XCVII. Ueber die Bestandtheile des Bohnen-Eisenerzes (kuglichen thonartigen Eisensteins. Minerais de fer en grains). Von Hrn. P. Berthier. Aus den Annales de Chimie et de Phys. Juli 1827. S. 247. Berthier, uͤber die Bestandtheile des Bohnen-Eisenerzes. Bohnen-Eisenerz kommt in mehreren Gebirgs-Formationen vor, vorzuͤglich aber in einer juͤngeren, als die Kreide-Formation, und in dem Rogen-Steine (calcaire oolithique). In der neuesten Formation wechseln die Bohnen-Eisenerze mit Thon, Quarzsand und mit Sandstein (grès); selten finden sie sich bei Kalksteinen, bei welchen sie jedoch zuweilen vorkommen. Meistens sind diese Bohnen (Koͤrner, grains) nicht zusammengehaͤuft, und sie werden erst frei, wenn man den sandigen Thon, der sie umhuͤllt, in Wasser zerruͤhrt; zuweilen sind sie aber durch ein eisenschuͤßiges Bindungs-Mittel, das von dem Bohnen-Erze selbst wenig verschieden ist, fest zusammengeleimt. Diese Formation ist in horizontalen Schichten gelagert, und fuͤllt die Einsenkungen und Risse des Bodens aus, auf welchen sie ruht. In der Rogenstein-Formation ist das Bohnenerz schichtenfoͤrmig mit Thon und Kalkfloͤzen gelagert. So kommt es vor zu Villebois (Depart. de l'Ain), im Jura; zu Couches, bei Creusot (Dept. de Saône et Loire); im Dept. de l'Aveyron; zu Hayanges (Dept. de la Moselle) etc. Die Bohnen sind bald in einer kalkartigen, gewoͤhnlich etwas thonigen, Masse eingebettet, ohne sich wechselseitig zu beruͤhren; bald sind sie so nahe an einander, daßdsß sie beinahe an einander anzustehen scheinen, und dann haben sie einen sehr eisenschuͤßigen Thon als Gangart. Die Bohnen-Eisenerzlager bilden in der Rogenstein-Formation oft sehr maͤchtige, und immer weit ausgedehnte, Floͤze, die aber in Bezug auf Reichthum an verschiedenen Stellen seh verschieden sind, und oͤfters ganz besondere Eigenheiten besizen, von welchen wir unten sprechen werden. Die wesentlichen Grundbestandtheile des Bohnenerzes sind Eisenoxyd-Hydrat oder wasserfreies Eisenoxyd, und sehr oft sind beide zugleich vorhanden; allein, das Oxyd, wie das Hydrat, kommt nie rein in demselben vor. Es ist gewoͤhnlich immer Thon und Quarzsand beigemengt. Der Thon ist, wie man weiß, ein Gemenge aus Kieselerde und Thon in verschiedenen bestimmten Verhaͤltnissen. Je nachdem sich mehr Thon oder Kieselerde in gewissen Verhaͤltnissen in den Erzen findet, sind diese mehr oder minder leichtfluͤßig. Die leichtfluͤßigsten sind diejenigen, die am meisten Kieselerde enthalten, vorausgesezt jedoch, daß sie zugleich eine hinlaͤngliche Menge Thonerde beigemengt besizen. Es gibt einige Erze, welchen diese Erde durchaus fehlt; aber dann verliert sich das Rogen-Gefuͤge, und sie bilden dichte zusammenhaͤngende Floͤze; sie sind dann innige Gemenge von Eisenoxyd-Hydrat und glasartigem Quarze. Das Bohnenerz enthaͤlt zuweilen reines Thonerde-Hydrat. Ich fand zwei Stuͤke dieser Art: eines, welches Hr. Mollien aus dem Lande Fouta Diallon in Afrika mitbrachte; das andere unter den Erzen von Beaux, bei Arles: beide Stuͤke enthalten durchaus keine Kieselerde. Man findet aber weit oͤfters sehr thonhaltige Erze, die zugleich Thon und Thonerde-Hydrat zu enthalten scheinen, wie dieß bei den Erzen der Champagne und eines Theiles von Burgund