Industriemineralien Grundlagen unserer Welt Industriemineralien sind natürliche Mineralien und Steine, die wir auf der ganzen Welt finden. Die Erdkruste setzt sich aus Mineralien zusammen, aber nur einige davon werden abgebaut. Attapulgit, Baryte, Bentonit, Borate, Calciumcarbonat, Diatomit, Feldspat, Gips, Kaolin, Glimmer, Perlit, plastischer Ton (auch Töpferton), Sepiolit, Siliziumdioxid, Talk, Vermiculit, Wollastonit und Zeolithe sind lauter Industriemineralien. Feldspat ist zum Beispiel das am weitesten verbreitete Mineral auf der Erde und macht 51% der Erdkruste aus, während Siliziumdioxid 12% repräsentiert. Industriemineralien sind in den meisten industriellen Prozessen unverzichtbar. Sie sind ein wesentliches Element in Farben, Elektronik, Metallguss, Papier, Kunststoff, Keramik, Reinigungsmitteln, Pharmazeutika, Kosmetika, Baumaterialien und Landwirtschaft, um nur einige zu nennen. Sie werden auch als Hilfsstoffe in der Lebens- und Futtermittelindustrie verwendet und werden im Umweltmanagement immer wichtiger (Abgasreinigung, Kläranlagen, usw.). Der Bereich der Industriemineralien Die Branche im Überblick Im Sektor der Industriemineralien finden wir zum Grossteil Klein- und Mittelbetriebe, aber auch einige der größten internationalen Konzerne der Welt. Anders als andere Bergbausektoren sind der europäische Industriemineraliensektor und seine Märkte weitgehend autark. In ganz Europa gibt es Minerallagerstätten, in allen europäischen Ländern werden Mineralien abgebaut. Die europäischen Hersteller von Bentonit, Boraten, Calciumcarbonaten, Diatomit, Feldspat, Kaolin, plastischem Ton, Siliziumdioxid und Talk - Mitglieder von IMA-Europe - betreiben mehr als 400 Minen und Steinbrüche und 300 Werke in ganz Europa. Sie beschäftigen etwa 40.000 Menschen direkt und verarbeiten jährlich etwa 80 Millionen Tonnen Industriemineralien. Dadurch tragen sie mit etwa 5 Milliarden Industriemineralien. Grundlagen unserer Welt. Euro zum europäischen Bruttoinlandsprodukt bei. Wenn nachgelagerte Sektoren wie Glas, Gießereien, Keramik, Papier, Farben, Kunststoffe usw. mit einbezogen werden, liegen diese Zahlen noch um mehrere Größenordnungen höher. Industriemineralien und nachhaltige Entwicklung Obwohl der Mensch schon seit Tausenden von Jahren Mineralien abbaut und es Nachweise für den Abbau in Steinbrüchen in großem Stil schon seit dem Neolithikum gibt, wurden der Sektor der Industriemineralien und dessen Auswirkungen auf seine Mitarbeiter und die lokalen Bevölkerungsgruppen noch nicht gründlich untersucht. Daher hat sich der Sektor der Industriemineralien dem Konzept der “Nachhaltigen Entwicklung” verschrieben, deren Grundlagen auf den drei Pfeilern wirtschaftliche Entwicklung, soziale Entwicklung und Umweltschutz ruhen. Die Orientierung an diesen drei Grundsätzen wird gewährleisten, dass die Bedürfnisse der heutigen Generation erfüllt werden können, ohne die Möglichkeit zukünftiger Generationen einzuschränken, ihre eigenen Bedürfnisse zu erfüllen - das ist die Definition von “Nachhaltiger Entwicklung”. In dieser Hinsicht hat die Mitteilung der Europäischen Kommission zur Förderung der nachhaltigen Entwicklung in der nichtenergetischen mineralgewinnenden Industrie der EU, COM (2000) 265 final, den Prozess der Integration der Grundsätze der nachhaltigen Entwicklung in die Politik unseres Sektors beschleunigt. Diese Politik in Form von Vorschriften und freiwilligen Vereinbarungen haben zu einer ständig steigenden Anzahl von Kontroll- und Sicherheitsmaßnahmen geführt, die durch die Steinbruchbetreiber angenommen und umgesetzt wurden, um ein hohes Maß an Umweltschutz sowie Schutz von Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter und lokalen Bevölkerungsgruppen zu gewährleisten. Diese Maßnahmen umfassen Umweltverträglichkeitsprüfungen (UVP), Genehmigungsverfahren, Sanierungspläne, Investitionen in moderne technische Ausstattung, Grenzwerte
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IndustriemineralienGrundlagen unserer WeltIndustriemineralien sind natürliche Mineralien und Steine, diewir auf der ganzen Welt finden. Die Erdkruste setzt sich ausMineralien zusammen, aber nur einige davon werdenabgebaut. Attapulgit, Baryte, Bentonit, Borate,Calciumcarbonat, Diatomit, Feldspat, Gips, Kaolin, Glimmer,Perlit, plastischer Ton (auch Töpferton), Sepiolit,Siliziumdioxid, Talk, Vermiculit, Wollastonit und Zeolithe sindlauter Industriemineralien. Feldspat ist zum Beispiel das amweitesten verbreitete Mineral auf der Erde und macht 51% derErdkruste aus, während Siliziumdioxid 12% repräsentiert.
Industriemineralien sind in den meisten industriellen Prozessenunverzichtbar. Sie sind ein wesentliches Element in Farben,Elektronik, Metallguss, Papier, Kunststoff, Keramik,Reinigungsmitteln, Pharmazeutika, Kosmetika, Baumaterialienund Landwirtschaft, um nur einige zu nennen. Sie werdenauch als Hilfsstoffe in der Lebens- und Futtermittelindustrieverwendet und werden im Umweltmanagement immerwichtiger (Abgasreinigung, Kläranlagen, usw.).
Der Bereich der Industriemineralien
Die Branche im ÜberblickIm Sektor der Industriemineralien finden wir zum GrossteilKlein- und Mittelbetriebe, aber auch einige der größteninternationalen Konzerne der Welt.
Anders als andere Bergbausektoren sind der europäischeIndustriemineraliensektor und seine Märkte weitgehend autark.In ganz Europa gibt es Minerallagerstätten, in alleneuropäischen Ländern werden Mineralien abgebaut.
Die europäischen Hersteller von Bentonit, Boraten,Calciumcarbonaten, Diatomit, Feldspat, Kaolin, plastischemTon, Siliziumdioxid und Talk - Mitglieder von IMA-Europe -betreiben mehr als 400 Minen und Steinbrüche und 300 Werkein ganz Europa. Sie beschäftigen etwa 40.000 Menschen direktund verarbeiten jährlich etwa 80 Millionen TonnenIndustriemineralien. Dadurch tragen sie mit etwa 5 Milliarden
Industriemineralien. Grundlagen unserer Welt.
Euro zum europäischen Bruttoinlandsprodukt bei. Wennnachgelagerte Sektoren wie Glas, Gießereien, Keramik, Papier,Farben, Kunststoffe usw. mit einbezogen werden, liegen dieseZahlen noch um mehrere Größenordnungen höher.
Industriemineralien und nachhaltige EntwicklungObwohl der Mensch schon seit Tausenden von JahrenMineralien abbaut und es Nachweise für den Abbau inSteinbrüchen in großem Stil schon seit dem Neolithikum gibt,wurden der Sektor der Industriemineralien und dessenAuswirkungen auf seine Mitarbeiter und die lokalenBevölkerungsgruppen noch nicht gründlich untersucht. Daherhat sich der Sektor der Industriemineralien dem Konzept der“Nachhaltigen Entwicklung” verschrieben, deren Grundlagenauf den drei Pfeilern wirtschaftliche Entwicklung, sozialeEntwicklung und Umweltschutz ruhen. Die Orientierung andiesen drei Grundsätzen wird gewährleisten, dass dieBedürfnisse der heutigen Generation erfüllt werden können,ohne die Möglichkeit zukünftiger Generationen einzuschränken,ihre eigenen Bedürfnisse zu erfüllen - das ist die Definition von“Nachhaltiger Entwicklung”.
In dieser Hinsicht hat die Mitteilung der EuropäischenKommission zur Förderung der nachhaltigen Entwicklung in dernichtenergetischen mineralgewinnenden Industrie der EU, COM(2000) 265 final, den Prozess der Integration der Grundsätzeder nachhaltigen Entwicklung in die Politik unseres Sektorsbeschleunigt. Diese Politik in Form von Vorschriften undfreiwilligen Vereinbarungen haben zu einer ständig steigendenAnzahl von Kontroll- und Sicherheitsmaßnahmen geführt, diedurch die Steinbruchbetreiber angenommen und umgesetztwurden, um ein hohes Maß an Umweltschutz sowie Schutzvon Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter und lokalenBevölkerungsgruppen zu gewährleisten.
Diese Maßnahmen umfassen Umweltverträglichkeitsprüfungen(UVP), Genehmigungsverfahren, Sanierungspläne,Investitionen in moderne technische Ausstattung, Grenzwerte
für Lärm- und Staubbelastung, neue Straßen zur Bewältigungvon Verkehrsproblemen, usw.
Planung, Eröffnung, Betrieb, Führung und Schließung einesSteinbruchs sind Teil eines durchdachten und genauen Plans,der keinen Raum für Unsicherheiten lässt.
Die Verbesserungen im Umweltschutz, die dienichtenergetische, nicht metallgewinnende Industrie erreichthat, sind überwältigend. Steinbrüche werden heute als einerder signifikanten Ursprünge von Lebensraumdiversität undArtenvielfalt gesehen. Es gibt zahlreiche Beispiele fürSteinbrüche, die sich zu interessanten biologischen Zonenentwickelt haben, oder eine bedrohte Art gerettet oder neueLebensräume geschaffen haben. Und das nicht nur nach derSchließung von Steinbrüchen, sondern oft auch während desaktiven Betriebs.
Nähere Informationen zur aktuellen Politik dernichtenergetischen mineralgewinnenden Industrie finden Sie inder Publikation “Good Environmental Practice in the EuropeanExtractive Industry: a Reference Guide” (kann von derWebseite von IMA-Europe heruntergeladen werden).
Die Initiative zur Erstellung dieses Leitfadens entstand aus derKooperation zwischen der Generaldirektion Unternehmen derEuropäischen Kommission und den wichtigsten Handels-verbänden des Sektors.
