Ueber Schlacken, deren Verarbeitung und Verwerthung. (Fortsetzung des Berichtes Bd. 258 S. 364.) Ueber Schlacken, deren Verarbeitung und Verwerthung. R. AkermanR. Akerman: Värmebehofven för Olika Masugnsslaggers Smältning (Stockholm 1886), vgl. Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 1886 S. 114. hat die Schmelzwärme verschiedener Hochofenschlacken bestimmt. Um namentlich bei zähflüssigen Schlacken eine Ueberschmelzwärme zu vermeiden, wurde der Tiegel nur halb in das Calorimeter entleert, während die andere Hälfte als bereits erstarrt im Tiegel zurückblieb. Zu den Schmelzversuchen wurden fein gepulverte Gemenge von Quarz (mit 98,25 SiO2), Kalkstein (94,47 CaCO3), Talk (59,27 SiO2, 32,08 MgO), Magnesia (94,62 MgO), Kaolin (47,25 SiO2, 37,20 Al2O3), Thonerde (63,50 Al2O3) und Mangancarbonat (58,60 MnO, 36,80 CO2) benutzt. Für Kalk-Magnesiasilicate ergibt sich die gröſste Leichtschmelzbarkeit bei 1,5 und 2,0 Silicat mit 9CaO + 4MgO, oder bei einem Sauerstoff-Aequivalentverhältnisse von ungefähr 0,44. Bei steigendem Magnesiagehalte nimmt die Schmelzbarkeit fast ebenso ab, wie sie vorher zunahm. Das von Magnesia freie Bisilicat schmilzt mit 473c, das im Verhältnisse zu 0,44 mit MgO vermengte aber schon mit 375c, während beim 1,5-Silicat dieser Unterschied nur 20c ausmacht (431 bezieh. 411c). Das 2,5-Silicat schmilzt am leichtesten mit 7CaO + 2MgO oder bei dem Verhältnisse 0,29; das von Magnesia freie Silicat braucht 446c, letzteres 362c, so daſs hier nur 80 bis 90c gespart werden. Mehr Magnesia erschwert die Schmelzbarkeit viel langsamer als beim 1,5- und 2,0-Silicat. Beim 3,0-Silicat erleichtert die Magnesia die Schmelzbarkeit nur um etwa 11c (396 bis 385), d.h. von Magnesia freies Trisilicat ist an und für sich nicht schwerflüssig. Der Magnesiagehalt ist hier in gewissen Grenzen ziemlich gleichgültig. Mit Rücksicht auf das Sauerstoffverhältniſs zwischen der SiO2 und den Basen schmilzt: CaO-Silicat bei 1,5 mit 431c; bei 1,75 und 2,0 mit 472c, bei 2,86 mit 388c und bei 4,0 mit 424c. (3CaO + MgO)-Silicat bei 1,25 mit 449c, bei 1,5 mit 419c, bei 1,75 mit 435c, bei 2,5 mit 363c und bei 3,0 mit 395c. (2CaO + MgO)-Silicat bei 1,0 mit 483c, bei 1,5 mit 414c, bei 1,75 mit 423c, bei 2,37 mit 369c und bei 3,18 mit 409c. (CaO + MgO)-Silicat bei 1,0 mit 513c, bei 1,5 mit 441c, bei 1,75 mit 467c, bei 2,75 mit 394c und bei 3,5 mit 456c. Wird bei Kalk-Thonerdesilicaten die gesammte Thonerde als Basis betrachtet, so schmilzt mit Rücksicht auf das Sauerstoffverhältniſs die Thonerde zu den übrigen Basen: 3,0-Silicat: das reine Kalksilicat mit 396c, bei 0,1 Al2O3 mit 346c, bei 0,3 mit 374c und bei 1,0 mit 407c. 2,5-Silicat:. reines Silicat mit 446c, bei 0,2 Al2O3 mit 347c, bei 0,9 mit 390c und bei 2,0 mit 415c. 2,0-Silicat: reines mit 472c, bei 0,35 Al2O3 mit 350c und bei 2,0 mit 408c. 1,5-Silicat: reines mit 431c, bei 0,5 Al2O3 mit 357c, bei 2,0 mit 412c und bei 3,0 mit 423c. 1,0-Silicat: bei 0,2 Al2O3 mit 428c, bei 0,7 mit 347c und bei 2,35 mit 461c. 0,7-Silicat: bei 0,5 Al2O3 mit 447c, bei 1,2 mit 355c, bei 3,0 mit 440c. 0,5-Silicat: bei 1,5 Al2O3 mit 406c, bei 1,75 mit 369c und bei 2,98 mit 423c. Von Manganoxydul-Kalksilicaten schmilzt das Singulosilicat mit 366c, das 1,5-Silicat mit 345c, das Bisilicat mit 351c, wenn auf 80 Mangan 20 Kalk kommen. Das 2,5-Silicat aus Mangan allein erfordert 387°, während das leichtflüssigste Kalk-Mangansilicat 355c bedarf. Beim Trisilicat liegt die niedrigste Schmelzwärme von 371c nur 25c unter der des reinen Kalksilicates, bei mehr als 40 Proc. MnO steigt die Schwerschmelzbarkeit