NaHSO_{4} + NaCl = Na_{2}SO_{4} + HCl

Die hierbei sich entwickelnde Salzsäure war aber nur schwer zu

condensiren, weil sie mit Stickstoff, Kohlensäure und Kohlenoxydgas

gemengt war. Trotz des Condensationsthurmes entwich ein Theil der

Salzsäure in die Luft und es bedurfte sehr complicirter Apparate und

besonderer Vorsichtsmaassregeln, um bei der Anwendung der eben

beschriebenen Sulfatöfen eine genügende Condensation zu erzielen.

[Sidenote: Neuer Sulfatofen.]

Alle diese Uebelstände sind verschwunden, seitdem man die Construktion

der Sulfatöfen in folgender Weise verbessert hat. Der =neue Ofen=,

welcher nichts zu wünschen übrig lässt, besteht aus zwei Muffeln, von

denen die eine aus Gusseisen, die andere aus Backsteinen gemauert ist.

Der innere Theil der ersteren repräsentirt ein Segment einer hohlen

gusseisernen Kugel von 9 Fuss (= 2,74 Meter) Durchmesser und 1 Fuss 9

Zoll (= 0,52 Meter) Tiefe. Er steht auf einer Backsteinlage und ist mit

einem gusseisernen Deckel versehen, der gleichfalls ein Kugelsegment von

1 Fuss (= 0,30 Meter) Tiefe im Centrum darstellt. In dem Deckel befinden

sich zwei durch Thüren verschlossene Oeffnungen; die eine davon dient zum

Eintragen des Kochsalzes, während durch die andere das Gemenge in die

Backsteinmuffel geschafft wird. Die Feuerung befindet sich seitlich von

der gusseisernen Muffel und die Flamme derselben lässt man zunächst auf

den Deckel wirken, dann auf die Schale. Die erforderliche Wärme wird

somit durch Transmission der Substanzen in der Muffel gegeben, und die

Gase, die in diesem Falle nicht mit Luft vermischt werden, entwickeln

sich bei einer verhältnissmässig nicht hohen Temperatur. Die

Backsteinmuffel liegt neben der eisernen Muffel und stellt eine Kammer

von etwa 30 Fuss Länge (9,14 Meter) und 9 Fuss Breite (2,74 Meter) dar;

unter der aus Backsteinen gemauerten Sohle befindet sich eine Reihe von

Zügen; ihr oberer Theil besteht aus einem dünnen Gewölbe von Backsteinen,

welches ein zweites Backsteingewölbe trägt; in dem Raume zwischen beiden

circulirt die Flamme. An einer der beiden Seiten der Backsteinmuffel

befindet sich die Feuerung, deren Flamme zunächst in dem Raume zwischen

den beiden Gewölben circulirt und dann durch die Züge geht, die unter der

Sohle liegen. Auf diese Weise geht die Wärme durch das Mauerwerk der

Wölbung und der Sohle auf das Gemenge von Bisulfat und Kochsalz in der

Muffel über.

Will man mit diesem Apparat arbeiten, so bringt man 1/2 Tonne Kochsalz

in die vorgewärmte eiserne Muffel und darauf die erforderliche Menge

Schwefelsäure (von 1,7 spec. Gew.)[44]. Die Masse wird von Zeit zu Zeit

durchgekrückt. Sie verdickt sich allmählig und nach 1-1/2 Stunde etwa

(nachdem 2/3 der Salzsäure entwichen sind) ist sie so consistent

geworden, dass sie durch den Communikationskanal in die Backsteinmuffel

geschafft werden kann, welche auf lebhafter Rothglühhitze erhalten

wird, damit das salzsaure Gas vollständig entweiche. Will man während

dieser Phase der Operation eine concentrirte Säure erhalten, so kühlt

man das Gas vor seinem Eintritt in den Condensator ab; diese

Vorsichtsmaassregel ist aber überflüssig, wenn man schwache Säure

darzustellen beabsichtigt. Es ist eine Einrichtung zur Unterbrechung

der Communikation zwischen beiden Muffeln vorhanden, so, dass die aus

den beiden Muffeln entweichenden Gase getrennt aufgefangen werden

können. Mittelst dieser Verbesserungen und zweckmässigen Condensatoren

von hinlänglicher Capacität und mit der erforderlichen Menge Wasser

gespeist, lässt sich die Fabrikation des Sulfates mit Leichtigkeit so

leiten, dass die Nachbarschaft der Fabrik nicht die geringste

Belästigung erfährt.