2001 haben IMA-Europe und Eurogypsum einen Auszug desLeitfadens mit Beispielen aus den BereichenIndustriemineralien und Gips veröffentlicht.
In bezug auf Gesundheitsschutz und Sicherheit am Arbeitsplatzengagier t IMA-Europe sich aktiv in verschiedeneninternationalen Verbänden und europäischen Arbeitsgruppen,wie zum Beispiel im Ausschuss Gesundheitsschutz derKommission für Sicherheit und Gesundheitsschutz derBergbau- und anderen mineralgewinnenden Industrien, in der
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Nähere Informationen erhalten Sie bei:
IMA-Europe The European Industrial Minerals Association
Sektion Bergbau des Internationalen Sozial-versicherungsverbands (ISSA), in der ArbeitsgruppeArbeitsplatzgrenzwerte des Europäischen ArbeitgeberverbandsUNICE, usw.
InitiativenDie IMA und ihre Mitgliedsverbände geben regelmäßigForschungsprojekte zur Gewährleistung des sicheren Einsatzesvon Industriemineralien in Auftrag. In seiner Sorge um dieHarmonisierung der Arbeitsbedingungen in seinem Sektorinitiier t der Verband Projekte zur Verbesserung derIndustriehygiene wie zum Beispiel zur Staubkontrolle amArbeitsplatz.
Was ist Calciumcarbonat?Calciumcarbonat ist ein außergewöhnliches Mineral. Diechemische Formel CaCO3 steht für einen Rohstoff, der in derNatur weit verbreitet ist – gelöst in Flüssen und Meeren,geschmolzen als “kalte” Carbonatit-Lava oder fest als Mineralin Form von Stalaktiten, Stalagmiten oder als Hauptbestandteilganzer Bergketten. Pflanzen und Tiere brauchenCalciumcarbonat zur Bildung ihrer Skelette undMuschelschalen. Auch der moderne Mensch könnte sich einLeben ohne Calciumcarbonat kaum vorstellen. Nahezu jedesProdukt in unserem täglichen Leben enthält entwederCalciumcarbonat oder hatte mit diesem Mineral währendseiner Herstellung Kontakt
Die Erdkruste enthält über 4% Calciumcarbonat. Damit gehörtCalciumcarbonat (das in der Natur in den dreiKristallmodifikationen Calcit, Aragonit und Vaterit vorliegt) nachden Silikaten zu den wichtigsten gesteinsbildenden Mineralenüberhaupt. Gesteine sind nicht die einzigenCalciumcarbonatlagerstätten in der Natur. Die meistenWasserläufe und zahllose Pflanzen und Tiere enthalten enormeMengen an Calciumcarbonat. Die Verbindung zwischen diesennatürlichen Ressourcen ist der Calciumcarbonat-Kreislauf.
Pflanzen und Tieren nehmen Calciumcarbonat aus demWasser auf – wo es in gelöster Form alsCalciumhydrogencarbonat Ca(HCO3)2 vorkommt – und bauendamit ihre Skelette und Muschelschalen auf. Nach ihrem Todbilden Muscheln, Kokkolithen, Algen und KorallenSedimentablagerungen auf Meeresböden – derGesteinsbildungsprozess beginnt.
Die erste Stufe dieses Prozesses ist die Sedimentierung beider Kreide und Kalkstein entstehen. Kreide ist ein schwachverdichtetes sedimentäres Calciumcarbonatgestein, dessenDiagenese unvollständig geblieben ist. Wenn dieSedimentierung abgeschlossen ist, führt das zur Bildung vonKalkstein. Findet die Sedimentierung in magnesiumhaltigemWasser statt, kommt es zu Dolomitisierung. Ein Teil derCalciumionen im Kristallgitter wird durch Magnesiumionenersetzt, Dolomit CaMg[CO3]2 entsteht. Marmor ist einmetamorphes Gestein, das durch Umkristallisierung vonKalkstein unter hohem Druck und hoher Temperatur entsteht.
Die Carbonatgesteine, Kreide, Kalkstein, Dolomit undMarmorgestein sind Erosion ausgesetzt, sie lösen sich unterdem Einfluss von Wind, Temperatur und Wasser auf, und derZyklus kann von Neuem beginnen.
Viele nützliche Eigenschaften – mannigfaltigeAnwendungenCalciumcarbonatgesteine sind auf der ganzen Welt verbreitet,deshalb gehören sie auch schon seit mehr als 5000 Jahren zuden am weitesten verbreiteten Rohstoffen. Vor langer Zeit
Calciumcarbonat
bauten die Ägypter ihre Pyramiden aus Kalkstein, und heuteverwenden wir noch immer Hunderte Millionen TonnenCalciumcarbonat allein in der Bauwirtschaft. Obwohl eszahlreiche Lagerstätten gibt, haben nur einige eine ausreichendhohe Qualität um abgebaut zu werden, und noch wenigerLagerstätten liefern Rohstoffe für eine industrielle undlandwir tschaftliche Nutzung außerhalb der Bau- undStraßenbauindustrie. Nur wenn Reinheit, Weißgrad,Mächtigkeit und Homogenität akzeptabel sind, zahlt sich derkommerzielle Abbau aus. Nach dem Abbau sind weitereBehandlungsschritte erforderlich, um natürlicheCalciumcarbonate höchster Qualität, im Allgemeinen als GCC(Ground Calcium Carbonate) bekannt, zu erhalten. PCC(Precipitated Calcium Carbonate) ist ein synthetischesCalciumcarbonat, das industriell hergestellt wird.
Sowohl GCC als auch PCC können in vielen verschiedenenAnwendungen eingesetzt werden. Für jede Endanwendung gibtes ein Produkt nach Maß, in dem Feinheit undKorngrößenverteilung optimal ausgewogen sind, um dietechnischen Anforderungen dieser besonderen Anwendung zuerfüllen.
● Papier: Im Laufe der vergangenen 30 Jahre ist derVerbrauch von Calciumcarbonat enorm angestiegen, wobeierst Calciumcarbonat die Umstellung der Papierfabriken vonder sauren zur neutralen Papierherstellung ermöglicht hat.Heute ist Calciumcarbonat das am häufigsten eingesetzteMineral in der Papierherstellung. GCC und PCC werden alsFüllstoffe und Streichpigmente verwendet und sorgen dafür,dass moderne Papiere hoch weiß und glänzend sind sowiegute Druckeigenschaften aufweisen.
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● Kunststoffe: Calciumcarbonat ist das mit Abstandwichtigste Mineral in der Kunststoff-Verarbeitung. SeinAnteil liegt bei mehr als 60 Gew.-% am gesamten Markt derFüll- und Verstärkungsmittel. Die wichtigsten Anwendungenumfassen Weich- und Hart-PVC, ungesättigte Polyester,Polypropylen und Polyethylen. Andere wichtigeNutzungsbereiche sind die Gummiverarbeitung,Teppichrückseiten aus geschäumtem Latex,Dichtungsmassen und Klebstoffe.
Calciumcarbonat ist nicht nur ein Füllstoff, der zurKostenreduzierung und zur Schonung der Erdölressourcenverwendet wird. Viele Eigenschaften des Kunststoffeskönnen durch den Zusatz von Calciumcarbonat beeinflusstwerden. Atmende PE-Folien für Hygieneprodukte und dieBauwirtschaft, zum Beispiel, können nur mit einem Füllstoffwie Calciumcarbonat hergestellt werden.
● Farben & Lacke: In Farben und Lacken hatCalciumcarbonat sich den Platz des wichtigsten Extenderserobert. Feinheit und Korngrößenverteilung können zurOpazität von Beschichtungssystemen beitragen. Darüberhinaus verbessert Calciumcarbonat die Wasserfestigkeit,den Korrosionsschutz und die rheologischenEigenschaften. Weiterhin bietet es geringen Abrieb,geringen Elektrolytgehalt sowie einen pH-stabilisierendenEffekt. In Produkten auf Wasserbasis senktCalciumcarbonat die Trocknungszeit.
● Umwelt: Als natürliches Produkt eignet sichCalciumcarbonat perfekt für Anwendungen imUmweltschutz. Abgasentschwefelung, Trinkwasser-aufbereitung, Abwasserklärung und Kalken von Wäldernund Seen zur Neutralisierung von saurem Regen sind nureinige Beispiele von zukunftsträchtigen Einsatzbereichen fürCalciumcarbonat. Es bietet einen natürlichen Puffereffektund wirkt als Schmutzfilter. Diese Eigenschaften geltengleichermaßen auch für abgeleitete Produkte.
● Landwirtschaft: Calcium-Dünger waren die ersten Dünger,die in großem Maßstab eingesetzt wurden. Schon dieGriechen und Römer kannten ihre Eigenschaften. DerEinsatz dieser Dünger garantiert eine adäquate Versorgungder Pflanzen mit Calcium und stabilisiert den pH-Wert desBodens. Diese Eigenschaften machen Calciumcarbonat zueinem wichtigen Düngemittel für Land- und Forstwirtschaft.Jahr für Jahr werden allein in Europa über 4,5 MillionenTonnen für diese Märkte geliefer t. Eine weiterelandwir tschaftliche Nutzungsmöglichkeit vonCalciumcarbonat ist die Verwendung als Calciumzusatz inMischfutter.
● Diverse: Glas, Keramik und Tafelkreide sind, gemeinsammit Reinigungs-, Zahnpflege- und Kosmetikprodukten,einige Beispiele für die umfassende Palette vonAnwendungen von Calciumcarbonat in der industriellenProduktion. Als natürliches Mineral hat Calciumcarbonateine Vielzahl von Eigenschaften, die es zu einem idealenRohstoff für sehr unterschiedliche Anwendungen machen.Jedes Calciumcarbonat ist anders. Ob niedrigerEisenoxidgehalt für die Produktion von hochwertigenGläsern, Zulassung zur Verwendung in Lebensmitteln, guterPuffereffekt oder geringer Abrieb – Calciumcarbonat passtimmer.
Nähere Informationen erhalten Sie bei:
CCA-Europe – The European Calcium CarbonateAssociation (Mitglied von IMA-Europe)
In der Industrie werden vor allem die kristallinen Formen desSiO2, Quarz und Cristobalit verwendet. Beide werden als Sandoder als Mehle verkauft, die aus feineren Partikeln bestehen.
