Titel: | Ueber die Eintheilung der fossilen Brennmaterialien und deren Hauptunterscheidungsmerkmale; von Dr. H. Fleck, Professor der Chemie an der kgl. polytechnischen Schule in Dresden. |
Autor: | Hugo Fleck [GND] |
Fundstelle: | Band 181, Jahrgang 1866, Nr. LXXIII., S. 267 |
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LXXIII.
Ueber die Eintheilung der fossilen
Brennmaterialien und deren Hauptunterscheidungsmerkmale; von Dr. H. Fleck, Professor der Chemie an der kgl.
polytechnischen Schule in Dresden.
(Schluß von S.
57 in diesem Bande.)
Mit Abbildungen auf Tab.
V.
Fleck, über die Eintheilung der fossilen Brennmaterialien und deren
Hauptunterscheidungsmerkmale etc.
Das Steinkohlengebirge Niederschlesiens im Bergamtsbezirke
Waldenburg bildet einen langen Gebirgszug, welcher an der böhmischen Grenze bei
Liebau beginnt, bei Landshut einige schwache Flötze einschließt, aber in seiner
größten Ergiebigkeit bei Schwarzwaldau, Gottesberg und Waldenburg, wo bis 60 Flötze
übereinander liegen, mit einer Gesammtmächtigkeit von beinahe 150 Fuß auftritt. Die
Zahl und Stärke der Flötze nimmt südöstlich von Waldenburg schnell wieder ab, so daß
dieselben erst in der Grafschaft Glatz wieder mächtiger und in größerer Zahl
auftreten. Die Fläche des gesammten niederschlesischen Steinkohlengebietes kann,
soweit die bisherigen Aufschlüsse reichen, zu 5 Quadratmeilen angenommen werden. Mit
diesem Kohlengebiete stehen die im nördlichen Böhmen in
der Gegend von Nachod und Schatzlar befindlichen Kohlenlager in Zusammenhang,
welchen sich die am Fuße der Sudeten befindlichen Kohlengebiete, wie die bis gegen
die Westgrenze Böhmens an dem Fuße des Böhmerwaldes sich verzweigenden Kohlenlager
anzuschließen scheinen. Der Reichthum an Steinkohlen in den Kohlenfeldern des
Rakonitzer und Pilsener Kreises ist im eigentlichen Sinne des Wortes ein
unerschöpflicher zu nennen, und es erscheint die Annahme, daß der vierte Theil
Böhmens abbauwürdige Kohlenflötze einschließt, nicht ganz übertrieben zu seyn. Das
Steinkohlengebirge Oberschlesiens, welches sich in
südwestlicher und östlicher Richtung fortsetzt, tritt in einigen Inseln, welche aus
jüngeren Gebirgsbildungen hervorragen, auf, und erstreckt sich in seiner größten
Mächtigkeit von Gleiwitz nach der russisch-polnischen und
österreichisch-krakauischen Grenze, mit 4 bis 4 1/2 Meilen Länge und einem
Flächenraume von 8–9 Quadratmeilen. Ein zweiter Steinkohlenzug erstreckt sich
südlich von Gleiwitz über Nicolai, mit wenig aber sehr regelmäßig gelagerten
Steinkohlenflötzen, welche österreichischerseits in Mährisch-Ostrau zum Abbau
gelangen. Eine dritte Steinkohlenpartie liegt zwischen Rybnik und Loslau mit ziemlich einer
Quadratmeile Flächenraum. Außerdem werden noch bei Kostowagra, südöstlich bei Chelm
und Petrzkowitz an der oberen Oder nahe der österreichischen Grenze, Kohlen
gegraben. Zwischen diesen Steinkohlenpartien liegt ein Flächenraum von ungefähr 70
Quadratmeilen, in welchem das Vorhandenseyn des Steinkohlengebirges kaum zu
bezweifeln ist.
Hiernach tritt uns im Osten Deutschlands das Steinkohlengebirge in zwei Hauptbecken
entgegen, von denen wir
I. ein östliches Becken, einschließend die Steinkohlenlager Oberschlesiens und Mährens,
II. ein westliches Becken, einschließend die Steinkohlengebiete Niederschlesiens und Böhmens, annehmen können,
welchen letzteren dann auch die Steinkohlenlager Sachsens
und der Oberpfalz (Stockheim) beizuzählen seyn
würden.
I. Oestliches Becken.
Ueber die Steinkohlen Oberschlesiens liegen eine große Anzahl von Hrn. Lehrer Grundmann in Tarnowitz angestellter Untersuchungen in
ihren Resultaten vor, von deren Benutzung wir aus Gründen, welche in dem Werke
„Steinkohlen Deutschlands“ (Bd. II S. 244) ausführlicher
entwickelt wurden, vorläufig absehen müssen und uns statt derer einer allerdings nur
geringen Anzahl, von Prof. Heintz gebotenen Analysen
bedienen, welchen zufolge die Zusammensetzung der oberschlesischen Kohlen folgenden
Zahlenwerthen entspricht.
Textabbildung Bd. 181, S. 268
Nummer; Auf 1000 Kohlenstoff;
disponibler; gebundener; Wasserstoff; Eugenienglückgrube; Carolinenflötz;
Morgenrothgrube:; Morgenrothflötz. Königsgrube; Heintzmannflötz; Gerhardtflötz;
Louisengrube:; Oberflötz; Unterflötz; Faustagrube:; Faustaflötz; Claraflötz;
Hoymgrube:; Hoymflötz; Leogrube; Leoflötz; Königin Louisengrube:;
Pochhammerflötz; Heinitzflötz; Redenflötz; Leopoldgrube:; Leopoldflötz
In diesen Kohlensorten finden wir diejenige Kohlenqualität, welche, als die
wasserstoffreichste, mit dem Namen Back- und Gaskohle belegt, schon im
Vorhergehenden in den Vordergrund gestellt wurde, vorwaltend vertreten.