[44] Die Menge der zum Zersetzen des Kochsalzes verwendeten

Schwefelsäure wird so gewählt, dass 1 bis 3 Proc. Kochsalz

unzersetzt bleiben. Man ist in diesem Falle sicher, ein völlig

neutrales Sulfat zu erhalten. 100 Theile Kochsalz brauchen zur

vollständigen Zersetzung:

95 Th. Schwefelsäure von 60° B. = 1,70 spec. Gew.

104 " " " 55° " = 1,62 " "

Seit zwanzig Jahren wendet =Tennant= in Glasgow ähnliche Oefen in

seiner Fabrik an, in welcher wöchentlich bis zu 500 Tonnen (= 10,000

Ctr.) Kochsalz zersetzt werden und zwar inmitten einer dichten

Bevölkerung. Dank diesen verbesserten Einrichtungen ist es möglich

gewesen, Sodafabriken in den Städten selbst anzulegen. Die neuen Oefen,

welche in Belgien durch das Gesetz vorgeschrieben sind, werden auf dem

Continent häufig =belgische Oefen= genannt. Trotz alledem erheben sich

in England in den Sodafabrikationsdistrikten immer noch Klagen über

nicht genügende Condensation der Salzsäuredämpfe.

[Sidenote: Die Umwandlung des Sulfates in Rohsoda.]

_B_) =Die Umwandlung des Sulfates in Rohsoda.= Das Sulfat wird behufs

seiner Umwandlung in Soda mit Kreide (zuweilen auch mit Kalkhydrat) und

Kohle gemischt und das Gemenge auf dem Herde eines Flammenofens

geschmolzen. Die drei Materialien werden nur oberflächlich mit einander

gemischt. Die von =Leblanc= aufgestellten Mischungsverhältnisse sind:

100 Th. Sulfat,

100 " Calciumcarbonat,

50 " Kalk.

In zehn verschiedenen Fabriken schwankt der auf 100 Th. Sulfat

angewendete kohlensaure Kalk zwischen 90 bis 121 Theile, die Kohle

zwischen 40 und 75. Der natürliche kohlensaure Kalk wird neuerdings in

einigen Fabriken zum Theil durch den Kalk der ausgelaugten und

entschwefelten Sodarückstände ersetzt.

[Illustration: Fig. 72.]

[Illustration: Fig. 73.]

In England wendet man meist Flammenöfen mit zwei Etagen

(_balling-furnaces_) an (Fig. 72). Ehedem wurde der Ofen mit dem

=gepulverten= und gemischten Material beschickt, während man heutzutage

es vorzieht, die Materialien in =Stücken= anzuwenden, damit man die

Sodablöcke porös genug erhält, um ihr Zertheilen zu befördern und das

Auslaugen zu erleichtern. In Deutschland haben die Sodaöfen gewöhnlich

nur einen Herd (Fig. 73), auch sind sie weit grösser. In England bleibt

das Gemenge, welches in der oberen Etage durch die verlorene Wärme

vorbereitet wurde, nur etwa eine halbe Stunde lang auf dem unteren Herde,

welcher den eigentlichen Arbeitsofen (_working-furnace_) ausmacht. In den

deutschen Sodafabriken wird das in den stark angeheizten Flammenofen

gebrachte Gemisch von Sulfat, Calciumcarbonat und Kohlenklein _M_

erhitzt, bis die Masse in breiigen Fluss kommt, wobei unter fortwährendem

Bearbeiten der Masse mit langen eisernen Krücken _K_ Blasen von

Kohlenoxyd aus der Masse hervorbrechen und mit blauer Flamme verbrennen.

So wie die Flämmchen erscheinen, wird die Masse sofort durch die

Arbeitsöffnungen _P P_ aus dem Ofen gekrückt und in flache Blechkästen

auf Wägen _C_ befindlich gebracht, in welchen sie erkaltet.

Es ist schwierig zu sagen, ob das englische oder das continentale

Verfahren das vortheilhaftere sei. Vom theoretischen Standpunkte aus

scheint die englische Methode den Vorzug zu verdienen. Da man weniger

Substanz (etwa 7 Centner, in den continentalen Fabriken dagegen 30-70

Centner) auf einmal verarbeitet, so ist die Arbeit weniger mühsam, die

Manipulation leichter und das Gemisch bleibt kürzere Zeit einer

intensiven Hitze ausgesetzt, welche wohl einen Verlust von Natrium

durch Verflüchtigung nach sich ziehen könnte. In englischen Fabriken

verliert man nach den Untersuchungen von =Wright= (1867) bei der

Umwandelung von Sulfat in Soda 20 Proc. des im Sulfat enthaltenen

Natriums. Dieser Verlust vertheilt sich in folgender Weise:

Unzersetztes Sulfat 3,49

Unlösliche Natriumverbindungen 5,44

Verflüchtigung von Natrium 1,14

In den Rückständen bleibendes Natrium 3,61

Verlust beim Abdampfen und Calciniren der Laugen 6,56

-----------

20,24 Proc.

[Sidenote: Sodaofen mit Drehherd.]

[Illustration: Fig. 74.]

Eine eigenthümliche Art Sodaofen ist der =Ofen= mit =Drehherd= (Fig.