Quarz ist hart, chemisch inert und hat wegen der starkenBindung zwischen den Atomen einen hohen Schmelzpunkt.Das sind Eigenschaften, die in vielen industriellenAnwendungen hoch geschätzt werden.
Quarz ist normalerweise farblos oder weiß, ist aber oft durchUnreinheiten wie zum Beispiel Eisen gefärbt. Quarz kanndurchsichtig bis durchscheinend sein - daher sein Einsatz inder Glasherstellung - und hat einen glasartigen Glanz. Je nachder Entstehung des Quarzsands können die Quarzkörnerscharf und kantig oder abgerundet sein.
Für den Einsatz in der Industrie sind reine Quarzlagerstätten miteinem Gehalt von mindestens 98% SiO2 erforderlich. Quarzkann aus Sandstein, Quarzit und lose verbundenen oder nichtverfestigten Sandlagerstätten gewonnen werden.
Quarz in hoher Qualität wird normalerweise in nichtverfestigten Lagerstätten unter dünnen Schichten von Abraum
gefunden. Er wird auch als ‘Quarzadern’ innerhalb andererGesteine gefunden. Diese Adern, auch Quarzgänge genannt,können viele Meter dick sein.
Quarzsandlagerstätten werden normalerweise in Tagebauen(über und unter dem Grundwasserspiegel) abgebaut, und dasabgebaute Material kann vor dem Verkauf sehr unterschiedlichverarbeitet werden. Die Ziele der Aufbereitung sind dieReduzierung von Verunreinigungen sowie dieQualitätsverbesserung des vorhandenen Quarzsandes und dieErreichung der optimalen Korngrößenverteilung des Produktsfür die jeweilige Endanwendung.
Nach der Aufbereitung wird der Sand in feuchtem Zustand oderauch getrocknet verkauft. Die Trockenvermahlung inKugelmühlen mit Mahlkugeln aus Flintstein oder Tonerde istdas am häufigsten verwendete Verfahren zur Herstellung vonQuarz- und Cristobalitmehl.
Da es keine wir tschaftlich nutzbaren, natürlichenCristobalitressourcen gibt, muss Cristobalit durch diethermische Umwandlung von Quarz in einem Drehrohrofen beihohen Temperaturen (> 1500°C) unter Einsatz einesKatalysators hergestellt werden.
Viele nützliche Eigenschaften – mannigfaltigeAnwendungen ● Farben und Kunststoffe, Polymermischungen, Gummi,
Dichtungsmassen und Klebstoffe: Quarz und Cristobalitwerden in ihrer feinsten Form als Mehl als verstärkenderFüllstoff in diesen Produkten eingesetzt. Quarzmehl sorgtfür Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb und chemischeAngriffe. Selbstreinigende Beschichtungen fürAußenmauern und Offshore- oder Marinelacke für höchsteBeanspruchungen sind typische Beispiele. Durch dieeigenleitenden Eigen-schaften von Quarzmehlbietet es sich auch für denEinsatz in Kunststoffen zurVergusskapselung vonelektronischen Bestand-teilen an.
Was ist Quarz?Quarz ist der Name für ein Mineral, das aus Silizium undSauerstoff besteht, den beiden häufigsten Elementen in derErdkruste. Trotz seiner einfachen chemischen Formel SiO2gibt es Quarz in vielen verschiedenen Formen. Wenn SiO2 inder kristallinen Form auftritt spricht man von Quarz, manchmalbezeichnet man es auch als kristalline Kieselsäure oderkristallines Siliziumdioxid. In der Natur entsteht SiO2 durchVerwitterung. Er tritt im amorphen – also ungeformten -Zustand in manchen Kieselalgen usw. auf.
Kristallines SiO2 tritt in verschiedenen kristallinen Formen oderPolymorphen auf, von denen Quarz am häufigsten vorkommt.Quarz ist das zweithäufigste Mineral auf der Erdoberfläche undwird in fast allen Gesteinsarten gefunden, also in Eruptiv-,metamorphen und sedimentären Gesteinen. Da er so häufigvorkommt, ist Quarz in nahezu allen mineralischen Rohstoffenvorhanden. Er kommt im Muttergestein vor, im abgebautenErz, im Boden und der Überdeckung über denRohstoffvorkommen, der Abraum genannt wird.
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● Keramik: Typische Produkte des täglichen Lebens wieTafelgeschirr, Sanitärwaren, Stuck und Wand- undBodenfliesen, aber auch High-Tech-Keramik enthaltenQuarzmehl. Es wurde fein vermahlen, um so einenwesentlichen Bestandteil von Keramikglasuren zu bilden.Quarz ist ein Hauptbestandteil in der Herstellung vonfeuerfesten Ziegeln, Auskleidung und Wannen vonGießpfannen.
● Glas: Quarz ist der Hauptgemengebestandteil für nahezuallen Glasarten. Die wichtigsten Glasprodukte umfassenBehälter (Flaschen und Gläser), Flachglas(Fensterscheiben, Spiegel, Fahrzeugglas), Tischglas(Trinkgläser, Schüsseln, Dekantierer), Beleuchtungsglas(Glühbirnen, Leuchtstoffröhren), TV-Röhren und -Bildschirme (auch Flachschirme), dekoratives Glas,optisches Glas, usw. Die Glasfasern, die vor allem zurVerstärkung von Verbundmaterial oder in dekorativenTextilien verwendet werden, werden aus fein gemahlenemQuarzmehl hergestellt.
● Gießerei: Quarz hat einen höheren Schmelzpunkt als Eisen,Kupfer und Aluminium. Indem geschmolzenes Metall inGussformen aus Quarzsand und Bindemittel gegossenwird, können Gussprodukte hergestellt werden.Gussprodukte bilden die Grundlage im Maschinenbau undweiter verarbeitender Industrie. Quarz- und Cristobalitmehlesind die Hauptbestandteile beim Genauguss (auchPräzisionsguss genannt). Mit diesem Verfahren werdenProduktspezialitäten wie Schmuck, Zahnbrücken,Flugzeugturbinen und Golfschläger hergestellt.
● Filterung: Feiner Quarzsand ist das wichtigsteFiltermedium, das in der Wasserwirtschaft zur Klärung vonFestkörpern aus Abwässern verwendet wird.
● Bauwirtschaft, Spezialitäten und Verbrauchsgüter:Quarzsand und -mehle sind das Fundament derBauwir tschaft. Es gibt eine ganze Reihe vonSpezialanwendungen einschließlich der Herstellung vonZement, Kalksandsteinen und Porenbetonblöcken, Leim fürDachziegel und Bodenplatten, Boden- undVerputzmischungen, Markierungen mit weißen Linien,Dachpappe und Zement- und Harzeinspritzsysteme.
● Sport und Freizeit: Quarzsand wird für Reitflächenverwendet, unter anderem auch für die Anlage vonwetterfesten Trainingsrennbahnen. Er wird auch zurBehandlung von Wurzelzonen und alsEntwässerungsmedium für Fußball- und andere Sportfeldersowie Golfplätze verwendet - Bereiche, in denen dieAnforderungen besonders hoch liegen. Ebensounverzichtbar ist Quarzsand für den Trendsport Beach-Volleyball. Durch die runde Kornform ist Quarzsand wenigerverletzungsgefährdend als üblicher Sand. Und in Sandkistenbauen Kinder auch ganz einfach Sandburgen damit!
● Ölfelder: Spezialsorten von Quarzsand mit grober Körnungund runden Partikeln werden in Ölquellen und in ölführende
Schichten gepumpt, um deren Durchlässigkeit zu erhöhenund das Fließen des Öls zum Bohrloch zu erleichtern.
● Landwirtschaft: Quarz wird in der Landwirtschaft, für denGemüseanbau, den Gartenbau und die Forstwirtschaft inAnwendungen wie zur Verbesserung des Bodens oder alsTräger für Dünger und Futtermittelzusätze eingesetzt.
● Chemikalien: Cristobalitsand und hochreiner Quarz werdenzur Herstellung einer ganzen Reihe von Siliziumchemikalieneinschließlich Natriumsilikat, Silikagel, Silikone,Siliziumchlorid, Silane und reinem Silizium verwendet.Reines Silizium ist für die Herstellung von Siliziumchipsnotwendig, das Herzstück der Computerwelt.Siliziumprodukte werden in der Herstellung von Waschmittel,pharmazeutischen Produkten und Kosmetika eingesetzt.
● Metallindustrie: Quarz ist der Rohstoff für die Produktion vonSiliziummetall und Ferrosilizium. Siliziummetall wird zurHerstellung von Legierungen auf Basis von Aluminium, Kupferund Nickel verwendet. Ferrosilizium ist ein wichtigerLegierungsbestandteil von Eisen und Stahl. Bei der Verhüttungvon Metallerzen wird Quarzsand eingesetzt, um dieSchlackenbildung zu fördern. Quarzsand hilft so, reine Metalleherzustellen. Metallerze werden im Ofen durch Quarzsandgereinigt, der in Metallschlacke umgewandelt wird.
Nähere Informationen erhalten Sie bei:
EUROSIL – The European Association of the Silica SandProducers (Mitglied von IMA-Europe)
Was ist Feldspat?Feldspat ist mit Abstand die größte Gruppe von Mineralien inder Erdkruste, etwa 60% der Erdgesteine bestehen ausFeldspat. Die meisten europäischen Lagerstätten enthaltensowohl Kaliumfeldspat als auch Natriumfeldspat undMischfeldspäte. Feldspäte werden wegen ihres Gehalts anAluminiumoxid und Alkalien vor allem in industriellenAnwendungen eingesetzt. Der Begriff Feldspat umfasst eineganze Palette von Materialien. Die meisten Produkte, die wirim täglichen Leben verwenden, werden mit Feldspathergestellt: Gläser zum Trinken, Glas als Schutz, Glaswolle zurDämmung, die Bodenfliesen und das Duschbecken inunserem Badezimmer, die Teller, von denen wir essen, …Feldspat ist ein unverzichtbarer Teil unseres täglichen Lebens
Feldspatminerale sind wesentliche Bestandteile in Eruptiv-,metamorphen und sedimentären Gesteinen, und zwar insolchem Ausmaß, dass die Klassifizierung einer Reihe vonGesteinen auf deren Feldspatgehalt basiert. Die mineralogischeZusammensetzung der meisten Feldspäte kann anhand desDreistoffsystems Orthoklas (KAlSi3O8), Albit (NaAlSi3O8) undAnorthit (CaAl2Si2O8) ausgedrückt werden. Chemischgesehen sind die Feldspäte Aluminiumsilikate, die Natrium,Kalium, Eisen, Kalzium, Barium oder Kombinationen ausdiesen Elementen enthalten.
