Titel: | Ueber die Fabrication der Ultramarine; von J. G. Gentele. |
Autor: | Johan G. Gentele [GND] |
Fundstelle: | Band 142, Jahrgang 1856, Nr. LXXXIII., S. 351 |
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LXXXIII.
Ueber die Fabrication der Ultramarine; von
J. G. Gentele.
Mit Abbildungen auf Tab.
V.
Gentele, über die Fabrication der Ultramarine.
Diese Fabrication zerfällt in zwei Hauptarbeiten, in die
Darstellung des grünen Ultramarins und in die Ueberführung desselben in den
blauen Ultramarin. Die Schönheit des letztern Productes hängt hauptsächlich
von der Beschaffenheit des erstern ab, dessen gelungene
Darstellung folglich bei der Fabrication die Hauptaufgabe ist. Ich beschreibe die
Fabrication eines jeden dieser Producte für sich.
I.
Darstellung des grünen Ultramarins.
Rohstoffe zur Darstellung desselben.
Gegenwärtig werden nur noch folgende Rohstoffe zur Darstellung des grünen Ultramarins
angewendet:
1)ein Thonerdesilicat, am besten Kaolin;
2)entwässertes schwefelsaures Natron,
3)entwässertes kohlensaures Natron, doch werden zuweilen
auch Lösungen dieser beiden Salze verwendet;
4)Schwefelnatrium, als Nebenproduct der
Fabrication;
5)Schwefel;
6)Holzkohle oder Steinkohle.
Alle diese Rohstoffe erfordern nicht nur eine gewisse Auswahl, sondern auch gewisse
Vorbereitungen; um letztere, sowie die erforderlichen Mischungen und Operationen mit
denselben vornehmen zu können, werden verschiedene, größtentheils mechanische
Vorrichtungen angewendet, welche bei der Anlage einer derartigen Fabrik von großer
Wichtigkeit sind und die Hauptausgaben veranlassen.
Als Thonerdesilicat ist es am vortheilhaftesten, wirkliche
Kaoline (Porzellanthon) zu wählen, oder doch weiße
Thone, deren Zusammensetzung nicht viel von derjenigen der Kaoline abweicht. Ein
geringer Gehalt von Bittererde und Kalk schadet nicht, aber ein Thon welcher über 1
Procent Eisenoxyd enthält, ist nur mit Vorsicht, nach vorausgegangener Prüfung zu
wählen. Glücklicherweise kommen Kaoline von geeigneter Beschaffenheit nicht selten
vor, und keine Fabrik in Deutschland stößt hierin auf Schwierigkeiten. Es wurden
zwar früher Thone verarbeitet, welchen man noch Alaunerde, die man künstlich
darstellte, bei der Fabrication zumischte; ebenso wurden Thone verarbeitet, welchen
man noch Kieselsäure zufügte, gegenwärtig aber vermeidet man diese theuren Zusätze
durch eine gute Auswahl des Thones, welcher nach dem Glühen so zusammengesetzt seyn
muß, daß er ziemlich genau (ohne Rücksicht auf seine geringfügigen Verunreinigungen
mit Kalk, Bittererde und Eisenoxyd) der Formel Al²O³, 2 SiO²
entspricht; ob alle Kieselerde chemisch gebunden ist oder nicht, scheint keinen
wesentlichen Einfluß zu haben. Oft haben die Thone eine solche Zusammensetzung
nicht, indem sie viel Sand oder auch andere Mineralien mechanisch eingemengt
enthalten; aber durch die Vorbereitung, welche jedenfalls mit ihnen vorgenommen
werden muß, erhalten sie dieselbe, und es kommt auch nur darauf an, daß ihre
Bestandtheile nach der mechanischen Vorbereitung die angeführten sind.
Die Vorbereitung des Thones, um seine mechanischen Unreinigkeiten soviel als möglich
zu entfernen, besteht im Schlämmen desselben, welches gerade so wie in den
Porzellanfabriken vorgenommen wird. Nach dem Schlämmen werden die Thone wieder
scharf getrocknet und gelinde geglüht, wodurch es dann
leichter wird, sie in ein feines Pulver zu verwandeln, welches ebenfalls
geschehen muß. Es gibt jedoch Fabriken, in denen letztere Operation und das
Glühen unterlassen wird, indem es nachträglich bei einer andern Arbeit nebenbei
geschieht.
Das Schlämmen des Thones geschieht in den verschiedenen Fabriken, wo es erforderlich
ist, entweder durch Handarbeit oder mit Hülfe mechanischer Vorrichtungen. Wenn der
Thon sich schwer erweicht, mahlt man ihn zwischen zwei weit gestellten Sandsteinen
durch, oder man weicht ihn, wenn er leicht zu erweichen ist, in Wasser zu einer
dünnen Milch auf, in welchem Zustand sich der gemahlene Thon ebenfalls befindet. Die
einige Zeit in größern Gefäßen gestandene Thonmilch, welche den schwerern Sand
fallen ließ, wird in größere Bassins geleitet, der Rest noch einmal oder einigemale
mit Wasser aufgerührt und die feine Milch abgezapft u.s.w. Das Abgeschlämmte läßt
man in den Bassins absetzen, zapft das Wasser ab und preßt dann in Säcken, oder
bringt in Gypsbassins, oder kocht ein wie in Steingutfabriken, um dann zu trocknen, was in letzterm Falle in den Pfannen, in
ersteren Fällen auf Brettern an der Luft ausgeführt wird. In denjenigen Fabriken,
welche einen reinen geschlämmten Kaolin in schon trockenem Zustande beziehen,
fallen, wie es sich von selbst versteht, diese Arbeiten ganz weg, und dieß ist ein
beträchtlicher Vortheil.
