GLÜCKAUF

nicht allein in verkokungstechnischer Hinsicht ihrenpraktischen Wert, sondern berührt ganz allgemeinalle weiterverarbeitenden Prozesse der Kohlenindustrie,z. B. die Brikettierung und nicht minderauch die Hydrierung.Im vorliegenden Falle ist deshalb in erster Liniedie kohlenchemische Analyse der Aufbereitungserzeugnissefür die Errechnung des Trennungserfolgesherangezogen worden. Bevor darauf eingegangenwird, sollen die in Betracht kommendenchemischen Grundlagen kurz erörtert werden.Wie eingangs erwähnt, sind am Aufbau der Kohle4 verschiedene, selbst mikroskopisch mehr oderminder unterscheidbare Stoffe beteiligt. Die Bituminabestehen aus hochpolymerisierten Harzen undWachsen und wahrscheinlich noch aus ändern,chemisch noch unbestimmten organischen Stoffen.Sie können mit Pyridin nach achtstündigem Kochenam Glyzerinbade herausgelöst w erden1. Die W eiterverarbeitungund Isolierung erfolgt mit Äthyläther inder Soxhletvorrichtung. Ihre Mengen sind jedoch sogering, daß sie grenzflächenchemisch in der selektivenSteinkohlenflotation vernachlässigt werden können.Die Humine sind jene Stoffe, die sich mit alkalischerPermanganatlösung abbauen und in Lösungbringen lassen. Über besondere Untersuchungen desVerlaufes dieser Reaktion hat F ra n c is berichtet2.Danach handelt es sich um eine monomolekulareReaktion. Das Verhältnis des aus dem Permanganatverbrauchten Sauerstoffs zur aufgelösten Huminmengeist für jede Kohle in den ersten Stufen derOxydation nahezu stetig; erst am Schluß der Reaktionnimmt es plötzlich zu. Von da an schreitet dieOxydation ohne entsprechende Abnahme des Rückstandesvorwärts. Hier beginnen bereits die huminähnlichenorganischen Stoffe zu oxydieren und ebensolangsam in Lösung zu gehen. Auf Grund von vielenReihenversuchen konnte dort festgestellt werden, daßfür jede Kohle entsprechend dem ihr eigenen Huminanteilund ihrem Inkohlungsgrad ein Reaktivitätsfaktorkennzeichnend ist. Dieser Faktor K stellt denKoeffizienten der Reaktionsgeschwindigkeit dar undist gegeben durch die Beziehung x = a ( l - e _Kt); darinbedeutet x die in der Zeit t gelöste Huminmenge unda die zur vollständigen Zersetzung der Humine erforderlicheOxydationsmittelmenge. Je chemisch reifereine Kohle ist, desto kleiner wird die Reaktionsgeschwindigkeit.Diese soll nahezu der reziproke W ertdes Koeffizienten K sein. Mit Hilfe einer alkalischenPermanganatlösung lassen sich also die regenerierbarenHumine in Lösung bringen. Die so behandelteextrahierte Kohle wird demnach nur noch die huminähnlichenStoffe als semi-inerte oder opake Masse derKohle und die organisierten Pflanzenreste enthalten.In den letzten Stufen der alkalischen Permanganatreaktionbeginnt allmählich auch die opake Masse zuoxydieren. Ihre Reaktionsfähigkeit ist bei weitem geringerals die der eigentlichen Humine, so daß manbei der Oxydation und Verseifung mit Permanganatund Alkali von einem gut bestimmbaren Endpunktder Reaktion sprechen kann.In verstärktem Maße werden die huminen Kohlenbestandteilebekanntlich von dem Schulzeschen Rea-1 W h e e le r : The rational analysis of coal, Colliery Ouard. 