kohle w a r hellb raun wie d e r Staub aus den Setzrissen u nd wie die ser g e fr it te t (Abb. 23). Ein U n tersch ied b e sta n d aber darin, d aß die Staube aus den S chla gstreifen in d e r G ru b e O x y d a tio n s
säume aufw iesen. Abb. 24 zeigt diese Säume ganz deutlich.
Die O xydation w u rd e jedoch n u r an den Stellen beobachtet, w o die zerstörte Kohle an d e r O berfläche lag. W enn man w e ite r in die S tö r u n g e in d ran g , w a r keine O xydation zu finden.
Abb. 22. Die E n ts te h u n g eines Setz risses (Schlagrisse).
G ebirgsschläge.
Eine eingehende D a rs te llu n g d e r E n ts t e h u n g von Ge- birgsschlägen hat u . a . F l e i s c h e r g e g e b e n 3. Es sind dies plötzliche S p a n n u n g sa u s lö su n g e n , die sich vor allem an Restpfeilern u n d Kohleninseln b e m e rk b a r machen. Dabei spielen d e r p e tro g ra p h isc h e A ufbau, die mechanischen Eig enschaften d e r Dachschichten sowie die T eufe eine ent
scheidende Rolle. D urch die plötzliche W a n d l u n g d e r pote ntiellen in kinetische E n e rg ie e r f o l g t ein h e ftig e r Schlag auf die Kohle, so d aß sie einer jä hen D r u c k be a nspruchung u n te r w o r f e n w ird . Die äu ß e re n Zeichen dieser B ean sp ru ch u n g sind feinste Z e r t r ü m m e r u n g des K ohlenverbandes bis zu p u d e rf e in e r S tau b fo rm . C a b o l e t 1 schildert bei seinen B ra n d b eo b ach tu n g en die F o l g e erscheinungen von G eb irg s sch läg en . Ein b e so n d eres Kenn
zeichen dabei ist das »Ausfließen« d e r Kohle.
F o l g e e r s c h e i n u n g e n d e r k ü n s t l i c h e n T e k t o n i k i n d e r K o h l e .
Die E n ts t e h u n g d e r D ru ck lag en kann in diesem Z u
sam m enhang als eine d e r m ildesten B e a n spruchungen d e r Kohle angesehen w erd e n . D a h e r w u r d e auch in den vielen V erriebproben die ser S t ö r u n g s a r t keinerlei v e rä n d e r te Kohle a ngetroffen. A n d ers v e rh ä lt es sich mit den Setz
rissen und im b e so n d e r e n mit den G eb irg s sc h lä g e n , die eine stärkere T ektonik h e r v o r g e r u f e n hat. Die in den Setz-
1 K u k u k . a . a . O . S.237.
2 L e h m a n n : Bewegungsvorgänge bei der Bildung von Pingen und Trögen, Glückauf 55 (1919) S .933. Q u i r i n g : Hebungen am Rande und im Innern bergbaulicher Senkungsmulden, Z. Berg-, Hütt.- u. Sal.-Wes. 86 (1933) S .413.
3 a .a .O . 4 a .a .O .
Abb. 23. Ballung (F rittu n g ) feinster vitritischer Staube.
200 x , Ölimmersion.
Die N achahm ung dieser E rscheinung im L aboratorium muß noch nach vers chiedenen Richtungen w eiter v e rf o lg t w erden. Es steht bereits fest, d aß gew isse feinst zer
kle inerte Kohlen u n te r bestim m ten V oraussetzungen zur S e lb stentzündung kommen (bei den Versuchen mit R o b e rt
kohle allerdings b isher nicht g e lu n g e n ).
Abb. 24. O x y d atio n ssäu m e in fe in ste r v itritischer Kohle aus Setzrissen. 200 x , Ölimmersion.
Nach d e r besprochenen A u ffa s s u n g ist d e r V o rg a n g bei den künstlichen S tö ru n g en f o l g e n d e r : D urch die heftige Druck- o d e r S ch la g w irk u n g w ir d die Kohle w ie d e r zur A bgabe g r ö ß e r e r M e th a n m e n g e n gezw u n g en . Diese G a s ab g ab e ist b e so n d e r s bei G e b irg s sc h lä g e n stark. Die zer
kle in erten, o b erflächlich en tg a ste n vitritischen Teilchen v e r
suchen, ihren u n stabilen G leich g ew ich tszu s tan d d u rc h A u f nahm e von S a u e r s to f f auszugleichen. W ie bei d en Setz
rissen erk e n n b a r ist, ox y d ie ren die im S a u e rs to ff b e re ic h liegenden Teilchen ta tsächlich nach ein ig er Zeit. Bei den
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G eb irg ssch läg en ist aber die gesam te ausfließende Kohle so f o r t dem S a u e rs to ff a n g rif f ausgesetzt u n d w ird sich d aher, je nach d e r H eftigkeit des Schlages, m e h r oder m in d er mit S a u e rs to ff beladen. Da die A u f rä u m u n g dieser Brüche erhebliche Schw ierigkeiten verursacht, kom m t es v o r allem an diesen Stellen zur S elbstentzündung d e r Kohle.
Färbung der zerkleinerten Kohlen im Zusammenhang mit ihrer mechanischen Beanspruchung.
Die g estörten Kohlen w u rd e n auch einer U n ters u ch u n g im kom binierten farbigen D urchlicht u n d Auflicht (neues A u fbereitungsm ikroskop d e r F irm a Leitz nach Angaben von N ö t z o l d 1) unterzogen, w obei beso n d ers die feinsten Staube auf ihren F arb u n tersch ied un d die K ornform en g e prüft w e rd e n sollten.
Die zerklein erten Vitrite aus u n g estö rten Flözteilen zeigen einen schaligen Bruch, wobei die feinsten Teilchen d unkelbraune F a rb e u n d Beugungserscheinungen au f
weisen. G estörte Vitrite aus den Silberstreifen haben ihren schaligen Bruch v e rlo re n ; sie zerfallen blä tte rig und sind bedeutend heller b raun u n d matt. Die durch Schla g
bean sp ru ch u n g entstehenden V itritstaube sind au ffallen d h ellbraun, teilweise zusam m engeballt u n d ganz stumpf.
Auch die Vitrite aus den Überschiebungen zeigen ähnliche E ig enschaften. Bei dem Anschliff von g e stö rte n Vitriten aus Überschiebungen erg ib t sich auf den Schleifscheiben ein h e llb ra u n e r Abrieb.
In die sem Z u sam m en h an g sind die U n tersuchungen von F r a n c i s u n d W h e e l e r 2, wi e sie L a n g e 3 geschild ert hat, bem erkensw ert. Bei den O xydationsversuchen von Kohle stellte sich heraus, daß sich die U lm ine (H um ine) in vitritischen Bestandteilen bei g elin d er E r w ä r m u n g rasch verm ehrten. Es tr i t t also bei ä u ß e re r B eein flu ssung der Kohle eine rasche U m w a n d lu n g ein, die durch die Ver
ä n d e r u n g d e r ß- u nd y-Bestandteile deutlich wird.
G ehalte an a-, ß- u n d y-Bestandteilen nach d e r O xydation bei 100° (nach Lange).
O rig inalk ohle I. | II. III.
P eriode
IV.
P eriode
G. M. F. F. F. | F. G. M. F.
«-Bestandteile 79,7 90,5 95,2 95,20 96,54 95,0 87,6 87,6 94,15
ß- 14,6 6,8 3,4 3,35 0 3,5 9,9 9,4 4,45
V 5,7 2,7 1,4 1,45 0 1,5 2,5 3,0 1,40
Ul mi ne . 0,02 0,01 0 1,2 1,8 | 1,7 11,2 6,52 2,2 a-B estandteile: Rücksta nd in Pyridin, ß -B e sta n d te ile : löslich in Pyridin , unlöslich in C h lo ro f o rm , y-Bestandte ile : löslich in Pyridin u n d C h lo ro f o rm , U lm in e: löslich in
alkoholischer Kalilauge.