Als solche Back- und Gaskohlen, d.h. Kohlen mit hohem Wasserstoffgehalt,
sowohl in disponibler als gebundener Form und daher durch gutes Backvermögen und
großen Gasreichthum ausgezeichnet, erscheinen zumal: die Kohlen Nr. 4, 5, 6, 8, 9,
10, 11, 14; Backkohlen mit geringerem gebundenen Wasserstoff enthält Nr. 13, während
die Kohlen Nr. 1, 2, 3, 7, 12 zu den Gaskohlen mit schwach backenden Eigenschaften
gehören. (Man s. die graphische Karte Fig. 1 auf Tab. V.)
In keinem der bis jetzt besprochenen Kohlenbecken ist die Back- und Gaskohle
in so großer Zahl und Güte vertreten, wie in dem oberschlesischen Gebiete, welches,
unter gleichzeitiger Berücksichtigung des geringen Aschengehaltes der Kohlen, die
für den Gasfabrikanten vorzüglichsten Kohlensorten zu enthalten scheint, welche nur
noch von einzelnen böhmischen Kohlen übertroffen werden. Auch diejenigen
Steinkohlen, welche durch einen geringeren Gehalt an disponiblem Wasserstoff in die
Reihe der Gaskohlen gestellt sind, liegen der Grenze der Backkohlen so nahe, daß
ihrer Verkohkungsfähigkeit im Appolt'schen Ofen nichts im
Wege stehen kann.
Letztere nähern sich in dieser ihrer Zusammensetzung einzelnen Kohlensorten Mährens,
deren chemische Zusammensetzung sich aus folgender Tabelle ergibt:
Textabbildung Bd. 181, S. 269
Nummer; Auf 1000 Kohlenstoff;
disponibler; gebundener; Wasserstoff; Kohlen v. Ostrau. Steinkohlenzeche bei
Jaklowitz:; Adolphflötz; Fünftes Flötz; Neuntes Flötz; Zehntes Flötz; Eilftes
Flötz; Steinkohlenzecke Tiefbau:; Neues Flötz, Oberbank; Neues Flötz Mittelbank;
Eduardflötz; Moritzflötz, Oberbank.; Steinkohlenzeche von Carolinenschacht:;
1stes hangendes Flötz
Textabbildung Bd. 181, S. 270
Nummer; Auf 1000 Kohlenstoff;
disponibler; gebundener; Wasserstoff; Steinkohlenzeche zu Karwin:; Hülfsschacht;
Sechzigstes Flötz; Dreiunddreißigst. Kohlen v. Rossitz Gegentrumgrube; Flötz;
Mittelbank des Hauptflötzes; Sohlenkohle d. Hauptflötzes; Segengottesgrube:
Die mährischen Kohlenflötze enthalten sowohl Gaskohlen als auch Backkohlen und
Sinterkohlen von wechselnder Reinheit. Praktischen Werth für die dortigen
Verhältnisse hat bloß die Eintheilung in backende und nicht backende Kohlen, weil
sich darnach die einzelnen Grubenmanipulationen, wie sie über Mährisch-Ostrau
in dem verdienstvollen Werke über das mährisch-schlesische Steinkohlengebirge
von Wilhelm Jevinsky beschrieben sind, richten, und
Gruben mit backenden Kohlen eine ausgedehntere Aufbereitung und Verkohkung einführen
können, während solche mit Gaskohlen und Sinterkohlen (mageren Kohlen) auf eine
einfache Sortirung nach der Korngröße angewiesen sind. Die backende Kohle von
Rossitz hat, wie die oberschlesische Backkohle, ein fettes glänzendes Ansehen,
würfligen Bruch, und brennt mit kurzer Flamme; Schwefelkies ist nur wenig
eingesprengt; die magere Kohle ist mattglänzend, hat einen stengeligen Bruch, ist
leichter als die erstere und enthält oft reichlich Schwefelkies.
Von den Kohlen des Ostrauer-Reviers gehören die des Grubenreviers Jaklowitz
vom fünften und eilften Flötz (Nr. 16 und 19 der graphischen Karte Figur 1) den eigentlichen
Backkohlen an und werden von denen des Adolphflötzes (Nr. 15), welche an der Grenze
der Backkohlen u. Gaskohlen stehen, im Gasgehalt übertroffen. Auf Zeche Tiefbau
gehören Oberbank u. Mittelbank des neuen Flötzes (Nr. 20 und 21) den Backkohlen, die
Kohlen des Eduardflötzes und Moritzflötzes (Nr. 22 und 23) den Gaskohlen ohne
backende Eigenschaften an. Bei der Verkohkung liefert das neue Flötz dichte, feste,
die beiden letzten Flötze kleinstengelige und nur bei vorzüglicher Ofenconstruction
(ähnlich den Saarkohlen) feste Kohks.
Die Kohlen der Gegentrumgrube und Segengottesgrube von Mährisch Rossitz (Nr.
30–32) gehören, mit Ausnahme der Sohlenkohle vom Hauptflötz der
Gegentrumgrube (Nr. 31), welche an der Grenze der Back- und Sinterkohle
liegt, den guten Backkohlen an; die Kohlen der Gegentrumgrube sind halbhart und
schwach glänzend, die der Segengottesgrube weich, mulmig,
von geringem Glanze und dadurch der Kohle von Stockheim in der bayerischen
Oberpfalz, mit welcher sie auch in der Zusammensetzung große Aehnlichkeit besitzen,
nahe verwandt.