Das gelinde Glühen des Thones geschieht in einem gewöhnlichen Flammofen, und braucht
durchaus nicht weiter zu gehen, als auf ganz dunkle Kirschrothhitze, wobei derselbe
alles Wasser verliert. Dadurch wird der Thon mürbe und spröde, verliert die
Eigenschaft schmierig oder fett zu seyn, und das Pulverisiren und Sieben desselben
ist nun viel leichter vorzunehmen, was man auch hauptsächlich bezweckte.
Zum Pulverisiren des Thones dienen entweder Pochwerke oder Quetschmühlen, in denen er
unter dem vertical auf dem Umkreise rollenden Läufer zerdrückt wird. Nach dem Pochen
oder Zerdrücken passirt der Thon Vorrichtungen mit feinen Messingsieben, und der
gröbere Antheil kommt wieder in die Pochwerke oder Quetschmühlen, um durch dieselben
Operationen in ein feines Pulver verwandelt zu werden, welches dann zur Anwendung
geeignet ist.
Wird schwefelsaures Natron in entwässertem Zustande
angewendet, so ist seine Beschaffenheit nicht gleichgültig. Es soll keine
freie Säure enthalten; wenn es die chemischen Fabriken bleifrei und bis auf eine
Spur frei von Eisen liefern, so ist es brauchbar. Kann man es in diesem Zustande
nicht erhalten, so verschafft man sich säurefreies Glaubersalz, wie es die
Sodafabriken verwenden, löst es in Wasser auf und stumpft etwa vorhandene Säure mit
Kalkmilch ab, wobei zugleich das Eisenoxyd niederfällt; man zieht die hellen Laugen
von dem sich absetzenden Gyps und überschüssigen Kalke ab, und läßt krystallisiren.
Das krystallisirte Salz dampft man entweder langsam in eisernen Kesseln ein, oder
vortheilhafter auf der vertieften Sohle eines Flammofens aus feuerfesten Steinen,
und erhält in beiden Fällen eine weiße, nach dem Trocknen auszunehmende Masse von
wasserfreiem Glaubersalz. Oder man dampft die hellen Laugen, ohne sie krystallisiren
zu lassen, unter beständigem Nachfüllen frischer Lauge ein, wobei sich nach
eingetretener Sättigung derselben wasserfreies Glaubersalz abscheidet, das man unter
fortdauerndem Einkochen mit Sieblöffeln ausschöpft und nachher in dem Flammofen,
worin der Thon geglüht wird, noch gelinde trocknet, um alles Wasser zu entfernen,
welches ihm als Mutterlauge anhängt.
Das gekaufte oder auf beschriebene Weise wasserfrei gemachte Glaubersalz wird
ebenfalls in Quetschmühlen zerdrückt, pulverisirt und durch etwas gröbere Haarsiebe
gesiebt. Dieses Salz muß, wenn es vorräthig gehalten wird, in verschlossenen Gefäßen
aufbewahrt werden, weil es sonst wieder zusammenbackt, was in der Regel dennoch an
der Oberfläche bald geschieht, indem es eine gewisse Menge Wasser anzieht. Uebrigens
kann man auch von chemischen Fabriken das beim Einkochen reiner Glaubersalzlösungen
niederfallende und
dann geglühte Glaubersalz beziehen, und dieses ist das beste. Eine Ultramarinfabrik
kann jedoch die Einrichtung zu dieser Operation nicht wohl entbehren, da Laugen
vorkommen, welche glaubersalzhaltig sind und ebenso verarbeitet werden können, und
wieder andere, welche auf ähnliche Weise verdampft werden müssen. Das so
dargestellte Glaubersalz enthält stets eine kleine Menge Gyps und Kochsalz, die aber
bei seiner Verwendung keine nachtheilige Wirkung hervorbringen.
Das kohlensaure Natron, welches man in entwässertem Zustande
anwendet, erhält man aus chemischen Fabriken in genügender Reinheit und
Trockenheit, wenn man sich ein reines Salz bedingt. Dieselben liefern alsdann
dasjenige Sodasalz, welches beim Eindampfen gesättigter Lösungen aus roher Soda im
zweifach-gewässerten Zustande niederfällt und nach dem Ausschöpfen zur
völligen Entwässerung geglüht wird. Ein zufälliger geringer Gehalt an Glaubersalz
schadet nicht. Zur Ultramarinfabrication wird es wie das wasserfreie Glaubersalz
pulverisirt, gesiebt und aufbewahrt.