Die ß-Bestandteile bilden ein schokoladenbraunes P u lv er un d gehen dann in b raune Knötchen, ähnlich den Humin en, über. H ier besteht ein deutlicher Z u sam m en h an g mit den Farb ersch ein u n g en in g estö rten Kohlen. Bei d e r Z e r s t ö r u n g d e r G lanzkohlen scheint also eine V erm ehrung an H um inen einzutreten, die in b eso n d e r e r Stärke d e r O xydation unte rliegen. Die m a tte n Kohlen und Fusite neigen je doch nicht zur U lm ifikation. Die E ntz ündlic hkeit d e r Kohlen kann nach Francis und W h e e le r danach be
messen w erden, wieviel U lm ine bei d e r O xydation ent
stehen. Es w äre also zu untersuchen, ob mit d e r E inw irkung d e r stärk eren Tektonik und d e r A b sto ß u n g des M ethans nicht eine V e rm e h ru n g d e r U lm ine einhergeht. Dabei ist allerd in g s zu beachten, daß die V e rm e h ru n g d e r Ulmine bei den obigen Versuchen erst durch E r w ä r m u n g d e r Kohle
1 K ü h l w e i n : Bericht der Forschungsabteilung für angewandte Petro
graphie und Aufbereitung. Verwaltungsbcricht der W estf. Berggewerkschafts
kasse in Bochum 1938.
- F r a n c i s und W h e e l e r : The oxydation of banded bituminous coal at low temperatures, J. Chem. Soc. 127 (1925) S. 112.
3 L a n g e : Die praktische Bedeutung und der technische Wert der Faserkohle. Stuttgart 1929. Schriften aus dem Gebiet der Brennstoffgeologie H . 2. S . 55.
im Luftstrom e rfo lg te. Bei d e r F a r b e r s c h e in u n g könnte es sich also schon um eine F o lg e d e r O x y d a tio n handeln.
Je denfalls muß auch d ie s e r B eo b ach tu n g noch nach
g eg an g en w erden.
Beschleunigung der Selbstoxydation und Entstehung eines Brandes.
H ie r sei noch d a r a u f hingew iesen, d a ß nach d e r An
sicht v erschiedener F o r s c h e r d e r fe in st v erteilte Schwefel
kies sehr w ohl eine kataly tische W i r k u n g bei d e r lang
samen Selb stoxydation haben kann. Bei d e r Zersetzung der Schwefelkiese en tste h t W ä rm e , die nach den neueren E rkenntnissen nic ht ausreicht, um die Kohle zur E n t
z ü n d u n g zu bringen. Es w ä re a b er d enkbar, d aß diese Vor
gänge, im Verein m it d e r o f t v e rtre te n e n bakteriellen Mit
w irkung, die chemische U m s e tz u n g des e r s t absorptiv an
g elagerten S a u e rs to ffe s an u n sta b ile r Kohle begünstigen.
Auch feinst verte ilte r F u s it w ird vielfach als K atalyt an
gesehen. Nach dieser R ich tu n g la u fe n d e U nte rsuchungen ergaben je doch, daß F u s it m eist n u r in verschwindend geringen M engen v o rh a n d e n ist, w as die se A uffassung recht unw ahrscheinlich macht. In die sem Zusam m enhang ist auch die kataly tische W i r k u n g von Salzen denkbar. Wie die Versuche von O s h i m a u n d F u k u d a zeigen, kann durch Zusatz von Salz d e r Z ü n d p u n k t von Brennstoffen wesentlich e r n ie d rig t w erd e n . Es spielt hie r die A rt des Anions eine bestim m te Rolle. Die Z ü n d p u n k te rn ie d rig u n g fä llt dabei nach d e r Reihe H y d ro x y d , K arbonat, Azetat, T a rtra t, etw as C hlorid un d S u lf a t1. D a infolge der Ver
salzung d e r Schlechten in j e d e r g e s t ö rt e n Kohle auch Salze anw esend sind, ist ihre M itw irk u n g bei E inleitung der O xydation durchaus möglich. Es ist ü brigens eine be
sondere E ig en s ch aft von S tö r u n g sk o h le n aus Flöz Robert, daß sie nach F e r t ig s t e ll u n g d e r Schliffe au ff a lle n d stark salzig ausblühen.
G elangen die tektonisch b eein flu ß ten »labilen« Kohlen
teilchen in g r ö ß e r e r A n h ä u fu n g in den Versatz, so kömmt es zur la ngsam fo rtsc h r e ite n d e n S au e rs to ff a b b in d u n g mit gleichzeitiger W ä rm e s te ig e ru n g . Es b ildet sich so ein kleiner B randherd, d e r sich n u r im losen Versatzgut bei Z u tr itt von w eiteren S a u e rs to ff m e n g e n ausbreiten kann.
Die meisten Brände entwickeln sich u nm ittelbar unter dem meist sehr feste n Blasversatz im k lü ftig en oberen Teil des H andversatzes (s. Abb. 2). Es k o m m t dann nach der prim ären Selb sto xydatio n d e r vitritischen Kohle zur sekundären »Frem doxydation« d urch den W ärm ean g riff des Bra ndherdes. Ein sicheres Zeichen f ü r die Veränderung der Kohle durch frem d e W ä rm e e in f lü s s e ist ihre E ntgasung (Abb. 25). Man erk en n t hie r einen deutlichen Unterschied:
Das Innere des Teilchens ist g e d u n se n , w ä h re n d die Ränder im G egensatz zu den O x y d a tio n ssä u m e n kein Relief zeigen.
Die A u ffin d u n g solcher Teilchen ist selten, d a sehr rasch eine Schw elu ng eintritt, w o d u rc h die Kohle die Merkmale von S chw elkoksen annimmt.
Abb. 25. B eg in n en d e V e r ä n d e r u n g d e r Vitrite durch den Einfluß fr e m d e r W ä r m e ( E n tg a s u n g s b e g in n ).
420 x , Ö lim m ersio n.
1 K u r z und S c h u s t e r : Koks. Leipzig 1938. S . 36.
20. Juli 1040" ü l ü c k a u f 397
Schließlich entw ickelt sich bei au sr e ic h e n d e r S a u e r
stof fz u fu h r ein o f f e n e r Brand. W ie schon e r w ä h n t 1, spielen bei d e r A u sb re itu n g des B randes die S c h la g w e tte rb r ä n d e eine wichtige Rolle, weil sie den W ä r m e a n g r i f f d urch Klüfte un d H o h lrä u m e w eite rtr a g e n .
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Es w ird ü b e r den neuesten S tand d e r p e tro g ra p h isc h e n K ohlenuntersuchungen im Z u s a m m e n h a n g mit d e r S elbst
entzündung d e r Kohle berichte t. Da das Flö z R obert d e r Zeche H einrich R o b e rt b e so n d e r s an Überschiebungen zur
1 N ö t z o l d und T s c h a u n e r , a .a .O .
S elb s ten tzü n d u n g neigt, sin d die U n te rs u c h u n g e n von rein rohstofflichen G esichtspunkten n u n m e h r auch au f säm tliche tektonischen E in w irk u n g en a u s g e d e h n t w o rd e n . Aus den F o rsc h u n g serg eb n issen w i r d die M öglic hkeit des V or
g an g es d e r Selb stoxydation d e r Kohle d u rc h Rückbildung hu m o ser V erbindungen abgeleitet, die d urch zw angsw eise E n tg a s u n g unstabil g e w o rd e n sind.
Diese M öglichkeit w ir d f ü r die verschiedenen te k to n i
schen Ein flü sse, denen die Kohle a u sg es etzt ist, u n t e r sucht. D araus lä ßt sich eine E r k l ä r u n g f ü r die e rhöhte B randgefährlichkeit von bestim m ten V itriten geben, welche durch Ü berschiebungskräfte o d e r heftige S e n k u n g sv o r
g ä n g e v e rä n d e r t w erden.
U ntersuchungen über die Bestim m ung des Chlors in festen Brennstoffen mit anschließendem analytischem Schnellverfahren auf dem W e g e der Vergasung.
Von C h efch em ik er Dipl.-Chem. W. M a n t e l un d Dipl.-Chem. Dr. W. S c h r e i b e r , D ortm und-Lünen.