II. Westliches Becken.
Die Steinkohlen Niederschlesiens, wie sie in einer reichen Anzahl abbauwürdiger
Flötze auftreten, von denen der hangende Flötzzug die größte Anzahl, der liegendere
die geringere umschließt, enthalten, mit Ausnahme anthracitischer Kohlen, fast alle
Kohlengattungen, von welchen, soweit dieselben bis jetzt untersucht sind, die
Hauptzahl zu den Backkohlen gehört, welche denen von Mons in Frankreich (die früher
besprochen wurden) in ihrer mittleren Zusammensetzung sehr nahe stehen.
Textabbildung Bd. 181, S. 271
Nummer; Auf 1000 Kohlenstoff;
disponibler; gebundener; Wasserstoff; Segengottesgrube:; Achtes Flötz;
Davidgrube:; Hauptflötz; Comb. Graf Hochberggrube:; Zweites Flötz; Fuchsgrube:;
Bradeschacht; Zweites Flötz; Fünftes Flötz; Zehntes Flötz; Glückhilfgrube:; Neue
Heinrichgrube:; Heydtschacht; Viertes Flötz; Sechstes Flötz; Siebentes Flötz;
Wrangelschacht:; Friederikenflötz
Die beste aller Backkohlen dieses Beckens, welche zugleich eine vorzügliche Gaskohle
liefert, ist die Kohle vom Bradeschacht der Fuchsgrube, an welche sich die Kohle der
Graf Hochberggrube (Nr. 35) anschließt, die in ihrer Zusammensetzung mit der
Blattelkohle der Pankrazzeche bei Pilsen (Nr. 50) große Aehnlichkeit besitzt. Diesen
folgen die Kohlen
der Fuchsgrube, welche mit Ausnahme des zweiten und fünften Flötzes (Nr. 37 und 38)
zu den Backkohlen zählen. Die Kohlen des von der Heydtschachtes scheinen, wie die
der später zu besprechenden Zwickauer Kohlenflötze, mit zunehmender Flötztiefe an
backenden Eigenschaften zu verlieren; denn während die Kohle des vierten Flötzes
(Nr. 43) zu den besten Backkohlen gehört, nähert sich die des sechsten Flötzes (Nr.
44) der Sinterkohle, und die des siebenten Flötzes (Nr. 45) ist eine
sauerstoffreiche Gaskohle. Das Friederikenflötz des Wrangelschachtes enthält eine
Gaskohle, welcher die Pechkohle des tiefen Planitzer Flötzes im Zwickauer Becken
nahe steht und sich, wie diese, zur Verkohkung nicht eignet. Auch in diesem Becken
fehlen noch eingehendere chemische Untersuchungen und die Bestätigung einzelner bis
jetzt aus den analytischen Tabellen abgeleiteter Angaben.
Ueber die Qualität der Steinkohlen Böhmens, welche in ihrem Abbau, der Hauptsache
nach, der neuesten Zeit angehören, fehlen noch eingehende Untersuchungen, deren
Resultate uns in den Stand setzen könnten, eingehend über den Werth derselben für
die große Praxis zu berichten. Die Steinkohlenformation tritt in Böhmen nur mit
ihrer oberen, productiven Etage auf und ist in verschiedenen größeren und kleineren
Becken vertheilt, deren Vorkommen sich vorzugsweise auf das westliche Centralböhmen
und das nordöstliche Ende des Landes beschränkt, während dieselben in dem
nordwestlichen Böhmen durch welche Braunkohlenablagerungen ersetzt werden. Die
südliche Hälfte und der östliche Theil des Landes scheint die kohlenführenden
Schichten, mit Ausnahme in der Gegend von Budweis und Pisek, fast gänzlich zu
entbehren. In dem productiven Steinkohlengebirge am Rande des böhmischen
Silurbeckens sind in der Richtung von Osten nach Westen folgende
Steinkohlenablagerungen zu unterscheiden:
1) die Ablagerungen von Kralup-Brandeisl, Kladno u. Rakonitz;
2) die Specialmulden von Bras, Radnitz und Nurschau;
3) die Pilsener Mulde nebst den Specialmulden von Plas, Manetin und Merklin.
In denselben begegnen wir hauptsächlich denjenigen Kohlensorten, welche, durch hohen
Gasgehalt ausgezeichnet, den drei Quadranten: den Backkohlen, Back- und
Gaskohlen, Gas- und Sandkohlen unserer graphischen Karte (Fig. 1 auf Tab. V)
angehören und in folgenden Zahlenwerthen einen vorläufigen Ausdruck finden:
Textabbildung Bd. 181, S. 273
Nummer; Auf 1000 Kohlenstoff;
disponibler; gebundener; Wasserstoff; Muldenzeche in Littitz bei Pilsen:;
Hangendes Flötz; Unterflötz; Schwarzkohle von Grube Blattnitz; Blattelkohle v.
Pankrazzeche bei Pilsen; Thinafeldschacht bei Kladno; 6°m. Flötz, hang.
Bank; 6°m. Flötz Mittelbank; Michaelsschacht bei Brandeisl.; Gute
Qualität; St. Adalbertzeche in Ratonitz; I. Flötzabtheilung; Barbarazeche b.
Lubna bei Rakonitz; Mittelbank; Zwischenmittel der Mittelbank u. Sohlenkohle;
Hauptmann Beyer's Kohlenwerk bei Lottausch
Unter den hier verzeichneten Kohlen tritt die durch ihren hohen Gasgehalt
ausgezeichnete Blattelkohle der Pankrazzeche in Nürschau bei Pilsen (Nr. 50) in den
Vordergrund. Diese der schottischen Boghead-Kohle in ihrer Zusammensetzung
ähnliche Kohle gehört, wie letztere, der Sigillarienzone an, in der man dieselbe als
eine Anhäufung von bituminösen Stoffen zu betrachten hat, die bei Zersetzung jener
saftreichen Bäume sich meist im Liegenden des Kohlenflötzes abgeschieden haben. Die
Blattelkohle hat einen blätterig muschligen Bruch und matten Glanz bei
braunschwarzer Farbe, und ist sehr leicht entzündlich, mit stark rußender Flamme
brennend; sie liefert, da die imprägnirten Theeröle schnell entweichen, sandige
Kohks und ist daher als eine mit bituminösen Stoffen imprägnirte Sandkohle den
bituminösen Schiefern beizuzählen.
