Ueber Potaschefabrikation nach dem Leblanc'schen Verfahren; von Dr. A. Blügel. (Schluſs der Abhandlung S. 53 dieses Bandes.) Blügel, über Potaschefabrikation nach dem Leblanc'schen Verfahren. Da bei der Eindampfung mit oberschlächtigem Feuer Kohlenpartikelchen und sonstiger Flugstaub (vom Schmelzofenherde) in die Laugen gelangen kann, so ist dieselbe von vornherein ausgeschlossen, wenn man mit einmaliger Calcination Handelswaare herstellen will; in diesem Falle muſs ferner die Carbonisation und Oxydation der Laugen der Eindampfung unbedingt vorhergehen. Es sind sonach die folgenden Verfahren möglich: 1) Einmalige Calcination mit Carbonisirung der Laugen und unterschlachtiger Feuerung. 2) Zweimalige Calcination mit Carbonisirung der Laugen und unters chlachtiger Feuerung. 3) Zweimalige Calcination mit Carbonisirung der Laugen und oberschlachtiger Feuerung. 4) Zweimalige Calcination ohne Carbonisirung der Laugen mit oberschlachtiger Feuerung. Diese vier Verfahren sind auch thatsächlich in verschiedenen Fabriken in Gebrauch; das zweite Verfahren ist indessen am meisten verbreitet. Da bei der oberschlächtigen Feuerung die Kohlensäure haltigen Feuergase mit den einzudampfenden Laugen in directe Berührung kommen, so ist mit derselben eine, wenn auch unvollständige, Carbonisirung verbunden. Unter Carbonisirung der Laugen in engerem Sinne versteht man eine von der Eindampfung unabhängige Behandlung derselben mit Kohlensäure haltigen Gasen. Dieselbe wird in sehr verschiedener Weise bewirkt. Die (erforderlichenfalls zuvor von Flugstaub zu befreienden) Kohlensäure haltigen Gase werden entweder durch Verbrennung von Koke oder, unter gleichzeitiger Gewinnung von gebranntem Kalk, in Kalköfen erzeugt, oder endlich den Feuerzügen der Fabrik entnommen. Auf die Einzelheiten dieser verschiedenen Verfahren braucht hier um so weniger eingegangen zu werden, als dieselben aus der Sodafabrikation bereits genügend bekannt sind. Die so gewonnenen Gase werden sodann entweder unter Druck mittels einer Druckpumpe oder eines Gebläses in die Lauge eingepreſst, oder mittels Sauger durch dieselbe durchgezogen, oder es wird die Lauge ohne Druck, während sie durch Thürme von Eisenblech, gefüllt mit Körpern von groſser Oberfläche (wie Kokes, Eisenbleche, Röhren u. dgl.) herabrieselt, mit der in entgegengesetzter Richtung strömenden Kohlensäure in Berührung gebracht. Auſser und nach Umwandlung von KHO in K2CO3 wird auch das K2S mehr oder weniger vollständig in K2CO3 und H2S zersetzt. Diese Zersetzung geht bei Anwendung von Kohlensäure unter Druck leichter von statten. Da der Kohlensäure fast immer überschüſsiger Sauerstoff beigemengt ist, so ist mit der Carbonisation zugleich eine Oxydation der Sulfide verbunden. Man kann der Carbonisation eine besondere Oxydation noch nachträglich folgen lassen, wozu dieselben Apparate benutzbar sind. Wenn man die Lauge nur einmal calciniren will, wird man hierzu in allen Fällen schreiten müſsen, um alles durch Kaliumsulfid gelöste Eisensulfid sicher zur Ausfällung zu bringen. Vor dem Einlaufen in die Verdampfpfanne überläſst man die carbonisirte Lauge in eisernen Behältern längere Zeit der Ruhe, um ihr Gelegenheit zum Klären und Absetzen des suspendirten Unlöslichen (Eisenoxyd, Thonerde, Kieselsäure u. dgl.) zu geben. Von den groſsen Wärmemengen, welche sich im Schmelzofen durch Verbrennung der Feuerungskohle und der Mischkohle entwickeln (auf 100k Sulfat