(M itteilu n g aus dem H a u p tl a b o ra to r iu m der H a rp e n e r Bergbau-A G.) Den von uns eingeschlagenen W e g zur B estim m ung
des S tic k sto ffs1 und des S c h w e fe ls 2 in festen Brennstoffen durch katalytische V e rg a s u n g im W a s s e rd a m p f s tr o m haben wir auch bei der E rm itte lu n g des C h lo rs beschritten.
O bw ohl C h lo r nur in g e rin g e n M en g en in Brennstoffen auftritt, ist seine re stlose E n t f e r n u n g m itu n te r sehr e r wünscht. D as ü b e r das C h lo rv o r k o m m e n in Kohlen v o r liegende S chrifttum ist nicht sonderlich reichhaltig , d eshalb sei nur k u rz auf die w ich tig sten A ngaben hin gew iesen.
Das in m anchen L ab o rato rien a n g e w a n d te A usw aschen von feinst g e m ah len en Kohlen mit W a s s e r bzw. v erd ü n n te r Säure, a lkoholischem W ass er, b e d in g t nur die E rfa s su n g der löslichen C hloride u n te r V ern ach läs sig u n g des K onsti
tutio nschlo rs.
Nach T e r M e u l e n 3 eignet sich f ü r die Bestim
m u n g des C h lo rs das E sch k a-V erfa h ren mit a n schließender Silbernitratfällu ng. Eine von ihm u n te rsu c h te Kohle mit einem G e s a m tc h lo r g e h a lt von 0,44 ° o erg ab durch B ehand
lung mit kaltem u n d h eißem W a s s e r u nd v e rd ü n n te r S alpetersäure 0,195 o /o CI, w ä h re n d die restlichen 0,245 ®/o CI w ahrscheinlich in o rg an isch er Bindung Vorlagen. Die unte rsuchten Kohlen w iesen zw ischen 0,03 u n d 0,33 o/o liegende C h lo r w e r t e auf. S e l v i g u n d G i b s o n 4 b e stim mten das C h lo r nach der V e r b r e n n u n g d e r Kohlen in der K a lo rim eterb o m b e durch T itratio n d e r B o m b e n w a sc h w ässer nach V olhard. D iese A rb eitsw eise e r g a b in den meisten Fällen h ö h e r e W e r t e als nach d e r W a s s e r e x t r a k tionsm ethode. G r o t e u n d K r e k e l e r 5 em p feh len die V er
b rennung im Sau ers to ffstro m u nd die an sch ließ en d e Be
stim m ung der a u fg efan g en en C h lo rv e rb in d u n g e n .
D er A ufschluß nach E sc h k a ist für R e ih e n b e s tim m ungen w ohl g eeig n et, h a t a b e r w ie alle A u fsch lu ß verfahren den N achteil des erforderlichen Z e ita u fw a n d s und ist nach unseren E rfa h r u n g e n bei C h lo rb e s tim m u n g e n te m p eratu rb ed in g t. Bei den V e rb re n n u n g s v e r fa h re n im Sauersto ffstrom ist die rasche A u s fü h ru n g s m ö g lic h k e it h e r vorzuheben. J ed o ch sind bei g r ö ß e r e n A lkalichloridgehalten zu dessen re stloser V e r d a m p f u n g ziemlich h o h e T e m p e raturen erforderlich. F ü r K o n tro llb e s tim m u n g e n des C hlors haben w ir uns m it V orteil d e r V e rb re n n u n g in d e r K alo ri
m eterbom be bedient.
U nsere eigenen U n te rs u c h u n g e n zielten z unächst dahin, die bekannten A u fsc h lu ß m e th o d e n w ie nach E sc h k a und Kjeldahl durch Ä nderung d e r A u fsc h lu ß su b sta n z e n und V e rsuchsbedingungen u n te r Z u sa tz w ir k s a m e r K atalysa
toren als Schnellbestim m ungen b ra u c h b a r zu m achen. Da bei Kjeldahlaufs chlüssen n e b e n K a talysatoren eine m ög-
1 Glückauf 74 (1938) S. 939.
3 Glückauf 75 (1939) S. 929.
3 Brennstoff-Chem. 10 (1929) S. 447.
* Brennstoff-Chem. 14 (1933) S. 151, 292.
5 Angew. Chem. 46 (1933) S. 106.
liehst hohe T e m p e r a tu r von nicht u n te rg e o rd n e t e m E in fluß auf die Aufschlußzeit ist, haben w ir die S ch w efel
s äu re durch Kaliumbisulfat ers etzt, also einen Salz auf
schluß d urchgeführt, d e r allerdings innerhalb einer S tunde eine vollständige V erasch u n g d e r Kohle erzielte. V erhältnis
m ä ß ig h o h e r Salz verbrauch, Kolb enverschleiß u n d a naly
tische U nbequem lichkeiten v eran laß ten uns, w eitere V e r
suche in die ser R ichtung aufzugeben.
W i r b efaßten uns dam it, den Eschkaaufschluß, d e r w enigstens 2 h V erasch u n g szeit erfo rd ert, durch A n
w e n d u n g von K atalysatoren w esentlich zu beschleunig en.
D urch Z u g a b e von als S a u e rs to ff ü b e rtr ä g e r w irk e n d e n Metalloxyden k o n n te die V erasch u n g szeit h e ra b g e s e tz t w erden. Z u r B estim m ung der fo rtsch reiten d en V e ra sc h u n g w urd en die V ersuchstiegel reihenw eise aus dem k o n stan t beheizten Ofen g e n o m m e n und d e r U m sa tz an v eraschtem Brennstoff näh eru n g s w eise aus dem v e rbleibenden R est
k o k s errechnet. D a dieses M aß d e r V e ra s c h u n g s geschw indigkeit unte r an n ä h e rn d gleichen B edingungen hinsichtlich Körnung, Schüttgew icht, Schichthöhe, T e m p e ratur, O fenbeschickung u nd O fe n e n tle e ru n g b e stim m t w urde, w aren die erhaltenen W e rte durchaus w ied erh o lb ar.
Die gefundenen Ergebnisse sind in der Z ahlentafel 1 z u sam m engefaßt.
Durch In terpolation der gefu n d en en K urvenstücke auf den G esam tverlauf lä ßt sich ersehen, daß die am U m sa tz d e r veraschten M enge gem essen e V e r a s c h u n g s g e s c h w in d ig keit nahezu k o n sta n t ist, u n d d aß dem nach d e r V e r a s c h u n g s v o rg a n g insgesam t p ro p o rtio n al d e r Zeit verläuft.
D as A bklingen am Ende scheint in dem durch die A sch en bildung ersch w erten Z u tr itt des Sauersto ffs zum T ie g e l
boden seine U rsache zu haben. Solche D iff u sio n s w id e rstä n d e machte n sich beso n d ers bei der m e n g e n m ä ß ig e n Ä nd eru n g d e r einzelnen Z uschläge b e m e rk b a r. Steigende, die K u ch en schicht e rh ö h en d e bzw. v e rd ic h te n d e Z u s a tz m e n g e n ließen die V era sc h u n g sg e s c h w in d ig k e it w ie d e r absinken. Die v e r as ch u n g s fö rd ern d e W i r k u n g d e r von uns u n te rsu c h te n O x y d e und D io x y d e w a r recht unte rschiedlich: Es ließ sich feststellen, daß die je w eilig g r ö ß t e W i r k u n g eine F u n k tio n d e r zu g esetzten O x y d m e n g e un d d e r V e r a s c h u n g s te m p e ra tu r w ar.
Z u r v ergleichenden Ü bersicht ü b e r die W i r k u n g e r üb rig te es sich, von allen a n g e w a n d te n O x y d e n die g ün stig ste M enge u n d das T e m p e r a tu r g e b i e t d e r g rö ß te n Bew eglic hkeit des Sauersto ffs in ne rhalb des be tre ffe n d e n M o lek ü lv erb an d es a u fzu n eh m en . Bei den u n se r e n V e r suchen zu g ru n d e liegenden B ed in g u n g en zeichneten sich C o O und V 2O ä durch g r ö ß t e W i r k s a m k e it aus, w ä h r e n d C r o 0 3, F e 20 3 und N iO nicht sonderlich einflußreich w a re n . Eine A b k ü r z u n g d e r V era sc h u n g sz e it auf e t w a 30 min lä ßt sich in einer bei 970° d u r c h g e f ü h r te n V e rsu c h sr e ih e d urch Z usatz von C u O erreichen, w o b e i a b e r d u rc h die be re its
Z a h l e n t a f e l 1. Beschleunigung d e r B re n n sto ffv e ra sc h u n g beim T iegelaufschluß d urch Zusatz von M etalloxyden.