Die Minerale, deren Zusammensetzung zwischen Albit undAnorthit liegt, werden Plagioklasen genannt, während jenezwischen Albit und Orthoklas als Alkali-Feldspäte bekanntsind. Diese letzte Kategorie ist in der industriellen Anwendungvon Feldspäten besonders interessant.
Unter den zahlreichen Gesteinen, in denen Feldspätevorkommen, sind sie vor allem in Eruptivgesteinen wie Granitzu finden, der bis zu 70% Alkali-Feldspat enthält. Granit wirdjedoch nur selten wegen seines Feldspatgehalts verwendet.Meist wird kommerzieller Feldspat aus Pegmatit- oderFeldspatsandlagerstätten gewonnen. Auch Aplit, einfeinkörniges Eruptivgestein mit derselben mineralogischenZusammensetzung wie Granit, wird häufig wegen seinesFeldspatgehalts abgebaut.
Feldspat
Im Grunde genommen sind die beiden Eigenschaften, dieFeldspäte für nachgelagerte Industrien interessant machen, ihrGehalt an Alkalien und Aluminiumoxid. Bei diesen Elementenkönnen wir drei Familien unterscheiden: Feldspatsand,Pegmatit und Feldspat.
Eine weitere Unterscheidung wird je nach der enthaltenenAlkalienart zwischen Natrium-, Kalium- und Mischfeldspätengemacht.
Viele nützliche Eigenschaften – mannigfaltigeAnwendungenFeldspäte spielen eine wichtige Rolle als Flussmittel bei derKeramik- und Glasherstellung und werden auch als funktionaleFüllstoffe in den Industriebereichen Farbe, Kunststoff, Gummiund Klebstoff eingesetzt.
● Keramik: In der Herstellung von Keramik ist Feldspat nachden Tonmineralien der zweitwichtigste Bestandteil.
Da Feldspat keinen exakten Schmelzpunkt hat, schmilzt erallmählich in einem Temperaturbereich. Das erleichtert dasSchmelzen von Quarz und Tonmineralien beträchtlich undermöglicht es, diesen wichtigen Schritt derKeramikherstellung durch richtige Mischung zu modulieren.Feldspäte werden als Flussmittel eingesetzt, um beiniedrigen Temperaturen eine glasige Phase zu bilden, sowieals Quelle von Alkalien und Aluminiumoxid in Glasuren. Sieverbessern die Stärke, Festigkeit und Haltbarkeit derTonmasse und binden die kristalline Phase andererRezepturbestandteile, indem sie andere Bestandteile derMischung erweichen, schmelzen und durchfeuchten.
In der Herstellung von Bodenfliesen und -platten istFeldspat der wichtigste Bestandteil derScherbenzusammensetzung. Er wird als Flussmittel
Alka
li %
3 8 14 Alumina %
6
2
Pegmatit Feldspat
Feldspatsand
Produkte ohne Feldspat
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Feldspat bringt spezielle Eigenschaften in den Prozess ein:Aluminiumoxid bringt Härte, Bearbeitbarkeit und Stärke. Esmacht Glas widerstandsfähiger gegen Chemikalien undbesser zum Pressen geeignet. Flussmittel senken dieSchmelztemperatur, so dass weniger Energie verbrauchtwird, und verringern die erforderliche Menge an Sodaasche.
Feldspäte werden bei der Herstellung von Flachglas(Fensterscheiben, Autoglas, …) aber auch Behälterglaseingesetzt. Sie sorgen für klare Sicht für unsere Fernseh- undComputerbildschirme, Autoscheinwerfer, Leuchtstoffröhren,Parfumflakons, Getränkeflaschen, pharmazeutisches oderLaborglas …
● Füllstoffe: Feldspäte werden auch als Füllstoffe undStreckmittel in Anwendungen wie Farben, Kunststoffe undGummi verwendet. Zu den positiven Eigenschaften vonFeldspäten gehören ein gutes Dispersionsvermögen, undsie sind chemisch inert, haben einen stabilen pH-Wert, sindhoch abriebbeständig, bieten niedrige Viskosität bei hoherFüllstoffaufnahmefähigkeit, haben einen interessantenBrechungskoeffizienten und sind widerstandsfähig gegenEisblumenbildung. Die Produkte, die in solchenAnwendungen eingesetzt werden, sind normalerweise feinvermahlene Qualitäten.
● Emailfritten und -glasuren: Feldspat sorgt in derEmailzusammensetzung dafür, dass das Endprodukt gutaussieht: Emailfritten, Keramikglasuren, Glasuren vonKeramikfliesen, Sanitärwaren, Tafelgeschirr, Elektroporzellanund Geschenkartikel, um nur einige zu nennen.
● Und viele weitere Endanwendungen: Farben, Schleifmittel,Urethan, Schweißelektroden (Stahlproduktion), Latexschaum,Beschichtungen für Schweißstäbe, Zuschlagstoff imStraßenbau …
Nähere Informationen erhalten Sie bei:
EUROFEL – The European Association of FeldsparProducers (Mitglied von IMA-Europe)
verwendet und senkt die Sinter temperatur einesKeramikscherben während des Brennens und bildet eineglasartige Phase. Die Oberflächenspannung zieht dieverbleibenden festen Partikel zusammen und verdichtet denScherben. Bei steigender Temperatur werden die Alkalienaktiver und lösen erst die Tonpartikel und dann die freienSiliziumoxide.
Bei Tafelgeschirr sorgt Feldspat für eine guteSchmelzbarkeit und somit für mangelfreie Produkte.
Im Bereich Sanitärwaren wird der Einsatz von Feldspatbei glasartigen Keramikscherben hier zur Illustration diesesOptimierungsverfahrens verwendet.
● Glas: Feldspat ist ein wichtiger Bestandteil bei derHerstellung von Glas. Der Alkaligehalt in Feldspat wirkt alsFlussmittel, senkt so die Gemengeschmelztemperatur, trägtzur Viskositätssteuerung der Glasschmelze bei und senktdamit auch die Produktionskosten. Aber Feldspäte werdendem Gemenge vor allem wegen ihres Alkaligehaltsbeigesetzt, da die Alkalien die Härte, Beständigkeit undWiderstandsfähigkeit gegen chemische Korrosionverbessern. Das Rohmaterial für Glas besteht nebenFeldspat aus Quarzsand, Sodaasche (Natrium-carbonat)und Kalkstein (Calciumcarbonat).
Was ist Kaolin?Kaolinit ist ein Mineral aus der Gruppe der Aluminosilikate. Eswird im englisch-sprachigen Raum als „China-Clay“bezeichnet, weil es zum ersten Mal in Kao-Lin in Chinagefunden wurde. Der Begriff Kaolin wird zur Beschreibungeiner Gruppe relativ häufiger Tonminerale verwendet, diedurch Kaolinit dominiert wird und vor allem durch dieVerwitterung von Alkali-Feldspat und Glimmer entstand. Kaolinist ein Industriemineral, das vor allem als inerter Füllstoffverwendet wird. Verbraucher kombinieren ihn mit anderenMaterialien in einer Vielzahl von Anwendungen.
Kaolin ist ein weißer, weicher, plastischer Ton, der vor allemaus feinkörnigen, plättchenförmigen Partikeln besteht. Kaolinwird gebildet, wenn die anhydrischen Aluminiumsilikate, die inGesteinen mit hohem Feldspatgehalt wie Granit vorhandensind, durch Verwitterung oder hydrothermische Prozesseverändert werden. Der Prozess, der harten Granit in die weicheGrundsubstanz umwandelt, die in Kaolingruben gefunden wird,wird “Kaolinisierung” genannt. Quarz und Glimmer des Granitsbleiben weitgehend unverändert, während der Feldspat inKaolinit umgewandelt wird. In manchen Lagerstätten kann sichin geringen Mengen auch Smektit bilden. Die Vermahlung undVerarbeitung der Feinfraktion des kaolinisierten Granits ergibtvor allem Kaolinit und geringere Mengen an Glimmer undFeldspat, Spuren von Quarz und je nach Herkunft organischeSubstanzen und/oder Schwermetalle.
Einzelne Kaoline können sehr unterschiedlich aussehen, wasdann ihren endgültigen Verwendungszweck beeinflusst.Kommerziell besonders interessant ist der Grad anKristallinität, der Helligkeit, Weiße, Opazität, Glanz,Filmfestigkeit und Viskosität beeinflusst.
Viele nützliche Eigenschaften – mannigfaltigeAnwendungenKaolin ist Teil unserer natürlichen Umwelt. SeineEinsatzmöglichkeiten sind vielfältig und sehr unterschiedlich.Seine Weiße und Plastizität machen Kaolin besonders gutgeeignet für den Einsatz als Füllstoff, Streckmittel,keramischen Rohstoff und Pigment. Er ist auch ein wichtigerRohstoff für feuerfestes Material und in den BereichenKatalysatoren, Zement und Glasfaser.
Kaolin kommt in vielen Anwendungen zum Einsatz. Es ist eineinzigartiges Industriemineral, das über einen relativ breitenpH-Bereich chemisch inert bleibt und bei der Anwendung alsPigment oder Streckmittel in beschichteten Folien und alsFüllstoff ausgezeichnete Deckeigenschaften bietet. Darüberhinaus ist er weich und nicht abrasiv und leitet Wärme undElektrizität nur in geringem Maße.
Die beiden größten Anwendungsbereiche von Kaolin sind dieHerstellung von Papier und die Produktion vonKeramikprodukten in hoher Qualität. Er wird aber noch in vielenanderen industriellen Prozessen eingesetzt:
Kaolin
● Papier: In dieser Industrie wird Kaolin sowohl als Füllstoff inder Papiermasse als auch zur Beschichtung der Oberflächeverwendet. Die Weiße, Opazität, die große Oberfläche undgeringe Abrasivität machen ihn zu einem idealen Rohstoff fürdie Papiererzeugung. Sein Einsatz ermöglicht eineReduzierung des teueren Holzzellstoffeinsatzes, verbessertdie optischen Eigenschaften des Papiers und verbessert dieDruckeigenschaften. Wenn Kaolin als Beschichtung derPapieroberfläche verwendet wird, verbessert seine Weißeden Weißgrad und die Opazität des Papiers, während dieGröße (Shapefactor) und Form der einzelnen Kaolinpartikelfür den Glanz und die Druckpapierqualität sorgen, die fürviele verschiedene Papiersorten erforderlich sind. Beispieleumfassen Papiere für Magazine und Broschüren,Kunstpapier, Karton und Faltkisten, usw.