der Fall ist. Wenn man diese Erze schmelzen will, muß man, außer dem gewoͤhnlichen Zuschlage, auch noch das sogenannte Kraut (l'herbue) zusezen, was nichts anderes als ein grober Quarz ist. So besteht z.B. das Erz von Mont-Girard bei Saint-Dizier, welches man in dem Hochofen von Bienville schmilzt, nach meiner Analyse aus 0,690 Eisenoxyd; 0,072 Kiesel und Sand; 0,070 Thonerde; 0,160 Wasser. ––––– 0,992. Man muß ihm entweder 0,18 Kieselerde, oder 0,25 kohlensauren Kalk zusezen, und dann schmilzt es gut, und gibt 0,478 gutes Roheisen auf der Probe. Wenn man dieses Erz mit Salzsaͤure behandelt, so loͤst sich der groͤßte Theil der Thonerde auf; was mich vermuthen laͤßt, daß diese Erde sich hier vorzuͤglich im Zustande eines Hydrates befindet. Denn unter den bekannten Thonarten treten selbst diejenigen, die am reichsten an Thonerde sind, hoͤchstens um die Haͤlfte derselben an andere Saͤuren, als an die concentrirte und kochende Schwefelsaͤure, ab. Die Menge des Wassers stimmt uͤbrigens sehr gut mit dieser Annahme; denn das Eisenhydrat und die meisten Thonarten enthalten nur 0,13 bis 0,14, waͤhrend das Erz selbst wenigstens 0,16 gibt. Man weiß schon seit langer Zeit, daß das Eisen-Bohnenerz beinahe immer mit den Hydraten des schwarzen und braunen Manganoxydes gemengt ist, und daß diese beiden oͤfters selbst in sehr großer Menge in demselben vorkommen. Es enthaͤlt auch sehr haͤufig Phosphorsaͤure, vorzuͤglich dasjenige, was aus Kalklagern kommt, welches daher auch gewoͤhnlich kaltbruͤchiges Eisen gibt. Es scheint, daß diese Saͤure bald mit dem Eisenoxyde, bald mit dem Kalke verbunden ist. Außer den hier bereits angegebenen Bestandtheilen muß ich auch noch von einigen anderen sprechen, die ich neuerlich in mehreren Bohnenerzen fand. Ich bemerkte, daß mehrere Bohnenerze aus den Departementen der Champagne, Burgunds und Lothringens in einzelnen Bohnen bedeutend auf die Magnetnadel wirken, und daß man diese selbst mittelst des Magnetes daraus abscheiden kann. In den meisten dieser Erze kommt zwar nur sehr wenig davon vor, oͤfters kaum der tausendste Theil; in einigen derselben aber, wie z.B. in jenen von Narcy bei Saint-Dizier, und von Aumetz im Mosel-Departement finden sich solche magnetische Bohnen bis beinahe zu 10 p. C. Diese magnetischen Bohnen unterscheiden sich dem aͤußeren Ansehen nach beinahe durch nichts von den uͤbrigen; Form und Groͤße ist dieselbe; sie enthalten aber, wie ich fand, Kieselerde, Thonerde und Eisenoxydul in innigster Mischung, und danken ihre magnetische Kraft dieser Verbindung. Diese Verbindung hat Analogie mit meinem Chamoisit, ist aber nicht einerlei mit demselben. Mein Verfahren bei der Analyse war folgendes, und gab folgende Resultate. Ich behandelte das auf dem Reibsteine abgeriebene Erz mit concentrirter hoͤchst reiner Salzsaͤure. Es wurde davon sehr leicht angegriffen, und nachdem es vollkommen entfaͤrbt war, verduͤnnte ich die Fluͤßigkeit mit vielem kochenden Wasser, und sezte der Aufloͤsung nach und nach basisch kohlensaures Natrum solang zu, bis ein rother Niederschlag sich zu bilden anfing. Ich ließ den Niederschlag sich nach und nach von selbst bilden, und filtrirte, als die Fluͤßigkeit vollkommen entfaͤrbt war. Der Niederschlag