bedeutend. In Silicaten mit Kalk, Thonerde, Magnesia und Manganoxydul wirkt die Thonerde von den letzteren drei Stoffen im Verhältnisse zum Sauerstoffe und zum Gewichte am kräftigsten; ausgenommen das 1,5-Silicat des Kalkes mit Zuhilfenahme des Mangans liegen auch die von ihr bewirkten Wärmeminima bedeutend niedriger als die der anderen beiden Basen. Die Rangordnung von Magnesia und Mangan ist schwer zu bestimmen; in 2- und 2,5-Silicaten wirkt MgO kräftiger als in den anderen, während in 1- und 1,5-Silicaten wieder MnO kräftiger ist als MgO; diese erzeugt auch nicht so tiefe Minima wie das Oxydul. Diese Versuche beweisen, daſs man dem Manganoxydul bisher eine zu groſse Rolle bei der Schlackenschmelzbarkeit zugeschrieben hat: frischflieſsend macht es die Schlacken wohl; aber diese wirken auch auf die Ofen wände mehr zerstörend ein. Trinäre Silicate (CaO + MgO + Al2O3). Das reine 1,5-Silicat aus 9CaO und 4MgO schmilzt mit 411c, bei 5 Proc. Al2O3 mit 373c, bei 10 Proc. mit 362c und bei 25 Proc. Al2O3 mit 400c. Dasselbe reine 2,0-Silicat schmilzt mit 376c, bei 10 Proc. Al2O3 mit 387c und bei 22 Proc. mit 423c und das reine 2,5-Silicat aus 7CaO und 2MgO mit 362c, bei 0,2 Proc. Al2O3 mit 369c und bei 15 Proc. mit 303c. Der mittlere Wärmeverbrauch zum Schmelzen von 74 Hochofenschlacken war 388c (340 bis 463c). Von diesen waren 27 Singulosilicate, welche durchschnittlich 396c brauchten, 43 Bisilicate mit je 382c und 4 Trisilicate mit je 392c. C. Scheibler in Berlin (D. R. P. Kl. 16 Nr. 33220 vom 18. November 1884) will aus den beim basischen Verfahren erhaltenen Schlacken dadurch einen an Phosphorsäure reicheren Theil derselben gewinnen, daſs er die geschmolzenen Schlacken langsam abkühlen läſst. Die reiche Schlacke erstarrt zuletzt. Nach einem ferneren Vorschlage Scheibler's (D. R. P. Kl. 18 Nr. 34416 vom 5. Mai 1885) soll zur Gewinnung einer an Phosphorsäure reichen Schlacke die Entphosphorung so geleitet werden, daſs die zuerst gebildete Schlacke, welche viel Phosphorsäure, aber wenig Eisen enthält, während der Nachblasezeit abgegossen wird, worauf der Prozeſs unter Bildung einer an Eisen reichen, aber an Phosphorsäure armen Endschlacke behufs Ersparniſs an basischen Zuschlägen und Erzielung eines heiſseren Metallbades beendet wird (vgl. 1884 251 191). Nach M. Nahmen in Schönebeck (D. R. P. Kl. 12 Nr. 34741 vom 14. März 1885) sollen Abwässer mit gemahlener, an Phosphor reicher Schlacke behandelt, dann mit Kieselsäurehydrat versetzt werden, damit der gebildete kieselsaure Kalk noch organische Stoffe mit niederreiſst. (Vgl. 1885 257 435.) G. Leuchs in Nürnberg (D. R. P. Kl. 16 Zusatz Nr. 35119 vom 10. Mai 1885, vgl. 1885 258 367) will das Calciumphosphat aus basischen Schlacken und natürlichen Phosphaten dadurch gewinnen, daſs er den Rohstoff mit ätzenden oder kohlensauren Alkalien, mit Feldspath, Wasserglas oder Chilisalpeter glüht. Nach L. Imperatori in Düsseldorf (D. R. P. Kl. 18 Nr. 34412 vom 5. Februar 1885) wird zur Gewinnung von Phosphaten Phosphor haltiges Eisen mit Natriumsulfat in einem Soda-Drehofen geschmolzen. Die erkaltete Schmelze wird in Stücke gebrochen und mit Wasser ausgelaugt. Bei dem Auslaugen bildet sich ein Rückstand von Schwefeleisen und Eisenoxyd. Aus der eingedampften Lösung krystallisirt Trinatriumphosphat, Na3PO4.12H2O. Durch Einwirkung von Rauchgasen wird letzteres zerlegt: 2Na3PO4 + CO2 + H2O = 2Na2HPO4 + Na2CO3. Die Masse wird in warmem Wasser gelöst und die Lösung zum Krystallisiren gestellt. Zuerst krystallisirt Binatriumphosphat: Na2HPO4.12H2O, während die Mutterlauge noch Krystalle