Wo das Schwefelnatrium nicht in flüssiger Form angewendet
wird, muß man zum Verdampfen desselben mit einer Anzahl gußeiserner Kessel
oder Stärker eisenblecherner Pfannen versehen seyn, die entweder für sich, oder
durch die abgehende Wärme der Verglüh- oder Röstöfen geheizt werden. Man
dampft dasselbe zur Trockne ein, was am Ende unter Umrühren zu geschehen hat, und
pulverisirt es dann mit denselben Vorrichtungen, womit das Pulverisiren des
Glaubersalzes oder der Soda geschieht. Es wird bei seiner Anwendung stets als
Einfach-Schwefelnatrium berechnet.
Den Schwefel verwendet man als Stangenschwefel oder
raffinirten Schwefel. Derselbe wird gleichfalls in Quetschmühlen zerdrückt
und durch feine Haarsiebe gesiebt, um ihn als staubförmiges feines Pulver vorräthig
zu halten.
Als Kohlenpulver für den chemischen Proceß der
Ultramarinbildung, kann man sowohl Steinkohle
als Holzkohle anwenden; bei letzterer ist es
gleichgültig, von welchem Holz sie herrührt, oder durch welche Verkohlungsweise sie
gewonnen wurde. Sie darf nur keine Unreinigkeiten, wie kleine Steine und
dergleichen, enthalten; große Kohlen befreit man von denselben durch Absieben, von
kleineren Kohlen entfernt man anhängenden Sand, Erde und dergleichen durch Waschen
in Wasser, wobei die schwereren Theile schnell zu Boden fallen, so daß die leichte
Kohle oben abgeschöpft und dann getrocknet werden kann. Von den Steinkohlen verwendet man nur backende, welche wenig
Asche hinterlassen.
Beide Kohlenarten werden vor ihrer Anwendung stets in ein sehr feines Pulver
verwandelt; dieß geschieht entweder ganz auf trockenem Wege, durch Zerreiben, mit
Hülfe eiserner Kugeln in Trommeln und nachheriges Absieben in Trommelsieben, gerade
so wie bei der Schießpulverfabrication; oder die Kohlen werden trocken nur in der
Quetschmühle zerdrückt, und dann in Sandstein- oder Granitmühlen einigemale
mit Wasser naß gemahlen, bis sie in einen zwischen den Fingern unfühlbaren Schlamm
verwandelt sind, der sich nun leicht vom Wasser absetzt, und nachdem er auf Brettern
getrocknet wurde, nur zerdrückt und gesiebt zu werden braucht. Letztere Methode ist
sehr förderlich und liefert von jeder Kohlenart ein sehr feines Pulver.
So vorbereitet, dienen entweder alle oder nur einige dieser Materialien zur
Herstellung eines Gemenges oder einer Mischung derselben,
welche durch das nachherige Glühen den grünen Ultramarin liefert.
Bei der Herstellung dieser Gemenge kommt nicht bloß das
Verhältniß, in welchem die Materialien gemengt worden, in Betracht, sondern
auch, was von großer Wichtigkeit ist, daß diese Mengung sehr innig und
gleichförmig erfolge, und je vollständiger dieß der Fall ist, ein um so
besseres Resultat erreicht man. Bei Anwendung von bloß trockenen Materialien ist es
am zweckmäßigsten, dieselben in dem ermittelten Verhältniß in kleinen Posten
zusammenzuwiegen, sie dann in kleinen Trögen oft hin und her zu schäufeln, hierauf
einigemal durch mittelfeine Siebe zu sieben, und nach wiederholtem Umschäufeln das
Sieben und nachher das Umschäufeln zu wiederholen, wobei man in das Sieb stets nur
kleine Quantitäten geben und dieselben ganz durchsieben muß, ehe neue Portionen
hineingebracht werden.
Es gibt indessen Fabriken, welche einen andern Weg einschlagen. Es werden nämlich
statt des Glaubersalzes oder der Soda, sowie auch des Schwefelnatriums im trocknen
Zustande, direct deren Laugen nach Gemäßen und Aräometergraden angewendet, in
welchem Falle man entweder den Gehalt der Gemäße an trockenem Salze ermittelt hat,
oder aus Erfahrung weiß, daß fragliche Gemäße mit den eingehaltenen Aräometergraden
zum Zwecke führen. In diese Lösungen wird der pulverisirte, oder der leicht
erweichbare Kaolin gebracht, und nun das Ganze zur Trockne eingedunstet) manchmal
wird demselben auch das Kohlenpulver zugegeben. Dieses trockne Gemenge wird dann in
einem Flammofen ebenfalls schwach geglüht, und hierauf das Pulverisiren des Gemenges
vorgenommen, welches dann durch Umschäufeln und Sieben noch gleichförmiger gemacht
wird. Demselben werden
hierauf die übrigen Ingredienzien, meistens bloß noch der Schwefel, so beigemengt,
wie es oben für die Mengung aller Materialien angegeben ist.
Die Verhältnisse, in welchen die angeführten Rohmaterialien gemengt werden, sind in
den verschiedenen Fabriken sehr verschieden; es muß aber 1)
stets Natron als schwefelsaures oder kohlensaures Salz in hinreichender Menge in
das Gemisch kommen, um die Hälfte der Kieselsäure des Kaolins sättigen zu
können, und 2) noch so viel Natron nebst Schwefel vorhanden seyn, um eine
gewisse Menge Doppelt- oder Mehrfach-Schwefelnatrium zu bilden,
endlich 3) noch Schwefel und Natrium als Einfach-Schwefelnatrium in der
Mischung übrig bleiben, nachdem man vom ganzen Gemenge soviel grünen Ultramarin
(wie er nach den bekannten Analysen zusammengesetzt ist) abgezogen hat, als die
in der Mischung vorhandene Kieselsäure und Alaunerde zu bilden
vermögen.
