Mineralische Rohstoffe: –> Definition

Rohstoffe der Erde: 651-3505-00 Herbstsemester 2010
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Mineralische Rohstoffe: –> Definition - Wirtschaftliche Bedeutung
Feste, flüssige und gasförmige Minerale und Mineralgemische, die in
bergbaulichen Betrieben, Fördereinrichtungen oder Hüttenwerken gewonnen
werden.
Materialien, die sich im Laufe der Erdgeschichte durch geologische Prozesse
bildeten (Anreicherung bestimmter Stoffe) und sich in geologischen Zeiträumen
(Jahrmillionen) erneuern.
Erze: für Metallgewinnung. Sulfide, Elemente, Karbonate, Oxide, Silikate
Energierohstoffe: Kohle, Erdöl, Erdgas, Ölschiefer, Teersand
Industriemineralien: (monomineralisch)
z.B. Asbest, Glimmer, Graphit, Quarz, Kaolin, Schwefel, Pyrit, Fluorit, Talk,
Baryt, Phosphat, Magnesit
Steine und Erden: (polymineralisch, Fest- und Lockergesteine)
z.B. Basalt, Bauxit, Sandstein, Tone, Mergel, Talk
–> Bodenschätze
Ausschnitt aus:
Geologischer Atlas der
Schweiz, Blatt 106,
Walensee!
Bindemittelindustrie (Zement, Kalk)
Zement = Mischung aus Klinker und Gips!
Klinker besteht aus den 4 Hauptkomponenten
Kalziumoxid CaO
Siliziumoxid SiO2
Kalk + Mergel (Ton)!
Aluminiumoxid Al2O3
Eisenoxid Fe2O3!
9 : 3 : 1 : 0.5!
Zementherstellung!
Zementherstellung: Brennprozess, Klinkerminerale!
Bindemittel Zement: Abbinden mit Wasser -> Hydratation!
. . . Beton!
Kalk & Kalziumkarbonat – Verbrauch, Anwendungen
Quelle: The Industrial Mineral HandyBook, 4th Edition, 2002
Kalziumkarbonat – Pigment und Füllstoff
GCC: Ground Calcium Carbonate!
PCC: Precipitated Calcium Carbonate!
Quelle: Calciumcarbonat (F.W. Tegethoff, Hrsg), Birkhäuser, 2001
Kalziumkarbonat
Anwendung in der Landwirtschaft
Quelle: Calciumcarbonat (F.W. Tegethoff, Hrsg),
Birkääuser, 2001
Kalziumkarbonat – Eigenschaften als Füllstoff in der Papierindustrie
REM Aufnahmen von Füllstoffen
a GCC b PCC c Kaolin d Talk
GCC (Ground Calcium Carbonate)
PCC (Precipitated Calcium Carbonate)
Klassierung/Korngrössenverteilung
CH/D, USA
20 Mikrometer
2 Mikrometer
Tonfraktion
0.2 Mikrometer
Tongesteine:
Entstehung; Verwitterung, Umlagerung, Transport, Sedimentation
Tongesteine: Entstehung; in situ Umwandlung/Verwitterung (China Clay, Cornwall)
Tone - Farbe
reduzierende Bedingungen -> Fe(II) –> blau, grau, grün
oxidierende Bedingungen –> Fe(III) –> gelb, rot
organische Verbindungen –> rosarot, violett, bläulich etc.
Besondere Eigenschaften von Tonen / Tonmineralen:
•  Wasserbindungsvermögen
•  Adsorptionsfähigkeit gegenüber Organika und Anorganika
•  Ionenaustausch
•  Quellung
•  . . .
•  plastisch verformbar
•  feucht, seifenartige Konsistenz
•  Abdichtungsvermögen
•  nicht Newton‘sches Fliessverhalten
•  Thixotropie
•  . . . . .
Tonminerale: besondere Eigenschaften
Stabilität (Bindung) in Abhängigkeit vom
Mineralgehalt
Änderung der Plastizität durch Kationenaustausch
Änderung der Viskosität bei Scherspannung
Zerfall der Schichten durch geeignete Reagenzien
Quelle: Jasmund, K. & Lagaly, G. (1993): Tonminerale und Tone
Tone: Anwendungen
Bentonit (Verwendung)
Quelle: The Industrial Minerals HandyBook, 4th Edition, 2002
Tone: Anwendungen
Tone:
Namen - Kurioses
Ball Clay
«Lehm» (Lehmgrube Üetliberg)
China Clay
Cutty Clay
Abbaustandorte für Ziegeleirohstoffe
Rohmaterialabbau und Mischung
Aufbereitung und
Homogenisation
Lagerung
(Sumpfen, Mauken)
Verpressung + Formgebung
Trocknung
12 – 48 h
Engobierung
Brennen
ca. 1000°C, 30 – 50 h
Haltezeit 8 h
Lagerung + Spedition