LXIX. Ueber eine neue Gewinnung von Potasche aus Feldspath und ähnlichen Mineralien; von Dr. Emil Meyer aus Berlin. Meyer, über eine neue Gewinnung von Potasche aus Feldspath und ähnlichen Mineralien. Eine einfache und vortheilhafte Darstellung der Potasche aus Feldspath oder anderen an Kali reichen Mineralien ist bei dem stets größer werdenden Verbrauche der Kalisalze, die für viele Industriezweige durchaus nicht durch das wohlfeilere Natron zu ersetzen sind, eine Frage von der größten Wichtigkeit geworden. Die Bedeutung des Kalis für die Landwirthschaft gestattet nicht auf die Dauer gewisse Pflanzen zur Gewinnung der im Boden durch allmähliche Verwitterung löslich gemachten Kalisalze zu benutzen, da bekanntlich dem Acker, ohne die Ernteerträge zu verringern, nicht mehr an Mineralbestandtheilen entzogen werden darf, als derselbe durch Zersetzung zu liefern im Stande ist. Daher ist die neuerdings allgemein gewordene Darstellung von Potasche aus Runkelrübenmelasse ein der Landwirthschaft zugefügter Nachtheil, der nur dadurch unschädlich gemacht werden kann, daß der Landwirth das Kali, welches seinem Vieh und mithin seinem Dünger entzogen wird, auf anderem Wege für seinen Boden herbeiholt. Ohne Zweifel würden bei einem billigen Preise der Kalisalze dieselben für gewisse Pflanzen ebenso als Dünger angewendet werden, wie jetzt die Phosphorsäure zu diesem Zweck im großartigsten Maaßstabe verbraucht wird. Als Material für Potasche diente bis jetzt fast ausschließlich die Asche des Holzes, welches in weniger bevölkerten Gegenden fast nur um ihretwillen nutzlos verbrannt wird und bei zunehmender Cultur gewiß eine andere werthvollere Verwendung finden dürfte. Es ist daher die Beschaffung dieses kostbaren Materials, das in überall verbreiteten Mineralien reichlich enthalten ist, eine der wichtigsten technischen Aufgaben. Die verschiedenen zu diesem Zwecke, namentlich in England von Turner und Tilghman bekannt gemachten Methoden, die eine Gewinnung von schwefelsaurem Kali oder Alaun erzielten, haben (in Deutschland wenigstens) noch keine praktische Bedeutung erlangt, vermuthlich weil die Kosten der Darstellung zu bedeutend waren. Mein Verfahren indessen, auf einer neu entdeckten Thatsache beruhend, ist dadurch für die Ausführung im Großen sehr geeignet, daß es die Gewinnung eines werthvollen Nebenproductes mit geringer Mühe gestattet. Prof. J. N. v. Fuchs hat die Beobachtung gemacht, daß Feldspathpulver, welches in inniger Berührung mit Kalk geglüht worden ist, bei Behandlung mit Wasser an dieses Kali abgibt, und er hat auf diese Weise durch wiederholte Einwirkung von Wasser dem Feldspath 10 Proc. Kali entziehen können. Diese Ausscheidung von Kali steht in einem, freilich noch nicht ganz aufgeklärten, Zusammenhange mit der Bildung des hydraulischen Kalkes. Ich habe dasselbe Verhalten benutzt, indessen die nur nach langer Zeit erfolgende Ausscheidung auf schnellere Weise bewerkstelligt. Behandelt man nämlich den mit Kalk durch Glühen aufgeschlossenen Feldspath mit Wasser unter einem Druck von 7 bis 8 Atmosphären, so findet man nach kurzem Kochen die wässerige Lösung so stark alkalisch, daß sie kein Kalkhydrat gelöst enthält. Ich habe diesen Proceß mit einem fein gepulverten Feldspath, der 13,56 Proc. Kali und 0,36 Proc. Natron enthält, ausgeführt und auf diese Weise 9–11 Proc. Alkalien ausscheiden können. Als das beste Verhältniß