Die deutschen Fabriken erzielen dieses Resultat bei der
Zusammensetzung ihrer Gemenge anders als die französischen; letztere verwenden als Natronsalz nur
kohlensaures Natron, erstere entweder nur
schwefelsaures Natron, oder ein Gemenge von beiden. Das Resultat scheint in
beiden Fällen völlig gleich zu seyn. Bei Anwendung von schwefelsaurem Natron wird
mehr Kohle und kein Schwefel, bei Anwendung von kohlensaurem Natron wenig Kohle und
viel Schwefel angewendet, und es ist einleuchtend, daß die deutschen Fabriken
deßhalb etwas wohlfeiler arbeiten. Ich gebe nur drei
Mischungen an, welche in Fabriken angewendet werden, und als Norm für solche
Gemenge dienen können.
I.
II.
III.
Kaolin, wasserfrei berechnet
100
100
100
entwässertes Glaubersalz
83–100
–
41
entwässertes kohlensaures
Natron
–
100
41
Kohle
17
12
17
Schwefel
–
60
13
Wenn man beim Betriebe der Fabrication die oben erwähnten Schwefelnatriumlaugen
erhält, so ersetzt man einen Theil der respectiven Glaubersalz- oder
Sodamenge durch eine Portion dieses Salzes; dasselbe wird entweder in zur Trockne
abgedampftem Zustande, oder als Lösung (je nachdem der Thon und die Rohmaterialien
mit trocknen Salzen oder mit Laugen gemischt werden) ersetzt. Dabei wird aber stets
nur der Natriumgehalt dieser Laugen, nicht ihr Schwefelgehalt berücksichtigt; man
findet, daß 100 Thle. wasserfreie Soda durch beiläufig 80, und 100 Thle.
wasserfreies Glaubersalz durch beiläufig 60 Thle. trocknes Schwefelnatrium ersetzt
werden können.
Die Hauptoperation, welche nun mit den Mischungen oder
Sätzen vorgenommen werden muß, ist ihr Verglühen; dabei ist
einerseits nothwendig, daß die Mischung die erforderliche hohe Temperatur bei
soviel als möglich verhindertem Luftzutritt erreicht, anderseits daß diese
Temperatur eine gewisse, nicht zu kurze Zeit über andauert und die ganze Masse
so gleichförmig als möglich durchdringt.
Ein mangelhaftes, ungleichförmiges Verglühen würde bei dem besten Satze doch keine
günstigen Resultate ergeben. Um den beabsichtigten Zweck sicherer zu erreichen,
benutzt man tiegelförmige Gefäße oder auch Kapseln, ähnlich den kleinen
Porzellanverglühkapseln, und erhitzt dieselben in Oefen welche mit feuerfesten
Sternen erbaut sind; die Construction dieser Oefen ist
derjenigen der kleinen Porzellanöfen ähnlich. Bei Anwendung solcher Oefen
geht viel Wärme verloren; in den meisten Fabriken sucht man einen Theil derselben
nutzbar zu machen, indem man von den Oefen aus Abzüge unter Pfannen führt, in
welchen entweder Mutterlaugen, oder die laugenhaltigen Thonmischungen abgedampft
werden.
Die Tiegel oder Gefäße für das Verglühen müssen mit einer guten Masse von ziemlich
feuerfestem Thone hergestellt werden, und dürfen bei der erforderlichen Hitze weder
erweichen noch zerspringen. Sie können von gewöhnlichen Töpfern nach Art der
Blumentöpfe aufgedreht werden, und haben, bei Anwendung der Form kleiner
Porzellankapseln, einen Durchmesser von 5–6 Zoll bei einer Höhe von
4–5 Zoll; ihr oberer Rand ist ganz eben. Man bedarf für solche Gefäße nur
weniger ebener Deckel, weil beim Auseinandersetzen dieser Kapseln der Boden der
obern der Deckel der untern wird.
Wo man tiegelförmige Gefäße anwendet, haben sie die Form Fig. 1, welche einen
solchen Tiegel im Durchschnitt darstellt; diese müssen aber sämmtlich mit einem gut
passenden Deckel versehen werden, dessen obere Seite eine Vertiefung hat, in welcher
der darauf gestellte Tiegel ruht.
Letztere Form der Verglühgefäße scheint zweckmäßiger zu seyn, weil die dicht neben
einander gesetzten Tiegel noch Zwischenräume für die Umkreisung durch die Flamme
lassen, was bei der erstem Form nicht der Fall ist, wenn man nicht jede Kapselsäule
isolirt aufführt, wobei eine Senkung derselben zu befürchten wäre.
Von den Verglühöfen sind gewöhnlich mehrere in einer Reihe aufgemauert, also nur
durch Zwischenmauern getrennt. Die Zeichnungen versinnlichen die beste Construction
derselben.
Fig. 2 zeigt
den Verglühofen im Aufriß und Durchschnitt nach der Breite;
Fig. 3 ist der
Durchschnitt des Aufrisses nach der Länge;
Fig. 4 ist der
Durchschnitt im Grundriß über dem Herde.
