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Naturwissenschaftliche Rundschau. 



No. 20. 



das Schmelzen der Erze chemische Aenderungen ver- 

 anlasst. Die Erze der meisten metallurgisch gewonne- 

 nen Metalle sind Oxyde, Carbonate oder Sulfide , von 

 denen letztere gewöhnlich durch Rösten in Oxyde 

 verwandelt werden. Das Schmelzen wird in Flamm- 

 oder in Hochöfen vorgenommen. Das Heizmaterial 

 wird zuerst zu CO., verbrannt und dieses Gas durch 

 Berührung mit stärker rothglühendem Heizmaterial 

 in Kohlenoxyd CO verwandelt. 



Die Aufgaben, welche zu lösen sind, bestehen 



a) im Erhitzen des Erzes, um dasselbe auf eine 

 Temperatur der beginnenden Reduction zu bringen, 



b) in der Reduction durch CO und in den Fällen, in 

 denen die Reduction ein schwach exothermischer 

 Process ist, den Reductionsprocess durch Zuführung 

 von äusserer Wärme zu unterhalten. Da nicht alle 

 Reductionen der Erze in derselben Weise stattfinden, 

 hat man zu unterscheiden: 1. Reduction durch die 

 Ofengase; 2. Reduction durch Kohle; 3. Reduction 

 durch ein anderes Metall; 4. Reduction an der Luft, 

 bei der die Luft auf Sulfide wirkt und unter Bildung 

 von schwefliger Säure das Metall reducirt. Die Ofen- 

 gase bestehen zum grössten Theile aus CO, zuweilen 

 aus H. 



Wie verschieden die Wärmemenge bei der Ver- 

 brennung verschiedener Substanzen ist, zeigt Verf. 

 an folgenden Gleichungen: H 2 -\- ^H 2 -j- 58,2 cal.; 

 C + = CO + 28 cal.; CO + = C0 2 + 69 cal.; 

 C 4- 2 = C0 2 -(- 97 cal. Hingegen ist die Bildung 

 des sogenannten „Wassergases" bei hohen Tempe- 

 raturen ein endothermischer Vorgang C-)-H 2 = 

 CO -f H 2 4- (28 — 58,2) cal., indem die Bildung von 

 CO zwar 28 cal. erzeugt, die Zerlegung der H 2 aber 

 58,2 absorbirt, was eine Absorption von 30,2 cal. 

 ergiebt. 



Aus den angeführten vier Gleichungen ist zu er- 

 sehen, dass die reducirende Wirkung des Kohlenoxyds 

 grösser ist als die des Wasserstoffes und zwar um 

 10,8 cal., da ersteres bei der Bindung eines jeden 

 Sauerstoffatoms aus dem Erze 09 cal. erzeugt, letzteres 

 hingegen nur 58,2 cal. Alle Metalloxyde, deren 

 Bilduugswärme kleiner als 69 cal. ist, können in 

 einem Flammofen reducirt werden. 



Für jeden der oben erwähnten vier Reductions- 

 vorgäuge giebt nun Herr Hartley einige thermo- 

 chemische Gleichungen, und zwar: 



1. Für die Reduction durch Ofengase. Schmelzen 

 von Bleierzen: PbO + CO = Pb 4- C0 2 +(69— 51) 

 cal. — Reduction von Kupferoxyd: CuO + CO = Cu 

 + C0 2 4" (69 — 38,4) cal. — Reduction von Eisen- 

 sesquioxyd: Fe :( 4 + 4 CO = 3 Fe + 4C0 2 4- 

 (69 X 4 — 269) cal. — Schmelzen von Zinnerzen: Sn0 2 

 4- 2 CO = Sn + 2C0 2 4- (69 X 2 —135,8) cal. 

 Der letzte Process entwickelt so wenig Wärme, dass 

 die höchsten Hitzegrade angewendet werden müssen, 

 um die Reaction beginnen zu lassen; die anderen 

 Processe vollziehen sich leicht. 