enthielt alles Eisenoxyd, und eine geringe Menge Thonerde. Um die Menge des Eisenoxyduls zu bestimmen, welches ganz in der Aufloͤsung zuruͤkblieb, kochte ich diese mit Salpetersaͤure, um das Eisen zu oxydiren, und schlug dann das gebildete Oxyd und die uͤbrige Thonerde mit Ammonium nieder. Jener Theil des Erzes, welcher in Salzsaͤure unaufloͤsbar blieb, war weiß und halb gallertartig; er bestand im Ganzen aus einem Gemenge von Thon, Quarzkoͤrnern und Kiesel-Gallerte, die von dem magnetischen Silicate herruͤhrte. Um die Menge der Kieselerde zu bestimmen, gluͤhte ich den Ruͤkstand, wog ihn, und kochte ihn mit einer Aufloͤsung von kaustischem Kali, welches alle Kieselerde aufloͤste, ohne den Quarz und die Thonerde anzugreifen. Ich wusch und gluͤhte neuerdings aus, und erhielt die Menge Kieselerde aus der Differenz der Gewichte. Es geschah mir oͤfters, daß ich nur sehr wenig Eisenoxydul fand; selbst daß ich gar keines fand, wenn das Bohnenerz sehr stark magnetisch war; aber dann bewies die Gegenwart der Kieselgallerte in dem in Saͤuren unaufloͤsbaren Theile immer noch die Gegenwart eines Eisenthon-Silicates. Ich bemerkte, daß dieses Bohnenerz seine magnetische Kraft durch die Calcination in geschlossenen Gefaͤßen verliert, waͤhrend jenes, welches mit Salzsaͤure Eisenoxydul gab, beinahe eben so stark auf die Magnetnadel wirkte, nachdem es ausgegluͤht wurde, als vorher in seinem natuͤrlichen Zustande. Ich konnte mir diese Anomalien sehr leicht erklaͤren durch die Bemerkung, daß die Erze, die solche Resultate gaben, immer eine bedeutende Menge Mangan enthalten. Da dieses Metall sich in denselben entweder im Zustande eines Deuteroxyd-Hydrates oder eines Peroxydes befindet, so muß es einen gewissen Theil seines Sauerstoffes fahren lassen, wenn man es mit Salzsaͤure behandelt, oder wenn man es gluͤht, und so im ersten Falle in den Zustand des Oxyduls zuruͤktreten, und im zweiten Falle in den Zustand eines rothen Oxydes: in beiden Faͤllen muß aber dann der entwikelte Sauerstoff sich auf das Eisenoxydul werfen, welches sehr gierig nach demselben ist, und dieses in rothes Oxyd verwandeln. Die magnetische Kraft des Erzes muß also durch die Wirkung dieser Umwandlung zerstoͤrt werden, indem das rothe Eisenoxyd diese Kraft nicht besizt. Wenn Mangan unter den magnetischen Bohnen vorkommt, kann man die Menge Eisenoxydul, welche sie enthalten, nicht mit Genauigkeit bestimmen, indem man hierzu den Grad der Oxydation genau kennen muͤßte, in welchem das Mangan sich befindet, was beinahe vollkommen unmoͤglich ist, aber auch wenig Einfluß auf das Resultat uͤberhaupt hat. Ich habe zweierlei magnetisches Bohnenerz analysirt, welches keine Spur von Mangan enthielt: das eine von Châtillon, Dept. de la Côte d'Or; das andere von Narcy bei St. Dizier, Dept. de la Marne. Sie enthielten     das vonChâtillon, das vonNarcy. Eisenoxydul     0,153 0,157 Kiesel-Gallerte     0,020 0,046 Thonerde     0,070 0,050 Thon und Quarz     0,020 0,024 Eisenoxyd     0,673 0,700 Wasser     0,064 0,016    –––––     1,000 0,993 Roheisen bei der Probe     0,604 0,590 b. 0,600. Die magnetischen Bohnen von Châtillon sind von verschiedener Groͤße, meistens aber sehr klein, und finden sich nur in geringer