(O fe n t e m p e ra t u r 830°, K ohle neinwaage 1 g, P orz e lla n tie g e l).____________________________
Nr.
24 25 26 27 28
B eschickung des Tie gels
+ + + +
1.0 g Z n O 0,1 g CuO 1.0 g „ 1,5 g „
1 Kohle ohne je den Z uschlag . . .
2 + 2,5 g C a C 0 3 . . . .
3 + 0,5 g Eschka . . . .
4 + 1, 0 g „ . . . .
5 >> + 1,5 g „ . . . .
6 + 2, 5 g „ . . . .
7 Kohle
+ 2,5 g
Eschka + 0,5 g Z n O ...
8 V + 1,0 g „ ...
9 + 2,0 g ...
10 + 0,1 g C u O ...
11 + 1 , 0 g „ ...
12 + 1,5 g „ ...
13 + 0,1 g C o O ...
14 + 0,1 g N i O ...
15 + 0,1 g F e20 3 ...
16 + 0,1 g C r20 3 ...
17 + 0,1 g M n O z ...
18 + 0,1 g P b 0 2 ...
19 + 0,1 g M o 0 3 ...
20 y y + 0,1 g v 2o 5 ...
21 + 0,1 g C u O ...
22 + 0,1 g C o O ...
23 y y + 0,1 g v 2o 5 ...
V erasch te M e n g e in % nach
15' 20' 30' 40' 45' 50' 52,5' 55' 60' 65' 70'
55,2 _ 63,1 — — — 80,0
_
L_
_ — 62,4 — 71,0 — — — 90,4_ _
_ — 63,6 — 75,0 — — — —_ _ _ — 65,5 — 77,4 — — — —
_ _ _ — 68,9 — 80,5 — — — —
— — — — 69,5 — 80,5 -- — — 100
75,6 89,5 100
_
_ _ _ — 81,2 — 94,2 -- 100 — —
_ _ _ — 78,1 — 92,0
—
100 — —_ _ _ _ 74,7 — 87,5 — 100 — —
_ __ _ — 82,5 — 93,2 -- 100 — —
--
_ _ —
81,8—
92,6—
100— —
_ _ _ —
77,5—
90,4-
100— , — _ _ _ —
71,8—
85,0-
96,3 100— _
__ —
71,8—
85,1-
95,3 100—
_
— _ —
69,8 — 82,7 -- 93,0 — 100-- — — — 75,3 — 86,6 — 96,2 100 —
-- — — — 74,7 — 88,6 -- 98,8 — —
-- — — — 72,5 — 85,8 --- 95,8 — —
-- — — — 78,2 — 90,1 — 100 — —
V e ra sc h u n g im sch w a c h e n L u ftstro m
-- — — 77,1 84,7 92,2 — 100 — — —
-- — — 81,1 89,6 97,7 100 — — — —
— — — 82,5 91,3 100
O fe n te m p e ra tu r 970°
63,6 74,0 87,6
70,6 80,8 93,2
68,3 76,8 89,9
74,8 84,9 100
72,2 82,3 96,9
Yerasc/wrrgsze/f O fe n te m p e ra tu r 830°:
K u rve 1 K o hle ohne jeden Z u schlag, 2 K o hle + C a C O ,, 5 K o hle Eschka, 13 K o hle + E schka + CoO, 15 K o h le + Eschka + F e 2O i , 22 K o h le -4 E schka + CoO
bei L u ftd u rc h sa u g u n g , 23 K o h le + E schka + V3O ä bei L u ftd u rch sa u g u n g .
O fe n te m p e ra tu r 970 °:
K u rve 24 K o hle + E schka, 25 K o h le + Eschka 27 K o h le + E schka + CuO.
K urvenbild zu Z ahlentafel 1.
Z n O ,
eingesetz te V e rd a m p f u n g von N aCl Verluste auftraten. Z ur C h lo rb e stim m u n g w u rd e n die w ässerigen A uszüge des jeweiligen Aufschlusses nach V olhard titriert.
Die A nnahm e, daß tr o tz G e g e n w a r t von S auerstoff
ü b e rträ g e rn fü r die V erasch u n g sg es ch w in d ig k eit letzten Endes doch die g e n ü g e n d rasche Z u fu h r von L u ftsau er
stoff entscheidend ist, b ek rä f tig te eine V ersuchsreihe, bei d e r ein s ch w ach er Luftstrom durch den V e rb ren n u n g so fen g e s a u g t w urde. Ein deutlicher Z eitgew inn g e g e n ü b e r der V erasch u n g im geschlossenen O fen w a r festzustellen. Eine w eitg e h e n d e Beseitigung der Diffusionseinflüsse durch Ausbreiten in flacher Schicht w ü rd e die V e ra s c h u n g s geschw indigkeit s p r u n g h a f t steig ern können. Diese M ö g lichkeit ist aber bei Tiegelaufschlüssen, ganz ab gesehen von zu e rw a rte n d e n Chlo rverlusten, nicht d u rc h f ü h rb a r.
Nach diesen einleitenden V ersuchen w a n d te n w ir uns w ie d e r d e r V e rg a su n g mit W a s s e rd a m p f zu. F ü r eine C h lo rb e stim m u n g durch red u k tiv geleitete V e rg a s u n g des Brennstoffs mit W a s s e rd a m p f in G e g e n w a r t von K atalysa
to ren w aren an sich keine b esonderen Schw ierigkeiten zu erw arten. Ein th e rm isc h e r Schutz wie für N H 3 un d H 2S erü b rig te sich. A u ß e rd e m lagen nicht so verw ickelte Affi
nitätsverhältn isse wie zw ischen Schwefel, K ohlenstoff und Sauers toff vor.
N atrium chlorid unte rliegt mit ü b e rh itz te m W a s s e rd a m p f ab 700° deutlich der H y d r o l y s e 1 u n te r Bildung von N aO H und H C l bis zum G le ichgew icht. Die re d u z ie re n d e W i r k u n g des v o rh a n d e n e n K ohlenstoffs u nd des en tsteh en d en K ohlenoxyds v eran laß t eine w eitere V e rsc h ie b u n g des G leichgewichtes, bis schließlich, v e r s tä r k t durch die bei T e m p e r a tu r e n ü b e r 1000° einsetzende fü h lb a re V e r d a m p f u n g 2 (Z ahlentafel 2) von N aCl, alles C h lo r aus dem V e rg a s u n g s r ü c k s ta n d a u sg etrieb en ist: D em K o n stitu tio n s
chlor ste h t w ä h r e n d d e r V e rg a su n g hinreichend W a s s e r stoff aus der W a ss e rd a m p f s p a lt u n g zur H C l-B ildung zur V erfügung.
Bei C h lo rb e stim m u n g e n durch V e r b r e n n u n g im Rohr un te r Zuhilfenahm e von Luft o d e r Sauers to ff , m üssen zur quantitativen E n tf e rn u n g des N a C l aus d e m Schiffchen
raum h o h e T e m p e r a tu r e n (etw a 1400°) a n g e w a n d t w erd en .