2. Für die Reduction durch Kohle liefert das 

 Schmelzen von Zinkerz, das gewöhnlich als Galmei 



in Anwendung kommt, ein Beispiel. Dieses Zink- 

 carbonat wird mit Antracit- Pulver gemischt und in 

 Retorten stark erhitzt ; das Carbonat wird zuerst in 

 Oxyd verwandelt und dann reducirt; das flüchtige 

 Metall wird dann aus den Dämpfen condensirt. Die 

 thermochemische Gleichung dieses Processes ist: 

 ZnO 4- C = Zn + C0 2 4" (28 —86,2) cal. Der 

 Vorgang ist ein endothermischer und verbraucht sehr 

 viel Wärme. Wahrscheinlich ist der Vorgang ein 

 anderer, indem die C0 2 des Galmei durch die 

 überschüssige Kohle in CO verwandelt und dieses 

 Gas dann nach der Gleichung reagirt: ZnO 4" CO 

 — Zu 4 C0 2 4" (69 — 86,2) cal.; hier werden also 

 nur 17,2 cal. absorbirt. Aber da C0 2 4- C = 2 CO 

 4" (56 — 97) cal. eine Wärme von 41 cal. verbraucht, 

 so bleibt die gesammte Wärmetönuug dieselbe, es 

 werden 58,2 cal. verbraucht. 



3. Die Reduction durch ein anderes Metall er- 

 folgt in den Fällen, wo dieses Metall leichter zu er- 

 halten, oder weniger kostspielig ist, als das aus dem 

 Erz zu gewinnende. So werden Blei- und Quecksilber- 

 erze durch Eisen reducirt. Die thermochemischen 

 Gleichungen für diese exothermischen Processe sind: 

 PbS 4- Fe = Pb + FeS + (23,8 — 17,1) cal. und 

 HgS 4- Fe = Hg 4- FeS -f (23,8 — 19,8) cal. 

 Magnesium und Aluminium können nicht aus den 

 Oxyden gewonnen werden, sondern man muss sie erst 

 in Chloride verwandeln und dann werden sie durch 

 Natrium reducirt, wobei die thermochemischen Glei- 

 chungen gelten: MgCL + 2 Na = Mg 4- 2NaC'l 

 4- (194,6 —151) cal. und AKT, 4 3 Na = AI 

 4- 3NaCl 4- (291,9 — 160,9) cal. 



4. Für die Reduction durch die Luft ist als erstes 

 Beispiel die stark exothermische Reduction des 

 Zinnobers zu erwähnen: HgS -f- 2 = Hg + S0 2 

 4- (69,2 — 19,8) cal. Complicirter ist der Vorgang 

 beim Schmelzen des Bleiglanz (Bleisulfid). Zuerst 

 wird Bleiglanz zu Bleioxyd geröstet: PbS 4- 3 

 = PbO 4- SO, 4- (51 4- 69,2 —178) cal. und 

 dann der Bleiglanz durch Bleioxyd reducirt: 2 PbO 

 4- PbS = Pb + S0 2 4- (69,2 — 51 X 2 — 17,8) cal., 

 wobei also 50,6 cal. verbraucht werden. Gleichzeitig 

 aber röstet Bleiglanz zu Bleisulfat: PbS 4- 2 s 

 = PbS0 4 4- (214 — 17,8) cal. und dann wird der 

 Bleiglanz durch das Bleisulfat reducirt: PbS 4" PbS0 4 

 = 2Pb4- 2 S0 2 4- (138,4— 214 —17,8). Letzteres 

 ist ein noch stärker endothermischer Vorgang, der 

 eine bedeutende Temperaturerhöhung verlangt. 



„So wenig Aufmerksamkeit ist bisher der Wärme- 

 tönung in den Ofen-Processen geschenkt worden, dass 

 ich es für angemessen hielt, diese Reactionen in Er- 

 innerung zu bringen, damit sie den Praktikern leicht 

 zugänglich werden. Sie sind sehr förderlich zum 

 klaren Verständniss der verschiedenen Hüttenprocesse, 

 | und sie zeigen die Schwierigkeiten, welche die Lösung 

 j verschiedener Probleme umgeben , welche zu einer 

 j Verschwendung von Zeit und Geld für unausführbare 

 Projecte veranlasst haben.'" 