Anzahl in dem Erze. Sie schmelzen bei einem Zusaze von 0,03 kohlensaurem Kalke. Bei der Probe auf trokenem Wege entwikelt sich nur 225 Sauerstoff auf 604 Roheisen, wodurch das Resultat der Analyse auf nassem Wege bestaͤtiget wird, indem, wenn das Eisen ganz im Zustande von Oxyd gewesen waͤre, der entwickelte Sauerstoff beinahe 0,250 gewesen seyn wuͤrde. Die magnetischen Bohnen von Narcy sind sehr klein und etwas abgeplattet, und kommen beinahe zu 1/10 des Gewichtes des Erzes in demselben vor. Sie schmelzen mit Zusaz von 0,04 kohlensaurem Kalke, und es entwikelt sich bei der Probe nur 0,23 bis 0,24 Sauerstoff. Die magnetischen Bohnen aus den Erzen von Stigny, d'Irouer und Gland, bei Aucy le Franc, Dept. de l'Yonne, und die aus den Erzen von Pierre-Viller bei Moyeuvre, Mosel-Departement, geben, mit Salzsaͤure behandelt, kein Eisenoxydul, und verlieren durch das Gluͤhen ihre magnetische Kraft. Die Analyse zeigt aber auch in denselben 0,04 bis 0,05 Mangan-Oxyd, und sie geben alle Kiesel-Gallerte, die in fluͤßigen Alkalien aufloͤsbar ist, und zwar, wie in den Erzen von Châtillon und Narcy, in einer zwischen 0,02 und 0,05 schwankenden Menge. Das Erz von Gland hat mir uͤberdieß eine interessante Eigenheit dargeboten. Die Bohnen haben die Groͤße eines kleinen Jagdschrotes. Wenn man sie, ohne sie zu zerstoßen, bei gelinder Waͤrme in concentrirter Salzsaͤure digerirt, so entfaͤrben sie sich in 24 Stunden vollkommen, ohne ihre Form zu verlieren, und man sieht mitten in der erdigen Masse, die unaufgeloͤst bleibt, eine Menge schwarzer sehr stark glaͤnzender Metallkoͤrner. Obschon diese Koͤrner sehr klein sind, kann man doch mittelst eines starken Vergroͤßerungs-Glases sehr leicht erkennen, daß sie krystallisirt sind, und daß ihre Krystallform ein regelmaͤßiges, an allen seinen Spizen abgestuztes Oktaëder ist. Sie sind sehr magnetisch, und man kann sie mittelst des Magnetes sehr leicht aus der erdigen Masse ausziehen. Sie betragen, dem Gewichte nach, hoͤchstens 1/100 des Gewichtes der Menge, die man mit Salzsaͤure behandelt hat. Ich habe durch Versuche vor dem Loͤthrohre gefunden, daß sie aus Eisenoxyd bestehen, welches etwas Titan und Mangan enthaͤlt; sie gehoͤren also zu dem Titan-Eisen (fer titané), und enthalten ein Minimum von Titan. Ich hatte schon seit langer Zeit bei meinen Proben des Bohnen-Eisenerzes bemerkt, daß die Schlaken auf ihrer Oberflaͤche einen kupferrothen metallischen Ueberzug darboten, welches ein sicheres Kennzeichen der Gegenwart des Titanes ist. Diese Erscheinung hat nun ihre Erklaͤrung gefunden. Man weiß nun auch, woher das Titan-Metall kommt, welches man zuweilen in einigen Hochoͤfen findet, die nicht mit Steinkohlen und nicht mit eisenhaltigem Torfe getrieben werden, z.B. zu Hayanges. Das Titan-Eisen kommt nur in sehr geringer Menge in dem Bohnenerze vor; es findet sich in demselben hoͤchst unregelmaͤßig zerstreut, und man findet es auch nicht in allen durch die Analyse. Das Erz von Châtillon gab mir eine bedeutende Menge, aber nicht soviel, als das Erz von Gland: ungluͤklicher Weise hatte ich von lezterem nur einige Gramme. Das Bohnen-Eisenerz, welches in Rogen-Kalkstein gelagert ist, ist zuweilen auch magnetisch. Ich habe jenes von Hayanges