74). Im Jahre 1853 schlugen =Elliot= und =Russell= die Vereinfachung

der Sodafabrikation durch die Anwendung eines Drehofens vor, wodurch

das Rühren der Masse mit der Hand entbehrlich wird. Im Wesentlichen

besteht diese Einrichtung darin, dass der Herd des Ofens von einem

Cylinder gebildet wird, welcher um seine horizontale Axe gedreht werden

kann. Später wurde der Ofen durch =Stevenson= und =Williamson=

verbessert. Nach dieser Methode kommt das Gemenge von Sulfat, Kalkstein

und Kohle in den eisernen Cylinder _A_, der inwendig mit feuerfesten

Steinen überkleidet ist. Aeusserlich sind an demselben zwei Rippen _B_

angegossen, mit denen der Cylinder auf zwei Paaren von mit

entsprechenden Nuthen versehenen Rädern _C_ ruht. Das eine Paar Räder

ist mit einer Axe versehen, durch deren Drehung den Rädern und durch

diese dem Cylinder eine Drehung mitgetheilt wird. Die Feuerluft des

Ofens _D_ strömt durch die Oeffnung _E_ in den Cylinder und geht dann

durch _F_ in das Pfannengewölbe _G_ und dann durch den Fuchs _K_ in den

Schornstein. Nachdem das Innere des Cylinders bis zum Rothglühen

erhitzt worden ist, bringt man die für eine Operation geeignete Menge

der Materialien auf einem Eisenbahnwagen _J_ durch einen, mit dem

Cylinder nicht in fester Verbindung stehenden Rumpf oder Trichter _H_

in den Cylinder. Nachdem die Hitze etwa 10 Minuten lang auf den Inhalt

des Cylinders gewirkt hat, setzt man die Räder in Bewegung und lässt

den Cylinder eine halbe Umdrehung machen. Darauf lässt man ihn wieder

etwa 5 Minuten lang in Ruhe, worauf man ihm wieder eine halbe Umdrehung

giebt. In dieser Weise wird fortgefahren, bis die Masse im Cylinder in

Fluss geräth, was nach etwa einer Stunde der Fall ist. Dann wird der

Cylinder in continuirliche Drehung versetzt, so dass er in je drei

Minuten sich ein Mal umdreht. Der Fortgang der Operation wird nun von

Zeit zu Zeit durch Oeffnen einer in dem Cylinder angebrachten Thüre

beobachtet. Ergiebt sich dabei die Beendigung des Processes, so lässt

man die Sodaschmelze in untergestellte eiserne Gefässe aus dem

Cylinder abfliessen. Die Oeffnungen _B_ und _B'_ dienen zum Füllen und

zum Entleeren. Die Vortheile des Drehofens liegen auf der Hand. Da man

kein Werkzeug zum Umrühren der Masse braucht, so kann der Ofen

geschlossen bleiben; die inwendige Lage von Backsteinen hat grosse

Dauer und die Ersparniss an Handarbeit ist ganz bedeutend. Ein Cylinder

von 11 Fuss Länge (= 3,35 Meter) und 7,5 Fuss Durchmesser (= 2,25

Meter) zersetzt 14 Centner Sulfat (= 700 Kilogr.) in einer Zeit von

zwei Stunden und zwar zum Kostenpreise von 2 Sh. 1 Penny (= 2 Fr. 60

Cent.) pro Tonne. Von einer Verflüchtigung von Alkali kann bei dem

Umstande, dass der Ofen geschlossen bleibt, selbstverständlich keine

Rede sein. Die vorstehende, in der That etwas kühne Neuerung ist sehr

verschieden beurtheilt worden. Einige Fabrikanten halten sie für eine

wichtige Verbesserung, während andere der Ansicht sind, dass sie zu

kostspielig sei, der Betrieb leicht Störungen erlitte und die Controle

der Operation grosse Schwierigkeiten mache. Eine Thatsache spricht aber

entschieden zu Gunsten des neuen Verfahrens, nämlich auf den _Jarrow

Chemical Works_ (South-Shields), wo der Drehherd längst eingeführt war,

hat man nach und nach drei neue Oefen nach dem nämlichen Principe

errichtet, was sicher nicht der Fall gewesen wäre, wenn der erste Ofen

nicht befriedigende Resultate geliefert hätte. Seit einigen Jahren

führt man den Drehherd auch auf dem Continente ein.

Die Rohsoda hat annähernd folgende Zusammensetzung:

Natriumcarbonat 45

Schwefelcalcium 30

Aetzkalk 10

Calciumcarbonat 5

Fremde Körper 10

---

100

Beträchtliche Mengen von Rohsoda werden namentlich in England ohne

weitere Behandlung zur Seifenfabrikation, in der Bleicherei und zur

Fabrikation von Bouteillenglas verwendet.

[Sidenote: Auslaugen der Rohsoda.]

_C_) =Ueberführung der Rohsoda in gereinigte Soda= durch Auslaugen und

durch Abdampfen, [Greek: a]) =Das Auslaugen der Rohsoda.= Die Rohsoda

wird durch Auslaugen mit Wasser in eine Lösung von Natriumcarbonat und in

einen unlöslichen Rückstand (Sodarückstand, Sodakalk, Sodamark) zerlegt.