● Keramik: Kaolin wird bei Verfeuerung bei Temperaturenüber 1000°C zu Mullit und Glas. Er wird in Porzellan undSteingut verwendet, zu denen Tafelgeschirr, Sanitärwarensowie Wand- und Bodenfliesen gehören. Er bietet bei derFormgebung dieser Produkte Festigkeit und Plastizität undverringert die pyroplastische Verformung beim Brennen.
Bei Tafelgeschirr bringt Kaolin nicht nur die erforderlicheFestigkeit und Plastizität, sondern sorgt auch für weißeBrennfarbe. Das lässt sich durch den geringen Gehalt anfärbenden Elementen wie Eisen und Titan erklären.
In der Sanitärkeramik werden die Produkte durch Gießenhergestellt (entweder in Gips- oder in Harzformen unterDruck). Kaolin trägt zu den rheologischen Eigenschaftenbei, die ermöglichen, dass der Gussschlicker gut fließt undnach der Ausbildung des Gussstücks entwässert. DieGussstücke sind relativ schwer, und der Kaolin mussFestigkeit bringen, um die Form zu halten, bevor die Stückeim Ofen gebrannt werden.
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● Füllstoffe: Wenn Kaolin als Pigment verwendet wird, wirder je nach Glanz und Viskosität grob in Tone für Füllstoffeund Papierbeschichtung eingeteilt. Seine wichtigstenEigenschaften, insbesondere seine Weiße machen ihn alsFüllstoff oder Pigment besonders gut geeignet. Darüberhinaus bleibt er über einen breiten pH-Bereich inert, ist nichtabrasiv, leitet Wärme und Elektrizität nur in geringem Maßeund bietet Glanz und Opazität.
● Farbe: In seiner wasserhaltigen oder gebrannten(kalzinier ten) Form kann Kaolin die optischen,mechanischen und rheologischen Eigenschaften einerFarbe verbessern. Kalzinierte Kaoline werden vielfach inFarben mit Satinglanz oder matten Farben eingesetzt, wo sieverbesser te Opazität, Weiße und Scheuerfestigkeitbewirken. Kaolin ist als teilweiser und preiswerter Ersatz fürTiO2-Pigment geeignet.
● Gummi: Kaolin bringt Festigkeit, Abriebfestigkeit undSteifigkeit in Gummi. Vor allem kalzinierter Kaolin, mit oderohne chemische Oberflächenbehandlung mit Silan, wirdvielfach in hochwertigen thermoplastischen Elastomerenfür viele verschiedene Anwendungen und beiGummiisolierungen von Hochspannungsleitungeneingesetzt.
● Kunststoffe: Kaolin wird in Kunststoffen eingesetzt, um glatteOberflächen, Dimensionsstabilität und chemischeWiderstandsfähigkeit zu erhalten, um Faserverstärkungsmusterzu verbergen und um Schrumpfen und Risse während derPolymermischung und der Formgebung zu verringern. Es wirdauch als rheologisches Modifiziermittel und funktionalerFüllstoff verwendet, um mechanische, elektrische undthermische Eigenschaften zu verbessern. Ein wichtigerAnwendungsbereich sind PVC-Kabel, wo seine
Hauptaufgabe die Verbesserung der elektrischenEigenschaften ist. Weitere wichtige Anwendungenumfassen Spezialfolien, wo er für Antiblockierungs- oderinfrarotabsorbierende Eigenschaften sorgt. Nachchemischer Behandlung ist kalzinierter Kaolin einer derwichtigsten Zusätze in der Herstellung von thermoplastischgefertigten Automobilteilen.
● Feuerfeste Materialien: Feuerfeste Materialien werden ausnatürlichen Materialien hergestellt - aus Mischungen mitMineralen wie Kaolin. Damit werden Strukturen erzeugt, diehohen Temperaturen standhalten. Das können einfacheDinge wie Ziegelverkleidungen von offenen Kaminen, aberauch hoch komplexe Produkte wie Hitzeschilder für denWiedereintritt einer Raumfähre in die Erdatmosphäre sein. Inder Industrie werden sie zur Auskleidung von Boilern undÖfen aller Ar t verwendet - Reaktoren, Gießpfannen,Brennapparaten, Brennöfen, usw.
● Glasfaser: Die Glasfaser, die zur Verstärkung von zahllosenAnwendungen verwendet wird, braucht in ihremHerstellungsprozess Kaolin als Aluminiumträger. Kaolinermöglicht die Verstärkung der Fasern, die in das Materialintegriert werden. Er verbessert auch die Integration derFasern in Produkte, die verstärkte Kunststoffe brauchen:Autos, Schiffe und Seefahrtsprodukte, Sport- undFreizeitar tikel, Luft- und Raumfahrtprodukte,Schaltplattenherstellung, Glasfaserisolierung, Glasfaserluftfilter,Glasfasertanks und -leitungen, korrosionsbeständigeGlasfaserprodukte, Glasfaserprodukte für die Bauwirtschaft,usw.
● Kosmetika und Pharmazeutische Produkte: ‘BritishPharmacopoeia Light Kaolin’ (BPLK) und ‘Heavy Kaolin’werden nach den Anforderungen von der British undEuropean Pharmacopoeia hergestellt. BPLK wird sowohl inhuman- als auch veterinärmedizinischen Produktenverwendet, zum Beispiel zur Behandlung vonVerdauungsproblemen und als Bestandteil von Salben. Erkann als Arzneistoffträger in Produkten zur Körperpflege wiezum Beispiel in der Thalassotherapie (Bad undHautbehandlungen) und in Kosmetika verwendet werden.Darüber hinaus wird BPLK in zahlreichenErnährungsprodukten, Gipsverbänden, Fußpuder und in derBehandlung von bestimmten Lungenkrankheiten eingesetzt.
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EKA – The European Kaolin Association(Mitglied von IMA-Europe)
Was ist plastischer Ton?Tonlagerstätten gibt es viele auf der Welt, doch hochwertigesMaterial wie z.B. plastischen Ton findet man nur sehr selten. Vonhochwertigen Tonen spricht man, wenn es sich um eine "reine"Form des Minerals handelt, d.h.Tone, die möglichst frei sind vonVerunreinigungen durch Kalk, Dolomit, und grobem Quarz und ineiner Lagerstätte homogen abgebaut werden können.Im Englischen wird es manchmal auch als “ball clay”bezeichnet - dieser Name geht auf die frühen Abbaumethodenzurück, als spezielle Handwerkszeuge zum Abbau des Tons ingroben Würfeln von etwa 30 cm Größe verwendet wurden. Dasich die Ecken durch Transport und Lagerung abrundeten,wurden diese Würfel rund und ‘ball-’förmig.
Plastischer Ton ist sedimentären Ursprungs. Flüsse undStröme wuschen Kaolinit (der sich aus verwittertem Granitgebildet hatte) aus seinem Muttergestein. Die Ströme flossenweiter, und der Kaolinit verband sich mit anderenTonmineralen, Sanden, Kies und Vegetation, bevor er sich inniedriger liegenden Becken ablagerte, um dort Lager vonplastischem Ton zu bilden.
Plastischer Ton enthält meist drei dominante Minerale: Kaolinit,Glimmer und Quarz. Darüber hinaus besteht er noch ausanderen Mineralderivaten, sowie etwas kohlenstoffhaltigemMaterial (aus pflanzlichem Ursprung). Die Unterschiede in derMineralzusammensetzung und in der Größe der Tonpartikel undderen Korngrößen führen zu unterschiedlichen Eigenschaftenfür einzelne Tonlager innerhalb einer Lagerstätte.
International gesehen sind Lagerstätten von plastischem Ton inhoher Qualität viel seltener als Kaolinlagerstätten. Die bestenLagerstätten sind zur Zeit in Südwest-England, im deutschenWesterwald, an verschiedenen Orten in Frankreich, in derwestlichen Ukraine nahe Donetsk und im Süden der USAbekannt und werden auch kommerziell abgebaut. Weiteregroße Lagerstätten wurden in Thailand, Indonesien und Chinagefunden.
Abbau und VerarbeitungPlastischer Ton wird mit hydraulischen Tieflöffel-baggernabgebaut, die auf Strossen arbeiten, die im Tagebauaufgefahren wurden, um die Tonlager zu erreichen. EinzelneRohtonselektionen werden sorgfältig nach festgelegtenRezepten gemischt, um ein Produkt mit einer konstanten undvorhersehbaren Bandbreite von Eigenschaften zu erreichen.Die erste Phase in der Verarbeitung ist dann die Zerkleinerungdes Tongemisches. Die Stückigkeit des Schüttgutes entsprichtungefähr der Größe eines Golf balles. Viele Tongemischewerden in dieser zerkleinerten Form verkauft.
Die weitere Verarbeitung durch Trocknen und Vermahlen ergibtplastischen Ton in Pulverform, und Verarbeitung durchKalzinierung ergibt Chamotten. Keramikhersteller (vor allem imBereich der Sanitärwaren) haben auch von der Entwicklungplastischen Tones und von Chamotten profitiert, die eineverbesser te Leistung und geringere Verarbeitungskostenergeben. Aufbereitete Tone sind in Form von ‘Nudeln’ undSchlicker erhältlich.
Verschiedene Proben von plastischem Tonwerden aus der Abbauwand gezogen.
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Ein unverzichtbares Material in der Herstellung von Keramik
Plastischer Ton wird in vielen verschiedenen Industriebereicheneingesetzt, aber bildet vor allem in der Herstellung von Keramikeinen unverzichtbaren Bestandteil. Kaolin (‘China-Ton’) ergibteine sehr weiße Farbe wenn er gebrannt wird, ist aber nurwenig bildsam, wenn er allein verwendet wird, und muss dahermit plastischem Ton vermischt werden, um ein Rohmaterial zuerhalten, das sich verarbeiten und formen lässt.