zusammen etwa 100k Steinkohle), gelangt nur der kleinere Theil in den beiden Herdabtheilungen zur Erhitzung der Schmelzmischung und zur Durchführung der chemischen Umsetzungen zur Verwerthung; die bei weitem gröſsere Hälfte bleibt zur Verdampfung der Rohlaugen (oder auch zu anderen Zwecken) verfügbar. Sie ist bei zweckentsprechenden Einrichtungen hierzu mehr als ausreichend, da für 100k verschmolzenes Sulfat hochstens 150 bis 200k Wasser zu verdampfen sind. In vielen Potasche- (und Soda-) Fabriken wird indessen die Abhitze des Schmelzofens, zumal bei unterschlächtiger Befeuerung der Pfannen, in einer durchaus ungenügenden Weise ausgenutzt. In dieser Beziehung können die Einrichtungen der Salinen, welche durch die Billigkeit ihres Productes zu rationeller Ausnutzung des Brennmaterials genöthigt sind, diesen Fabriken als Muster dienen. Die Verdampfung mit oberschlächtigem Feuer ist bequem und ökonomisch. Die Pfannen leiden nicht sehr und erfordern nur wenig Bedienung. Dagegen nimmt die Lauge Flugstaub und einen Theil der durch Verbrennung Schwefel haltiger Kohle entstandenen schwefligen Säure auf, letzteres namentlich bei Eindampfung nicht carbonisirter Lauge. Auf einen Ofen von der unter II bezeichneten Leistungsfähigkeit genügt eine Pfanne von etwa 18qm Grundfläche. Der Inhalt derselben wird bis zur Breiconsistenz, zuletzt unter fleiſsigem Umrühren, eingedampft und darauf, beispielsweise nach Entfernung vorgeschraubter Thüren, in Behälter gebracht, in welchen er ziemlich rasch erstarrt. Bei Anwendung nicht carbonisirter Lauge wird zwar durch die Berührung mit den Feuergasen der bei weitem gröſste Theil des Kaliumhydrates in Carbonat verwandelt; um die Umwandlung des Restes zu erleichtern, ist es indessen zweckmäſsig, die Salzmasse mit etwas Sägemehl gemischt in den Calcinirofen zu bringen. Bei Eindampfung carbonisirter Laugen ist der nachherige Zusatz von Sägemehl nicht erforderlich. Bei unterschlächtiger Feuerung ist eine Pfanne von der eben angegebenen Gröſse zur Verdampfung sämmtlicher Rohlauge bei weitem nicht hinreichend. Es ist hierzu eine Pfannengrundfläche von 35 bis 45qm erforderlich. Wenn die Concentration der Lauge etwa 30° B. (warm gemessen) erreicht, beginnt das in derselben enthaltene Kaliumsulfat sich auszuscheiden. Diese Ausscheidung setzt sich fort bis zur Concentration auf 55° B.; bei dieser Concentration ist fast alles Kaliumsulfat und, im Falle Ferrocyankalinm in der Lauge enthalten war, auch dieses fast völlig in Schlammform ausgeschieden. Sobald die Salzauscheidung beginnt, hat der die Pfannen bedienende Arbeiter sorgfältig den Boden derselben rein zu halten. Der Salzschlamm ward auf einen Seiher gebracht, aus welchem die adhärirende Lauge in die Pfanne zurückläuft. Man kann auch unterschlächtige und oberschlächtige Eindampfung verbinden. In diesem Falle dampft man die Laugen unter Ausfüllung des Sulfates bis auf etwa 45° B. unterschlächtig ein und läſst sie sodann zur Abkühlung bis auf einen gewissen Grad in schmiedeiserne Behälter laufen. In diesen scheiden sich Sulfat und Ferrocyankalium aus; zugleich krystallisirt etwas K2CO3.2H2O mit aus. Die Lauge wird sodann in eine ebenfalls hinter dem Schmelzofen befindliche Pfanne mit oberschlächtiger Feuerung gebracht und bis zur Breiconsistenz verdampft. Bei richtig gewählten Pfannendimensionen genügt die Schmelzofenabhitze zur Ausführung dieser combinirten ober- und unterschlächtigen