der beiden anzuwendenden Materialien stellte sich nach vielseitig angestellten Versuchen für 1 Aequivalent Feldspath ungefähr eine 14–19 Aequivalenten Kalk entsprechende Menge heraus. Wenn man annimmt, daß die Thonerde in dem mit Kalk geglühten Feldspath nicht mehr als Basis, sondern als Säure vorhanden ist, so sind nach obigem Verhältniß auf 1 Aequivalent Säure ungefähr 3 oder 4 Aequivalente Basis enthalten. Man betrachte nur folgende Formeln: Textabbildung Bd. 143, S. 275 oder Textabbildung Bd. 143, S. 276 In Gewichtstheilen ausgedrückt, beträgt dieß auf 100 Thle. Feldspath 139 bis 188 Thle. Kalk. Den Kalk wende man entweder als Hydrat oder in Gestalt von Kreide an, menge ihn innig mit dem Feldspath und bilde aus der plastischen Masse runde Ballen von 3 bis 4 Zollen im Durchmesser, die langsam getrocknet und dann mehrere Stunden lang einer zwischen der hellen Rothgluth und Weißgluth liegenden Temperatur ausgesetzt werden. Die Temperatur muß so hoch seyn, daß die Masse nach dem Brennen weder kohlensauren Kalk, noch unverbundenen caustischen Kalk enthält. Sie darf sich deßhalb mit Wasser auch nur unbedeutend erhitzen. Sie ist gewöhnlich zusammengesintert. Natürlich ist zu einer solchen Zersetzung eine sehr innige Mengung des Feldspaths und Kalks erforderlich. Je mehr Kalk angewendet wird, eine desto kürzere Zeit ist nöthig. Nach dem Brennen wird die Masse gepulvert und mit Wasser in einem die Anwendung eines 8 Atmosphären starken Drucks gestattenden Kessel erhitzt, in welchem nach 2 bis 4 Stunden die Zersetzung vollendet ist. Die über dem Pulver (dasselbe ist niemals fest erhärtet, da die Dampfbildung wahrscheinlich das Zusammenhaften verhindert) befindliche Lösung fühlt sich caustisch an, ist frei von Kalkhydrat und enthält stets alles Natron und circa 9 bis 11 Proc. Kali vom Gewichte des angewandten Feldspaths. Ein zweites Auskochen des von der Kalilauge befreiten Pulvers ist von keinem großen Nutzen; es wird nur noch wenig Kali, indessen reichlich Kalk gelöst, der das erstemal durch die Kalilauge nicht aufgenommen werden kann. Eben so wenig ist ein längeres, als 4 Stunden anhaltendes Kochen von bedeutendem Vortheil. Dampft man die alkalische Lösung, nachdem sie mit Kohlensäure gesättigt ist, zur Trockniß ein, so scheidet sich zuerst ein wenig Thonerde und Kieselsäure ab, nachher krystallisirt das kohlensaure Natron heraus und zuletzt bleibt kohlensaures Kali zurück, welches, da reine Mineralien angewendet sind, von anderen verunreinigenden Säuren vollständig frei ist. Was nun die in Wasser unlöslich zurückbleibende Masse betrifft, so ist dieselbe vermöge ihrer, durch mehrfache Behandlung erfolgten, sehr innigen Mengung der einzelnen Bestandtheile ganz geeignet zur Darstellung eines Portland-Cements, dessen Zusammensetzung sich zwischen denselben Gränzen bewegt. Ich hatte als das beste Verhältniß angeführt: Textabbildung Bd. 143, S. 277 oder Textabbildung Bd. 143, S. 277 und hatte die zwischen beiden Glänzen liegenden Mengen gleichfalls als vortheilhaft gefunden. Der Einfachheit wegen will ich nur diese beiden Verbindungen betrachten. Angenommen, daß ich 12 Proc. Kali aus dem Feldspath abgeschieden habe, so beträgt dieß: für  I. von den 41,8 Feldspath (12 . 41,8)/100 = 5,02 und für II. von den 34,7 Feldspath (12 . 