In dieselbe Kategorie der Steinkohlen gehört die in neuerer Zeit von Hofmann
Polytechn. Journal Bd. CLXXIV S.
134. beschriebene und untersuchte Glanzkohle von Bentheim in Hannover. Dieselbe
ergab bei der Analyse:
84,1 Proc. C; 8,6 Proc. (W +
W₁); 6,5 Proc. S;
0,8 Proc. Asche
und enthält auf 1000 Kohlenstoff
92,6
disponiblen Wasserstoff,
9,6
gebundenen Wasserstoff,
ein Verhältniß, welches keinem der bis jetzt untersuchten
Fossilien zukommt, und diese Glanzkohle mehr als eine Asphaltmasse erscheinen läßt, welche dem bei der Darstellung der Wylan'schen Patentkohle verwendeten Asphalt in der
Zusammensetzung nahe steht. Letzterer ergab bei seiner Untersuchung:
73,56 Proc. C; 8,08 Proc. (W
+ W₁); 17,79 Proc. S;
0,57 Proc. Asche
und enthält auf 1000 Kohlenstoff
79,1
disponiblen Wasserstoff,
30,1
gebundenen Wasserstoff,
mithin fast gleichen Wasserstoffgehalt, nur mehr
Sauerstoff.
Die Blattelkohle tritt als eine für sich bestehende Bank von 6 bis 12 Zoll
Mächtigkeit in der Schwarzkohle ausgeschieden auf, oder durchzieht letztere in
dünnen Schichten.
Die übrigen Kohlensorten des Pilsener Beckens gehören den leicht verkohlenden,
wasserstoffreichen Backkohlen an und stehen der Grenze der Back- und
Gaskohlen sehr nahe, wohingegen die Kohlen des Rakonitzer Beckens zu den Gaskohlen
zählen und sich in ihrer Zusammensetzung den Saarkohlen fast gleich stellen, daher
auch, wie diese, nur in sehr gut construirten Kohksöfen dichte Kohks zu liefern im
Stande sind.
Die Steinkohlen des Zwickau-Chemnitzer Beckens sind
der Hauptsache nach Gaskohlen, von denen einzelne Sorten sich wieder durch backende
Eigenschaften gleichzeitig charakterisiren. Mit Ausnahme der Rußkohle (Faserkohle),
welche sich den anthracitischen Kohlen nähert und nur durch einen höheren Gehalt an
gebundenem Wasserstoff von letzteren sich unterscheidet, kann man die Zwickauer
Kohlen zu den besten deutschen Kohlen rechnen, indem ihr durchgängig geringer
Aschengehalt sie zu allen technischen Verwerthungsweisen, zu denen Steinkohle
überhaupt verwendet werden kann, geeignet erscheinen läßt. In der äußeren Structur
besitzen dieselben entweder muscheligen oder schiefrig-blättrigen Bruch;
erstere sind vorwaltend Pechkohlen und gehören den tiefer
liegenden Flötzen, welche sämmtlich wenig disponiblen Wasserstoff und daher geringe
backende Eigenschaften besitzen, an; letztere, die Lehe- und
Zechkohlenflötze, liegen über denselben und liefern der Hauptsache nach gute
Backkohlen.
Die Steinkohlen des Plauen'schen Grundes bei Dresden sind
in der Hauptsache Schieferkohlen, bisweilen auch Blätterkohlen, mehr oder weniger
mit feinen Schieferthonschichten durchzogen, wodurch die beiden Sorten bestimmt
werden, in welche der Bergmann wie die Consumenten die Kohle abtheilen, nämlich
welche und harte Schieferkohle, von denen die erstere, die mildere, reinere, zum
Verkohlen brauchbar erscheint, und in Ermangelung besserer Gaskohle zur
Leuchtgasbereitung Verwendung findet, die letztere, aschenreiche und feste
hauptsächlich zu größeren Flammenfeuerungen anwendbar erscheint.
Da nach einem allgemeinen Erfahrungssatze, welcher jedoch mehrere örtliche Ausnahmen
findet, die Kohlen des Plauen'schen Grundes mit der Tiefe an Mächtigkeit und Güte
zunehmen, so ist schon deßhalb und abgesehen von anderen speciellen Veranlassungen,
die Qualität derselben und namentlich die Frequenz der einzelnen Sorten auf
einzelnen Gruben sehr verschieden.
Ein tieferes Eingehen in die Steinkohlenqualitäten des Königreichs Sachsen unter
Anwendung der graphischen Darstellung behalte ich einer späteren Arbeit vor, nachdem
durch zahlreiche, zuverlässige analytische Resultate hinreichendes Material geboten
seyn wird.