von Natriumcarbonat, Na2CO3.10H2O, liefert. Auch kann man das Na3PO4 mit Schwefelsäure behandeln behufs Gewinnung von Phosphorsäure und Natriumsulfat, Die Wirkung der aus basischen Schlacken hergestellten Düngemittel bespricht G. Hoyermann (Sitzungsberichte des Vereins zur Beförderung des Gewerbfleiſses, 1885 S. 234). Die Schlacke, welche in Peine bei der Entphosphorung des Ilseder Roheisens erhalten wird, enthält im Durchschnitte: 20 Phosphorsäure, 5 Magnesia, 11 Eisen, 2 Mangan, 6 Kieselsäure, 50 Kalk, 1 Schwefel. Die Phosphorsäure ist in Verbindung mit Kalk und zwar als Tricalciumphosphat, dessen Gehalt sich demnach auf 43,60 Proc. berechnet. Der übrige Kalk ist auch nur zum geringsten Theile unverbunden als unveränderter Aetzkalk in der Schlacke vorhanden. Ein Theil ist mit der Kieselsäure zu Silicat vereinigt und der Rest bildet mit dem Eisen und Mangan eine Verbindung von Eisenoxydkalk bezieh. Manganoxydkalk. Das vorhandene Eisenoxydul ist völlig unschädlich. In keinem anderen, natürlich vorkommenden Rohphosphat ist das Calciumphosphat in so inniger Vereinigung mit durch Wasser zersetzbaren anderen Stoffen vorhanden und dieser Umstand sichert der fein gemahlenen Schlacke einen groſsen Vorzug vor anderen Rohphosphaten in ihrer Anwendung zum Düngen. Dadurch kommt es, daſs die Schlacken, selbst die allergröſsten Stücke, an freier Luft gelagert, sehr bald einem Zersetzungsprozesse unterliegen, welcher ein Zerfallen in die kleinsten Theile zur Folge hat. Langsam aber stetig schreitet dieses Zerfallen in der an der Luft gelagerten Schlacke vorwärts. Damit diese Zersetzung möglichst vollständig ist, verwendet Hoyermann nur solche Schlacken der Peiner Hütte, welche 1 Jahr an der Luft gelegen haben, um sie vermählen als Peiner Phosphatmehl in den Handel zu bringen. Bis jetzt liegen nur günstige Erfahrungen über die Wirkung desselben als Düngemittel vor. Frank (daselbst S. 246) hebt hervor, daſs der Fehler, welchen die deutschen Agrikulturchemiker in Bezug auf die Anwendung der Phosphate früher gemacht haben, sich nationalökonomisch schwer gerächt hat. Man muſste früher in Deutschland die Phosphate einführen, weil man lediglich auf Grund theoretischer Annahmen und unter Nichtbeachtung der aus anderen Ländern vorliegenden Erfahrungen nur den wasserlöslichen Superphosphaten einen Handelswerth zuerkannte. Eine ungefähre Schätzung ergibt nun, daſs diese Theorie Deutschland in den letzten 25 Jahren etwa 200 Mill. Mark gekostet hat; wir haben unsere Lahnphosphorite mit 7 Pf. für das Procent Phosphorsäure verkauft und gröſstentheils nach England und Frankreich ausgeführt, während wir ausländische, meist überseeische Phosphate, wie Baker, Mejillones, Curacao, einführten, in denen 1 Proc. Phosphorsäure im rohen Zustande 18 bis 25 Pf. kostete. Damit wurden dann freilich sehr schöne hochprocentige Superphosphate erzielt, aber zu einem Preise, welcher nur für die bestgestellten Landwirthschaften erschwinglich war, während mehr als 0,9 unserer kultivirten Ländereien auf diesen theuren Kunstdünger verzichten muſsten. Die trotzdem starke Nachfrage nach hohen Phosphaten für den deutschen Markt hatte vor einiger Zeit sogar zu einer Knappheit derselben geführt; doch haben sich diese Verhältnisse jetzt wieder geändert, da sich neben dem Thomasphosphate in Folge eifriger und erfolgreicher Forschungen auch auswärts wieder sehr bedeutende Phosphatquellen erschlossen haben, von denen die sehr reichen russischen Phosphorite aus dem Gebiete des Tschernojem, ferner die belgischen und die Süd-Carolina-, Canada- und Aruba-Phosphate zu