Verdampfung vollkommen. Die Calcinirung der Potasche. Das Product der ersten Calcination ist in den meisten Fällen mehr oder weniger gefärbt und unansehnlich; wie bereits erwähnt, wird sich nur bei sehr guter Beschaffenheit der Laugen und sorgfältiger Behandlung derselben direct verkäufliches Handelsproduct ergeben. Zur Calcination gelangt nach Vorherigem entweder eine Salzmasse, oder eine concentrirte, 55 bis 56° B. starke Lauge. Die Calcinirröhren sind denjenigen, welche in der Sodafabrikation angewendet werden, ganz ähnlich. Der Herd derselben kann aus einer oder zwei Abtheilungen bestehen. Die zweite Abtheilung dient alsdann als Vorwärm- oder als Vorverdampfabtheilung. Ist nur eine Abtheilung vorhanden, so wird gewöhnlich noch eine Pfanne zur Benutzung der Abhitze hinter dem Herde aufgestellt, und zwar wählt man eine Pfanne mit oberschlächtigem Feuer, wenn man eine Salzmasse, und eine Pfanne mit unterschlächtigem Feuer, wenn man Lauge auf dem Herde calciniren will. Bei Anwendung von Lauge ist die Herdsohle vertieft; die Lauge läſst man durch ein in die Wand des Calcinirofens eingelassenes Rohr zulaufen. Damit die Lauge nicht durch die Herdsohle durchsickert, muſs der Ofen beim Einlaufen derselben rothglühend sein, so daſs ein fast augenblickliches Ausscheiden der Salze stattfindet. Die Temperatur darf andererseits nicht zu sehr gesteigert werden, weil sonst die Potasche zu schmelzen beginnt. Zur Erzielung eines guten Productes ist sorgfältiges Durcharbeiten bei genauer Regulirung der Feuerung durchaus erforderlich. Die Raffinirung der Potasche. Das erste Product enthält je nach dem Gange der bisherigen Fabrikationsprocesse 85 bis 92 Proc. kohlensaures Kalium (mit Einschluſs von Kaliumhydrat, Silicat und Aluminat), 10 bis 2 Proc. K2SO4, 2,5 bis 0,5 Proc. KCl, sowie wechselnde Mengen Unlösliches. Im Falle das erste Product bereits verkäufliche Handelswaare liefern soll, ist es natürlich erforderlich, eine möglichst vollständige Ausscheidung des Kaliumsulfates durch Abkühlung möglichst concentrirter (etwa 52° warm gewogen), zuvor carbonisirter Rohlauge zu bewirken. Zum Zwecke der Raffinirung wird die Potasche in einer möglichst geringen Menge kochenden Wassers wieder aufgelöst. Es sind hierzu Eisenblechgefäſse mit oder ohne Rührvorrichtung und mit directer Dampfeinströmung in Gebrauch. Wenn man die zu lösende Potasche in einen in dem oberen Theile des Lösegefäſses hängenden Siebkasten bringt, ist eine mechanische Rührvorrichtung entbehrlich. Die, heiſs gewogen, 50 bis 52° B. starke Lösung läſst man in besonderen Behältern sich abkühlen und klären. Während der Abkühlung und Klärung scheiden sich der gröſste Theil des Sulfates und das suspendirte Unlösliche ab. Je stärker die Lauge war, desto vollständiger ist die Abscheidung des Sulfates. Sämmtliche Klärbehälter werden passend erhöht in der Weise aufgestellt, daſs die klare Potaschelauge jedes, einzelnen Behälters mittels einer gemeinsamen Leitung zu sämmtlichen Oefen für raffinirte Potasche gelangen kann. Diese Oefen sind genau ebenso eingerichtet wie diejenigen für das erste Product, und der Calcinirproceſs verläuft ebenfalls in derselben Weise. Die neuerdings in England zur Calcinirung von Soda in Gebrauch gekommenen mechanischen Oefen von Mactear mit einer Leistungsfähigkeit von etwa 10t täglich würden sich ohne Zweifel für Potasche in gleicher Weise bewähren. Es dürfte indessen gegenwärtig kaum eine