––––––––––
Die bisher über die Eintheilung der fossilen Brennstoffe und deren
Hauptunterscheidungsmerkmale gebotenen Mittheilungen hatten den Zweck, in kurzen
Umrissen die charakteristischen, auf wissenschaftlichen Grundlagen fußenden
Eigenschaften der wichtigsten deutschen Kohlensorten zu entwickeln und sie einem
neuen Maaßstabe zu unterbreiten, durch dessen Annahme die Beurtheilung der Fossilien
ebenso erleichtert wie gesichert erscheint. Die bei Aufstellung dieses Maaßstabes
adoptirte Eintheilung der letzteren in die vier Hauptabtheilungen schließt für den
ersten Blick eine gewisse Willkürlichkeit nicht aus, gewinnt aber an Festigkeit,
sobald uns mit derselben gleichzeitig ein Mittel an die Hand gegeben wird, auch über
den Entstehungsproceß der Fossilien mögliche Anhaltspunkte zu erlangen. In Bezug auf
letzteren wurde schon in der Einleitung dieser AbhandlungIn Bd. CLXXX S. 462 dieses Journals. die jetzt wohl allgemein gültige Annahme aufgestellt, daß die fossilen
Brennstoffe (Torf, Braunkohle, Molassenkohle, Schwarzkohle, Steinkohle)
Vermoderungsproducte von Vegetabilien seyen, deren vorwaltend bei Luftabschluß und
unter Wasser verlaufender, sowie durch den Einfluß mittlerer Temperaturen
unterstützter Zersetzungsproceß auf einer in und aus der organischen
Pflanzensubstanz stattfindenden Entwickelung von Kohlensäure und Sumpfgas
(Grubengas) beruhe, welche, als Zersetzungsproducte auftretend, zum Theil von dem
die vermodernden Pflanzen umgebenden Wasser absorbirt werden (Kohlensäure), zum
Theil aus letzterem oder dem feuchten Fossil in gewisser Gleichmäßigkeit entweichen
(Sumpfgas, Grubengas) und dann, sich der Atmosphäre beimischend, mit derselben
explosive Gasgemische, schlagende Wetter bilden können. (Steinkohlen Deutschlands,
Bd. II S. 218.) In dem I. Bande, „Steinkohlen Deutschland etc.“
sagt Professor Geinitz über den Bildungsproceß der
Fossilien: „Wir können mit Fug und Recht die Lager von Steinkohlen, wie
die meisten Anhäufungen der anderen Schwarz- und Braunkohle als die
Torfmoore der Vorwelt bezeichnen. Nur die Materialien, aus welchen dieselben
erzeugt sind und die Zeiten, in die ihre Entstehung fällt, waren sehr
verschieden.... Die Umwandlung des Vegetabils in kohlige Substanz oder Kohle
beruht auf einer allmählichen Concentrirung des in der Pflanzensubstanz
ursprünglich vorhandenen Kohlenstoffs. – Der Anhäufung von Kohlenstoff
ist die Vermoderung am günstigsten und diesem Processe sind die Pflanzenstoffe
der verschiedensten Kohlenlager bei ihrer Bildung vorzugsweise unterworfen
gewesen.“
Vergleichen wir die Zusammensetzung des Holzes mit derjenigen einzelner Fossilien, so
ist es in der That die relativ schnelle Zunahme des Kohlenstoffes in den letzteren,
welche schon bei oberflächlicher Betrachtung der chemisch-analytischen
Resultate zunächst in die Augen fällt. Die aschenfreie Substanz folgender
Brennmaterialien ist folgendermaßen zusammengesetzt:
Kiefernholz
50,9 Proc.
C;
6,3 Proc.
(W + W₁);
42,8 Proc.
S.
Torf
55,2 „
„
5,9 „
„
38,8 „
„
Braunkohle
65,6 „
„
5,3 „
„
29,0 „
„
Molassenkohle
70,9 „
„
5,5 „
„
23,4 „
„
Steinkohle
82,1 „
„
4,3 „
„
13,6 „
„
Versuchen wir es, durch einfache Vergleichung der Bestandtheile des Holzes mit denen
der Fossilien und dieser untereinander ein Bild über die Veränderung zu entwerfen,
welche mit der Holzmasse bei dem Uebergang in Braunkohle oder Steinkohle
vorgegangen, so finden wir zunächst, daß nicht nur durch den Austritt von
Wasserstoff und Sauerstoff in Form von Wasser aus der Zellensubstanz der Pflanze ein
relativ größerer Kohlenstoffgehalt hervorgehen konnte, sondern daß auch der
Kohlenstoff durch den Einfluß der entweichenden Gase in den Zersetzungsproceß der
Pflanze mit hineingerissen werden mußte, sollten sich Substanzen von der
Zusammensetzung der Fossilien erzeugen können und hieraus läßt sich erwarten, daß
bei dem Vermoderungsproceß ebenso bestimmte, meßbare und durch die chemische Formel
ausdrückbare Werthe aufstellbar seyn müssen, wie sie für die Erklärung und
Berechnung des Processes der vollkommenen Verbrennung bereits existiren. Mit dem
Namen Verbrennung im engeren Sinne bezeichnet der Chemiker bekanntlich den unter
wahrnehmbarer Licht- und Wärmeentwickelung verlaufenden Zersetzungsproceß
organischer Substanzen unter dem Einflusse des Sauerstoffs. Verwesung ist der bei nicht wahrnembarer
Licht- und Wärmeentwickelung, weil langsamer
verlaufende Verbrennungsproceß. Endproducte der vollständigsten Verbrennung
oder Verwesung organischer Körper sind Kohlensäure und Wasser. Es unterzieht sich
dieser Ausdruck mit Leichtigkeit jeder Berechnung und unter Uebergehung aller bei
einer unvollständig verlaufenden Verbrennung einschlagenden Verkohlungserscheinungen
vermögen wir im Voraus die Kohlensäuremenge und das Wasserquantum zu bestimmen,
welche bei Verbrennung des Holzes oder der Fossilien, der chemischen Zusammensetzung
der letzteren entsprechend, erzeugt werden mußten.