=100= Th. Rohsoda geben dabei

in Wasser löslicher 45,0 Theile

Sodarückstand 58,7 "

------------

103,7 Theile

Die Blöcke der englischen Rohsoda sind im Allgemeinen von dunklerer Farbe

und weit kohlereicher als die Soda der continentalen Fabriken. Vor dem

Auslaugen setzt man sie gewöhnlich 1-2 Tage lang der Luft aus, in einigen

Fabriken sogar 10-12 Tage, nicht nur um sie vollständig erkalten zu

lassen, sondern auch, damit sie etwas zerfallen, wodurch die spätere

Behandlung erleichtert wird.

Die =älteste= Methode des Auslaugens bestand darin, die Rohsoda fein zu

mahlen und das gesiebte Pulver mit der vierfachen Gewichtsmenge Wasser

anzurühren. Nachdem das ungelöst Gebliebene sich abgesetzt, decantirte

man die erhaltene Sodalösung, die mit einem neuen Rohsodaquantum

zusammengebracht wurde, und diesen Vorgang wiederholte man drei- bis

viermal. Zugleich wurde die vom ersten Bottich abgegossene Sodalösung

durch reines Wasser ersetzt, welches nach und nach von einem Bottich

zum andern wanderte. Auf diese Weise wurden der Rohsoda alle löslichen

Bestandtheile entzogen. Wie leicht einzusehen, litt dieses

Auslaugeverfahren an mehreren Uebelständen; einmal ist hierbei die

lösende Kraft des Wassers keine ununterbrochene, indem sie sich nur im

Moment des Umrührens äussern kann; die gelösten Mengen sind daher nie

beträchtlich. Das andere Mal erfordert dasselbe viel Handarbeit. Es

findet daher wol nirgends mehr Anwendung.

[Illustration: Fig. 75].

Die Methode des Auslaugens =durch einfache Filtration=, wegen der

vielen Arbeit auch keineswegs zu empfehlen, besteht darin, die Rohsoda

in Kästen aus Schwarzblech zu bringen, die mit einem siebähnlich

durchlöcherten falschen Boden versehen sind und sie darin mit Wasser

zusammenzubringen. Eine Reihe von Blechkästen _A_, _B_, _C_, _D_ ...

(Fig. 75), von 1,5 Meter Höhe, 1,8 Meter Breite und 2 Meter Länge, ist

neben einander auf einer Erhöhung aus Mauerwerk aufgestellt. 25 Centim.

vom Boden entfernt befindet sich der durchlöcherte falsche Boden von

Holz oder von gelochtem Bleche. Eine über den Kästen angebrachte

hölzerne Röhrenleitung _K_, die durch die Eisen _F_, _F'_ gehalten

wird, leitet durch die Zapfen _t_, _t'_ und _t''_ die Flüssigkeit in

die Kästen. An letzteren sind unterhalb des falschen Bodens Hähne _r_,

_r'_ und _r''_ angebracht, durch welche man die Flüssigkeit aus den

Kästen in die Rinne _K'_ ablassen kann. Die Rohsodablöcke kommen in

Stücke von Kopfesgrösse zerschlagen auf den falschen Boden, wo sie

einem wiederholten Auslaugungsprocess unterworfen werden. Nehmen wir an

ein System der drei Kästen _A_, _B_, _C_ und den Kasten _A_ mit

frischer Rohsoda, _B_ mit einmal und _C_ mit zweimal ausgelaugter

Rohsoda beschickt, so lässt man in jeden der drei Kästen durch die

Rinne _K_ die letzten Aussüsswässer einer vorhergehenden Auslaugung

treten. Diese Wässer bleiben acht Stunden in jedem Kasten. Nach Ablauf

dieser Zeit lässt man die Lauge (die 30° B. zeigt) durch _r_ in die

Rinne _K'_ abfliessen, ebenso auch die weit schwächeren Laugen aus _B_

und _C_, die in grossen Reservoirs sich mit der Lauge aus _A_ mischen

und deren Titre auf etwa 25° B. herabdrücken. Man lässt von Neuem

Aussüsswasser auf _A_ und _B_ und in einen vierten, mit neuer Rohsoda

beschickten Kasten _D_ laufen; nach acht Stunden leitet man die Laugen

in das Reservoir, das bereits die Laugen der ersten Arbeit enthält, u.

s. w. fort. Dadurch ist es möglich, ununterbrochen eine Lauge von 25°

B. Dichte zu haben. Nachdem der Inhalt eines jeden Kastens einer

dreimaligen Auslaugung unterworfen worden war, beendigt man das

Aussüssen der Rückstände mit bis auf 50° C. erwärmtem Wasser. Die

hierbei gewonnenen Flüssigkeiten dienen, wie oben bemerkt, zum

Auslaugen der Soda in den Kästen _A_, _B_ und _C_.