Als Resultat seines sedimentären Ursprungs hat roherplastischer Ton eine breite Palette von Farben aufzuweisen.Viele dieser Tone werden von der keramischen Industrie jedochwegen ihrer weißbrennenden Eigenschaften geschätzt, diedurch eine geringe Menge an färbenden Metalloxiden im Tonbestimmt werden. Eigenar tigerweise ergeben viele derdunkleren rohen plastischen Tone aus Südwest-England nachdem Brennen das weißeste Weiß.
In manchen keramischen Anwendungen ist die weiße Farbenach dem Brennen nicht so wichtig. Die rotbrennendenplastischen Tone, die zum Beispiel in Spanien zu finden sind,werden in der Fliesenindustrie verwendet, wo sie mit einerdicken Engobe überzogen werden, um eine weiße Basisfarbezu bieten.
● Sanitärwaren: Die Tonmasse für Sanitärwaren enthältnormalerweise 25% plastischen Ton für die Plastizität undBearbeitbarkeit, 27% Kaolin, 22% Flussmittel (z. B. Feldspat)und 26% Quarz.
● Tafelgeschirr: Keramisches Tafelgeschirr verwendetplastischen Ton für hohe Plastizität und gute weißbrennendeFarbe in Kombination mit Kaolin, Feldspat und Quarz.
● Wand- und Bodenfliesen: Wiederum in Kombination mitKaolin und Quarz werden plastische Tone wegen ihrerPlastizität und Bindeeigenschaften eingesetzt. Der plastischeTon bildet die Basis zur Herstellung dieser Fliesen.
● Glasuren und Engoben: Plastische Tone werden auch in derHerstellung von Beschichtungen für keramische Produkteverwendet, um ihnen perfektes Aussehen zu verleihen.
● Feuerfeste Tone: Die Fähigkeit, gegen die Auswirkungenvon extrem hohen Temperaturen beständig zu sein, machtplastischen Ton und Chamotten ideal für den Einsatz infeuerfesten Produkten wie Ofenisolierung undBrennhilfsmitteln.
● Baukeramik: Baustoffe wie Ziegel, Tonrohre und Dachziegelenthalten plastischen Ton.
● Elektrische Porzellanisolatoren: Man findet plastischenTon in den Porzellankomponenten, die zur Isolierung vonHochspannungseinrichtungen verwendet werden.
● Anwendungsbereiche außerhalb der Keramik: In derchemischen Industrie findet plastischer Ton Verwendungals Füllstoff und Streckmittel in Polymeren, Klebstoffen,Kunststoffen, Düngern und Insektiziden.In der Bauwirtschaft wird plastischer Ton häufig verwendetzur Abdichtung von Deponien und bei der Herstellung vonErholungsflächen.
In der jüngsten Vergangenheit wurde ein einzigartigerProzess entwickelt, um aus plastischem Ton ein besondersstark absorbierendes keramisches Material mit einergeringen Dichte herzustellen. Dieses Material ist ideal füreine Vielzahl von Anwendungen von Haustierstreu bis zumBindemittel für industrielle Prozesse.
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EuroArgilla - European Association of Fine Ceramics andRefractories Clays Producers (Mitglied bei IMA-Europe)
Was ist Bentonit?Der Begriff wurde zum ersten Mal für einen plastischen Tonverwendet, der um 1890 in oberkretazischem Tuff in der Nähevon Fort Benton, Wyoming, gefunden wurde. DerHauptbestandteil, der der entscheidende Faktor für dieEigenschaften des Tons ist, ist das Tonmineral Montmorillonit.Dieses Mineral wiederum erhielt seinen Namen von einerLagerstätte in Montmorillon in Südfrankreich.
Bentonit ist ein plastischer Ton, der häufig aus Ablagerungenverwitter ter Vulkanasche entstand und vorwiegend ausSmektit-Mineralen, üblicherweise Montmorillonit, besteht.
Weitere Mineralien aus der Smektit-Gruppe umfassen Hektorit,Saponit, Beidellit und Nontronit. Smektite sind Tonmineralien,d.h. sie bestehen aus einzelnen Kristalliten, derenüberwiegende Mehrheit als größte Dimension < 2_maufweisen. Smektit-Kristalliten selbst sind dreilagigeTonmineralien. Sie bestehen aus zwei tetraedrischen Schichtenund einer oktaedrischen Schicht. Beim Montmorillonitschließen tetraedrische Schichten aus [SiO4]-Tetraedern die[M(O5,OH)]-oktaedrische Schicht ein (M = vor allem Al, Mg,aber auch Fe wird oft gefunden).
Die Silikatschichten sind leicht negativ geladen, was durchaustauschbare Ionen in der Interkristallit-Region kompensiertwird. Die Ladung ist so schwach, dass die Kationen (innatürlicher Form vorwiegend Ca2+, Mg2+ oder Na+ Ionen) indieser Region mit ihrer Hydrathülle absorbiert werden können.Das Ausmaß der Hydration bewirkt eine interkristallineSchwellung.
Je nach ihrer Entstehung enthalten Bentonite nebenMontmorillonit eine Vielfalt von weiteren Mineralien, die Quarz,Feldspat, Kalzit und Gips umfassen können. Das Vorkommendieser Mineralien kann den industriellen Wert der Lagerstättebeeinflussen, da deren Wert je nach der Anwendung dadurchgesenkt oder erhöht wird.
Bentonit weist starke kolloidale Eigenschaften auf, und seinVolumen kann sich mehrfach vergrößern, wenn er in Kontaktmit Wasser kommt—es entsteht dann eine gelatinöse undviskose Flüssigkeit. Die besonderen Eigenschaften vonBentonit (Hydration, Schwellung, Wasserabsorption,Viskosität, Thixotropie) machen ihn zu einem wertvollenMaterial für eine breite Palette von Nutzungsmöglichkeiten undAnwendungen.
Bentonitlagerstätten werden normalerweise im Tagebauausgebeutet. Abgebauter Bentonit ist deutlich fest, selbst beieinem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 30%. Das Material wirdzuerst gebrochen und bei Bedarf durch hinzufügen von Soda(Na2CO3) aktiviert. Bentonit wird danach getrocknet (Luft-und/oder beschleunigte Trocknung), um einenFeuchtigkeitsgehalt von etwa 15% zu erreichen. Je nach derendgültigen Anwendung wird Bentonit entweder gesiebt (inGranulat) oder gemahlen (in Pulver und superfeines Pulver).
Bentonit
Für Sonderanwendungen wird Bentonit durch Entfernung derassoziierten Gangmineralien gereinigt, mit Säuren behandelt,um säureaktivierten Bentonit zu erzeugen (Bleicherden), odermit organischen Substanzen behandelt, um organischen Tonzu erzeugen.
Viele nützliche Eigenschaften - mannigfaltigeAnwendungen● Gießerei: Bentonit wird als Bindemittel in der Vorbereitung
von Formsand für die Produktion von Eisen, Stahl undNichteisenguss verwendet. Die einzigartigen Eigenschaftenvon Bentonit ergeben Grünsandformen mit gutemFließverhalten, guter Kompaktierbarkeit und thermischerStabilität für die Produktion von Güssen in hoher Qualität.
● Pelletierung: Bentonit wird als Bindemittel in derHerstellung von Eisenerzpellets verwendet. Durch diesesVerfahren werden Eisenerzsplitter zu runden Pelletsverarbeitet, die als Feuerungsmaterial in Hochöfen zurRoheisenherstellung oder in der Produktion von Eisen imDirektreduktionsverfahren (DRI) zum Einsatz kommen.
● Hoch- und Tiefbau: Bentonit wird im Tiefbautraditionellerweise als Thixotrop, Unterstützungs- undGleitmittel in Schlitzwänden und Fundamenten, imTunnelbau, beim steuerbaren Horizontalbohren (HDD) undbeim Aufbocken von Rohren verwendet. Wegen seinerViskosität und Plastizität wird Bentonit auch in Portland-Zement und -Mörtel verwendet.
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● Umweltschutz: Die adsorbierenden / absorbierendenEigenschaften von Bentonit erweisen sich bei der Klärungvon Abwässern als sehr nützlich.
EU-Richtlinien empfehlen Böden mit geringerDurchlässigkeit, die Bentonit von Natur aus enthaltensollten, als Dichtungsmaterial beim Bau und der Sanierungvon Mülldeponien, um den Schutz des Grundwassers vorVerschmutzung zu sichern. Bentonit ist die aktiveSchutzschicht der geosynthetischen Tondichtung(Bentonitmatte).
● Bohren: Eine weitere konventionelle Verwendung vonBentonit ist als Schlammbestandteil für Öl- undBrunnenbohrungen. Seine Aufgabe ist hier vor allem dieAbdichtung der Bohrlochwände, die Entfernung vonBohrabfall und die Schmierung des Bohrkopfes.
● Öle und Lebensmittel: Bentonit wird zur Entfernung vonUnreinheiten aus Ölen verwendet, wo seine adsorbierendenEigenschaften in der Verarbeitung von Speiseölen und -fetten (Soja-, Palm- und Canola-Öl) entscheidend sind. InGetränken wie Bier, Wein und Mineralwasser und inProdukten wie Zucker oder Honig wird Bentonit alsKlärmittel verwendet.
● Landwirtschaft: Bentonit wird als Futtermittelzusatz, alsHilfsstoff bei der Pelletierung von Tiernahrung sowie zurSteigerung des Fließverhaltens von unkonsolidier tenFuttermittelzutaten wie Sojamehl verwendet. Es wird auchals Ionenaustauscher zur Bodenverbesserung und -düngung eingesetzt. Nach einer Wärmebehandlung kann esals poröser keramischer Träger für verschiedene Herbizideund Pestizide verwendet werden.
● Pharmazeutika, Kosmetika und Medizin: Bentonit wird alsFilter in pharmazeutischen Produkten verwendet und
ermöglicht durch seine absorbierenden / adsorbierendenEigenschaften die Bildung von Pasten. Solche Anwendungenumfassen industrielle Schutzcremen, Kalaminlotion, nasseKompressen und lindernde Substanzen für Ekzeme. In derMedizin wird Bentonit als Gegengift bei schwerenMetallvergiftungen eingesetzt. Produkte für die Körperpflegeund Hygiene wie Schlammpackungen, Sonnenschutzcreme,Baby- und Gesichtspuder und Gesichtscremes könnenBentonit enthalten.