Die Vermoderung ist der Verlauf eines vorwaltend bei Luftabschluß und unter
Wassereinfluß stattfindenden Spaltungsprocesses vegetabilisch-organischer
Stoffe, bei welchem Sumpfgas und Kohlensäure als Zersetzungsproducte, fossile
Brennstoffe, Kohlen, als Vermoderungsreste auftreten. Bei dem gleichzeitigen
Austritt gleicher Atome Kohlensäure und Sumpfgas aus der vermodernden Pflanze
beträgt deren Quantität nach der Formel:
2C + 2H + 2O =
(CH²)
+
(CO²)
Sumpfgas
Kohlensäure
2 Atome
Kohlenstoff
=
12
Gewichtstheile Kohlenstoff,
2 Atome
Wasserstoff
=
2
Gewichtstheile Wasserstoff,
2 Atome
Sauerstoff
=
16
Gewichtstheile Sauerstoff,
liefern
1 Atom
Sumpfgas
=
8
Gewichtstheile Sumpfgas und
1 Atom
Kohlensäure
=
22
Gewichtstheile Kohlensäure.
Hieraus geht zunächst hervor, daß in dem Grade, in welchem aus
100 Gewichtstheilen organischer Pflanzensubstanz
Kohlenstoff,
Wasserstoff
und
Sauerstoff
im Verhältniß von
12
:
2
:
16
dem Gewichte nach austreten, die Entstehung von 8
Gewichtstheilen Sumpfgas und 22 Gewichtstheilen Kohlensäure bedingt ist, und der
Vermoderungs –, d. i. der Fossilienbildungsproceß an den Pflanzen
vorschreitet. Wir besitzen sonach in diesen Formeln und Zahlenwerthen einen Maaßstab
zur Beurtheilung des Vermoderungsprocesses in seinem successiven Verlaufe.
Die chemische Analyse der Brennmaterialien, deren praktische Ausführung in dem II.
Bande des Werkes „über die Steinkohlen Deutschlands“ eine
ausführliche Besprechung erfahren hat, liefert als Resultat die procentische
Zusammensetzung der ersteren nach ihrem Gehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff,
Sauerstoff, Stickstoff und Aschenbestandtheilen.
Letztere, die Aschenbestandtheile, bleiben bei der Betrachtung der organischen
Substanz unberücksichtigt und unter Hinweglassung derselben sind sämmtliche
vorhandenen Analysen auf den Procentgehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff
und Stickstoff allein umgerechnet worden. Aus dieser Umrechnung ergeben sich nun die
in obiger Tabelle verzeichneten Procentzahlen von den genannten Elementen, bei deren
Zusammenstellung die Sauerstoff- und Stickstoffmenge vereinigt angeführt
worden. Zu der Zusammenlegung des Stickstoff- und Sauerstoffgehaltes (= S) berechtigen die chemischen Beziehungen dieser beiden
Elemente, dem Wasserstoff gegenüber; Stickstoff bildet mit Wasserstoff Ammoniak,
Sauerstoff verbrennt den Wasserstoff zu Wasser. Die Stickstoffmenge der
Pflanzensubstanzen und der Fossilien ist eine verhälnißmäßig geringe und ändert das
Resultat der Berechnung des disponiblen Wasserstoffes um eine wenig maaßgebende
Zahlengröße.
Nach den vorliegenden Analysen von Hofmeister, Heintz, Zinken,
Hofmann und Anderer beträgt der Stickstoffgehalt
im Stroh 0,54 Proc.
„ Heu 2,16 Proc.
„ Torf 0,73–2,16 Proc.
in der Braunkohle 1,16–2,00 Proc.
in der sächsischen Steinkohle 0,11–0,50 Proc.
in der oberschlesischen Steinkohle Königin Louisiengrube 2,49 Proc.
in der westphälischen Steinkohle 0,8–1,7 Proc.
in der Aschweiler Steinkohle 1,20 Proc.
in der Saarbrücker Steinkohle 0,60 Proc.
Obgleich nun 1 Proc. Stickstoff, 0,21 Proc. Wasserstoff, und 1 Proc. Sauerstoff nur
0,125 Proc. Wasserstoff chemisch bindet, so ist doch der Rechnungsfehler bei der
Annahme gleicher Wasserstoffmengen für beide Elemente, gegenüber dem geringen
Stickstoffgehalt, ohne hervorragenden Einfluß auf das Resultat. Zum Beispiel: In 100
Theilen der aschenfreien Kohlensubstanz von Centrumgrube, Flötz Großkohl im
Eschweiler Revier sind nach Heintz enthalten:
87,17 Proc. Kohlenstoff; 4,24 Proc. Wasserstoff; 7,29 Proc. Sauerstoff; 1,23 Proc.
Stickstoff.
Bei der Annahme, daß Sauerstoff und Stickstoff gleiche Mengen Wasserstoff
beanspruchen, berechnet sich auf 1000 Pfund Kohlenstoff in der Kohle
36,42 Pfund disponibler, 12,21 Pfund gebundener Wasserstoff, wohingegen unter
Einführung des Stickstoffs und Sauerstoffs nach ihren äquivalenten Werthen sich 35,10 Pfund disponibler,
und 13,53 Pfund gebundener Wasserstoff ergeben.
In dem vorliegenden Beispiele ist aber eine sauerstoffarme und verhältnißmäßig
stickstoffreiche Sinterkohle des Eschweiler Beckens gegeben, in welcher die
Stickstoffmenge 1/6 des Sauerstoffgehaltes beträgt; ein solcher Sauerstoffmangel und
verhältnißmäßig hoher Stickstoffgehalt ist aber den wenigsten Fossilien eigen, aus
welchem Grunde die in der Berechnung eingeführte Gleichberechtigung des
Stickstoff- und Sauerstoffgehaltes dem Wasserstoff gegenüber für die
Beurtheilung der Brennmaterialien ohne hervorragenden Einfluß zu erkennen ist.