untersucht, welches mir merkwuͤrdige Mischungen darbot. Man baut zu Hayanges ein horizontales sehr regelmaͤßiges Lager von 3 bis 4 Meter Maͤchtigkeit. Es brechen daselbst drei verschiedene Erze: 1) ein braunes Erz; 2) ein blaues Erz; 3) ein graues Erz: dieses ist das Haͤufigste. Das braune Erz ist nichts anderes, als Eisenoxyd-Hydrat in sehr kleinen Koͤrnern in einem eisenschuͤßigen Thone oder oͤfters auch in Kalk eingebettet: es ist nicht magnetisch. Das blaue Erz wird deßwegen sogenannt, weil es anfangs, wo es aus der Grube kommt, graublaͤulich ist; die blaͤuliche Farbe verschwindet aber sehr schnell an der Luft, und geht in ein dunkles Grau uͤber, das in's Olivengruͤne zieht. Dieses Erz ist in allen seinen Theilen sehr stark magnetisch; sein Gefuͤge ist sehr kleinkoͤrnig und undeutlich rogensteinfoͤrmig. Das graue Erz ist ein dem freien Auge deutlich sichtbares Gemenge aus den beiden vorigen Erzarten: man unterscheidet daran Hydrat-Koͤrner, deren gelbblaue Farbe sehr stark von der graublaͤulichen Masse absticht, in welcher sie eingebettet sind. Je haͤufiger diese Masse, und je dunkler sie ist, desto mehr wirkt sie auf den Magnet. Diese drei Arten von Erzen finden sich unregelmaͤßig angehaͤuft in dem Eisenlager, und gehen in einander uͤber. Bei dem ersten Anblike scheint das blaue Erz gleichfoͤrmig; es ist es indessen nicht. Es besteht aus einem so innigen Gemenge der drei verschiedenen Erzarten, daß man dieselben mit freiem Auge nicht mehr erkennen, und nur durch chemische Mittel als solches darstellen kann. Dieses Erz braust selbst mit kalter Essigsaͤure gewoͤhnlich sehr stark auf; zuweilen braust es aber auch nicht auf, woraus erhellt, daß es meistens kohlensauren Kalk, zuweilen aber auch nichts von demselben enthaͤlt. Wenn man es kalt mit Salzsaͤure behandelt, hat immer ein langsames Aufbrausen Statt, in Folge des entwikelten kohlensauren Gases; wenn man sich aber der Waͤrme bedient, so entsteht ein sehr starkes Aufbrausen, und man bemerkt, daß die Fluͤßigkeit alsogleich eine gruͤne Farbe annimmt, welche von einem aͤhnlich gefaͤrbten Stoffe abzuhaͤngen scheint, der in derselben schwebend haͤngen bleibt. In dem Maße, als dieser Stoff sich aufloͤst, wird die Farbe der Fluͤßigkeit schwaͤcher und geht in ein helles Gelb uͤber, und der noch nicht aufgeloͤste Stoff wird beinahe weiß, und loͤst sich unter ununterbrochenem lebhaften Aufbrausen endlich auf. Dieser Stoff hat uͤbrigens alle Merkmahle des kohlensauren Eisens, und die Analyse beweiset, daß es auch wirklich ein solches ist. Die Aufloͤsung enthaͤlt nur Eisenoxydul, Kalk und Thonerde, und das, was nach lang anhaltender Einwirkung der Saͤure allein unaufgeloͤst uͤbrig bleibt, ist Kiesel-Gallerte, die folglich durch eine von der Saͤure zerstoͤrte Verbindung herruͤhrt. Diese Verbindung ist offenbar diejenige, die das Erz blaugruͤnlich faͤrbt, und demselben die magnetische Kraft ertheilt, und sie besteht, wie der Chamoisit und die magnetische Materie in den Erzen von Châtillon und Narcy etc., aus Kieselerde, Thonerde, Eisenoxydul und einer geringen Menge Wassers. Das Stuͤk, welches ich analysirte, gab mir: Eisenoxyd 0,610; Kalk 0,062; Kohlensaͤure 0,203; Kiesel-Gallerte 0,060; Thonerde 0,038; Wasser 