● Reinigungsmittel: Waschmittel und Flüssigkeiten zurReinigung der Hände sowie Flüssigseifen enthaltenBentonit. Er bindet und entfernt Schmutzpartikel und machtdas Gewebe weich.
● Lacke, Farben und Polituren: Durch seine thixotropenEigenschaften wirken Bentonit und organische Tone inLacken sowie in Wasser- und Lösungsmittelfarben alsVerdickungs- und/oder Suspensionsmittel. Seineadsorbierenden Eigenschaften werden beim Indigo-Färbenvon Geweben und in Farben (Lack für Farben & Tapeten)geschätzt.
● Katzenstreu: Bentonit wird für Katzenstreu verwendet, weiler den Vorteil bietet, dass die Ausscheidungen unter Bildungvon Klumpen (die einfach zu entfernen sind) absorbiertwerden, wodurch das verbleibende Produkt weiterverwendet werden kann.
● Papier: Bentonit ist in der Papierherstellung unerlässlich. Eswird dort zur Kontrolle auf Pechrückstände, also dieAbsorption von Harzen, die die Maschinen blockieren sowiezur Effizienzsteigerung bei der Verarbeitung von Zellstoff inPapier und zur Qualitätsverbesserung von Papierverwendet. Bentonit bietet auch nützlicheEntfärbungseigenschaften für das Papierrecycling. Darüberhinaus wird säureaktivierter Bentonit in der Herstellung vonkohlefreiem Durchschlagpapier als aktiver Bestandteileingesetzt.
● Katalysator: Chemisch modifizier te Tonkatalysatorenwerden in vielen Bereichen eingesetzt, wo die Säurekatalyseein Schlüsselmechanismus ist. Sie werden insbesondere inden Alkylierungsverfahren zur Herstellung vonTreibstoffzusätzen verwendet..
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EUBA – The European Association of Bentonite Producers(Mitglied von IMA-Europe)
Was sind Borate?Borate sind natürlich vorkommende Mineralien, die Borenthalten, das fünfte Element des Periodensystems. Spurenvon Bor kommen in Felsen, Wasser und im Erdreich vor.Pflanzen benötigen Borate zum Wachsen. Menschenbenötigen Borate ebenso, als wichtigen Teil einer gesundenErnährung und als wesentlichen Bestandteil vieler Produkte,die für einen akzeptablen Lebensstandard erforderlich sind.
Das Element Bor besteht in der Natur nicht in Reinform.Vielmehr verbindet sich Bor mit Sauerstoff und anderenElementen zu Borsäure oder anorganischen Salzen, densogenannten Boraten. Zusätzlich zu den Millionen TonnenBoraten, die jährlich industriell abgebaut, verarbeitet und aufder ganzen Welt verkauft werden, gelangen weltweit weitgrößere Mengen Bor auf natürlichem Wege in die Atmosphäre.Regen, Vulkanausbrüche, Kondensation und andereatmosphärische Aktivitäten verteilen mindestens doppelt soviel Bor über die Welt wie alle industriellen Methodenzusammen genommen.
Viele nützliche Eigenschaften – mannigfaltigeAnwendungenDer Schlüssel zur Stärke der Borat-Industrie liegt ebenfalls inder Natur: insbesondere in der Art der strukturellen undbindenden Eigenschaften. In lebenden Biosystemen sindBorate durch diese Eigenschaften entscheidend für denStoffwechsel – also für die Basis, mit der ein OrganismusNahrung in Energie umwandelt. Borate sind auch inindustriellen Systemen reichlich vorhanden, aus zwei Gründen.
Erstens sind sie äußerst sicher. Seit Jahrhunderten sind Boratebekannt, und dieser Stoff birgt bei normaler Behandlung keineGefahren, weder für den Menschen, noch für Tiere noch für dieUmwelt. Sogar Personen, die jeden Tag mit Boraten umgehen,bemerken keine negativen Einflüsse auf ihre Gesundheit.Zweitens sind Borate äußerst vielseitig. Bei einigenAnwendungen gibt es einfach keine Alternative zu Boraten. Beivielen Produkten oder Verfahren bieten die natürlichenEigenschaften der Borate umfassende Vorteile hinsichtlich derKosten, des Umweltschutzes und der Sicherheit.
Stoffwechsel – Borate können bei bestimmten Organismenden Stoffwechsel hemmen. Daher können Borate erfolgreichzur Bekämpfung von Insekten, Bakterien und Pilzen eingesetztwerden, und zwar vom Schutz von Bauholz bis hin zuKosmetika.
Bleichwirkung – Eine weitere chemische Eigenschaft machtBorate zu einem unverzichtbaren Bestandteil in Waschmittelnund anderen Reinigungsmitteln, da Borate entscheidend zumBleichen und Entfernen von Flecken beitragen.
Pufferwirkung – Die chemischen Eigenschaften von Boratenbewirken einen Ausgleich von Säure- oder Laugengrad beivielen Produkten. In Lösungsmitteln, Feuerwerkskörpern undChemikalien bei der Filmentwicklung tragen Borateentscheidend zur Stabilisierung des pH-Werts bei.
Dispergierwirkung – Borate können Bindungen mit anderenPartikeln eingehen und auf diese Weise eine feine undgleichmäßige Ver teilung der einzelnen Bestandteilesicherstellen. Daher werden Borate eingesetzt, um die
Borate
Viskosität von Farben, Lösungsmitteln und Kosmetika zuverbessern.
Glasherstellung – Borate modifizieren die Struktur von Glasund verbessern die Beständigkeit von Glas gegen Hitze oderchemische Angriffe. Auf die gleiche Weise vereinfachen sie dieProduktion ultra-dünner LCD-Bildschirme, funktionalerGlasfasern und attraktiver Keramikfliesen und –glasuren.
Korrosionshemmende Wirkung – Borate reagieren miteisenhaltigen Oberflächen und bilden eine Beschichtung, diedas Metall vor Korrosion schützt. Borate sind daher wichtigeAdditive bei der Herstellung der unterschiedlichsten Produktevon Frostschutzmitteln bis hin zu Spraydosen.
Flammhemmende Wirkung – In Kombination mit Zink werdenBorate in Polymeren eingesetzt, zur Flammhemmung undRauchunterdrückung. Borate können außerdem alsFlammhemmer bei Isolierungen aus Zellulose eingesetztwerden.
Neutronenabsorption – In den unterschiedlichstenAnwendungen dienen Borate dazu, Neutronen aufzunehmen,beispielsweise bei Strahlenschutzschildern oder bei derKrebsbehandlung.
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Borate kommen in Tausenden von Anwendungen zum Einsatz,doch die wichtigsten Bereiche sind:
● Landwirtschaft: Bor ist ein äußerst wichtigesSpurenelement für Pflanzen und trägt entscheidend zupflanzlichem Wachstum und Entwicklung bei. Ohneausreichende Versorgung mit Bor sind Befruchtung,Aussaat und Fruchtbildung nicht möglich. Auf allenKontinenten sind Qualität und Erträge der Ernten begrenzt,da die Borkonzentration in den Böden zu gering ist. DieserMangel kann durch den Einsatz von borhaltigen Düngernausgeglichen werden. In Bereichen mit akutem Bormangelkönnen Borate die Ernteerträge um 30 bis 40 Prozentsteigern.
● Tonindustrie: Borate sind seit Jahrhunder tenunverzichtbarer Bestandteil in Keramik- undEinbrennglasuren, da sie die verschiedensten Glasurenfixieren und deren Haltbarkeit und Glanz verbessern. DieBedeutung der Borate als wichtiger Bestandteil inKeramikfliesen nimmt derzeit stark zu, da Borate dieVerarbeitung unterschiedlicher Tonarten und Erden möglichmachen, die Produktivität erhöhen und denEnergieverbrauch senken.
● Reinigungsmittel und Körperpflegeprodukte: Borateverbessern die Bleichfähigkeit und die Fähigkeit zurFleckenentfernung, stabilisieren Enzyme, ermöglichenalkalische Pufferung, machen das Wasser weicher undverbessern die oberflächenaktive Leistung von Wasch- undReinigungsmitteln. Ihre biostatischen Eigenschaftenbremsen Bakterien- und Pilzwachstum inKörperpflegeprodukten. Vor kurzem durchgeführ teVersuchsreihen zeigen, dass borathaltige Waschseifendeutlich bessere Reinigungseigenschaften aufweisen undein erneutes Verschmutzen der Wäsche verlangsamen.
● Ernährung: Es ist nicht überraschend, dass dasunverzichtbare Spurenelement Bor in der Ernährung derMenschen aus pflanzlichen Lebensmitteln stammt. Studienhaben gezeigt, dass Menschen aus den unterschiedlichstenKulturen mit ihrer Ernährung ein bis drei Milligramm Bor proTag aus den verschiedenen Lebensmitteln und dem Wasseraufnehmen. Obwohl noch nicht nachgewiesen werdenkonnte, dass der Mensch Bor zum Überleben braucht, sindsich die Forscher weitgehend einig, dass Bor ein wichtigerBestandteil einer gesunden Ernährung ist.
● Glasfasern: Borate sind ein wichtiger Bestandteil sowohlvon Isoliermaterial aus Glasfasern – dies ist der größteEinsatzbereich von Boraten weltweit – als auch von textilen
Glasfasern, die in den unterschiedlichsten Produkten vonSchaltplatten bis hin zu Surfboards vorkommen. In beidenProdukten dienen Borate als leistungsfähige Flussmittel undsenken die Schmelztemperaturen des Rohgemenges.Borate beeinflussen darüber hinaus das Verhältnis zwischenTemperatur, Viskosität und Oberflächenspannung, um eineoptimale Verfaserung zu ermöglichen.
● Glas: Borsilikatglas ist die Basis von allen hitzebeständigenGlasprodukten und den verschiedensten Anwendungen – vonKathodenstrahlröhren bis zu Pyrex®-Kochgeschirr. Borateerhöhen nicht nur die Festigkeit, sondern auch dieBeständigkeit von Glas gegen extremeTemperaturunterschiede, Chemikalien und Wasser.
