XXXVII. Ueber die technische Prüfung der Schwefelkiese; von E. F. Anthon, Chemiker in Prag. Anthon, über die technische Prüfung der Schwefelkiese. Die gewöhnliche, seit früher Zeit schon übliche hüttenmännische Prüfung der Schwefelkiese (Eisenkiese) besteht bekanntlich darin, daß man 1–2 Pfd. derselben pulverisirt, mit (dem Volumen nach) gleichviel Kohlenpulver oder statt dessen mit gewaschenem Quarzsand mengt und in einer thönernen Retorte in einem Windofen vorsichtig bis zum Glühen erhitzt und so lange darin erhält, als noch Schwefel in die Wasser enthaltende Vorlage überdestillirt. Diese Probe entspricht aber, wie leicht einzusehen, nicht mehr den Anforderungen der Zeit, – denn sie ist zeitraubend und umständlich, und erfordert gute Retorten, welche nicht überall zu haben und leicht dem Springen ausgesetzt sind, wodurch der Versuch mißglückt, was man zudem meistens erst nach dessen Beendigung wahrnimmt. Außerdem gibt eine derartige Prüfung auch bloß jenen Schwefelgehalt zu erkennen, der wirklich durch die Hitze als solcher aus dem Kiese ausgetrieben und in der Vorlage verdichtet werden kann, keineswegs aber den wirklich vorhandenen Gehalt. Dieser letztere Umstand kann zwar in jenen Fällen, in denen es sich um die Benutzung der Kiese auf Schwefel handelt, der Methode nicht zum Vorwurf gemacht werden, indem sie dem Hüttenmann das darthut, was er eigentlich zu wissen wünscht, nämlich wie viel Schwefel aus dem zu prüfenden Kiese im Großen als Ausbeute erhalten werden kann. Seit der Zeit aber, wo die Schwefelkiese ein wichtiges Rohmaterial für die Fabrication der Schwefelsäure geworden sind, handelt es sich in dieser Beziehung nicht mehr um die Frage der wirklich erzielbaren Schwefelausbeute, sondern um den Gesammtgehalt an Schwefel, weil bei dieser Verwendung der Kiese die Gewinnung des ganzen Schwefelgehaltes im Zustand von Schwefelsäure angestrebt werden muß. Ferner muß auch eine rationelle Werthsbestimmung der Kiese sich auf die etwaige Gegenwart von Arsenik und Kupfer erstrecken, indem der erstere nicht nur den Werth des Kieses für die Schwefelgewinnung, sondern auch für jene der Schwefelsäure mehr oder minder beeinträchtigt, ein Gehalt von Kupfer aber den Werth der Kiese in dem Falle erhöht, falls selbes in solcher Menge vorhanden ist, daß es mit Vortheil gewonnen werden kann. Auch der Eisengehalt darf bei einer genaueren Prüfung der Schwefelkiese nicht außer Acht gelassen werden, denn nur dadurch läßt sich in den meisten Fällen mit Sicherheit erkennen, in welcher Schwefelungsstufe des Eisens der Schwefel im Kiese vorhanden ist. Aus diesen Gründen bediene ich mich denn auch nunmehr meistens statt obiger alten dokimastischen Hüttenprobe zur Prüfung der Schwefelkiese der folgenden Methode. a) Vorbereitung. Von der ganzen Partie des zu prüfenden Kieses wird mit der nöthigen Aufmerksamkeit eine möglichst gleichartige Probe genommen und in ein möglichst feines Pulver verwandelt, welches man durch ein feines Seidensieb gehen läßt. Von diesem Pulver wiegt man dann 1–2 Gramme ab, mengt dasselbe mit der sechsfachen Quantität einer Mischung von 4–5 Gewichtstheilen Kalisalpeter und 1 1/2 Gewichtstheilen calcinirter Soda (welche beide frei von Schwefelsäure seyn müssen) recht innig, schmilzt diese Mischung in einem kleinen Glaskölbchen oder kleinen dünnwandigen Porzellantiegel über einer kräftigen Weingeistlampe bei dunkler Rothgluth nieder und erhält die geschmolzene Masse 15–20 Minuten im Glühen. War der Kies recht fein pulverisirt, so genügen auch wohl 6–10 Minuten. b) Bestimmung des Schwefels. Die in vorstehender Weise erhaltene Schmelze wird nach dem Erkalten mit Wasser übergossen, zum Kochen erhitzt und so lange darin erhalten, bis sich dieselbe ganz zertheilt hat, worauf man das Ganze auf ein Filter bringt, und den Filterinhalt so lange nachwäscht, bis alle löslichen Theile beseitigt und das Waschwasser anfängt schwach trüb vom Trichter abzutropfen. Das Filtrat wird nun mit Salzsäure bis zur sauren Reaction versetzt und mittelst Chlorbaryum vollständig niedergeschlagen, der Niederschlag auf dem Filter gesammelt, gewaschen, getrocknet, geglüht und gewogen, und aus dem Gewicht des so erhaltenen schwefelsauren Baryts der Schwefel berechnet. 