1 O m e l i n : Handbuch d e r anorg . Chem ie, System-Nr. 21, Natrium , 8. Aufl. Berlin 1928. S. 327.
2 O m e l i n . ' a . a. O. S. 317/18.
20
. Ju liiy4»
( j 1 üc
ka u f
390Z a h l e n t a f e l 2. D a m p f d r ü c k e von N atrium chlorkl nach G m e l i n .
p mm 0,04 0,3 0,32 0,75 1,08 2,44 3,49 5,6 8,0 13,3
t 0 820 840 854 894 915 940 960 1000 1028 1080
p mm 17,5 20,3 54,16
—
80 125 230 385 525 760t 0 1106 1123 1155 — 1205 1240 1298 1346 1385 1440 F ü r die Z u sa m m e n se tz u n g d e r f ü r die V e rg a su n g im W a ss e rd a m p fstro m a n z u w e n d e n d e n V e rg a s u n g s m is c h u n g waren folgende G e s ic h t s p u n k t e m a ß g e b e n d :
1. Die die h öchste A ktivitä t aufw eisenden Alkalien, wie N aO H , N a 2C 0 3, K2C 0 3, L i C 0 3, d urften aus G leich g e w ic h ts g rü n d e n n u r u n te r g e o r d n e t v ertreten sein.
2. Die E rre ic h u n g des H ö c h s tw e rte s an R ed u k tio n sk raft, der bei u n se re r S tick sto ffb es tim m u n g durch das P la tin netz und bei u n s e r e r S ch w efelb es tim m u n g durch v e r m ehrte C O - B ild u n g aus C a 2C 20 4 erzielt w u rd e, w a r nicht n o tw en d ig , zum al g e r a d e d e r bei d e r Titration mit A g N 0 3 stö re n d e S chw efelw asserstoff o x y d ie rt w e rd e n sollte.
3. Die zugesetzte V erg a su n g sm is c h u n g m u ß te schon w eg en d e r S chiffchengröße einen Bruchteil der B re n n sto ffe in w a a g e ausm achen, da w egen des m eist n u r g erin g en C h lo rg e h a lte s eine E in w aag e von 2 g Kohle erforderlich ist.
Aus zahlreichen V ersuchen, die sich auf die k a t a lytische F ö r d e r u n g d e r V erg a su n g sg e s c h w in d ig k e it, auf die O x ydation des p rim ä r g ebildeten Schw efelw asserstoffs und auf die Beeinflussung des S in te ru n g sg r a d e s e rs treck ten , w u rd e eine g u t a rb e ite n d e V e rg a s u n g s m is c h u n g h e r a u s gefunden. Auf die n äh e re n U m s t ä n d e der E n tste h u n g a u s
führlich einzugehen, w ü rd e zu w eit führen. Es sei lediglich h e rv o rg e h o b e n , daß die V e rg a su n g sm is c h u n g nicht irg e n d eine Zufallsm ischung ist, so n d ern erst nach p la n m ä ß ig e r F o rs c h u n g zur Z u verlässigkeit reifte.
100 T eile V e r g a su n g sm is c h u n g enthalten:
65 G ewichtsteile C a C O ,, 20 „ C a ( O H ) ,,
10 „ CuO ,
2.5 „ CoO,
2.5 „ K2C 0 3.
Von dieser M ischung g e n ü g t ein Z usatz von 0,3 g auf 2 g Kohleneinwaage.
Die bei d e r V e rg a su n g von 2 g Kohle an fallen d en Teerm engen ersch w erten eine s o f o rtig e T itra tio n erheblich.
Durch Z ug ab e von 1 g c h l o r f r e i e r a-Kohle z u r V o rlag e w urde die T e e r f r a g e gelöst. D a s a u e r s to f fh a ltig e C h l o r verbindungen nicht nachgew iesen w e rd e n konnten, w aren Zugaben von A lkalisulfit o. dgl. zur V o rlag e nicht nötig.
Auf G ru n d von V ersuchen haben w ir als V o rla g e beschickung eine V2 °/oige ch lo rfre ie N a tro n l a u g e , von der je Versuch 200 cm 3 a n g e w a n d t w erd e n , am geeignetsten gefunden. Nach d e r B e e n d ig u n g des V ersuches w ir d die Vorlage von d e r a-K ohle a b f i lt r i e r t u n d d e r R ückstand mit heißem W a s s e r ausgew aschen. E tw a tr o tz C uO u nd CoO in die V orlage g e la n g e n d e S p u ren von H 2S w e rd e n durch Zugabe von etw a 1 - 2 cm3 P e r h y d r o l — je nach dem Schwefelgehalt — oxydiert. Das F i l t r a t von d e r a-K ohle ist vollständig kla r, hell u n d gänzlic h te e rfre i.
F olgende A n aly sen v o rsch rift w u r d e a u s g e a r b e ite t un d an einer Reihe von B re n n sto ffe n , u n te r denen sich auch solche mit künstlich zugesetztem N a tr i u m c h l o r i d b efan d en , nachgeprüft.
Die Ergebnisse sind in d en Z a h le n ta fe ln 3 u n d 3 a zusam mengestellt. Aus d e r Z a h le n ta fe l 3 ist zu ers ehen, daß das den Kohlen zugesetzte N a tr i u m c h l o r i d nach dem V erg asu n g sv erfah ren re stlos e r f a ß t w ird . In d e r Z a h le n tafel 3 a sind neben d en W e r t e n nach dem V e r g a s u n g s v erfah ren auch die nach d e r V e r b r e n n u n g in d e r Bombe erhaltenen a u fg e f ü h rt. Die Z ahlen stim m en g u t überein.
Die durch einfache E x tr a k tio n m it h eißem W a s s e r g e w onnenen E rg eb n isse liegen n a t u r g e m ä ß zu tief, da n u r
die löslichen C h lo rv e rb in d u n g e n e r f a ß t w erd en . Um nach dem E schka-A ufschlußverfahren richtige W e r t e zu erhalten, m uß man tiefe A u fsc h lu ß te m p e ra tu r e n w ählen u n d d am it die V erd a m p f u n g sv e rlu ste zurückdrängen.
Z a h l e n t a f e l 3. C h lo rb e s tim m u n g in Brennstoffen mit Z usatz von N atrium chlorid.
F lü c h tig e C hlor Asche Schwefel B e s ta n d (b estim m t in der
teile K alorim eterbom be)
% % % %
Kohle a 7,40 1,79
_
0,33Kohle b 5,44 0,71 38,12 0,19
C hlo rb e stim m u n g .
N aCl-Z usatz je g Kohle
g
Eschka- V erfahren
bei 800°;
zusätzlich gef.
NaCl in g
Eschka- V erfahren bei 1000°;
zusätzlich gef.
NaCl in g
V e rg a su n g s- V erfahren zusätzlich gef.
NaCl in g Kohle a
0,0100 — — 0,0099
0,0200 0,0192 0,0158 0,0199
0,0300 — — 0,0298
0,0500 0,0481 0,0351 0,0494
0,1000 0,0957 0,0801 0,0991
Kohle b
0,0100 0,0094 0,0067 0,0100
0,0300 0,0289 0,0257 0,0298
0,0500 0,0488 0,0380 0,0496
0,1000 0,0979 0,0842 0,0991
Analysenvorschrift.
V e r s u c h s e i n r i c h t u n g .
Als V ersuchseinrichtung dienen die selben G eräte, wie w ir sie in u n s e r e r A rbeit ü b e r die B estim m ung des Schwefels in festen B r e n n s t o f f e n 1 ausführlich beschrieben haben. Als wichtigste Besta ndteile seien kurz e r w ä h n t:
D am pfentw ickler, A u ffa n g g e fä ß f ü r K ondensw asser, elek
trisch beheizter R öhrenofen zur Ü berhitzung des W a s s e r dam pfes, Q u a rz ro h r, Silitstabofen, e ngeres Q u a r z r o h r u n d die v erschließbare, mit Ein- u n d A u str itt versehene V orlage -.
E r f o r d e r l i c h e C h e m i k a l i e n .
Die V e rg a sungsm ischung u n d die zur C h lo rtitra tio n nach V olhard erfo rd e rlic h e n N o r m a llö s u n g e n ; 0,5o/0 ige N atro n lau g e, chlorfrei.
Die V e rg asungsm ischung hat f o lg e n d e Z u sa m m e n setzung:
65 0/0 C a lcium carbonat p. a. ( C a C 0 3), 20 o/o C alciu m h y d ro x y d p. a. ( C a [ O H ] 2), 10 0/0 K u p fero x y d p. a. (C u O ),
2.5 0/0 K obaltoxyd p. a. (C o O ), 2.5 0/0 K alium carbonat p. a. (K 2C Ö 3), alles feinst g e p u lv e rt u n d g u t verm ischt.