[Illustration: Fig. 76.]

[Illustration: Fig. 77.]

Der von =Clément Desormes= eingeführte Auslaugeapparat besteht (Fig.

76) aus einer Anzahl von staffelförmig aufgestellten Eisenblechkästen.

Die Anzahl der Kästen beträgt 12 bis 14, die Abbildung hat deren nur

fünf, _A_, _B_, _C_, _D_, _E_. Der oberste Kasten _A_ ist von Gusseisen

und doppelt so gross als die übrigen. Durch gebogene Röhren, welche

etwa 15 Centim. über dem Boden angebracht sind, kann die Flüssigkeit

jedes höher stehenden Kastens in den zunächst tiefer stehenden

fliessen, also aus _A_ nach _B_, aus _B_ nach _C_ und so fort. Der

unterste Kasten _E_ giebt die Flüssigkeit in die Klärkästen _F F'_ ab,

von denen sechs vorhanden sind und welche unter einander durch Röhren

in Verbindung stehen, die etwa 3 Zoll unter dem oberen Rande sich

befinden. Die auszulaugende und fein gemahlene Rohsoda kommt in

siebartig durchlöcherte Blechgefässe _f f_, _e e_, _d d_ u. s. w. Soll

das Auslaugen beginnen, so werden die Auslaugekästen mit warmem Wasser

gefüllt, hierauf werden zwei Blechgefässe je mit 50 Kilogr. Rohsoda

beschickt, mittelst einer durch die Handhaben gesteckten Stange, in den

untersten Auslaugekasten _E_ gehängt, nach 25-30 Minuten werden sie

herausgenommen, in _D_ eingehängt, während in _E_ zwei neue kommen, und

so wird fort operirt, so dass nach 8 Stunden, wenn 14 Auslaugekästen

vorhanden sind, nicht allein in dem ersten Kasten _A_ sich Sodagefässe

befinden, welche alle Kästen passirt haben, sondern dass schon zwei

solcher Gefässe _f f_ aus _A_ herausgenommen und zum Abtropfen auf _k_

gestellt sind. Nach einer halben Stunde wird aus diesen Gefässen der

Rückstand in einen Karren geleert, um aus der Fabrik entfernt zu

werden, während _e e_ an die Stelle von _f f_ zum Abtropfen kommen, _d

d_ an die Stelle von _e e_ u. s. f., in _E_ endlich zwei neugefüllte

Gefässe. Jedesmal wenn zwei neue Gefässe in den untersten Kästen

eingehängt werden, lässt man nun in den obersten Kasten _A_ ohngefähr

doppelt so viel Wasser fliessen, als das Volumen der Soda beträgt. Das

Wasser verdrängt die schwerere Lauge am Boden, diese fliesst durch das

Rohr in das nächstfolgende Gefäss _B_, macht hier wieder die schwerere

Lauge nach _C_ überfliessen u. s. w., so dass zuletzt die fast

gesättigte Lösung aus _E_ in die Klärkästen _F F_ läuft, wo sich die

aufgeschwemmten trübenden Substanzen ablagern. Die Temperatur muss in

den Auslaugekästen auf 45 bis 50° C. erhalten werden, nicht höher, weil

sonst, wie man sagt, das Schwefelcalcium eine Zersetzung erleidet. Zum

Erwärmen dienen Dampfröhren, welche in die Kästen münden, etwa in einem

Dritttheile ihrer Höhe. Auch in den Klärkästen wird die Lauge durch

Dampf erwärmt, damit nicht Salz auskrystallisire. Das Einhängen der

Soda in durchlöcherten Gefässen in die Auslaugekästen ist das bekannte

Verfahren, bei welchem man die aufzulösenden oder auszulaugenden

Substanzen an die Oberfläche des Lösungsmittels bringt, was das

Gelöstwerden ausserordentlich beschleunigt, indem die entstandene

concentrirte Lauge sich dabei nicht um den aufzulösenden Körper

ansammelt und so die fernere Einwirkung des Lösungsmittels hindert,

sondern zu Boden fliesst und daher stets dem Lösungsmittel Platz macht.

Haben die Seihgefässe eine so bedeutende Grösse, dass sie, mit Soda

gefüllt, nicht von den Arbeitern direct translocirt werden können, so

geschieht dies mittelst eines verschiebbaren Flaschenzuges. Der

Flaschenzug ist nämlich an einem kleinen Wagen befestigt, welcher oben

auf einer Eisenbahn läuft, die sich über die Reihe der Auslaugekästen

hinzieht. Durch Fig. 77 sind zwei Auslaugekästen in vergrössertem

Maassstabe und von etwas veränderter Einrichtung dargestellt. Jeder

Kasten ist hier in der Mitte durch eine senkrechte doppelte Scheidewand

in zwei Abtheilungen getheilt, welche durch die Oeffnungen _a_ und _b_

mit einander in Verbindung stehen. In den Raum zwischen den beiden

Scheidewänden münden die Dampfröhren _h h_; _g g_ sind die

Ueberlaufröhren; _n n_ ... die Seiher von Eisenblech, an den schmalen

Seitenwänden mit durchlochten Laschen versehen, um die Stange zum

Translociren hindurchstecken zu können. Dieses Auslaugeverfahren findet

noch in vielen Sodafabriken Anwendung.