In diesen Figuren bezeichnen gleiche Buchstaben gleiche Theile.
A Feuerraum, b Rost, c Aschenloch mit Thür, d
Schürloch mit Thür, e, e, e Züge aus dem Feuerraum in
den Verglühraum B.
B der Verglühraum; f, f
dessen Herd, von den Zuglöchern e, e durchbrochen,
welche mittelst von oben in sie einzusteckender Keile aus feuerfestem Stein beliebig
enger gemacht werden können. g, g sind dessen
Umfangsmauern. Vorn befindet sich eine ausgesparte, oben überwölbte Einsatzthür C, welche während des Brennens mit feuerfesten Steinen
zugemauert wird. Der Herd des Verglühraums ist aus dem länglichen Gewölbe des
Feuerraumes gebildet und mit feuerfesten Steinen geebnet. Den Verglühraum schließt
das Gewölbe D, welches an den Ecken mit vier Zügen h, h für den Austritt der Flamme versehen ist. Diese
zieht in einen bedeckten Canal E, und von da entweder
unter Pfannen, oder in den Schornstein F, je nachdem man
die Schieber stellt oder die weitere Einrichtung getroffen hat.
In andern Fabriken benutzt man runde Porzellanöfen mit Pultfeuerung von drei Seiten;
diese nehmen aber unverhältnißmäßig mehr Platz ein, weil sie wegen der Feuerung
isolirt stehen müssen; auch ist in denselben nicht so leicht eine gleiche Temperatur
zu erreichen wie in den ersteren Oefen, wo eine und dieselbe Heizung alle Seiten des
Ofens erhitzt.
In jeder Fabrik befindet sich außerdem ein Versuchsofen, welcher am besten die
Einrichtung der ersteren Oefen hat, und nur sechs bis acht solcher Verglühgefäße
faßt. In demselbem probirt man die Sätze, ehe man sie im Großen anfertigen und
anwenden läßt. Hauptsächlich dient er auch, um Versuche mit den Thonen
durchzuführen, welche viel schneller ausgeführt sind als eine chemische Analyse,
während man sicher ist, daß ein im Kleinen erlangtes zufriedenstellendes Resultat sich
auch in den größern Verglühöfen erreichen läßt.
Der zu glühende gemischte Satz wird mit kleinen Schaufeln in die erwähnten Gefäße
gefüllt und darin mit passenden Keulen von Holz festgedrückt, soweit es, ohne den
Gefäßen zu schaden, angeht. Mit diesen werden im Verglühraum Säulen aufgeführt,
wobei zu beächten ist, daß die Züge am Herde offen bleiben, bis diese Säulen das
Gewölbe erreichen. Dann wird die Eingangsthür mit feuerfesten Steinen ohne Mörtel
vermauert, welcher nur von Außen zum Schließen der Fugen mit einer Kelle aufgetragen
wird und ein ganz gewöhnlicher magerer Sandthonmörtel seyn kann, da er keine Hitze
auszuhalten hat, sondern nur den Eintritt kalter Luft durch die Fugen verhindern
soll; jetzt kann die Feuerung beginnen.
Es versteht sich, daß man sowohl mit Steinkohlen, als mit Holz oder gutem Torf heizen
kann, wenn der Rost im Feuerraum die entsprechende Einrichtung hat. Die Temperatur,
welche man den Verglühgefäßen nach und nach ertheilt, streift an helle Rothglühhitze
oder anfangende Weißglühhitze. Beim Beginn einer Fabrication ist es rathsam, sich
erst im Probeofen die Hitze durch einige Versuchsbrände abzumerken, um sich dann
nach dem Resultate zu richten. Man erkennt den Hitzegrad am Ansehen der Töpfe, durch
ein im Ofen beim Zumauern seiner Thür ausgespartes Probeloch von 2 Zoll Seite,
welches während des Feuerns mit einem losen Stein versetzt wird.
Die Dauer eines Brandes in einem Ofen von angegebener Große und bei Anwendung der
angegebenen Mischungen beträgt zwischen 7 und 10 Stunden, je nach der Art des
Brennmaterials. Je weniger Ueberschuß von Schwefelnatrium die Mischungen nach dem
Glühen enthalten, desto längere Zeit muß die Masse geglüht werden, um denselben
Erfolg zu erreichen.
Nach dem Verglühen läßt man die Oefen verschlossen erkalten. Man entleert sie dann
und kann sie sogleich wieder beschicken, daher in einem solchen Ofen wöchentlich
leicht drei Brände gemacht werden können. In den herausgenommenen Tiegeln bildet der
Inhalt eine gesinterte Masse von grauem, oft gelbgrünem Ansehen. Man legt die Töpfe
in Wasser (oder Waschwasser von grünem Ultramarin), worin ihr Inhalt losgeht,
welchen man in Ablaugstanden wirft. Darin wird er mehrmals abgewässert; die
verbleibenden schwachen Wasser verwendet man später zum Losweichen und Auswaschen
statt Wasser. Der so erhaltene Ultramarin ist eine lockere schwammige Masse, aus
kleinen und großen porösen Stücken bestehend. Er wird nun auf Mühlen von derselben
Einrichtung wie die Massemühlen der Porzellanfabriken, naß gemahlen, und zwar bis zur äußersten
Feinheit; hierauf wird er noch einigemal durch Aufrühren in Wasser und Absehen
ausgewaschen, dann auf Filtrirkästen gebracht und nach dem Ablaufen des Wassers auf
Trockenrahmen getrocknet. Nachdem die Waare noch in Quetschmühlen trocken zerrieben
und durch Haarsiebe geschlagen wurde, ist sie als grüner Ultramarin sowohl zum
Verkauf, als zur Ueberführung in blauen Ultramarin verwendbar.
Nur aus einer schönen grünen Waare kann auch ein schöner blauer Ultramarin
hergestellt werden. Wenn bei sorgfältiger Ausführung der Operationen eine schlechte
Waare entsteht, so kann die Ursache nur ein ungeeignetes Mischungsverhältniß der
Materialien seyn, namentlich ein zu geringer Ueberschuß von Schwefelnatrium. Eine
ungleich gefärbte Waare in den verschiedensten Färben erhält man bei Anwendung einer
ungleichförmigen Mischung. Wenn Töpfe springen, so wird stets an den Sprüngen durch
Luftzutritt blauer Ultramarin erzeugt, was weniger zu bedeuten hat. Braune Stellen
entstehen bei ungenügender Erhitzung, wobei auch nicht alle Kohle verbrannt wird.
Solche Massen müssen ausgelaugt und dann wieder wie Thon behandelt werden.
Berechnet man bei obigen Mischungen für Ultramarin das Ergebniß der Reactionen ihrer
Bestandtheile, so würde, wenn man den Kalk- und Eisengehalt der
Rohmaterialien unberücksichtigt läßt, bei der Mischung Nr. I. welche besteht
aus:
55,55 Kieselerde42,00 Alaunerde
in 100 entwässertem Thon
Kalk, Eisenoxyd
43,72 Natron22,51 Schwefel33,77
Sauerstoff
in 100 Glaubersalz
17,0 Kohle
gebildet werden:
a)
67,83 kieselsaure Alaunerde, bestehend aus
42,00
Alaunerde,
25,83
Kieselsäure;
b)
59,63 kieselsaures Natron, bestehend aus
29,91
Kieselsäure,
29,72
Natron,
indem der Alaunerde im Thon die Hälfte der
Kieselsäure entzogen
wird,
und es verbleiben
c)
19,00 Natrium mit
22,55 Schwefel, nämlich
ein Gemenge von Doppelt- und
Einfach-Schwefelnatrium, worin auf das
Doppelt-Schwefelnatrium 13,70 Natrium und
18,90 Schwefel, und auf das
Einfach-Schwefelnatrium 5,35 Natrium und
3,65 Schwefel kommen.
Zieht man von diesen Bestandtheilen A diejenigen des
grünen Ultramarins B ab, wie sie die Berechnung für 143
Theile desselben nach meinen AnalysenPolytechn. Journal Bd. CXLI. S.
116. ergibt, so ersieht man leicht, wie die Bildung der blauen Farbe erfolgt. Bei
nachstehender Subtraction ist auf den geringen Gehalt des Thons an Kalk und
Eisenoxyd keine Rücksicht genommen, weil sie keine besondere Reaction
veranlassen:
Al²O³,
SiO²
NaO, SiO²
NaS²
NaS
A.
67,83
59,63
32,60
9,00
B.
67,65
57,09
15,07
–
–––––––––––––––––––––––––––––––––––
0,18
2,54
17,33
9,00
Es bleibt also ein beträchtlicher Ueberschuß von Einfach- und
Doppelt-Schwefelnatrium, welche nachher ausgelaugt werden.
Bei der Mischung Nr. II, welche aus demselben Quantum Thon besteht, hat man für
diesen dieselben Bestandtheile; die entwässerte Soda liefert
58,64
Natron, außerdem hat man
60
Schwefel und
12
Kohle.
Nach erfolgter Reaction bekommt man also das gleiche Quantum kieselsaures Natron und
kieselsaure Alaunerde, wie im vorhergehenden Falle; die Kohle ist hinreichend, um
alles Natron zu reduciren; der Schwefel um alle Schwefelsäure zu reduciren und mit
dem Natrium 59,66 Doppelt-Schwefelnatrium zu bilden. Nimmt man obige
Subtraction vor
Al²O³,
SiO²
NaO, SiO²
NaS²
A.
67,83
59,63
59,66
B.
67,65
57,09
15,07
–––––––––––––––––––––––––––––
0,18
2,54
44,59
so bleibt in diesem Falle ein weit größerer Ueberschuß von
Schwefelnatrium als im vorhergehenden, und es ist ersichtlich, daß die
Zusammensetzung der Mischung innerhalb weiter Gränzen schwanken kann, indem es nur
darauf ankommt, daß in der verglühten Masse neben dem richtigen Verhältnisse der
übrigen Bestandtheile ein gewisser Ueberschuß von Schwefelnatrium gebildet wird;
doch muß auch die zugesetzte Kohle dabei verbrennen können.
Die Berechnung der Mischung Nr. III gibt ein ähnliches Resultat.
II.
Darstellung des blauen Ultramarins.
Die Darstellung des blauen Ultramarins geschieht immer aus dem grünen, und bietet
keine Schwierigkeiten dar. Der grüne Ultramarin muß so vorbereitet seyn, wie ich es
im Vorstehenden angegeben habe. Die Ueberführung desselben in Blau kann zwar auf
mehrfache Art geschehen, aber bisher wurde in den Fabriken keine andere Methode dazu
angewendet, als das Rösten desselben mit Schwefel bei einer niedrigen Temperatur und
unter Luftzutritt, so daß der Schwefel zu schwefliger Säure verbrennen kann, wobei
zugleich ein Theil Natrium im Material sich oxydirt, welches dann aus dem Ultramarin
als schwefelsaures Natron ausgezogen wird; der im grünen Ultramarin enthaltene
Schwefel bleibt jedoch, nur mit weniger Natrium verbunden, vollständig zurück (man
vergleiche meine bezüglichen Bemerkungen im polytechn. Journal Bd. CXL. S. 226).
Die Ausführung dieses Röstens geschieht im Großen nach zweierlei Verfahrungsarten;
die eine derselben kann man die deutsche Röstung nennen, weil sie zuerst in
Deutschland angewendet worden ist und noch angewendet wird; die andere wird
hauptsächlich in Frankreich angewendet, doch arbeiten nach dieser Methode auch
einige deutsche Fabriken.
Bei der deutschen Röstmethode bedient man sich kleiner
eiserner Cylinder. welche über einem Feuerraume fest eingemauert sind. Ihr hinterer
Boden ist fest, und mit einem Loche versehen, in das die Achse einer Flügelwelle
gesteckt werden kann. Der vordere Boden, am besten von Blech- und
Schmiedeisen construirt, kann eingesteckt und leicht weggenommen werden; auch
enthält dieser Theil ein Loch für die durchgehende Achse der Flügelwelle, ferner
eine kleine Oeffnung unten, und eine größere oben, zum Eintragen von Schwefel
dienend, welche beide mit kleinen Blechdeckeln und Riegeln verschlossen werden
können. An der obern Seite des Cylinders befindet sich noch ein kleines Loch zum
Austreten schwefliger Dämpfe, welches mit einer Blechröhre versehen ist, damit beim
Drehen der Flügelwelle nichts herausgeworfen wird. Man ladet die Cylinder entweder
durch die Oeffnung am vordern Boden mittelst einer passenden Schaufel, oder auf die
Art, daß man den ganzen vordern Boden wegnimmt und ihn nach dem Eintragen des
Schwefels wieder einsteckt. Die Flügelwelle, durch den letztern Deckel gesteckt,
wird mit demselben eingesetzt, so daß das hintere Ende der Achse durch den hintern
Boden dringt; wenn dann an das vordere, aus dem Cylinder hervorragende Ende der
Achse eine Kurbel gesteckt wurde, so ist der Apparat in brauchbarem Zustande. Jede
Fabrik ist mit einer ihrem Betriebe entsprechenden Anzahl solcher Röstcylinder
versehen. Bisher hat man sie noch nicht von Thon angefertigt, obwohl solche dem
Zwecke ebenso gut entsprechen und jedenfalls eine viel längere Dauer haben
würden.
Das Rösten und Abbrennen mit Schwefel wird in diesen Cylindern auf folgende Weise
ausgeführt: der Ofen wird angeheizt, der Cylinder wird mit 25–30 Pfd. grünem
Ultramarin beschickt und wieder verschlossen. Zeitweise dreht man die Flügel, um den
Ultramarin gleichmäßig zu erhitzen; nachdem derselbe im Cylinder so heiß geworden
ist, daß sich eine Probe in die Oeffnung geworfenen Schwefels von selbst entzündet,
so mäßigt man das Feuer, um den Cylinder nur auf dieser Temperatur zu erhalten, oder
ihn wenigstens nicht viel höher zu erhitzen. Man wirft alsdann in den Cylinder eine
Ladung von etwa 1 Pfd. gepulvertem Schwefel, dreht die Flügelwelle, und läßt die
Füllöffnung offen, um der Luft einigen Zutritt zu gestatten, damit der Schwefel
verbrennt. Man dreht nachher langsamer, bis man bemerkt, daß keine Schwefeldämpfe
mehr entstehen und verbrennen, worauf man mit einem Löffel an einem Drahte eine
Probe der Farbe herausholt, die nun bläulich-grün geworden ist. Diese
Behandlung mit Schwefel wiederholt man in demselben Cylinder an derselben Ladung so
oft, bis die herausgenommene endlich blaugewordene Probe des Ultramarins zeigt, daß
bei der letzten Beschickung die blaue Farbe an Reinheit und Intensität nicht mehr
erheblich zugenommen hat. Bei Fortsetzung der Operation könnte derselbe jetzt nur an
Farbe verlieren. Was bei dem Bewegen der Flügelwelle etwa zur Eintragöffnung
herausfällt, gelangt in einen darunter gestellten eisernen Kasten, in welchen nun
nach Wegnahme des vordern Deckels der Ultramarin ausgezogen wird, worauf man den
Cylinder sogleich wieder wie am Anfange beschickt.