erwähnen sind. Unter diesen Umständen erscheint die. Aufgabe, aus den Thomasschlacken ein reines, concentrirtes Düngemittel herzustellen, nicht mehr so drängend wie noch vor 2 Jahren und man wird vielmehr danach streben, sie mit den einfachsten chemischen und mechanischen Hilfsmitteln für landwirthschaftliche Verwendung aufzubereiten. An einem Absatzgebiete wird es gerade bei unseren deutschen Bodenverhältnissen nicht fehlen und die Provinz Hannover allein kann mehr verbrauchen, als mehrere Stahlwerke von der Gröſse der Peiner Hütte zu liefern vermögen. (Vgl. Dünkelberg 1880 237 463.) Nach Horn (Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 1886 S. 40) bedingen die in der Thomasschlacke enthaltenen groſsen und kleinen Stücke metallischen Eisens, welche die Vermahlung der sonst sehr spröden und deshalb verhältniſsmäſsig leicht zu pulverisirenden Schlacke ganz auſserordentlich erschweren, eine von den gewöhnlichen Mahlverfahren mehr oder weniger abweichende Behandlung, auch die Anlage besonderer Maschinen. Es scheint zwar Nichts natürlicher als die Einschaltung kräftiger Magnete in den Mahlprozeſs, um alles metallische Eisen vor bezieh. während der Pulverisirung abzufangen und auszuscheiden; jedoch ist bis jetzt die Wirkung derartiger Magnete nicht die erwartete gewesen, was sich freilich dadurch erklärt, daſs die in der Schlacke eingeschlossenen Eisenstücke gar zu mannigfaltig in ihrer Gröſse bezieh. in ihrem Gewichte sind. Die gröſsten Stücke lassen sich wohl nach der ersten Vorzerkleinerung von Hand auslesen; der Rest aber ist nicht leicht mit derjenigen Sicherheit abzufangen, die zu wünschen bleibt, wenn die schlieſsliche Vermahlung auf Mühlsteinen geschehen soll. Denn die Mahlflächen der Mühlsteine leiden ganz auſserordentlich, sobald in der leicht zu pulverisirenden Schlacke Eisenkörner enthalten sind. Man hat ferner versucht, die Ausscheidung der Eisentheile durch Schleudermühlen vorzunehmen, in der richtigen Voraussetzung, daſs beim heftigen Stoſse die Schlackentheile leicht zertrümmert werden, während die Eisentheile unversehrt bleiben. Es stellte sich aber heraus, daſs dann die Schleudermaschinen selbst durch das Eisen in einer unerträglichen Weise abgenutzt und rasch aufgebraucht werden. Unterwirft man aber die Schlacke auf Stampfwerken oder Steinbrechern einer ersten Vorzerkleinerung, so kann man zunächst die allergröſsten und darum für die Maschinen besonders gefährlichen Eisentheile von Hand auslesen und den Rest auf kräftige Walzen oder Kollergänge geben. Walzen sowohl, wie Kollergänge lassen sich so kräftig und andererseits so nachgiebig bauen, daſs sie die Schlacke zermalmen, während sie die Eisenstücke ohne Schaden für die Oberfläche der Walzen einfach ausstrecken, d.h. platt drücken. Durch Verwendung der Schrägsiebe von Nagel und Kaemp in Hamburg (vgl. * S. 458 d. Bd.) lassen sich diese Eisentheile dann leicht entfernen. Nach Holdefleiſs (Zeitschrift des landwirthschaftlichen Vereins der Provinz Sachsen, 1885 S. 264) enthielt Peiner Phosphatmehl: I II Citratlösliche Phosphorsäure 2,74 Proc. 3,81 Proc. Gesammtphosphorsäure 17,65 19,37 Verfasser empfiehlt dasselbe namentlich für humusreichen Boden. M. v. Maltzan (Chemikerzeitung, 1886 S. 83) hält die Verwendung der gemahlenen Thomasschlacke wegen des Gehaltes an Eisenoxydul und Schwefelcalcium für schädlich und meint, die Phosphate derselben wären von der denkbar schwersten Löslichkeit, eine Behauptung, denen die sonstigen Erfahrungen allerdings widersprechen. Er empfiehlt dieselben durch Schwefligsäure aus Röstgasen aufzuschlieſsen.