34,7)/100 = 4,16 . Ziehe ich diese Quantitäten von dem obigen Gemenge ab, so bleibt für i 27,3 28,8            l   7,6      oder in 100 Theilen       8,0 I.   1,9   2,0 a 58,2 61,2 –––– –––– 95,0 100 und für i 22,5 23,4            l   6,3      oder in 100 Theilen       6,6 II.   1,7   1,8 a 65,3 68,2 –––– –––– 95,8 100. Eine ähnliche Zusammensetzung besitzen die im Handel vorkommenden Portland-Cemente, nur ist zuweilen in einigen derselben die Menge der Thonerde eine größere. Dieser Mangel an Thonerde, wenn er überhaupt ein Fehler seyn sollte, ist leicht durch Zusatz von etwas Thon zu ersetzen, mit dem der Rückstand nur gemengt zu werden braucht. Ich habe jedoch gefunden, daß das aus dem Kessel genommene Pulver, nachdem es aufs Neue stark gebrannt ist, sehr schnell und fest unter Wasser erhärtet, daß also ein Zusatz von Thon nicht nöthig ist. Es ist natürlich, daß man diese Gewinnungsweise nicht ausschließlich für reinen Feldspath anwenden wird, indem andere Feldspath oder Kali haltende Mineralien gleichfalls sich dazu eignen dürften. Es gibt z.B. viele Granite, die gegen 7 Proc. Kali enthalten, die also eine Fabrication in pecuniärer Beziehung noch immer lohnend erscheinen lassen. Natürlich ist dann die chemische Zusammensetzung zu berücksichtigen und der Kalkzusatz darnach zu modificiren. Man hat nur das Verhältniß von 3 oder 4 Aequivalenten Basis auf 1 Aequiv. Säure herzustellen, wobei Kali, Natron, Lithion, Kalk, Magnesia als Basen, Kieselsäure, Thonerde und Eisenoxyd als Säuren zu betrachten sind. Ein etwaiger Gehalt an Chlor und Fluor ist ohne Einfluß, und Magnesia ist, wie ich gefunden habe, anstatt nachtheilig zu seyn, zur Abscheidung des Kalis dem Kalk noch vorzuziehen. Uebrigens ist es bekannt, daß der Glimmer, der bei Anwendung von Granit eine bedeutende Rolle spielen würde, sich bei weitem leichter als Feldspath zersetzt, da er, wie Mitscherlich neuerdings gefunden hat, in einem zugeschmolzenen Glasrohre schon durch Salzsäure bei 100° C. vollständig zerlegt wird. Es sollen jetzt die bei der fabrikmäßigen Ausführung hauptsächlich zu beobachtenden Punkte angeführt werden, welche jedoch durch Oertlichkeit und andere Umstände sehr leicht Veränderungen erfordern dürften. Weil die reichliche Ausbeute an Kali hauptsächlich von der vollständigen Aufschließung des Feldspaths abhängt, und letztere nur durch eine sehr innige Mischung mit Kalk zu bewerkstelligen ist, so ist das Hauptaugenmerk auf die Zerkleinerung und auf die feinste Zertheilung der anzuwendenden Substanzen zu richten, damit bei der nachher erfolgenden Mengung der Kalk die Feldspaththeile an zahlreichen Stellen berühre. Der Feldspath, oder das Feldspath haltende Mineral (man wird aus leicht erklärlichen Gründen nur Quarz-arme Granite verarbeiten) wird in einem ununterbrochen arbeitenden Ofen oder in einem beliebigen Flammofen gebrannt, noch glühend aus dem Feuer gezogen und in Wasser geworfen. Er wird durch dieses Abschrecken nach allen Richtungen aus einander gesprengt und zum weitern Zerkleinern hinreichend mürbe. Darauf wird er unter Pochstempeln oder zwischen gußeisernen Quetschwalzen zerkleinert und nachher auf Mühlsteinen oder auch auf sogenannten Blockmühlen mit Wasser gemahlen. Der Bodenstein und die Läufer (Schleppsteine) müssen aus Quarz oder Granit bestehen und ein bedeutendes Gewicht haben. Das fein gemahlene Pulver wird darauf durch Siebe in die Schlämmapparate gelassen, sehr fein geschlämmt und zum Absetzen in Sümpfe geleitet. Es ist