deutsche Potaschefabrik eine so bedeutende Production haben, daſs die Anwendung eines solchen Apparates angezeigt wäre. Die aus dem Calcinirofen kommende Potasche wird auf flachen, (etwa 10cm hohen) Eisenblechkästen ausgebreitet und so weit erkalten gelassen, daſs man sie eben in die Fässer einfüllen kann. Bei Anwendung sehr hochhaltigen (96 bis 99 procentigen) Chlorkaliums erhält man bei guter Leitung der Fabrikationsprocesse 95 bis 98,5 proc. Potasche. Einzelne Abnehmer verlangen häufig eine niedrigere, gewöhnlich 90 bis 92 proc. Waare, wodurch der Fabrikant zu einer an und für sich durchaus nicht rationellen Herabdrückung des höherhaltigen Productes genöthigt wird. Am billigsten ist in diesem Falle ein Zusatz von Wasser in sehr fein zertheilter Form (mittels Brause u. dgl.) Die Zusammensetzung raffinirter Potasche in trockenem Zustande bewegt sich ungefähr in den folgenden Grenzen: K2CO3 (einschlieſslich Hydrat, Silicat, Aluminat) 92,0 bis 98,5 Proc. Na2CO3 2,5 „ 0,5 KCl 2,5 „ 0,6 K2SO4 3,0 „ 0,4 Das beim Auflösen des ersten Productes und bei der Abkühlung der gewonnenen Lauge sich ausscheidende schlammige Salzgemisch besteht getrocknet ungefähr aus 85 Proc. K2SO4, 10 Proc. K2CO3, 1,5 Proc. KCl und Unlöslichem. Zur Gewinnung des K2CO3 hieraus wird dasselbe mit wenig heiſsem Wasser (zuweilen unter Anwendung von Rührapparaten, Centrifugen u. dgl.) behandelt, wobei sich das K2CO3 gröſstentheils, mit wenig K2SO4, auflöst; diese Lauge wird wiederum zur Auflösung des ersten Productes verwendet. Das zurückbleibende K2SO4 wird gewaschen, getrocknet und zum zweiten Male zur Umsetzung in den Schmelzofen gebracht. In ähnlicher Weise wird mit dem aus der concentrirten Rohlauge ausgeschiedenen Salzschlamm verfahren; nur wird in diesem Falle die gewonnene Carbonatlösung wiederum der Rohlauge zugeführt. Im Falle man die Gewinnung von Ferrocyankalium beabsichtigt, wird durch Auskochen des Ferrocyankalium haltigen Sulfatschlammes eine 36° B. (heiſs gewogen) starke Lösung hergestellt, und diese zur Krystallisation gebracht; die Mutterlauge wird wieder zur Rohlauge zurückgegeben. Durch wiederholtes Umkrystallisiren des gewonnenen rohen Blutlaugensalzes aus 32° B. starker Lösung wird dasselbe in reine Handelswaare umgewandelt. Bei Anwendung gewisser Sorten englischer Steinkohle (Ryhope peas) hat man, wie bereits früher erwähnt, bis zu 1 Proc. Ferrocyankalium erhalten (vom Gewichte der dargestellten Potasche gerechnet). Hydratirte Potasche. Bei der Fabrikation von Krystallglas ist ein wenn auch geringer Gehalt der Potasche an Sulfat wegen der Bildung von Glasgalle nachtheilig. Aus diesem Grunde ist in neuerer Zeit eine als hydratirte Asche bezeichnete sulfatfreie Potasche in Form feiner Körnchen mit einem Wassergehalt von 12 bis 15 Proc. zu Zwecken der Glasfabrikation sehr in Aufnahme gekommen. Zur Darstellung derselben wird eine höchst concentrirte klare Potaschelösung bis zur Ausscheidung sämmtlichen Kaliumsulfates erkalten gelassen, sodann eingedampft, unter beständigem Umrühren und Umwenden zur Trockne gebracht und gesiebt. Rückstände der Auslaugerei. Die Rückstände von der Auslaugung der Potascheschmelzen sind und verhalten sich denjenigen der Sodaschmelzen ganz ähnlich; alle zur Verwerthung der Sodarückstände passenden Verfahren sind deshalb in gleicher Weise auf die Potascherückstände anwendbar. Bei der Darstellung von Natriumhyposulfit ist indessen zu berücksichtigen, daſs