Es erübrigt daher nur noch zu untersuchen, in welcher Weise die Vermoderung einer
Pflanzensubstanz von gegebener Zusammensetzung vorschreitet mit dem Austritt
gleicher Atome Kohlensäure und Sumpfgas in dem Gewichtsverhältniß von
22
Kohlensäure
zu
8
Sumpfgas
=
3 2/3
„
zu
1 1/3
„
aus der organischen Masse der Pflanzen.
Die organische Substanz des Kiefernholzes besteht aus 50 Proc. Kohlenstoff, 6,3 Proc.
Wasserstoff, 42,5 Proc. Sauerstoff und in derselben sind auf 1000 Gewichtstheile
Kohlenstoff
18,6 Gewichtstheile disponibler, 105,1 gebundener Wasserstoff enthalten.
Die Analyse des Weißbuchenholzes hat ferner dessen Zusammensetzung nach Abzug der
Asche ergeben zu:
48,50 Proc. Kohlenstoff, 6,17 Proc. Wasserstoff, 45,33 Proc. Sauerstoff, wornach auf
1000 Gewichtstheile Kohlenstoff, 10,3 Gewichtstheile disponibler und 116,9
gebundener Wasserstoff enthalten sind.
Durch den successiven Austritt von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in Form
von Kohlensäure und Sumpfgas und in dem Gewichtsverhältniß von 3 2/3 zu 1 1/3 der
letzteren, gestalten sich die Vermoderungsproducte von folgender procentischer
Zusammensetzung:
Textabbildung Bd. 181, S. 280
Nummer; Proc. C; Proc. W +
W₁; Proc. S.; Auf 1000 Kohlenstoff; disponibler; gebundener; Wasserstoff;
Vermoderungsproducte aus:; Kiefernholz; Torf; Braunkohlen; Molassenkohle;
Oberschlesische Steinkohlen; Westphälische; Backkohlen des Inde- und
Wormreviers
Textabbildung Bd. 181, S. 280
Nummer; Proc. C; Proc. W +
W₁; Proc. S.; Auf 1000 Kohlenstoff; disponibler; gebundener; Wasserstoff;
Vermoderungsproducte aus; Weißbuchenholz; Torf; Braunkohlen; Steinkohlen v.
Saarbrücken und Zwickau; Sinterkohlen des Inde- und Wormreviers
Zur Erklärung der Entstehung dieser beiden Tabellen möge zunächst folgendes Beispiel
dienen:
Unter der bei Erläuterung des Vermoderungsprocesses gegebenen Voraussetzung, daß sich
im Verlaufe des ersteren Sumpfgas und Kohlensäure im Verhältniß von 11: 4 oder 3
2/3: 1 1/3 dem Gewichte nach entbinden, entsteht durch Abzug von 3 2/3 Proc.
Kohlensäure und 1 1/3 Proc. Sumpfgas, oder von 2 Proc. Kohlenstoff, 0,33 Proc.
Wasserstoff und 2,66 Proc. Sauerstoff aus 50,9 Proc. Kohlenstoff, 6,30 Proc.
Wasserstoff, 42,48 Proc. Sauerstoff, d. i. aus der organischen Substanz des
Kiefernholzes das erste Vermoderungsproduct, zusammengesetzt aus:
50,9 – 2,0 Proc. Kohlenstoff, 6,30 – 0,33 Proc. Wasserstoff und 42,80
– 2,66 Proc. Sauerstoff, welches in 100 Gewichtstheilen seiner Substanz
enthält:
51,47 Proc. C, 6,28 Proc. (W
+ W₁) und 42,24 Proc. S; dieser Zusammensetzung entspricht aber
auf 1000
Kohlenstoff ein Gehalt von
19,5 disponiblem Wasserstoff,
102,5 gebundenem Wasserstoff.
Im fortschreitenden Verlaufe des Vermoderungsprocesses muß demnach der Kohlenstoff
und zugleich der disponible Wasserstoff zunehmen, wie der gebundene Wasserstoff,
also der Sauerstoffgehalt sich vermindert, so daß, nachdem 9 mal 3,66 Proc.
Kohlensäure und 9 mal 1,33 Proc. Sumpfgas, also 18,0 Proc. Kohlenstoff, 3,06
Wasserstoff und 24,00 Proc. Sauerstoff ausgetreten, sich ein Fossil von der
Zusammensetzung
59,82 Proc. C; 6,05 Proc. (W
+ W₁); 34,12 Proc. S
erzeugen mußte,
in welchem auf 1000
Kohlenstoff
29,8 Proc. disponibler Wasserstoff
71,3 Proc. gebundener Wasserstoff
enthalten sind, und der Torf von Vulcaire fast völlig gleich
zusammengesetzt ist. Die aschenfreie Substanz dieser Torfsorte besteht nach Regnault aus
60,40 Proc. C; 5,96 Proc. (W
+ W₁); 33,64 Proc. S
und enthält
auf 1000
Kohlenstoff
29,14 disponiblen Wasserstoff,
69,53 gebundenen Wasserstoff.
Der Austritt von 15mal 3 2/3 Proc. Kohlensäure und 15mal 1 1/3 Proc. Sumpfgas oder
von 30 Proc. Kohlenstoff, 5 Proc. Wasserstoff und 40 Proc. Sauerstoff,
bedingt die Bildung eines Fossils von der Zusammensetzung:
83,60 Proc. C; 5,40 Proc. (W
+ W₁); 11,0 Proc. S
mit 47,9 disponiblem Wasserstoff. 16
Proc. gebundenem Wasserstoff
auf 1000 Kohlenstoff.
