England 32,400,000 Ctr.
Russland 20,000,000 "
Oesterreich 10,000,000 "
Frankreich 10,500,000 "
Italien 5,000,000 "
Portugal und Spanien 14,000,000 "
Zollverein 10,000,000 "
{Norddeutscher Bund 7,5 Mill. Ctr.}
{Süddeutschland[40] 2,5 " " }
Schweiz 600,000 "
[40] Das Königreich =Bayern= producirt jährlich an Stein- und Siedesalz
in
Berchtesgaden 150,000 Ctr.
Reichenhall 200,000 "
Traunstein 200,000 "
Rosenheim 275,000 "
Die Sodafabrikation.
(Soda oder Natriumcarbonat, Na_{2}CO_{3} = 106. In 100 Th. 58,5 Th.
Natron und 41,5 Th. Kohlensäure.)
[Sidenote: Allgemeines.]
Alle Soda, deren sich die Industrie bedient, hat dreierlei Ursprung, sie
ist nämlich entweder
[Greek: a]) natürliche Soda, oder
[Greek: b]) aus Vegetabilien (der Zuckerrübe und den Sodapflanzen und
Seealgen) stammende, oder endlich
[Greek: g]) auf chemischem Wege dargestellte Soda, indem man gewisse
in der Natur massenhaft vorkommende Natriumverbindungen (Steinsalz,
Glaubersalz, Natriumsalpeter, Kryolith) unter gleichzeitiger Gewinnung
von Nebenprodukten (z. B. Salzsäure, Chlorkalk, Schwefel, Kaliumnitrat,
Alaun, Natriumaluminat) in Soda überführt.
[Greek: a]) _Natürliche Soda._
[Sidenote: Vorkommen der natürlichen Soda.]
In der Natur findet sich die Soda als Bestandtheil vieler Mineralquellen,
z. B. der zu Karlsbad[41], der zu Burtscheid bei Aachen, zu Vichy in
Frankreich, des Geisers auf Island, ferner als Auswitterung an
vulkanischen Gesteinen, z. B. Trass, aber auch Gneuss (so bei Bilin in
Böhmen), so wie als anderthalb-kohlensaures Natrium (Natrium-Pyrocarbonat
C_{3}O_{8}Na_{4} + 3H_{2}O) in grosser Menge und zwar aufgelöst im Wasser
der sogenannten Natronseen. Aegypten, Centralafrika (besonders in der
Provinz Munio des Königreichs Bornu, wie Dr. =Barth= angiebt), die Ebenen
längs des kaspischen und schwarzen Meeres, Californien (so der =Owen
Lake=), Mexiko und mehrere südamerikanische Staaten haben solche Seen
aufzuweisen. In der grossen ungarischen Ebene wittert in der heissen
Jahreszeit kohlensaures Natrium als krystallinische Salzdecke, rohe Soda
oder Széksó aus, welche eingesammelt und in den Handel gebracht wird[42].
Die ägyptische Soda führt den Namen =Trona= (daher der Name Natron). In
Columbia gewinnt man Soda, dort zu Lande =Urao= genannt, aus einem See,
der 48 engl. Meilen von der Stadt Merida entfernt und in einem kleinen
Thal liegt, welches von den Eingeborenen _La Lagunilla_ genannt wird. In
der heissen Jahreszeit krystallisirt die Urao aus dem Wasser heraus,
welches von Tauchern mit Lebensgefahr von dem 3 Meter tiefen Boden des
Salzsees heraufgeholt wird. Die Gewinnung des Salzes dauert ungefähr zwei
Monate und bringt ungefähr 1600 Ctr. Unter der spanischen Regierung,
welche die Urao eben so wie den Tabak zum Monopol gemacht hatte, wurde
diese Soda zu Venezuela zur Bereitung des =Mo= oder eingedickten
Tabaksaftes verwendet. In jüngster Zeit ist ein, wie man behauptet,
unerschöpfliches Lager von natürlicher Soda in Virginien aufgefunden
worden[43].
[41] Die Karlsbader Quelle fördert jährlich gegen 133,700 Ctr.
kohlensaures Natrium zu Tage.
[42] Die Einsammlung der Széksó in Ungarn, welche im Jahre 1852 noch
gegen 17,000 Ctr. betrug, machte im Jahre 1861 8000 Ctr., 1864
6000 Ctr. und im Jahre 1869 kaum noch 5500 Ctr. aus.
[43] Vergl. Chemical News 1870 Nr. 538 p. 129.