0,025; ––––– 0,998. Wenn man die Menge Kohlensaͤure berechnet, die zur Saͤttigung des Kalkes nothwendig ist, und dann die Menge Eisenoxyduls, mit welcher die noch uͤbrige Kohlensaͤure verbunden seyn muß, so findet man, daß das Erz besteht, aus kohlensaurem Kalke 0,110 kohlensaurem Eisen 0,403 EisenoxydulKieselerdeThonerdeWasser 0,3620,0600,0380,025 0,485 ––––– 0,998 Hiernach betruͤge der magnetische Bestandtheil 0,485 in diesem Erze, und bestuͤnde aus:   Sauerstoff. Eisenoxydul   0,747    0,1700; Kieselerde   0,124    0,0645; Thonerde   0,051    0,0450. Die Mengen Sauerstoffes in jedem dieser Grundbestandtheile verhalten sich unter einander beinahe, wie die Zahlen 5, 2, 1 und 1 (unter der Voraussezung von 0,01 hygrometrischen Wassers) und diese Verhaͤltnisse fuͤhren zu den Formeln AS² f⁵ Aq, und fA + 2 f²S + Aq. Der blaue Bestandtheil von Hayanges naͤhert sich sehr dem ChamoisitDer blaue Faͤrbestoff dieser Fossilien ist offenbar das Eisenoxydul, welches in seinem reinem Zustande, wie es zuerst von Hrn. Hofrath Stromeyer dargestellt wurde, dunkelblau erscheint. A. d. R. und unterscheidet sich dadurch, daß er mehr Eisen als dieser enthaͤlt, und zwar, in dem Verhaͤltnisse, wie 5 : 4, und weniger Wasser in dem Verhaͤltnisse wie 1 : 4 (die Formel fuͤr den Chamoisit ist naͤmlich AS² f⁴ Aq⁴.) Das Erz von Hayanges ist weit staͤrker magnetisch, als der Chamoisit. Dieß haͤngt offenbar davon ab, daß da Eisenoxydul in ersterem mit einer geringeren Menge negativer Grundbestandtheile, Kieselerde, Thonerde und Wasser verbunden ist, als in lezterem. Ich habe ein Stuͤk graues Erz von Hayanges untersucht, und ich fand in demselben Eisenoxyd-Hydrat, kohlensaures Eisenoxydul und Eisenoxydul-Silicat mit Thon-Silicat, ohne beigemengten kohlensauren Kalk. Es ist sonderbar genug, daß in den Erzen von Hayanges das kohlensaure Eisen absolut rein ist, waͤhrend es in allen anderen Formationen immer mit verschiedenen Mengen kohlensaurer Bittererde, kohlensauren Kalkes und Mangans verbunden ist. Es erhellt nun aus dem hier Angefuͤhrten, daß die Bohnen-Eisenerze, deren wesentliche Bestandtheile Eisenoxyd und Eisenoxydul-Hydrat sind, eine ziemlich große Menge anderer Bestandtheile entweder innig oder bloß mechanisch beigemengt haben. Die gewoͤhnlich beigemengten und laͤngst beobachteten Bestandtheile sind Thonarten, Quarzsand, Mangan-Peroxyd und dessen Deuteroxyd-Hydrat, phosphorsaures Eisen und phosphorsaurer Kalk. Ich habe vor einigen Jahren gezeigt, daß sie zuweilen Thonerde-Hydrat enthalten, und ich habe so eben erwiesen, daß man haͤufig in denselben Thon-Silicate von magnetischem Eisen findet, und zuweilen auch rogensteinfoͤrmiges kohlensaures Eisen, und Titan-Eisen in sehr kleinen krystallinischen Koͤrnern. Ich koͤnnte noch des Galmeyes erwaͤhnen; denn es ist gewiß, daß in einigen Hochoͤfen, die bloß mit Bohnenerz beschikt werden, sich zuweilen zinkhaͤltige Cadmie bildet, obschon in sehr geringer Menge. Es gibt Eisenerze, die viel Galmey enthalten: sie gehoͤren aber einer ganz anderen Formation an, als die Bohnenerze.In dem tieferen Rogensteine (inferior oolite) kommt Bleiglanz zuweilen vor, wie wir aus einer Bemerkung des Hrn. W. Lonsdale im Philos. Magaz. Septbr. 234 ersehen. A. d. U.