Nach Angaben von =Dürre= soll der nachstehend beschriebene Apparat dem

eben beschriebenen noch vorzuziehen sein. Es stehen vier

schmiedeeiserne oder gusseiserne Kästen von etwa 1,6 Meter Länge, 1,6

Meter Breite und 1,65 Meter Tiefe terrassenförmig. Von der, zu

faustgrossen Stücken zerschlagenen rohen Soda kommen in jeden dieser

Kästen 10 Centner mit der nöthigen Menge Wasser. Das Auslaugen erfolgt

in 12 Stunden, während der die Soda vier Mal translocirt wird, und zwar

nach jedesmal 3 Stunden in den zunächst höher stehenden Laugekasten, so

dass der Rückstand nach 12 Stunden als erschöpft aus dem obersten

Kasten ausgeworfen wird. In den beiden obersten Kästen findet das

Auslaugen kalt statt, im dritten Kasten bei etwa 44° C., im vierten bei

56° C. Die Lauge gelangt aus dem obersten Kasten ohne Weiteres in den

folgenden, aus diesem aber erst in eine Cisterne, wo sie durch Dampf

erwärmt wird; zwischen dem dritten und vierten Kasten ist ebenfalls ein

Gefäss eingeschaltet, in welchem die Lauge auf ihrem Wege nach dem

vierten Kasten auf 56° C. gebracht wird. Während man nun in den

obersten Kasten alle drei Stunden Wasser nachgiebt, fliesst aus dem

untersten Kasten die Lauge mit der geeignetsten Concentration (24° B.)

in ein grösseres Reservoir. Vier solcher Reihen von Kästen, mit den

dazu gehörenden Wärmegefässen, bilden ein System.

[Illustration: Fig. 78.]

Auf rationelle und ökonomisch vortheilhafte Weise wurde das Problem des

Auslaugens der Rohsoda zuerst durch =James Shanks= in St. Helens

gelöst. Das neue Verfahren -- die =methodische Filtration= -- gründete

sich auf die Thatsache, dass eine Lösung um so dichter wird, je mehr

Salze sie gelöst enthält, und dass einer Flüssigkeitssäule einer

schwachen Lauge von einer gewissen Höhe durch eine minder hohe

Flüssigkeitssäule einer stärkeren Lauge das Gleichgewicht gehalten

wird. Nach diesem Principe stehen die Bottiche in der Zahl von vier bis

acht (Fig. 78) in einer Reihe horizontal neben einander; durch

dieselben läuft Wasser, welches, indem es die Bottiche durchströmt, die

Soda auslaugt und dadurch von Bottich zu Bottich dichter wird; das

Niveau der Flüssigkeit sinkt von Bottich zu Bottich, von dem ersten an,

der reines Wasser enthält, bis zu dem letzten, von welchem gesättigte

Lauge abläuft. Obgleich also die Bottiche in einer Horizontalebene

stehen, ist doch das Niveau der Flüssigkeit darin staffelförmig. Die

Bottiche haben 2,6 Meter Länge und Breite und 2 Meter Tiefe, und sind

mit einem falschen Boden _F_ versehen, der aus gelochtem Blech

zusammengesetzt ist und durch einen Rost getragen wird. Vom Boden eines

jeden Bottichs geht ein Blechrohr _T_, welches an beiden Seiten offen

ist und dessen untere Oeffnung diagonal geschnitten ist, bis an die

Oberfläche und trägt seitlich ein kurzes Rohr _t_, welches, wie aus der

Zeichnung hervorgeht, einen Bottich mit dem andern verbindet. Durch die

mit Hähnen versehenen Wasserleitungsrohre _r_, _r'_, _r_, _r_, kann

jeder Bottich mit Wasser versehen werden. Durch die am Boden der

Bottiche befindlichen Hähne _R_ und _R'_ kann die Lauge in die Rinne

_c'_ geleitet werden. Vier Waschungen sind in der Regel genügend.