Wahrscheinlich entsteht das kohlensaure Natrium der Natronseen durch
Zersetzen des Kochsalzes mittelst kohlensauren Kalkes; möglicherweise
bildet es sich auch aus dem schwefelsauren Natrium, das durch die
Einwirkung organischer Substanzen zu Schwefelnatrium reducirt wird,
welches sich durch die im Wasser gelöste Kohlensäure in
anderthalb-kohlensaures Natrium umwandelt. Die natürliche Soda wird
selten exportirt, sondern in den Ländern verwendet, in welchen sie
producirt wird, mit Ausnahme der ägyptischen Trona, die in erheblichen
Mengen nach Venedig geht, um dort bei der Fabrikation von Glasperlen
Verwendung zu finden. Im Handel findet sie sich meist mit Wüstensand
vermischt und in Ziegelform gebracht.
[Greek: b]) _Aus Vegetabilien stammende Soda (Sodaasche)._
[Sidenote: Soda aus den Sodapflanzen und der Zuckerrübe.]
Eben so wie die Binnenpflanzen aus dem Boden von den Alkalien
hauptsächlich Kali aufnehmen, das man als Kaliumcarbonat in der Asche
dieser Pflanzen trifft (siehe =Potasche=), enthalten die am
Meeresgestade, im Meere selbst, in Salzsteppen u. s. w. wachsenden
Pflanzen unter ihren anorganischen Bestandtheilen mehr oder weniger
Natrium (an Schwefelsäure, sowie an organische Säuren) gebunden, welche
Verbindungen beim Verbrennen und Auslaugen der Asche (unter Mitwirkung
des in der Asche befindlichen Kalkes) kohlensaures Natrium geben. Ausser
den im Meere selbst vegetirenden Fucusarten sind es besonders die
Gattungen Salsola, Atriplex, Salicornia etc., welche zur Fabrikation von
Soda verwendet und zu diesem Zwecke in gewissen Gegenden cultivirt
werden. Um aus diesen Pflanzen die Soda zu gewinnen, werden dieselben
abgemäht, die Fucusarten zur Ebbezeit ans Land gebracht und am Strande
getrocknet. Diese Pflanzen werden darauf in Gruben zu Asche verbrannt.
Die Hitze steigert sich dabei so sehr, dass die Asche in Fluss geräth und
nach dem Erkalten eine harte, graubraune, schlackenartige Masse
darstellt. Die Masse führt den Namen =rohe Soda= oder =Sodaasche=. Der
Gehalt der rohen Soda an Natriumcarbonat ist sehr verschieden; er variirt
von 3-30 Procent. Man verarbeitet sie durch Auslaugen und Abdampfen der
Lauge. Je nach den verschiedenen Ländern und den verschiedenen
Gewinnungsarten unterscheidet man folgende Sodasorten:
a) =Barilla=, Soda von Alicante, Malaga, Cartagena, den canarischen
Inseln; man gewinnt sie aus der Barilla (_Salsola soda_), welche an der
spanischen Küste angebaut wird. Sie enthält 25 bis 30 Proc.
Natriumcarbonat.
b) =Salicor= oder Soda von Narbonne, durch Verbrennen von _Salicornia
annua_ erhalten, welche Pflanze man aussäet und nach der
Samenentwickelung erntet, enthält 14 Proc. Natriumcarbonat.
c) =Blanquette= oder Soda von Aigues-mortes, aus den zwischen
Aigues-mortes und Frontignan vorkommenden Strandpflanzen: _Salicornia
europaea_, _Salsola tragus_, _Salsola Kali_, _Statice limonium_,
_Atriplex portulacoides_ etc. dargestellt, enthält nur 3-8 Proc.