F e i n h e i t s g r a d d e s B r e n n s t o f f e s .
D er F e in h e its g ra d des B ren n sto ffes b ra u c h t bei Kohlen n u r den D u rc h g a n g d urch das 900-Maschen-Sieb ( DI N 1171 Nr. 30) u n d bei Koksen durch das 1600-Masc’nen- Sieb ( DI N 1171 Nr. 40) zu erreichen.
A u s f ü h r u n g .
2 g des zerkleinerten B ren n sto ffes w e rd e n in einem W ä g eg läsch en in nig mit 0,3 g d e r V e r g a su n g sm is c h u n g v e rm e n g t u n d u n te r leichtem Stauchen in das V e r b ren n u n g s sch iffch en aus P orzellan eingefüllt. Vor dem V ersuchsbeginn heizt man den als D a m p fü b e r h itz e r d ie nen
d en R ö h ren o fen auf etw a 750° au f u n d b r i n g t den D a m p f entw ickler in Bereitschaft, so d aß er einen gle ichm äßigen D a m p fs tro m von etw a 200 cm 3 K o n d en sat je h hergibt.
1 Glückauf 75 (1939) S. 934.
2 H erstellerin d e r V ersuchseinric htu ng und d er neuen V orlage ist d>'e Firma W . F ed d eler in Essen.
400 G l ü c k a u f in
r. 2y
Z a h l e n t a f e l 3a. C h lo rb e stim m u n g in B rennstoffen.
Flü chtig e B estand
teile
C h lo r nach V erfah ren
Nr. Bezeichnung Asche Schwefel W a s s e r
auszug
Eschka bei 800°
E schka bei 1000°
V e rb r. in
d e r B om be V ergasung
% % % % % % % %
1 R u h r k o h l e ... 6,46 1,10 34,42 0,04 0,12 0,11 0,12 0,120
2 4,57 1,21 35,07 0,04 0,14 0,11 0,17 0,161
3
f f
4,55 1,10 9,11 0,03 0,09 0,09 0,10 0,092
4 5,29 1,41 11,06 0,04 0,07 0,07 0,08 0,071
5 7,10 1,40 31,04 0,03 0,12 0,11 0,14 0,138
6 ” 5,46 1,22 34,70 0,05 0,15 0,12 0,16 0,156
7 8,04 1,37 36,16 0,06 0,25 0,23 0,27 0,275
8 7,40 1,79 36,46 0,06 0,32 0,28
0,06
0,32 0,333
9 17,70 2,20 23,50 0,01 0,07 0,07 0,084
10 26,74 2,55 20,52 0,02 0,06 0,05 0,06 0,059
11 A achener Kohle . . . . 8,89 0,78 8,33 0,01 0,03 0,03 0,04 0,035
12 S a a r k o h l e ... 5,44 0,71 38,12 0,03 0,18 0,16 0,18 0,177
13 5,00 0,80 34,05 0,04 0,11 0,09 0,09 0,090
14 O berschlesische Kohle . 11,52 5,95 46,54 0,03 0,09 0,07 0,10 0,085
15 F e ttkohle E ngland . . 7,43 2,33 35,86 0,02 0,16 0,16 0,16 0,156
16 Gaskohle E ngland . . . 5,36 0,86 33,06 0,23 0,46 0,39 0,46 0,469
17 G askohle A m e r i k a . . . 5,24 3,42 37,72 0,39 0,66 0,53 0,67 0,656
18 B r a u n k o h l e ... 24,87 1,50 — 0,03 0,05 0,05 0,05 0,050
19 B raunkohlenbrikett . . 10,27 4,17 — 0,02 0,05 0,04 0,07 0,053
20 G rudekoks ... 16,19 1,95 — 0,15 0,20 0,16 0,21 0,227
21 Steinkohlen-Schwelkoks 8.50 1,22 — 0,02 0,07 0,05 0,06 0,067
22 Steinkohlenkoks . . . . 8,04 0,94 — 0,04 0,08 0,07 0,07 0,067
23 Saarkoks ... — — — . 0,02 0,03 0,03 0,03 0,025
24 F il te r s c h la m m ... 60,85 8,70 — 0,03 0,09 0,06 0,09 0,080
25 W a s c h b e r g e pyrithaltig 64,88 12,50 — 0,04 0,07 0,07 0,05 0,050
Die Vorlage w ird mit 150 bis 170 cm 3 0,5<>/oiger chlor
fr e ie r N atro n lau g e un d mit etwa 1 g g e p u lv e rte r ch lo r
fr e ie r a-Kohle beschickt. D er Zusatz von a-Kohle fä llt bei nicht teerbildenden Brennstoffen, wie Koksen, natürlich fo rt. Ein mit etwa 30 cm3 0,5°/oiger N a tro n la u g e ver
sehenes Kölbchen w ird nachgeschaltet. Die Inhalte d e r H aupt- u n d Sicherheitsvorlage w erden nach B eendigung des Versuches vereinigt. Nach d e r E in f ü h ru n g des Ver
brennungsschiffchens in das Q u a rz ro h r bis zum Ende des Silitstabofens w ir d d e r D am pfentw ickler angeschlossen.
W ä h re n d d e r ers ten 4 —5 min lä ßt man bei te erhaltigen B rennstoffen die O f e n te m p e ra tu r nicht wesentlich über 600° ansteigen. Z u r völligen B re n n sto ffv e r g a su n g w ir d die weitere A ufheizung des O fens so geregelt, daß er selbsttätig nach V erla uf von etwa 2 0 —25 min bei Kohlen eine T e m p e ra tu r von 1100°, bei Koksen von 1150° erreicht. Die D a m p fs trö m u n g w ä h re n d d e r V erg asu n g w ird so geregelt, daß die H au p tv o rlag e nach etwa 20 min ins Kochen g e rä t un d d e r D am pf leicht in die nachgeschaltete Sicherheits
vorlage schlägt. Sollte gegen E n d e des Versuches auch die zweite Vorlage ins Sieden kommen, so d r o s s e lt man den D am pfstrom etwas, um das E n d e d e r V e rg a su n g besser erkennen zu können. W ä h r e n d des Kochens w ird d e r Teer in d e r H au p tv o rlag e von d e r a-Kohle v o llstä n d ig a u f gezehrt. Das Versuchsende h ä n g t vom V e rg asungsverm ögen des B rennstoffes ab un d g ib t sich am Ausbleiben d e r G a s
blasen zu erkennen. Die durchschnittliche V ersuchsdauer b e trä g t 2 0 —25 min. Nach B eendigung des Versuchs w ird das als Luftkühler dienende engere Q u a rz ro h r abgenom m en u nd mit destilliertem W a ss e r kurz in die V orlage aus
gespült. Das vor dem Stopfen im V e rg a su n g sr o h r an
gesam m elte W a ss e r lä ßt sich mit d e r Spritzflasche leicht in die V orlage spülen, da das Rohr g e n e ig t ist. Bei Brenn
stoffen mit sehr hohem C h lo rg e h a lt kann sich im V er
g a s u n g s ro h r ein w eißer N aC l-haltiger Beschlag bilden, d e r eb enfalls durch leichtes Abspritzen mit destillierte m W ass er in die V orlage g egeben w erd en muß. Die noch heißen
vereinigten V orlagen w e rd e n von d e r a-Kohle abfiltriert und diese einige Male m it heißem W a s s e r nachgewaschen.
Das auf etwa 400 cm3 gekom m ene F il tr a t w ir d mit 2 cm"
P erh y d ro l versetzt, aufgekocht, mit ch lo rfre ie r Salpeter
säure an g esäu ert u n d alsd an n in noch heißem Zustande die erforderliche M enge n /1 0 A g N 0 3-L ösung ( 5 - 1 0 cm3) aus einer M ik ro b ü rette zugegeben. Nach dem Abkühlen w ird nach V o l h a r d 1 titriert. Z u r E rre ic h u n g genauester W erte kann das in d e r G r ö ß e n o r d n u n g von etwa 400 c m 3 anfallende F il tr a t nach Z u g a b e des P e rh y d ro ls vor dem Ansäuern bis auf etwa 1 0 0 - 1 5 0 cm 3 eingeengt und, wie zuvor angegeben, w eiter b e h a n d e lt w erden.