Betrachten wir nun die vier Bottiche, welche in der Zeichnung

dargestellt sind. Der eine Bottich enthält Rohsoda, die bereits drei

Waschungen durchgemacht hat, sie enthält daher nur geringe Mengen

löslicher Salze. Dieser Bottich (I) erhält demnach Aussüsswasser,

welches dann, nachdem es der Soda alles Lösliche entzogen, in den

Bottich (II) gelangt, dessen Soda erst zweimal ausgewaschen worden war;

hierauf geht die Lauge in den Bottich (III), dessen Inhalt erst ein

einziges Mal mit Wasser in Berührung gewesen war, und endlich in den

mit frischer Rohsoda beschickten Bottich (IV). Von da aus läuft die

Lauge nach dem Reservoir. Der Bottich (I) wird mit neuer Rohsoda

versehen und ändert durch in die Oeffnungen der Blechrohre gebrachte

Zapfen den Marsch der Lauge in der erforderlichen Weise ab. Diese

Anordnung gestattet dem Arbeiter, sich zwei nebeneinanderstehende

Bottiche herauszusuchen und den einen davon zum Eintritts-, den andern

zum Austrittsbottich zu machen. Da die Bottiche abwechselnd gefüllt und

entleert werden, so enthält derjenige, der zuletzt beschickt wurde,

auch die reichhaltigste Substanz und die gesättigtste Flüssigkeit, die

am dichtesten ist und deshalb am tiefsten steht; folglich ist dieser

Bottich bis zur neuen Reihenfolge, der Austrittsbottich, aus welchem

man die gesättigte Lauge gewinnt. Andererseits enthält der Bottich, in

welchem in diesem Moment die erschöpfteste Masse sich befindet, die

schwächste Lauge und diese folglich im höchsten Niveau. Dieser Bottich

bildet selbstverständlich das Eintrittsgefäss für das reine Wasser.

Sobald die Beschickung in diesem Bottich völlig erschöpft ist, entfernt

man sie und ersetzt sie durch neue Beschickung; durch Oeffnen einer

Reihe von Hähnen wird dieser Bottich in den Austrittsbottich

übergeführt. Zugleich leitet man den Strom kaltes Wasser in den

benachbarten Bottich u. s. w. Je mehr Bottiche eine Reihe enthält, um

so eher lässt sich eine bestimmte Menge Rohsoda in einer gegebenen Zeit

erschöpfen. Es giebt jedoch praktische Grenzen, die nicht überschritten

werden dürfen, sowol für die Anzahl der Auslaugungsgefässe, als auch

für die Schnelligkeit des Wasserstromes. Es genügt, dass die ablaufende

Lauge eine Dichte von etwas unter 1,3 (1,27 bis 1,286) habe; ein

Kubikfuss der Lösung (= 0,028 Kubikmeter) enthält alsdann 4,5 bis 4,95

Kilogr. feste Bestandtheile, was einem Gehalt von ungefähr 13,5 Proc.

vom Gewichte der Flüssigkeit entspricht. Die Vortheile des neuen

Auslaugeverfahrens in seiner Anwendung auf Sodafabrikation sind

folgende: 1) der Transport der Rohsoda von Bottich zu Bottich fällt

hinweg, da die Soda in demselben Behälter bleibt vom Anfang an bis zu

Ende und man erspart beträchtlich an Handarbeit; 2) da die rohe Soda

von der Flüssigkeit bedeckt bleibt, so setzt sie sich niemals so fest

zusammen, wie es nach dem älteren Verfahren häufig geschieht und

wodurch das Auslaugen so bedeutend erschwert wird. Im Gegentheile die

umgebende Flüssigkeit trägt die rohe Soda hydrostatisch, so dass die

Masse immer poröser wird in dem Maasse, als das Auslaugen

fortschreitet, wodurch das Auslaugen befördert und vervollständigt

wird; 3) der abwärts gehende Strom der Flüssigkeit nimmt den dichtesten

Theil der Lösung mit fort, so dass die Operation mit geringeren

Wassermengen, in weniger Zeit und weit vollständiger verläuft, als wenn

die Filtration eine aufsteigende gewesen wäre; 4) die Schnelligkeit und

das Continuirliche der Operation entziehen das Alkali schleunigst der

Einwirkung des unlöslichen Calciumsulfuretes und kürzen die Dauer der

graduellen Reaktionen, durch welche sich lösliche Schwefelmetalle

bilden und zwar zum grossen Nachtheile für das Produkt; 5) die grosse

Concentration der so gewonnenen Lauge kürzt die Abdampfungsdauer ab,

wodurch ganz wesentlich an Brennstoff gespart wird.

Die Beschaffenheit der durch Auslaugen der Rohsoda gewonnenen und durch

Absetzenlassen geklärten =Lauge= ist von der Beschaffenheit der

Rohsoda, von der Dauer der Einwirkung der Luft und des Wassers und der

dabei angewandten Temperatur abhängig, so dass allgemeine Angaben

darüber nicht gemacht worden können. =Kynaston=, =Scheurer-Kestner= und

=J. Kolb= haben nachgewiesen, dass die trockne Rohsoda kein Aetznatron

enthält und dass dessen Gegenwart in der Lauge nur von der Einwirkung

des Kalkes auf das Natriumcarbonat bei Gegenwart von Wasser herrührt.