von der größten Wichtigkeit, nur fein geschlämmtes Pulver zur Fabrication anzuwenden, da dasselbe die durchs Glühen erfolgende Zersetzung sehr erleichtert und beschleunigt und eine Ersparniß an Brennmaterial herbeiführt. Die Umständlichkeit des Schlämmens ist übrigens nicht so bedeutend, als sie auf den ersten Augenblick erscheinen dürfte, da an diese Operation nicht der in den Porzellanfabriken gebräuchliche Maaßstab anzulegen ist. Das größere specifische Gewicht des Feldspaths bewirkt ein weit schnelleres Absetzen, wie bei dem Thonschlämmen; es ist nicht nöthig, wie in den Porzellanfabriken, eine große Sorgfalt auf Reinlichkeit, auf Abhaltung von Staub, Eisen etc. zu verwenden, so daß die einfachste Vorrichtung zur Erreichung des Zweckes genügt. Das weniger fein geschlämmte Pulver wird natürlich nochmals gemahlen. Eine ähnliche Zerkleinerung wird für den Kalk erfordert und, wenn man ihn in gebranntem Zustande anwendet, durch das Löschen aufs Vollkommenste erreicht. Indessen ist, wenn es die Umstände gestatten kohlensauren Kalk anzuwenden, letzterer vorzuziehen, weil die aus demselben verfertigten Ballen oder Ziegel beim Trocknen weniger schwinden und im Feuer mehr Zusammenhang und größere Festigkeit behalten. Natürlich ist dann ebenfalls ein Schlämmen erforderlich. Jedenfalls müssen Kalk und Feldspath in dem Zustand der feinsten Vertheilung sich befinden, ehe dieselben gemischt werden. Ueber das Gewichtsverhältniß habe ich nicht mehr nöthig mich hier auszulassen, indem ich auf das oben Gesagte verweise; bestimmte Zahlen anzugeben ist nicht möglich, da dieselben für jedes Rohmaterial verschieden ausfallen würden, weßhalb auch vorher eine Analyse desselben nöthig ist. Stets muß man so viel Kalk zusetzen, daß auf 1 Aequivalent Säure 3 oder 4 Aequiv. Basis kommen. Ich will nur bemerken daß man, da die Materialien in Form eines feinen Schlammes erhalten werden, mit letzteren eine Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes vornehmen muß und auf Grund derselben die bestimmten Quantitäten dem Maaße nach abtheilen kann. Ein solches Messen ist genauer und bequemer als Abwägen. Das innige Mengen der Materialien bewirkt man am zweckmäßigsten durch eine Thonschneidemühle, deren Brauchbarkeit jetzt von den verschiedensten Seiten hinreichend anerkannt ist. Man läßt den Brei so oft hindurchgehen, bis er vollständig gleichartig ist. Sobald dieß erreicht ist, wird das aus der Thonmühle heraustretende Gemenge durch die Maschine selbst in cylindrische Stücke geschnitten, die eine Länge von 5 bis 6 Zoll und einen Durchmesser von 2 bis 2 1/2 Zoll haben. Dieselben werden langsam getrocknet und dann zum Brennen in die Oefen eingesetzt. Zum Brennen der Masse sind die Porzellanöfen am besten geeignet, weil in ihnen eine an allen Punkten gleichmäßigere Hitze zu erzielen ist, als in den gewöhnlichen Ziegelöfen. Doch sind letztere ebenfalls anwendbar. Auch ein Schachtofen mit immerwährendem Betriebe würde passend seyn, wenn auch in ihm sehr leicht an verschiedenen Stellen Ungleichheiten in der Temperatur vorkommen. Die Porzellanöfen können zwei oder drei Etagen hoch und mit vier oder sechs Rostfeuerungen versehen seyn. Jedes Brennmaterial ist anwendbar, da die mit dem Zuge fortgerissene Asche hier nicht von dem Nachtheil seyn kann, wie bei dem Brennen des Porzellans. Die erforderliche Temperatur ist helle Rothgluth, jedoch für jedes