1 cm3 7 ,0 n A g N O :,-Lösung entspricht 0,003546 g CI.
Die F eh le rg ren ze liegt im Bereich d e r Titrierfehler.
B e i s p i e l .
A n g e w a n d t e K o h l e ... 2 g V e rb rau ch an Vio n A g N O s . . . 3,77 cm 3 Blindversuch >/io n A g N O ä . . . 0,07 cm3 V erb rau ch ‘/io n A g N O s . . . . 3,70 cm 3 CI in der Kohle = 3,70-0,003546-50 = 0,656% CI.
Ein Blindversuch u n te r E in h a l tu n g d e r M enge der im H auptv ersuch a n g ew an d ten C hem ikalien m uß durchgeführt w erden. Bei B rennstoffen, die m e h r als etw a 9 % Schwefel enthalten, sind die K o nzentration d e r Laugenvorlage und die M enge des zugesetzten P e r h y d r o ls zu erhöhen.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Im Anschluß an die U n te rs u c h u n g e n über die Be
schleunigung des A ufschlusses ist ein neues Bestimmungs
verfahren, welches das C h lo r in feste n B rennstoffen schnell und in gut w ie d e rh o lb a re n W e r t e n zu erfassen gestattet, auf d e r G r u n d la g e d e r kataly tischen V e rg a s u n g im W asser
dam p fstro m entw ickelt w o rd e n , das mit Zahlen b elegt wird.
1 T r c a d w d l ; Kurzes Lehrbuch d e r analytischen Chemie. Bd. 2 Quantitative Analyse, 11. Aufl. Leipzig 1917. S. 614/15.
U M S C
M e t a l l u n d E r z im d e u t s c h e n R a u m . Am 28. und 29. Juni hielt der Fach v erb an d Metall und Erz e. V., Gesellschaft für E rzb erg b au , M etallhüttenw esen und M etallkunde im NSBDT., in Berlin eine A rb e itsta g u n g
H A U
ab, in w elcher d e r Stand d e r A rbeiten und die bis heute erzielten Erfolge den F ach leu ten übersichtlich und u m fassend m itg eteilt w u rd e n .
Auf dem G e b ie t des de u tsc h e n E r z b e r g b a u e s hat bekanntlich mit d e r M a c h te rg re ifu n g eine außerordentlich
lebhafte u nd erfolgreiche E n tw ic k lu n g begonnen. D er nationalsozialistische S taat nah m von A nfang an auf die Erforschung, E rsc h lie ß u n g u nd H e b u n g d e r deutschen Bodenschätze s t a r k e n Einfluß. Die m ineralischen B o d e n schätze sind W ese n s b e sta n d te ile des V olksverm ögens u n d ein g ew ich tig er M a ß s ta b für den G r a d n ationaler U n a b hängigkeit. D esh alb w u r d e beim B eau ftrag ten für den V ier
jahresplan u n te r S ta a ts s e k r e tä r K e p p l e r ein beso n d eres A rbeitsgebiet gebildet, das als »Reichsstelle fü r B o d en forschung« säm tliche einschlägigen A rbeiten im Reichs
gebiet zentral erfaßt. G eo p h y sik alis ch , g eologisch und bergm ännisch w ird d e r g e s a m te deutsche Boden einer p la n m äßigen U n te rs u c h u n g un te rzo g en . O b w o h l ein viele J a h r hunderte alter B e rg b a u an u n seren V o rräten , beso n d ers in den o b e re n T eufen, g e z e h r t hat, k o n n te n bereits wesentliche Erfolge erzielt un d die einheim ische R o h sto f f
gru ndlage fü h lb ar v e rb r e ite rt w erd e n . N eu e V erfahren erm öglichen es, auch ä rm e re alte o d e r neu en td eck te Lagerstätten in den Bereich d e r A b b a u w ü rd i g k e it ein
zubeziehen, g a n z a b g e s e h e n davon, daß d urch eine m e h r staatspolitische als rein w irtschaftliche Betrachtungsw eise die Zahl d e r b a u w ü rd ig e n L a g e rstä tte n schon eine e r h e b liche B ereicherung e rfa h re n hat. So w u rd e n z. B. in K u r
hessen durch B o h ru n g e n ü b e r 1 Mill. t b a u w ü rd ig e s Kupfer n achgew iesen. D as Erz w ird bereits in n e u e rb a u te n Schacht- u nd A u fb ereitu n g san lag en zu 40 — 50o/o igem R o h stein verarbeitet. Auch in Schlesien sind se h r um fangreiche und b a u w ü rd ig e K u p fererzlag er en td e c k t w orden.
G e r a d e im E rz b e rg b a u , w o nur selten re g e lm ä ß ig e L agerungsverhältnisse, w ie sie d e r K o h le n b e rg b a u au f
weist, V orkomm en, ist zur F e stste llu n g des m utm aßliche n weiteren V erlaufes der E rz g ä n g e ein b e so n d e rs gutes G ru b en b ild n o tw endig. H ierfü r ste h t n eu e rd in g s in dem A n a g l y p h e n - R a u m b i l d ein ebenso b e m e rk e n s w e rte s wie w ichtiges H ilfsmittel zur V erfü g u n g . Die B etrachtung des P ro je k tio n sb ild e s d urch eine mit einem ro ten und einem blauen G las ve rs e h e n e Brille verm ittelt in v e rb lü f
fender W eise einen vo llk o m m en en räum lichen Eindruck.
D a A n a g ly p h e n -R a u m b ild e r neben ih rer g ro ß e n A nschau
lichkeit v erh ältn ism äß ig billig u n d einfach von H a n d zu k o n stru ie re n sind u n d die A ufnahm e von M assen teils u nm ittelbar, teils auf G r u n d einfacher R e chnungen g e statten, erscheinen sie a n d eren D a rstellu n g sv erfah ren d r e i
dim ensionaler G ebilde in m e h rfach er B eziehung überlegen.
Ein solches Raum bild erlau b t eine k lare u n d übersichtliche D arstellu n g d e r W e tte rf ü h ru n g , d e r L ag eru n g sv erh ältn isse, der Aus- un d V orrichtung, d e r Lage d e r A u fs c h lu ß strecken usw.
D urch die G esellschaft Metall u nd Erz sind u n te r Bei
hilfe der F a c h g r u p p e E r z b e r g b a u w e ite r a u s g e d e h n t e U n te rs u c h u n g e n ü b e r die A b b a u v e r f a h r e n im E r z b e r g
bau d u rc h g e f ü h rt w o rd e n . Bei der ü b e r r a g e n d e n B e d e u tu n g von V e rb e sse r u n g e n w ird die F o r t s e tz u n g d ieser A rbeiten angestrebt, gleichzeitig w e rd e n die im E r z b e r g b a u g e bräuchlichen, se h r unte rschiedlich g e h a n d h a b t e n F a c h ausdrücke gesichtet u n d g eo rd n et.
Die A u f b e r e i t u n g des k u p fe r k ie s a r m e n F r e i b e r g e r Erzes, das neben Bleiglanz Blende, A rsenkies u nd viel Pyrit enthält, ha tte bisher kein b efried ig en d es E rgebnis, da die K onzentrate je d er K o m p o n e n te durch a n d e re sta rk verunrein igt sind. Vor allem v erteilt sich das au f je d e n F all unerw ünschte A rsen a u f alle E rz e u g n isse u n d m acht z. B. das P yritkonzentrat praktisch w e rtlo s. Auch u n m itte lb a r e tr o c k e n metallu rgische V e rfa h re n fü h re n w eg en des u n g ü n s tig e n Verhältnisses von P y rit zu Blei-Zink-Erz e n t w e d e r nicht zum Ziel o d er sind viel zu te u e r. M an su ch te de sh a lb einen Weg, der die A u farb eitu n g solcher E rze n aß ch em isch g e stattet. O b w o h l als A ufschlußm ittel S alp e ters äu re bisher vers agt hatte, w u rd e n diese V e rsu c h e e rn e u t au fg e n o m m e n mit dem U nterschied, d a ß das Erz v o r h e r g e g l ü h t w ar.