Auch das Schwefelnatrium kann in einer normal bereiteten Rohsoda nur

spurenweise vorkommen, aber die Menge des Schwefelnatriums, das in der

Lauge sich findet, kann noch weit mehr variiren als die des

Aetznatrons, und ist nur von der Art und Weise des Auslaugens

abhängig. Meistens ist es Natriummonosulfuret, das in der Lauge

enthalten ist, entstände auch Polysulfuret, so würde es durch das

zugleich vorhandene Aetznatron in Monosulfuret verwandelt werden. Das

Eisen ist als Eisenoxyd in der Rohsoda, erst bei der Einwirkung von

Wasser verwandelt es sich in Schwefeleisen, das in dem vorhandenen

Schwefelnatrium sich auflöst und die Laugen grün oder gelbbraun färbt.

Die Menge des Wassers, die man zum Auslaugen der Rohsoda anwendet, ist

ohne Einfluss auf die Kausticität der Lauge, während die

Schwefelnatriummenge, wie oben bemerkt, mit dem Wasserquantum, der

Digestionsdauer, der Temperatur- und Concentrationszunahme gleichfalls

zunimmt. Dies ist eine Folge der vermehrten Löslichkeit des

Schwefelcalciums, welches mit Wasser in Calciumsulfhydrat und

Kalkhydrat zerfällt; erstere Verbindung giebt dann mit dem Aetznatron

Schwefelnatrium und zwar um so leichter, je concentrirter die Lauge

ist. Auch kohlensaures Natrium setzt sich mit dem Schwefelcalcium um:

je verdünnter die Lösung, je höher die Temperatur und je länger die

Einwirkung war.

Für die =Praxis= folgt aus den Arbeiten =J. Kolb='s, dass man die

Rohsoda rasch auslaugen, dabei möglichst wenig Wasser anwenden und die

Temperatur so niedrig wie möglich halten muss. Es wäre ein immenser

Fortschritt, erfände man einen Apparat, mittelst dessen man die Rohsoda

in der Kälte in einigen Stunden (und nicht, wie bei den jetzt

angewendeten Apparaten, in einigen Tagen) auslaugen könnte, und bei

welchem man nur so wenig Wasser anzuwenden brauchte, dass man sofort

ganz concentrirte Laugen erhielte. Diese Laugen würden dann frei von

Schwefelnatrium sein.

Als Beispiel der Zusammensetzung einer Rohlauge sei die Analyse einer

solchen Lauge (aus der chemischen Produkten-Fabrik von =Matthes= und

=Weber= zu Duisburg a/Rh.) angeführt. Spec. Gewicht = 1,25. 1 Liter

Lauge enthält 313,9 Grm. festes Salz, welches in 100 Th.

zusammengesetzt war aus

Natriumcarbonat 71,250

Natriumhydroxyd 24,500

Kochsalz 1,850

Natriumsulfit 0,102

Natriumhyposulfit 0,369

Schwefelnatrium 0,235

Cyannatrium 0,087

Thonerde 1,510

Kieselerde 0,186

Eisen Spuren

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100,071

Eine Rohlauge aus dem Klärkessel der Rhenania bei Aachen hatte ein

spec. Gewicht von 1,252 und enthielt ein Liter 311 Grm. festen

Rückstand.

[Sidenote: Abdampfen der Lauge.]

[Greek: b]) =Abdampfen der Lauge.= Die durch Absetzenlassen in den

Klärbassins von allen suspendirten Theilchen befreite Rohlauge enthält

wesentlich Natriumcarbonat und Aetznatron, ausserdem Kochsalz und andere

Natronsalze in geringer Menge. Beachtenswerth ist die Gegenwart von

Schwefeleisen-Schwefelnatrium in der Rohlauge, welches die Ursache der

Färbung des Sodasalzes beim Eindampfen ist. Werden die Laugen abgedampft,

sobald sie die Auslaugeapparate verlassen haben, so befördert man die

Suspension des Sulfosalzes und man erhält ein gefärbtes Salz. Um die

Abscheidung dieser für den Betrieb störenden Eisenverbindung zu

befördern, ist es daher absolut nöthig, dass die Laugen im abgekühlten

und wenig concentrirten Zustande in den Klärbassins längere Zeit

verweilten. Das Sulfosalz kann jedoch auch durch Oxydation beseitigt

werden, wie es in England nach dem Verfahren von =Gossage= mit Hülfe der

atmosphärischen Luft geschieht. Als oxydirende Agentien wendet man auch

ferner Chlorkalk und besonders Natriumsalpeter an. Auch die Anwendung

eines Bleisalzes oder von Kupferoxyd oder von Spatheisenstein ist in

Vorschlag gebracht worden. Da nach =J. Kolb='s Versuchen das

Eisenmonosulfuret in Aetznatron und Natriumcarbonat unlöslich ist, so

kann durch Zusatz von Eisenvitriol das Sulfosalz in Eisenmonosulfuret und

Natriumsulfat übergeführt werden. Das Monosulfuret scheidet sich schnell

ab und die darüberstehende vollkommen farblose Flüssigkeit liefert völlig

weisses Salz.

Handbuch der chemischen Technologie Achte Auflage · 第 48 / 167 题