● Polymeradditive: Zinkborate werden in erster Linie alsfeuerhemmender Synergist in Kunststoff- undGummiprodukten eingesetzt. Sie können außerdemRauchbildung und Nachglimmen unterdrücken sowie alsKriechspurschutz auf Platinen und als Additive in Polymereneingesetzt werden, die hohe Verarbeitungstemperaturenerfordern. Zinkborate werden in Polymeren verwendet, diefür die unterschiedlichsten Anwendungen hergestelltwerden, von elektrischen Teilen und KFZ-Innenausstattungen bis hin zu Wandverkleidungen undBodenbelägen.
● Holzbehandlung: Holz wird immer häufiger mit Boratenbehandelt. Dies ist eine sichere und dauerhafte Methodezum Schutz von Häusern und anderen Bauten vorOrganismen, die das Holz angreifen. Konservierungsstoffeauf Borat-Basis können zur Behandlung von massivemHolz, Holzverbundstoffen und anderen Baumaterialien wiePfosten, Furnierplatten, Trägern und Dachsparren eingesetztwerden. Borate stoppen die zerstörerische Wirkung vonPilzen und töten Termiten, Rossameisen und Schaben, sindjedoch gleichzeitig ungefährlich für Menschen, Haustiereund die Umwelt.
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Was ist Kieselgur?Kieselgur, ist ein natürliches pulvriges Mineral, welches aus denskelettartigen Überresten von einzelligen Algen besteht, dieDiatomeen genannt werden. Grundsätzlich kann man Diatomeen(Kieselalgen) anhand ihres ursprünglichen Lebensraumes inSüßwasser- und Salzwasserdiatomeen einteilen. Zur Zeit sind ca.10.000 unterschiedliche Varianten dieser Algenspezies bekannt,die in Größen von 5 bis 100 Mikrometer vorkommen und inverschiedensten physikalischen Formen auftreten. Sowohl diechemische Zusammensetzung, als auch die außergewöhnlichenphysikalischen Eigenschaften geben Kieselgur den besonderenWert für das sehr breite industrielle Anwendungsspektrum alsz.B. Filterhilfsmittel, Trägerstoff oder Füllstoff in denverschiedensten Industriezweigen.
Diatomeen sind in der Lage, das im Wasser gelöste Siliziumdioxidaufzunehmen und daraus eine feste skelettartige Schale zu bilden.Diese Schale ist ein poröses und gleichzeitig hochfestes Gerüstaus amorphem Siliziumdioxid, zum Schutz der Kieselalge.Diatomeen ( Kieselalgen) leben auch heute noch in Ozeanen undSüßwasserseen als Nahrungsgrundlage für vieleWasserbewohner. Die Photosynthese dieser Algenspezies trägtdarüber hinaus zu einem erheblichen Anteil an derSauerstofferzeugung der Erde bei. Aufgrund der Sedimentationabgestorbener Diatomeen entstehen in den GewässernAblagerungsschichten, die sich teilweise über Äonen zuabbauwürdigen Kieselgurschichten entwickeln oder entwickelthaben. Durch Landverschiebungen und – anhebungen im Laufeder Erdgeschichte wurden teilweise schon vor ca. 15 Mio. Jahreneinige Ozean- und Seeflächen trockengelegt. Einige dieser Flächenhaben Sedimentschichten, die in Schichtdicke und Reinheit einenbergmännischen Abbau der Kieselgur ermöglichen.
EinmaligkeitZum Ende des 19. Jahrhunderts wurde man zum ersten Mal aufKieselgur und die entsprechenden Lagerstätten für denindustriellen Einsatz aufmerksam. Zu Beginn der industriellenAnwendung wurde Kieselgur als Isolationsmaterial eingesetzt.Niemand konnte zu dieser Zeit das breite Anwendungsspektrumerahnen, das in Zukunft durch die einmaligen Eigenschaften vonKieselgur eingenommen wird.
Kieselgur
Zu diesen Eigenschaften gehören:
• ein geringes Schüttgewicht• eine hohe Porosität• ein großes Absorptionsvermögen• chemische Reinheit • mechanische Stabilität• chemisch inert
Die Kombination dieser Eigenschaften bilden die Grundlage fürden erfolgreichen Einsatz von Kieselgur als Filterhilfsmittel,Trägerstoff, Füll- und Funktionsstoff und Silziumdioxidlieferantin vielen Industriezweigen.
HerstellungBei der anfänglichen Kieselgurgewinnung wurden aus dennatürlichen Vorkommen Blöcke herausgeschnitten, diegetrocknet und anschließend per Schiff transportiert wurden. Imbeginnenden 20. Jahrhundert wurden dann die ersten Öfen undMühlen für die industrielle Herstellung verschiedenerKieselgursorten gebaut. Heute wird Kieselgur überwiegend imTagebau gewonnen und dann im vorgebrochenen und sortiertenZustand dem weiterverarbeitenden Produktionsprozesszugeführt. Bei der Herstellung von Kieselgur unterscheidet mandrei verschiedene Formen der Verarbeitung, die sich dann auchin der Bezeichnung des Endproduktes wiederfinden:
natürliche / getrocknete Kieselgur: Bei dieser Verarbeitungsstufe wird das Rohkieselgur vorgebrochenund bei niedrigen Temperaturen getrocknet. Im anschließendenTrennverfahren werden die verschiedenen Partikelfraktionen
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isoliert und dadurch unterschiedliche Produkte gewonnen.Natürliche Kieselgur hat ein weiß-gräuliches Erscheinungsbild.
gebrannte / kalzinierte Kieselgur:Beim Brennverfahren wird die vorgebrochene Rohkieselgur beiTemperaturen bis zu 900 °C gebrannt. Dadurch entfernt mandie enthaltene Restorganik in der Rohkieselgur und formt jenach Brenntemperatur auch Agglomerate. Zusätzliche werdeneinige chemische Bestandteile sublimiert oder durch Oxidationumgewandelt. Nach dem Brennprozess werden wiederverschiedene Partikelfraktionen getrennt, um Produkte für diejeweiligen Anwendungszwecke zu gewinnen. Die Farbe derkalzinierten Kieselgur kann von Rosa bis Braun variieren.
flußkalzinierte Kieselgur: Bei der Flußkalzination wird dem Brennverfahren zusätzlich einFlußmittel (Sodaasche; Natriumkarbonat) zugeführt um größereKieselguragglomerate zu bilden, die dann z.B. als gröbereFilterhilfsmittel eingesetzt werden können. Zusätzliche findet eineFarbveränderung während des Brennprozesses statt, so daß manin diesem Prozess ein reinweißes Kieselgurprodukt gewinnenkann. Diese besonders weißen Produkte werden als Füllstoff inder Farben-und Lackindustrie, oder in Spachtelmassen sehrgeschätzt. Nach dem Brennprozess werden auch bei denflußkalzinierten Produkten wieder verschiedene Partikelfraktionenzur Sortenherstellung getrennt. Die Farbe der flußkalziniertenKieselguren ist i.d.R. Weiß.
Viele nützliche Eigenschaften - mannigfaltigeAnwendungenKieselgur als Filterhilfsmittel: Durch die poröse Oberflächeund die mikroskopisch kleinen Öffnungen derDiatomeenschalen können feinste Partikel mit Hilfe vonKieselgur aus Flüssigkeiten entfernt werden. Durch diechemische Reinheit von Kieselgur ist der Einsatz besonders inder Lebensmittelindustrie sehr effizient. Diese einmaligenEigenschaften nutzt man bei der Filtration von Speiseöl, Bier,Wein, Antibiotika, Chemikalien und vielen andere Flüssigkeiten.Kieselgur kann Filtrationsprozesse mit Trennschärfen bis unter1 µm Partikelgröße in ökonomischer und effizienter Weiseermöglichen, ohne Qualitätseinbußen hinnehmen zu müssen.
Kieselgur als Füllstoff: Die geringe Schüttdichte und das damitverbundene große Volumen von Kieselgur machen es zu einemidealen Füllstoff in Spachtelmassen, Papier, Dentalmassen undanderen Produkten, für die man einen preiswerten undchemisch inerten Füllstoff benötigt. Die große Porosität vonKieselgur hält dabei ein zusätzliches Potential bereit, wenn z.B.ein bestimmtes Absorptionsvermögen benötigt wird.
Kieselgur als Trägerstoff: An die große spezifische Oberflächevon Kieselgur können flüssige Wirkstoffe, die man inPulverform einsetzen will, angelagert werden. Die geringeNeigung zur chemischen Reaktion der Kieselgur mit denangelagerten Stoffen macht es zu einem idealen Trägerstoffauch für ansonsten aggressive Chemikalien und Stoffe. DieseEigenschaften werden sowohl bei der Herstellung vonKatalysatoren, als auch in der Düngemittel- undPestizidherstellung erfolgreich genutzt.
Kieselgur als Funktionsstoff: Die genannten Eigenschaften derKieselgur werden auch als Solche bei der Herstellung vonProdukten genutzt. So wird die Oberflächenrauhigkeit von PE-Folien oder Farb-und Lackanstrichen oftmals über den Einsatzvon Kieselgur eingestellt, so daß man eine gleichmäßig matteOberfläche über die jeweilige Wahl des Kieselgurprodukteserhält. Da Kieselgur aus Silziumdioxid besteht können mit Hilfedieses Produktes auch Zemente für den Spezialeinsatz beiÖlbohrungen hergestellt werden., oder man nutzt diesesPotential z.B. zur Herstellung von Wasserglas (ein Vorprodukt inder Waschmittelindustrie).
Qualitätskontrollen: Um in allen genannten Bereichen undIndustrieen die geforderten gleichbleibenden und hohenQualitätsstandards zu erfüllen, werden in den modernenKieselgurproduktionen prozessbezogene Qualitätsprüfungendurchgeführt die i.d.R. auf ISO Qualitätsstandards basieren.Dadurch können prozesssichere Kieselgurprodukte zur Verfügunggestellt werden um dem jeweiligen Anwendungsgebiet einoptimales Produkt zur Verfügung zu stellen.
Zusammenfassung: Kieselgur ist ein mineralisches Naturprodukt,das durch seine besonderen physikalischen und chemischenEigenschaften vielfältigen Aufgaben gerecht wir. Durch eineindustrielle Verarbeitung und eine ausgefeilte Logistik ist esmöglich, dieses Naturprodukt in verschiedensten Qualitäts-,Verpackungs- und Lieferformen weltweit zu erhalten.
Für weitere Informationen, wenden Sie sich bitte:
IDPA – International Diatomite Producers Association (Mitgliedbei IMA-Europa)