Dabei zeigte sich, daß das A u sb rin g e n an e lem en tarem Schwefel bedeutend bess er ist u n d d aß dieses V e rfa h re n den Vorteil der A b sc h e id u n g der H a u p tm e n g e des A rsens mit sich bringt. Aus dem g e n a n n t e n F r e i b e r g e r Erz k o n n te n ü b e r 90 oo des A rseninhaltes v erflü ch tig t w erd en . V o r allen D ingen ist a b er w esentlich, d a ß d e r V e rb ra u c h an Salpetersäure von 50 m ; auf 4 m 3 je t R ein-Erz u n d die B e h a ndlungsdauer von 8 S tunden auf D/4 Stu n d en h e r a b g e d rü c k t w urde. D a d u rc h g e l a n g te d a s V e rfa h re n , in dessen w eiterem V erlauf die einzelnen M e ta lle fr a k ti o n ie rt g e f ä l lt w erden, in den Bereich d e r te ch n isch en A n w e n d u n g s möglichkeit. Die L a b o ra to riu m s v e rs u c h e erg a b e n , daß die M etallverluste bei fast v o llstä n d ig e m A ufschluß in zw ei
Stufen w en ig er als 10 0/0 vom V orlaufen b etragen. Als M aterial fü r G e fä ß le itu n g e n u n d P u m p en kommen Silizium
g u ß und V2A in Betracht.
Bei der zu g r ö ß t e r B e d e u tu n g g e la n g te n S c h w i m m a u f b e r e i t u n g sind noch viele F ra g e n u n g ek lärt. So w u rd e z. B. festgestellt, d aß F o r m und A b m e ss u n g d e r Flotationszellen keinen erheblichen Einfluß auf das F lo ta tionsergebnis haben, w o h l a b e r lä ßt sich durch V e rg rö ß e rn d e r Zellenhöhe die D u rch satzleistu n g steig ern. Im Rahmen die ser U n te rs u c h u n g e n fü h rte eine rechnerische Be
t r a c h tu n g zu dem E rg eb n is, daß d e r F lö t a tio n s v o rg a n g nach dem M a s se n w irk u n g sg e s e tz verläuft.
Man hat sich w eiter der e l e k t r o s t a t i s c h e n A u f b e r e i t u n g z u g ew en d et, die zw ar seit langer Zeit bekannt, a b er im Betriebe noch w e n ig ein g efü h rt ist. Bei dem ständigen Streben, die A u fb ereitu n g d e r E rze w irtsc h a ft
licher zu gestalten, hat man neu erd in g s seine A u fm e r k sam keit darauf gerichte t, die b isher u n b e k a n n te n ta ts ä c h lichen G ru n d la g e n d e r V o rg ä n g e in der elektrostatischen A ufbereitung zu klä ren. An H a n d d e r g ew o n n e n e n E r
kenntnisse sind in der Zw ischenzeit auch G e r ä te entwickelt w o rd en , die zu der H o ffn u n g berechtigen, d aß das V e r
fahren eine g r ö ß e r e Z u k u n ft hat. Von b e s o n d e r e r Be
d eu tu n g k ann die elektrostatische A u fbereitung für An
la gen in w asserarm en , z. B. kolonialen Gebieten w erd e u , in denen die N aßflotation g a r nicht o d e r n u r u n te r Schw ie rigkeiten d u rc h f ü h rb a r ist.
Die F o rtsch ritte in A u fb ereitu n g und V e r h ü ttu n g g e statten es heute, nicht nur ä rm e re Erze, so n d e r n auch S c h l a c k e n , deren restliche M etallgehalte sich fr ü h e r auf wirtschaftliche W eise nicht erfassen ließen, zur M etall
g ew in n u n g heranzuziehen. So w ird die W i e d e r n u tz b a r m a chung der Metallinhalte von Blei- u nd K upferschlacken je tzt rege verfolgt. H ie rbei m uß man die K onstitu tio n erf orschen, da erst mit d e r K enntnis d e r einzelnen Schla ckenphasen sow ie deren chem ischer Z u s a m m e n setzung, der V erw ach s u n g sart, der A usscheidungsfolge und der m e ngenm äßigen Beteiligung d e r einzelnen P h asen die G ru n d lag en für die A u sarb eitu n g g e e ig n e te r V erfah ren zur T ren n u n g der einzelnen Metalle g e g e b e n sind. Diese K onstitutionsaufklärung g elan g u n te r Z u h ilfen ah m e fast aller analytischer V erfahren einschließlich A ufbereitung, mechanischer und m a gnetischer Scheidung, D ünn- u n d A n
schliffen, Z entrifugieren un d Extraktion.
Die H äufigkeit des g em ein sam en A uftretens von Blei un d Zink in so en g er V e rbindung, d a ß eine nasse Auf
bereitung unm öglich w ird, hat zu den u n m i t t e l b a r e n V e r f a h r e n der T r e n n u n g u nd G e w in n u n g d e r Metalle geführt. Nach E rfo rsch u n g d e r th e rm ischen Eigenschaften der Einzelstoffe ko n n te n A rbeitsw eisen e ntw ickelt w erd e n , die eine th e rm ische T r e n n u n g von Blei und Z in k e r m ö g lichen. Da diese V o rg ä n g e W ä rm e v e rb rau ch en , spielt die W ärm eleitung die w ichtigste Rolle. F e rn e r ist von Bedeutung die verschiedene A b lau fg es ch w in d ig k eit für jeden einzelnen der g en an n ten V o rg ä n g e bei bestim m ten T e m p eratu ren . Es gelingt nun, die W ä n n e v e rh ä l tn i s s e zu steuern, indem man ein G em isch der zu tr e n n e n d e n Stoffe mit Kohle in eine g e n ü g e n d g r o ß e M enge g e e ig n e te r flüssiger Schm elze mit en tsp rech en d em W ä rm e in h a lt ein
trägt. So lä ßt sich z. B. d e r ganze Bleiinhalt als flüssiges Metall abscheiden, w ä h r e n d das g e s a m te Z in k in D a m p f
form entweicht. Die g e re g e lte W ä r m e z u f ü h r u n g erm öglicht also die völlige T r e n n u n g von Blei und Z in k in einem einzigen A rb eitsg an g , nachdem man die A u s w irk u n g der W ä rm e z u fu h r auf die E in zelv o rg än g e beim E rhitzen, der Red uktion, dem Schmelzen u nd V erd am p fen e r k a n n t hat.
Die E rfo rsch u n g d e r W e rk s to ff e ig e n sc h a fte n und -V erw endungsm öglichkeiten ist das A rb eitsg eb iet des F a c h kreises M e t a l l k u n d e . Auch hie r gilt heute die b eso n d ere A u fm erk sam k eit dem »deutschen Metall« Zink. Es h a n d e lt sich darum , aus diesem d urch g e e ig n e te B e h a n d lu n g o d er L eg ieru n g W e rk s to ff e zu schaffen, die den h o h en A n
sp rüchen d e r h e utigen T e c h n ik u n d d e r W e h r m a c h t gen ü g en . H ierb ei hat es sich vor allem als n o tw e n d ig e r wiesen, zur H e rs t e ll u n g von L eg ieru n g en von R einstm etallen auszugehen. Diese F o r d e r u n g nach Rein stm etallen b ed in g te zunächst einmal eindeutige analytische V e rfa h re n des Spurennachw eises. Mit die sen un d an d e re n F ra g e n b efaß t sich seit einiger Z eit d e r C h e m ik e rfa c h a u s s c h u ß d e r G esellschaft Metall u nd Erz, in d e m alle z u s tä n d ig e n un d n am h aften F o rsc h u n g sste lle n und F irm en v e rt re t e n sind.
F ü r viele Fälle d e r Spu ren s u ch e k o n n te n schon g e e ig n e te V erfah ren e ntw ickelt w e rd e n , die ihren N ie d e rs c h la g d e m n äch st in einer N e u a u fla g e d e r » A u sg ew äh lten M e th o d e n