In demselben begegnen wir einer Steinkohle, welche ihrer Zusammensetzung nach der
Kohle des Redenflötzes von Königin Louisengrube in Oberschlesien (Heintz) nahezu gleich kommt; denn die aschenfreie
Substanz der letzteren besteht aus:
84,03 Proc. C; 5,13 Proc. (W
+ W₁); 10,84 Proc. S
und enthält
47,08 disponiblen Wasserstoff16,12 gebundenen Wasserstoff
auf 1000 Kohlenstoff.
Tragen wir nun die aus der procentischen Zusammensetzung gewonnenen Resultate nach
letztem Verhältniß auf die graphische Karte Fig. 2 auf Tab. V auf und
bezeichnen wir den Punkt, welcher die Zusammensetzung des Kiefernholzes bezeichnet
mit 1 und die sich aus demselben bildenden Vermoderungsproducte in ihrer successiven
Entstehung mit fortlaufenden Zahlen, so resultirt eine gerade Linie, welche sich
durch die Quadranten der Gas- und Sandkohlen, Back- und Gaskohlen, und
Backkohlen hindurch bewegt, um in dem Punkt 17 zu enden, welcher ein Fossil
andeutet, das der sauerstoffärmsten Backkohle des Inde- und Wormreviers der
Zusammensetzung nach entspricht. In gleicher Weise wurden die Vermoderungsproducte
des Weißbuchenholzes bestimmt und durch deren Uebertragung auf die graphische Karte
(Fig. 2
auf Tab. V) eine gerade Linie erhalten, welche sich nur durch die beiden unteren
Quadranten der Sand-, Gas- und Sinterkohlen bewegt und andeutet, daß
durch die Vermoderung des Buchenholzes nur wasserstoffarme Fossilien entstehen
können.
Vergleichen wir die Lage der diese Linien bestimmenden Punkte mit den bisher
gewonnenen graphischen Darstellungen der wichtigsten deutschen Kohlenbecken, so
finden wir Aehnlichkeit und Beziehungen heraus, welche uns zu dem allgemeinen Schluß
berechtigen, daß die Fossilien durch den in angegebener Weise
angedeuteten Vermoderungsproceß organischer Pflanzenmassen entstanden seyn
müssen, welche letzteren in ihrer Zusammensetzung derjenigen unserer heutigen
Holzarten um so näher gestanden haben, je mehr die chemische Zusammensetzung
ihrer Vermoderungsproducte sich gleicht.
Die auf der graphischen Karte Figur 2 gegebenen zwei
Linien gestatten aber auch noch einen annähernden Schluß auf die Dauer des Verlaufes
der Vermoderung. Wir sehen, wie bei gleichmäßigem Austritt gleicher Atome
Kohlensäure und Sumpfgas die Punkte auf den Linien weiter auseinander rücken, so daß
während im Beginne der Vermoderung die einzelnen Producte schnell aufeinander
folgen, deren Entstehung mit der zunehmenden Zersetzung sich verlangsamt.
In demselben Zeitraum, in welchem bei Beginn der Vermoderung des Kiefernholzes 14 2/3
Kohlensäure und 5 1/3 Sumpfgas austreten, sich also 4 neue Vermoderungsproducte
erzeugen, geht unter Austritt von 3 2/3 Kohlensäure und 1 1/3 Sumpfgas das Fossil
Nr. 14 in dasjenige Nr. 15, die Molassenkohle in Steinkohle über. Der
Vermoderungsproceß des Weißbuchenholzes liefert bis zum Punkte 13 zwölf Fossilien,
deren Entstehungsproceß denselben Zeitraum zu erfordern scheint, welcher zur
Erzeugung der den Punkten 13–18 auf derselben Linie entsprechenden 5
Kohlenarten nothwendig wäre. Aus der vergleichsweisen Entfernungszunahme der Punkte
auf beiden Linien sind wir ferner berechtigt zu schließen, daß der
Vermoderungsproceß sich verlangsamt, je weniger disponiblen Wasserstoff die
organische Pflanzensubstanz ursprünglich enthielt; im Ganzen genommen ist daher der
Uebergang der Gaskohlen in Sinterkohlen ein langsamerer, als der der Gas –
und Sandkohlen in Backkohlen; die Einterkohle muß folglich älter als die Backkohle,
die Backkohle älter als die Back- und Gaskohlen seyn.
Die hier und im Vorhergehenden entwickelten Ansichten entbehren zwar, weil völlig
neu, noch der praktischen Bewährung, bieten aber dem Praktiker schon jetzt den
Schlüssel zur Beantwortung einer Reihe der wichtigsten Fragen auf dem Gebiete der
Brennmaterialienkünde und machen letztere selbst erst zu einem
wissenschaftlich begründeten Lehrzweige, wie sie andererseits den
chemisch-analytischen Resultaten der Steinkohlenuntersuchungen einen
gebührenden Werth sichern Es ist die im Vorhergehenden angebahnte Betrachtungsweise
jedoch mit allen jenen Arbeiten in Parallele zu ziehen, durch welche auf einem noch
wenig bekannten und wenig geordneten Gebiete von größeren Dimensionen eine
wissenschaftliche Eintheilung nach allgemeinen Gesichtspunkten zu erzielen versucht wird. Jede Landkarte erscheint erst nach
mehrfacher Bearbeitung und nach vielseitigen Revisionen werthvoll; möge auch diese
graphische Darstellung auf dem Gebiete der Brennmaterialienkunde, zum erstenmale den
Praktikern in die Hand gegeben, der eingeschlichenen Fehler durch rege Betheiligung
sachkundiger Fachmänner an den analytischen Arbeiten der Chemiker sich recht bald
entledigt und in wünschenswerther Weise durch letztere vervollständigt sehen.Berichtigung. In der vorhergehenden Abhandlung,
Seite 48 in diesem Bande, lese man Zeile 18 von oben 3000 Zoll anstatt 2000
Zoll.A. d. Red.