die in den Rückständen noch enthaltenen Kaliumverbindungen zur gleichzeitigen Bildung von Kaliumhyposulfit Veranlassung geben können. Wenn das neue, von Schaffner und Helbig (vgl. 1879 231 345) angegebene Verfahren zur Verarbeitung von Auslaugerückständen sich im Groſsen bewähren sollte, würde es für Potascherückstände insofern noch ein besonderes Interesse haben, als dadurch die Wiedergewinnung der in den Rückständen enthaltenen Kaliumverbindungen in Form von Chlorkalium möglich werden würde. IV) Fabrikationsresultate und Oekonomisches. Im Vergleich mit der Ausbeute bei der Sodafabrikation kommt einerseits zu Gunsten der Potaschefabrikation die Wiedergewinnung fast des sämmtlichen, im Laufe der Herstellung unzersetzt gebliebenen, oder durch Oxydation von Sulfid entstandenen Kaliumsulfates zur Geltung (in der Sodafabrikation bleibt das analoge Sulfat bekanntlich als werthlose Beimengung bei dem Product), andererseits bedingt die etwas gröſsere Flüchtigkeit der Kaliumverbindungen wiederum etwas gröſsere Verluste. Immerhin wird bei guter Arbeit die Ausbeute in der Potaschefabrikation sich um 3 bis 5 Proc. günstiger gestalten als bei der Sodafabrikation. Theoretisch entsprechen 100 G.-Th. K2CO3 etwa 108 G.-Th. KCl; in der Praxis sind je nach der Beschaffenheit des Fabrikationsbetriebes 120 bis 128 G.-Th. KCl von 95 bis 98 Proc. für 100 G.-Th. Potasche von 95 bis 98 Proc. erforderlich. Ausbeute und Verbrauch an Rohmaterialien gestalten sich im Groſsbetrieb, wie folgt: a) Es werden erhalten aus 100k KCl von 95 bis 98 Proc. 116 bis 118k Sulfat und je nach Einrichtung und Beschaffenheit der Condensationsapparate 90 bis 130k Salzsäure, auf 20° B. berechnet, bei einem Brennmaterialverbrauch von 55k Steinkohle oder etwa 25k Koke, je nach der Construction des Sulfatofens. b) Für 100k raffinirte Potasche sind erforderlich: 142 bis 152k Sulfat, 125 „ 160k Kalkstein (oder dem entsprechend Kreide u. dgl.) 225 „ 320k Steinkohle. Der Steinkohlenverbrauch vertheilt sich ungefähr, wie folgt: Schmelzofen 70 bis 100k Schmelzmischung 65 „ 80 Calcinirofen für erstes Product 40 „ 50 Calcinirofen für raffinirte Potasche 30 „ 40 Dampfkessel 20 „ 50 ––––––––––––– 225 bis 320k. Hierzu treten unter Umständen für die Carbonisation etwa 10k Kokes. Die folgende Berechnung, welche eine für Bezug der Rohmaterialien ziemlich günstig gelegene gröſsere Fabrik mit guten Betriebsresultaten voraussetzt, gibt ein Bild von den ökonomischen Verhältniſsen, unter denen die Potaschefabrikation arbeitet.     a) Darstellung von Kaliumsulfat. 100k Chlorkalium von 95 bis 98 Proc. frei Fabrik 13,50 M. 85k Schwefelsäure von 60° B., bei Selbstdarstellung derselben zu    4,50 M. für 100k 3,83 25k Kokes zu 1,90 M. für 100k 0,48 Arbeitslohne 0,80 Reparaturen, Amortisationen, allgemeine Kosten 0,80 19,41 M. Producte: 117k Sulfat und 110k Salzsäure (auf 20° B. berechnet);    wird die Salzsaure zu 0,50 M. für 100k verwerthet 0,55 –––––––––– so bleiben für 117k Sulfat 18,86 M. –––––––––– somit kosten 100k Sulfat 16,12 M.     b) Darstellung von Potasche. 