100 Gewichtstheile schwefelsaurer Baryt entsprechen 13,7 Gewichtstheilen Schwefel. c) Bestimmung des Arseniks. In die vom schwefelsauren Baryt abfiltrirte saure Flüssigkeit leitet man nun einen anhaltenden Strom von Schwefelwasserstoff, wodurch bei Gegenwart von Arsenik ein lebhaft gelber Niederschlag entsteht, den man, nachdem man ihn unter öfterem Umschütteln in der verstopften Flasche 10–20 Stunden in der Flüssigkeit gelassen hat, auf einem Filter sammelt, auswäscht und trocknet. 100 Gewichtstheile des so erhaltenen Schwefelarsens können mit genügender Genauigkeit zu 48,3 Arsenik angenommen werden. d) Bestimmung des Eisens und Kupfers. Der beim Auflösen und Auswaschen der Schmelze auf dem Filter verbliebene Rückstand enthält das im Kies vorhanden gewesene Eisen im Zustand von Oxyd, die kieseligen Bestandtheile (Gangart) und das etwa vorhandene Kupfer. Dieser Rückstand wird nun mit Salzsäure ausgekocht, die trübe Flüssigkeit auf ein Filter gebracht und der Rückstand (die kieseligen Bestandtheile) gut ausgewaschen. Das Filtrat versetzt man endlich mit überschüssigem Ammoniak, welches das Eisenoxyd niederschlägt, das Kupferoxyd aber auflöst, welche beide man wie gewöhnlich behandelt und auf Metall berechnet. Wenn man Ursache hat anzunehmen, daß bei dem Kochen des Rückstandes mit Salzsäure sich in dieser auch Thonerde in beachtenswerther Menge aufgelöst habe, so muß man das durch das Ammoniak gefällte Eisenoxyd nach dem Auswaschen noch mit etwas Alkali kochen, dann wieder auf ein Filter bringen und nochmals auswaschen, um die Thonerde zu beseitigen. Damit man bei dieser Prüfung der Kiese zu genügenden Resultaten gelange, ist es nothwendig das Pulverisiren des Kieses in der Art vorzunehmen, daß man die ganze zur Probe bestimmte Kiesmenge auch vollständig pulverisire und auf ein Häufchen zusammensiebe, was aus dem Grunde nothwendig ist, weil in den meisten Fällen der Kies wegen seiner Sprödigkeit sich leichter und schneller in ein feines Pulver verwandelt, als die beigemengte Gangart, und man daher auch einen zu hohen Schwefelgehalt finden würde, wenn man von einer größeren Portion pulverisirtem Kies nur das Allerfeinste absieben und dieses allein zur Prüfung verwenden wollte, während die sandartigen (kieseligen) Bestandtheile in größerem Verhältniß auf dem Siebe zurückbleiben würden. Weiter ist noch zu bemerken, daß man beim Schmelzen des Kieses mit der Salpetermischung eine übermäßige Hitze zu vermeiden hat, weil sonst auch Kieselerde mit in Auflösung übergehen könnte, die man dann vor der Fällung der Schwefelsäure durch Chlorbaryum, durch Abdampfung zur Trockne abscheiden und die trockne Masse wieder auflösen und filtriren müßte, wodurch die Prüfung zwecklos eine complicirtere werden würde. –––––––––– In Vorstehendem habe ich die Prüfungsmethode so mitgetheilt, wie sie auszuführen ist, wenn man eine genauere Kenntniß des Kieses erlangen will, was jedoch nur dann der Fall zu seyn pflegt, wenn man Kiese kennen lernen oder in Arbeit nehmen will, deren Beschaffenheit noch unbekannt ist. In den meisten Fällen wird es sich jedoch nur um die Bestimmung des Schwefels handeln, wo dann die Ermittelung des Arsens, Eisens und Kupfers selbstverständlich unterbleibt. Aber auch diese bloße Schwefelbestimmung ist nicht sehr schnell vollendet und erfordert immerhin zu ihrer Vollendung 3–5 Stunden Zeit. In vielen Fällen ist es aber von Wichtigkeit, möglichst schnell zu einem Resultat zu gelangen, wenn auch auf Kosten eines Theiles der Genauigkeit, und dieses ist besonders der Fall beim Sortiren und Abgeben der Kiese bei der Grube und der Uebernahme derselben bei der Hütte oder Fabrik. Bei einer derartigen Prüfung kann es sich, je nach der Verwendung der Kiese, um zweierlei Fragen handeln, nämlich erstens (wie bei der alten dokimastischen Probe) darum, wie viel Schwefelausbeute dieser oder jener Kies bei der Destillation liefere, oder zweitens wie viel wirklicher Kies in der Probe enthalten ist? In diesen Fällen, in denen die Prüfung wie bemerkt nur wenig Zeit in Anspruch nehmen, auch keine große chemische Gewandtheit erfordern darf, bringe ich folgende Methoden in Anwendung. 