142 (1931)S. 1878.2 F r a n c is: The mechanism of the alkaline permanganat oxidationof coal, Fuel 12 (1933) S. 128.gens angegriffen, einer Mischung von Salpetersäure,W asser und Kaliumchlorat. Sämtliche Stoffe werdendamit bis auf die organisierten Pflanzenreste oxydiertund lassen sich sodann mit Alkali verseifen. Der Endpunktder Reaktion mit alkalischer Permanganatlösungtritt im Vergleich zu der verstärktenOxydation mit dem Schulzeschen Reagens etwasfrüher ein. Das Alkalipermanganatverfahren läßt alsodie opake Masse mehr oder weniger unberührt, sodaß es mit Hilfe dieser beiden kohlenchemischenAnalysenverfahren möglich ist, die eigentlichenHumine, die semi-inerte oder opake Masse und dieorganisierten Pflanzenreste, voneinander zu trennenund mengenmäßig zu erfassen.Für die Beurteilung von reaktionsfähigen undinerten Aufbereitungserzeugnissen, wie sie bei derselektiven Kohlenflotation anfallen, kann man demnachdie kohlenchemische Analyse mit Hilfe desSchulzeschen Reagens vorteilhaft heranziehen. Selbstdie Trennung der Kohle durch Schwimmaufbereitungin ihre Gefügebestandteile Glanz-, Matt- und Faserkohle,also eine Trennung nach petrographischen Bestandteilen,wird sich der kohlenchemischen Analysebedienen können, da bekanntlich der Gehalt an inertenBestandteilen im allgemeinen von der Faserkohle überdie Mattkohle zur Glanzkohle abnimmt1. Die Unterschiedein den Anteilen an organisierten Pflanzenrestensind besonders groß zwischen der Faserkohleund der Glanz- bzw. Mattkohle.Bei der kohlenchemischen Analyse der einzelnenFlotationserzeugnisse muß man noch die chemischeReife der Ausgangskohle beachten. Mit zunehmenderInkohlung werden die regenerierbaren huminen Stoffeimmer reaktionsträger; das Oxydationsmittel, das zurLösung dieser Stoffe imstande sein soll, muß dahermit zunehmender Reife der Kohle stärker werden. Diebekannte Abhängigkeit der Oxydierbarkeit der Kohlenvon ihrer chemischen Zusammensetzung oder ihrerchemischen Reife ist bereits eingehend untersuchtworden2. Diese Untersuchungen haben folgende Ergebnissegezeitigt. Chemisch junge Kohlen (lowerrank) nehmen bei der Oxydation größere Mengen anSauerstoff auf als chemisch reifere Kohlen, was aufdem Vorherrschen einer großem Anzahl von reaktionsfähigenMolekelgruppen beruhen soll. Außerdemsollen die Gruppen einen großem Kohlenstoffgehaltaufweisen. Die durch die chemische Strukturbedingte Unbeständigkeit der chemisch jüngernKohlensubstanz hat zur Folge, daß eine Bestimmungder Reaktionsfähigkeit der Kohle mit Hilfe vonOxydationsmitteln mit Fehlern behaftet und dahernicht anwendbar ist.Chemisch reifere Kohlen liefern jedoch sehr gutbrauchbare Werte. Nach dem Kohlenstoffgehalt derAusgangskohle richtet sich die Konzentration desOxydationsmittels. Demnach ergeben kohlenchemischeAnalysen von Kohlen mit Kohlenstoffgehalten von7 9 -9 0 o/o mit den entsprechenden Konzentrationen anSalpetersäure, W asser und Kaliumchlorat stetigeMengen an organisierten Pflanzenresten, also inertenBestandteilen, bei demselben Kohlenstoffgehalt derKohlen unter gleichen Versuchsbedingungen.Zur Ermittlung des Trennungserfolges ist somitbei den vorliegenden Untersuchungen das kohlen-1 F r a n c is und W h e e le r , Safety Mines Res. Bd. 1926, Nr. 28.a F r a n c is und M o r r is: Relationship between oxidizability andcomposition of coal, Bull. Bur. Mines, Nr. 340.