147k Sulfat zu 16,12 M. für 100k 23,70 M. 140k Kalkstein zu 80 Pf. für 100k 1,12 275k Kohlen zu 1,30 M. für 100k 3,58 Arbeitslohne 2,80 Reparaturen 1,00 Zinsen und Amortisationen 1,00 Allgemeine Kosten 1,60 Faſs 1,00 Verkaufskosten 1,00 –––––––––– 36,80 M. Product: 100k 95 bis 98 proc. raffinirte Potasche. Da die Preise der Rohmaterialien, sowie die allgemeinen Kosten u.s.w. nach Ort und Zeit stets schwankend sein müſsen, so war eine gewisse Willkürlichkeit in der Annahme derselben nicht zu vermeiden. Bei denselben Rohmaterialpreisen dürfte es allerdings möglich sein, in einer in groſsem Maſsstabe arbeitenden Fabrik durch rationelle Einrichtungen und sorgfältigen Betrieb den Selbstkostenpreis noch um etwa 3 M. für 100k herabzudrücken. Wenn es gelingt, bei einmaliger Calcinirung fertige Handelswaare zu erzeugen, so wird hierdurch schon eine Ersparniſs von etwa 2 M. für 100k erzielt. Auf rationelle Feuerungsanlagen ist besonders Gewicht zu legen. Wenn in Staſsfurt selbst die Potaschefabrikation nicht hat Fuſs fassen können, so dürfte dies hauptsächlich dem Umstände zuzuschreiben sein, daſs der Gestehungspreis der bisher in dieser Fabrikation als Brennmaterial ausschlieſslich verwendeten Steinkohle in Staſsfurt ein zu hoher war. Die dort sehr billig zur Verfügung stehende Braunkohle würde indessen bei Einrichtung von Gasfeuerungen, und speciell von Regenerativ-Gasfeuerungen für die Schmelzöfen, sehr wohl verwendbar gewesen sein. Der Beweis hiefür ist von Sodafabriken, die mit Braunkohle schmelzen, bereits geliefert. Der gegenwärtige Marktpreis von Potasche ist ein niedriger und von dem eben berechneten Gestehungspreise nicht weit entfernt. Es bestehen auch verschiedene Umstände, welche sämmtlich dahin wirken, daſs der Marktpreis der Potasche, von Ausnahmszeiten und Conjuncturen natürlich abgesehen, sich nicht wesentlich über den Selbstkostenpreis derselben erhebe. Diese Umstände sind folgende: 1) Der Bedarf an Potasche ist ein beschränkter; dagegen ist bei dem fast unerschöpflichen Staſsfurter Kalisalzvorkommen die Möglichkeit unbeschränkter Production, also auch einer Ueberproduction dieses Artikels gegeben. 2) Die schlechte ökonomische Lage der deutschen Sodaindustrie, welche in Folge der englischen Ueberproduction ein chronisches Uebel zu werden droht, drückt ebenfalls die Potaschepreise, weil der Sodafabrikant jeden Augenblick in der Lage ist, seine Einrichtungen mit geringen Abänderungen zur Potaschefabrikation zu verwenden. 3) Die Concurrenz der deutschen und französischen Rübenpotasche, welche aus einem Nebenproduct gewonnen wird und deshalb im Stande ist, starke Preisrückgänge auszuhalten, trägt dazu bei, den Marktpreis der Potasche auf einem niedrigen Stand zu erhalten. 4) Eine erhebliche Ausfuhr deutscher Potasche nach England und anderen Ländern ist kaum in Aussicht zu nehmen, weil die oft erörterten Umstände, welche die englische Sodaindustrie so sehr bevorzugen und in gleicherweise der dortigen Potaschefabrikation zugut kommen, nicht aufgewogen werden durch den etwas niedrigeren Gestehungspreis des Chlorkaliums, welches überdies zu einer sehr billigen Fracht nach England gelangt. Unter diesen Umständen werden die deutschen Potaschefabrikanten in Bezug auf Ausdehnung ihrer Fabrikation eine weise Selbstbeschränkung üben müſsen, wenn sie sich nicht den Schäden einer Ueberproduction aussetzen wollen. Eine vorsichtige und allmälige Ausdehnung der deutschen Potaschefabrikation nach Leblanc's Verfahren, welche jetzt etwa 12000t (gegenüber einer ungefähren Gesammtproduction an Potasche von 50000t) liefert, dürfte dennoch möglich sein, da sowohl die Production von Holzasche, als diejenige von Rübenasche, letztere in Folge der Einführung des Osmose- und des Elutionsverfahrens, von Jahr zu Jahr abnehmen.