1) Prüfung auf die mögliche Schwefelausbeute. In eine am einen Ende zugeschmolzene Glasröhre von schwer schmelzbarem Glase, von 10–16 Zoll Länge und 4 Linien innerem Durchmesser, werden 2 Gramme von dem zu prüfenden Kiese in grobpulverisirtem Zustand gebracht und in das Innere dieser Röhre eine zweite engere Röhre, welche gleichfalls am unteren Ende zugeschmolzen ist, bis auf eine Entfernung von beiläufig 3 Zoll von dem Kiese eingeschoben, was aus dem Grunde geschieht um eine Luftcirculation im Innern der Röhre unmöglich zu machen, wodurch möglicherweise ein Theil des Schwefels verbrennen könnte. Die so vorbereitete Glasröhre wird nun über einer kräftigen Weingeistlampe oder zwischen einigen glühenden Kohlen bis zum Erweichen erhitzt und so lange im Glühen erhalten, als sich der oberhalb des Kieses an den Wänden der Glasröhre absetzende Schwefel noch weiter vermehrt. Man läßt dann die Röhre erkalten, schneidet jenes Röhrenstückchen, welches den erstarrten Schwefel enthält, heraus, wiegt selbes ab, verjagt durch Erhitzen über der Weingeistlampe den Schwefel vollständig und wiegt das leere Röhrenstückchen wieder ab, und hat so im Gewichtsverlust die Menge des in Substanz wirklich erhaltenen Schwefels. Diese Probe ist viel genauer, dabei leichter und billiger auszuführen als die gewöhnliche dokimastische Probe, und erfordert nur den achten bis sechsten Theil der Zeit zur Ausführung. 2) Prüfung der Schwefelkiese auf ihren Procentengehalt an wirklichem Schwefelkies. Diese Prüfungsmethode beruht auf der Bestimmung des specifischen Gewichtes durch Messung und wird mit einer Glasröhre ausgeführt, welche circa 6 Zoll lang und 3 1/2–4 Linien weit und in folgender Weise calibrirt ist. Man verschaffe sich einen vollkommen reinen Schwefelkies (welcher bekanntlich ein specif. Gewicht von 4,9–5 besitzt), pulverisire denselben und siebe ihn durch ein bestimmtes Sieb (z.B. Nr. 40 bis 80, welches ein für allemal zu den Proben beibehalten wird). Von diesem Pulver wiege man 1/2 Loth ab, schütte dasselbe in die erwähnte, am einen Ende zugeschmolzene Meßröhre und stoße dieselbe so lange rüttelnd auf, bis sich das Kiespulver nicht weiter zusammensetzt. Der Stand des Pulvers wird nun mit einem Feilstrich bezeichnet, die Röhre entleert, jetzt mit 1/2 Loth pulverisirten und durch dasselbe Sieb gesiebten Quarzes gefüllt und auch dieses durch Aufstoßen in den kleinsten Raum zusammengebracht und der Stand mit einem Feilstrich bezeichnet. Beide Striche werden beiläufig um 19–24 Linien, je nach der Weite der Röhre, von einander entfernt stehen, welchen Zwischenraum man in 50 gleiche Theile theilt, von denen jeder 2 Procenten Schwefelkies entspricht. Um nun mittelst dieser Meßröhre einen Schwefelkies auf seinen Procentengehalt an wirklichem Kiese zu prüfen, pulverisirt man einen Theil des Kieses, siebt denselben durch dasselbe Sieb, das man bei der Eintheilung der Röhre angewendet hat, wiegt von dem Kiespulver 1/2 Loth ab, welches man in die Röhre bringt und so lange schüttelt, bis sich das Pulver nicht weiter zusammensetzt, worauf man den Procentengehalt an wirklichem Kies unmittelbar ablesen kann. Bei dieser Eintheilung der Meßröhre ist angenommen, daß der Kies, den man zu prüfen beabsichtigt, in solchem Gestein bricht, welches das specif. Gewicht des Quarzes wenigstens nahezu besitzt. Zur PrüfungPüfung von solchen Kiesen, welche in leichteren Gesteinen, in Thonen oder Mineralkohlen brechen, hat man die Meßröhren natürlich für diese einzutheilen. Zur Prüfung von Schwefelkiesen welche Bleiglanz, Blende und andere schwere Erze enthalten, ist diese Methode nicht geeignet, eben so auch nicht zur Erkennung von niedrigeren Schwefelungsstufen des Eisens im Schwefelkiese.