Natriumcarbonat.
d) Der Blanquette-Soda etwa gleichwerthig ist die im südlichen Russland
viel gebrauchte =Araxessoda=, welche in Armenien im Districte Scharus
auf der Araxeshochebene dargestellt wird.
e) Noch geringer als die vorstehende Sorte ist die =Vareksoda=
(Tangsoda), welche in der Normandie und in der Bretagne aus
verschiedenen Tangen, besonders dem Blasentang (_goëmon_, _fucus
vesiculosus_) bereitet wird.
f) Mit der Vareksoda ziemlich gleichwerthig ist der =Kelp=, den man an
den westlichen Küsten Grossbritanniens (in Schottland, Irland und auf
den Orkneyinseln) aus verschiedenen Salsola- und Tangarten (_Fucus
serratus_ und _F. nodosus_, ferner _Laminaria digitata_), hier und da
wie z. B. auf der Insel Jersey aus Seegras (_Zostera marina_)
darstellt. 480 Ctr. getrocknete See- und Strandpflanzen liefern gegen
20 Ctr. Kelp und diese nur 50-100 Pfund Natriumcarbonat. Trotz des so
geringen Sodagehaltes waren vor der Einführung der Sodafabrikation aus
Kochsalz allein auf den Orkneyinseln gegen 20,000 Personen mit der
Kelpgewinnung beschäftigt. Gegenwärtig wird der Kelp hauptsächlich auf
Jod und auf Chlorkalium (vergl. Seite 140) verarbeitet.
g) Unter den Sodasorten vegetabilischer Abkunft ist auch die aus der
=Zuckerrübe stammende Soda= anzuführen, die bei der Verarbeitung der
Schlempekohle der Rübenmelassebrennereien neben Potasche (vergl. Seite
138) in grosser Menge auftritt. Sie enthält (nach den 1868 ausgeführten
Analysen von =Tissandier=) stets einige Procente kohlensaures Kalium.
[Greek: g]) _Auf chemischem Wege dargestellte Soda._
[Sidenote: Chemische Soda.]
Der geringe Gehalt der französischen Sodaaschen an kohlensaurem Natrium
versetzte Frankreich lange Jahre hindurch in eine grosse Abhängigkeit von
Spanien. Alle die zahlreichen Methoden, die von den französischen
Chemikern ausfindig gemacht wurden, aus dem Kochsalze eine der Barilla an
Wohlfeilheit und Güte gleichkommende Soda zu liefern, führten zu keinem
Resultate und grosse Geldpreise, welche die Pariser Akademie der
Wissenschaften auch für die Lösung der Aufgabe ausgesetzt hatte, wurden
nicht errungen. Nach wie vor gingen von Frankreich aus jährlich 20 bis 30
Millionen Franken für Soda nach Spanien. Erst in Folge der
Revolutionskriege, wo die Einfuhr von Soda und Potasche gehemmt war und
alle Potasche, die Frankreich selbst erzeugte, sofort von den
Salpetersiedern und Pulverfabrikanten consumirt wurde, lernte man die
Mittel kennen und anwenden, aus Koch- oder Steinsalz in ergiebiger Weise
Soda zu gewinnen. Der Wohlfahrtsausschuss decretirte im Jahre 1793, dass
ihm über alle Sodafabriken die genauesten Angaben mitzutheilen seien. Der
Fabrikant =Leblanc= war unter den ersten, welche diesem Aufrufe Folge
leisteten, und die Grundsätze, nach denen er im Begriff stand, eine
Sodafabrik zu errichten, der allgemeinen Benutzung überliess. Es wurde
von der Beurtheilungscommission für das zweckmässigste erklärt und ist
auch bis auf die heutige Zeit das fast ausschliesslich angewendete
Verfahren geblieben. Nachdem die Wiedergewinnung des Schwefels aus den
Sodarückständen mit Erfolg ins Leben getreten ist, sind die Sodafabriken
zugleich Werkstätten geworden für eine grossartige Schwefelgewinnung.
[Sidenote: Verfahren von Leblanc.]
Der Process der Sodafabrikation nach =Leblanc= zerfällt gegenwärtig in
vier Phasen:
_a_) in die Erzeugung von Natriumsulfat aus Koch- oder Steinsalz und
Schwefelsäure oder gewissen Sulfaten, oder aus Kochsalz und
Schwefelkies und ähnlichen Schwefelmetallen durch Rösten;
_b_) in die Umwandlung des Sulfates in den Sodaöfen (mittelst eines
Gemenges von Kreide und Steinkohlenklein) in Rohsoda;
_c_) in die Ueberführung der Rohsoda in gereinigte Soda (oder in
Aetznatron) durch Auslaugen und Abdampfen.
_d_) in die Wiedergewinnung des Schwefels aus den Sodarückständen.
[Sidenote: Sulfatöfen.]
[Illustration: Fig. 71.]