An manchen Orten vollführt man das Fertigrösten, sowohl nach dieser als nach der
nachfolgenden Methode, nicht auf einmal, sondern das Product wird, ehe es ganz blau
geworden ist (in der Weise wie ich es für den grünen Ultramarin angegeben habe) noch
einmal ausgelaugt, naß gemahlen, getrocknet und wieder gesiebt. Dadurch erreicht man
eine gleichförmigere Bläuung, weil keine Körner verbleiben können, welche inwendig
grünlicher sind als außen.
Die blaugerösteten Färben sind erst dann Handelswaare, wenn sie nochmals ausgelaugt,
getrocknet und gesiebt worden sind.
Die Tiefe der blauen Farbe hängt von der Intensität des Grün ab, aber auch vom
Mahlen, weil mit der Feinheit des Pulvers die Tiefe der Farbe abnimmt. Hellere
Sorten ergeben sich zuweilen von selbst; mit denselben und den dunkleren Sorten erzeugt man die
Mittelsorten. Meistens werden die helleren Sorten durch weiße Zusätze erzeugt.
Bei der französischen Röstmethode bedient man sich einer
Art gemauerter Muffelöfen oder solcher Herdöfen, in welche die Flammen der Heizung
ebenfalls nicht eintreten kann.
Fig. 5 ist der
Durchschnitt eines solchen Ofens nach der Länge im Aufriß.
Fig. 6 ist der
Durchschnitt desselben nach der Breite.
Fig. 7 der
Grundriß desselben im Durchschnitt auf der Ebene des Herdes.
Gleiche Buchstaben bezeichnen gleiche Theile. A
Feuerraum, B Herd zur Aufnahme des Ultramarins, C Schornstein.
Der Feuerraum A befindet sich unter dem Herde B, welcher auf einem flachen Gewölbe ruht. Einzelne
Canäle q, q, q in diesem Gewölbe leiten die Flamme in
den Raum zwischen dem Herdgewölbe d, d und dem dieses
umgebenden Gewölbe e, e, welches mit jenem bis zum
Anfange des Schornsteins parallel lauft, dann sich in den Schornstein öffnet. Der
Feuerraum A hat einen Rost a,
a, einen Aschenraum b und Ofenthüren c, c. Der Herd hat vorn eine Oeffnung f, welche durch eine eiserne Fallthür D, die in einer Bahn lauft und von einer über eine Rolle
laufenden Kette getragen wird, beliebig weit geschlossen werden kann. Diese Oeffnung
ist mit einem Mantel g, g überwölbt, welcher die aus der
Thür entweichenden schwefligen Dämpfe ebenfalls in den Schornstein führt, so daß sie
sich nicht in dem Local verbreiten, worin sich die Oefen befinden. Alle Theile
welche erhitzt werden, sind aus guten feuerfesten Charmottesteinen erbaut; die zum
Bau des Herdes und Herdgewölbes dienenden werden ab- und
aneinandergeschliffen. Von diesen Röstöfen hat jede Fabrik eine ihrem Betrieb
entsprechende Anzahl.
Der Ultramarin wird nach dem Aufhängen der Fallthür eingetragen, auf dem Herbe zu
einer 1 1/2–2 Zoll hohen Schicht gleichförmig ausgebreitet, und so lange
unter Verschluß der Thür erhitzt, bis auf denselben geworfener Schwefel sogleich
anfängt zu brennen. Letzteres geschieht mit einer Schaufel voll pulverisirten
Schwefels, welchen man mit einer eisernen Krücke einrührt, und, nachdem die Fallthür
so weit niedergelassen wurde, daß das Rühren noch möglich ist, unter Umrühren
verbrennen läßt. Nach dem Verbrennen des Schwefels wiederholt man dieselbe
Operation, bis eine Probe (welche nach jeder Schwefelladung herausgenommen wird)
zeigt, daß die Nüance und Intensität der blauen Farbe nicht mehr zunimmt. Man
vermeidet eine stärkere Erhitzung als sie erforderlich ist, damit die Verbrennung
des Schwefels jedesmal sogleich beim Eintragen desselben beginnt. Die Blauung des grünen
Ultramarins erfolgt bei diesem Verfahren schneller als bei Anwendung von Cylindern,
weil ein größerer Luftzutritt stattfindet, sich mehr schweflige Säure bilden kann,
und weniger Schwefel bloß verdampft. Nachdem der Ultramarin die gewünschte Nüance
erreicht hat, zieht man ihn mit den eisernen Krücken in einen untergesetzten
eisernen Kasten heraus, und trägt eine neue Portion ein, um diese ebenso zu
behandeln. Die weitere Verarbeitung der Färben ist die oben angegebene. Wenn man den
blauen Ultramarin durch Verdrängung auslaugt, so kann man mit ihm ziemlich
concentrirte Glaubersalzlaugen erhalten, welche angewendet werden, nachdem man ihnen
zuvor den Eisengehalt durch Kalk benommen hat. Der Ultramarin nimmt beim Abbrennen
mit Schwefel zwar an Gewicht zu, beim Auswaschen aber im Ganzen um einige Procente
ab. Wenn das Auswaschen desselben nicht gehörig bewerkstelligt wurde, so backt er in
den Fässern nach und nach wieder zusammen, ein Fehler, welcher sich durch
sorgfältiges. Auswaschen vermeiden läßt.