Material vorher durch einige Probebrände festzustellen, da die mehr oder weniger leichte Schmelzbarkeit hierbei eine große Rolle spielt und nur ein Zusammensintern, kein Zusammenschmelzen erfordert wird. Die Cylinder schwinden durchs Brennen bedeutend zusammen und zerfallen zum Theil. Jedenfalls ist das Zerkleinern derselben nachher ohne Mühe zu bewerkstelligen. Sie werden gemahlen und kommen dann mit Wasser in die Dampfkessel, wo die Zersetzung vor sich gehen soll. Der Einfachheit und des leichten Betriebes wegen werden mehrere Kessel durch den Dampf eines einzigen Dampfgenerators erhitzt. Man hat dann während des Entleerens nicht nöthig das Feuer zu mäßigen, sondern kann durch einfaches Absperren des Dampfes das zum Entleeren und Füllen nöthige Erkalten bewirken. Ferner ist ein doppelter Boden entbehrlich, da ein Festsetzen der Masse und mithin eine Ueberhitzung der Kesselwand nicht stattfinden kann. Das Pulver wird durch eine passende Vorrichtung in den Kessel gebracht, die nöthige Menge Wasser hineingelassen und dann die Verbindung mit dem Dampfgenerator hergestellt. Durch einen Probehahn kann man Flüssigkeit herausnehmen und die Menge des gelösten Alkalis untersuchen. Ist die Zersetzung beendet, so läßt man die Lösung durch den Dampfdruck heraus und in Klär-Gefäße fließen; nachdem sich die suspendirte pulverige Masse abgesetzt hat, wird die darüber stehende Lauge in die Dampfpfanne geleitet. Das im Kessel zurückbleibende Pulver wird herausgekrückt und sogleich neue Masse eingetragen, so daß der Betrieb der Kessel ununterbrochen fortgeht. Die Lauge, welche caustisches Kali und Natron enthält, wird entweder als solches verwerthet, oder durch Darüberleiten der Feuerluft mit Kohlensäure gesättigt, wodurch zugleich das Abdampfen beschleunigt wird. Ist die Zersetzung vollständig gewesen, so scheidet sich hierbei kein Kalk aus, sondern nur Thonerde und Kieselsäure, welche in der caustischen Lauge gelöst waren und durch Krücken herausgeschafft werden. Beim nachherigen Erkalten krystallisirt das kohlensaure Natron, während das leichter lösliche kohlensaure Kali durch Calciniren gewonnen wird. Die hierdurch erzielte Potasche ist fast chemisch rein und jeder anderen aus Pflanzenaschen erhaltenen bei Weitem vorzuziehen. Das aus dem Kessel und den Klärgefäßen kommende Pulver, welches nochmals ausgelaugt werden kann, um eine zwar nicht siedewürdige, jedoch statt des Wassers anwendbare Lauge zu gewinnen, enthält die Bestandtheile eines unter Wasser erhärtenden hydraulischen Kalks. Es wird für sich, oder unter Zusatz von wenig Thon in Ballen oder durch eine Thonschneidemühle in Cylinder geformt und dann wie das obige Gemenge in Oefen gebrannt. Die Stücke werden nach dem Brennen im trockenen Zustande zerstampft, zwischen Granitwalzen fein gemahlen, gesiebt und geben nachher einen Cement, der durch seine Zusammensetzung dem Portland-Cement gleichkommt, ihn jedoch an Gleichartigkeit der Masse bei Weitem übertrifft. Ich will noch bemerken, daß bei dem in der jetzigen Zeit sehr gesteigerten Verbrauche des hydraulischen Kalks vor der Hand auf der Fabrication dieses Nebenproducts sehr große Vortheile bei der Kali-Gewinnung beruhen. In einem nächsten Artikel werde ich die Analysen verschiedener Feldspathe und Granite mit Bezug auf ihre Brauchbarkeit zur Kali-Gewinnung mittheilen und die zur Fabrication geeignetsten Fundorte anführen.