_A_) Die =Erzeugung von Sulfat aus Kochsalz= geschieht meist durch
Kammerschwefelsäure. Wie bedeutend der Schwefelsäureverbrauch zu diesem
Zwecke ist, geht daraus hervor, dass 50-75 Proc. aller fabricirten
Schwefelsäure zur Sulfatbereitung dienen. Die zur Condensation der
Salzsäuredämpfe angewendete Methode ist in England allgemein die seit
1836 von =Gossage= eingeführte, welche im Wesentlichen aus Koksthürmen
besteht, in welchen die salzsauren Dämpfe mit kaltem Wasser
zusammentreffen. Die =Koksthürme= oder auch einfach =Condensatoren=
genannt, sind viereckige Thürme von etwa 12-14 Meter Höhe und 1,3 Meter
innerer Weite, aus Bruchsteinen gebaut, die von Salzsäure nicht
angegriffen werden und mit einem Mörtel aus Theer und Lehm gemauert. Eine
nicht ganz bis oben hinaufreichende Scheidewand theilt den Ofen in zwei
Abtheilungen, welche beide mit Koksstückchen gefüllt sind, die auf einem
steinernen Roste liegen. Auf die Koks fliesst fortwährend von oben kaltes
Wasser. Die unter den Rost der ersten Abtheilung geleiteten sauren Dämpfe
gehen aufwärts und geben an das ihnen entgegenkommende Wasser die meiste
Salzsäure ab, gehen dann in der zweiten Abtheilung abwärts und entweichen
endlich in den Schornstein. Die entstandene flüssige Salzsäure, die sich
unterhalb der Roste ansammelt, wird abgelassen. Die Verdichtung der
Salzsäure in den Koksthürmen war aber nie so vollkommen, dass nicht
kleine Mengen davon mit den Gasen in die Luft entwichen wären, bis die
Sulfatöfen eine wesentliche Verbesserung erfuhren. Diese Oefen waren
anfänglich offene Flammenöfen, in welchen die Schwefelsäure auf das
Kochsalz in der Weise reagirte, dass das salzsaure Gas zugleich mit den
Verbrennungsprodukten der Steinkohle entwich. Das so verdünnte und heisse
Gas befand sich somit unter den zur Verdichtung ungünstigsten
Bedingungen, wenn es mit Wasser zusammengebracht wurde. Im Jahre 1836
liess sich =Gossage= einen geschlossenen Flammenofen patentiren, welcher
zuerst und während der ersten Phase der Zersetzung als Destillirapparat
wirkte und später erst, durch directe Feuerung erhitzt, als offener Ofen
fungirte, um die Umwandlung des Kochsalzes in Sulfat zu vollenden. Durch
Combination dieses Ofens mit den Condensatoren gelang es in der ersten
Phase eine concentrirte, zur Chlorkalkfabrikation geeignete Säure, und in
der zweiten Phase der Zersetzung eine schwache Säure zu erhalten. Dieser
Ofen wurde im Jahre 1839 durch =Gamble= wesentlich verbessert; wenigstens
scheint der Genannte der erste gewesen zu sein, welcher die beiden Phasen
der Zersetzung in zwei verschiedenen Abtheilungen des Ofens _G_ und _E_
(Fig. 71) vor sich gehen liess. Allgemein wurde das Princip dieses
Verfahrens angewendet und lange Zeit bedienten sich die Sodafabrikanten
eines Flammenofens, der durch eine nach Belieben zu verschliessende oder
zu öffnende Oeffnung mit einer Art Muffel communicirte, deren Boden aus
einer starken eisernen Platte bestand. Die Flamme der Feuerung ging,
nachdem sie den Flammenofen erhitzt hatte, um die Muffel herum und dann
in den Schornstein. Die Muffel selbst communicirte mit einem
Verdichtungsapparate _M M'_, welcher concentrirte Salzsäure lieferte.
Nach diesem Verfahren liess man das Kochsalz auf die gusseiserne Sohle
der Platte _G_ fallen und die vorher erwärmte Schwefelsäure darüber
fliessen. Es fand eine lebhafte Reaktion statt und die Hälfte oder fast
2/3 der Salzsäure entwichen und konnten leicht verdichtet werden, da die
sauren Dämpfe nicht mit den Verbrennungsgasen der Feuerung gemengt waren.
Das so erhaltene Produkt war ein Gemenge von Natriumbisulfat mit
Kochsalz: