Zeolith – Mineral der Zukunft

Zeolith – Mineral der Zukunft

Bei Zeolith handelt es sich um ein Mineral, das bei der Verarbeitung von Vulkanstein entsteht. Schon die Bezeichnungdieser besonderen chemischen Verbindung gibt Hinweise darauf, woraus sie besteht: Zeolith ist das vom Griechischenabgeleitete Wort für Siedegestein.
Wie und woraus entsteht Zeolith?

Es sind insbesondere die vielen Vulkanausbrüche unserer Erdgeschichte, die das aus kristallinen Gitterstrukturen aufgebaute Mineral, entstehen ließen. Sobald nach dem Ausbruch eines Vulkans stark erhitzte Asche auf den Grund eines Gewässers absinkt, bilden sich besondere chemische Verbindungen, aus denen auch das sogenannte Tuffgestein besteht. Dieses Gestein verfügt über eine Waben-Struktur und seine Oberfläche weist positiv geladene Moleküle auf. Es setzt sich aus verschiedenen Spurenelementen, Aluminiumsilikat und anderen Mineralstoffen zusammen. Bei genauerer Untersuchung der Waben-Struktur können Magnesium und Kalzium nachgewiesen werden. Darüber hinaus lässt sich bei näherer Betrachtung eine hohe Beweglichkeit der Erdalkali-Kationen erkennen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass die äußerst beweglichen Kationen neben den Ionenaustausch auch für die sogenannte reversible Resorption verantwortlich seien. Dank seiner besonderen Zusammensetzung und Eigenschaften gilt Zeolith als „Molekularsieb“, das negative Molekülesowie Ionen durchlässt und folglich deren Verbindung ermöglicht. Die Bindung der Ionen und Moleküle wird in der gitterartigen Struktur aufgefangen und an Erdalkali-Kationen abgegeben.

Wann wird Zeolith eingesetzt und über welchen Nutzen verfügt es?

Drei verschiedene Strukturen existieren, die in phasenartiger, kristalliner und schuppiger Form unterteilt werden. Obwohl die Natur etwa 40 verschiedene Formen des Minerals bereitstellt, können lediglich sehr wenige von ihnen genutzt werden. Nur nutzbringende Arten werden daher auf ihre Eigenschaften hin untersucht und in der Regel dort verwendet, wo ein industrieller Ionenaustausch unvermeidlich ist. Ihre Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig und leisteten 1986 einen Beitrag zur Eindämmung des „Supergaus“ nach der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl in der ehemaligen ukrainischen Sowjetrepublik. Bis heute ist Zeolith ein fester Bestandteil des Umweltschutzes, der die Reinigung von Luft und Gewässern fördert. Aufgrund seiner Entstehungsgeschichte, die eng mit der Entwicklung unserer Erde verflochten ist, kann Zeolith in zahlreichen Ländern gewonnen werden, wo es wegen des Ionenaustausches bei Adoration, De- oder Rehydration oder der Katalyse Anwendung findet. Es sind keineswegs die zahlreichen Verwendungsmöglichkeiten allein, die das Zeolith so beliebt machen – sein niedriger Preis treibt seine Verbreitung ebenso voran und sorgt dafür, dass immer mehr Branchen auf das Mineral aufmerksam werden. So verwundert es nicht weiter, dass Zeolith neben der herkömmlichen Form heute synthetisch hergestellt werden kann und in vielen Industriebetrieben eingesetzt wird.

Wie wird Zeolith abgebaut und verarbeitet?

Die „Hauptquelle“ des Zeolith-Bausteins ist Rohzeolith Klinoptilolith, das nach seinem Abbau mit modernster Technologie verarbeitet wird. Langwierigen Lagerungsphasen unterliegt der gewonnene Rohstoff nicht – es folgen unmittelbar aufeinanderfolgende Arbeitsschritte, ohne die es nicht möglich wäre, hochwertiges Zeolith industriell herzustellen. Zu Beginn trocknen spezielle Anlagen den abgebauten Rohstoff, um überschüssiges Wasser zu beseitigen, das die folgenden chemischen Arbeitsschritte andernfalls negativ beeinflussen würde. Die chemischen Produktionsprozesse sind unerlässlich, da sie radioaktive Stoffe, Toxine und Schwermetalle binden und anschließend austragen. Nach der durch Hitze herbeigeführten Intensivtrocknung und der chemischen Reinigung wird das Material zerkleinert und anschließend zermahlen. Erst hiernach kann das Pulver richtig dosiert den Endprodukten beigemengt werden.

Zeolith und seine unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten

Im 21. Jahrhundert gehört Zeolith dank seiner unzähligen Verwendungsmöglichkeiten zu den modernen Vielzweckkönnern. Neben dem Einsatz bei Kraftwerksunfällen, wie 1986 in der ehemaligen Sowjetunion, kann Zeolith bei der Erdölverarbeitung während des sogenannten Crackings verwendet werden.
Von den vielseitigen Eigenschaften des Minerals, das genauso auf naturbedingte „Umweltauswirkungen“ Einfluss haben kann, profitieren auch Haustierbesitzer. Als Katzenstreu zum Beispiel bindet es unangenehme Gerüche, die durch Kot und Urin des Tieres entstehen.
Im Haushalt kann sich Zeolith darüber hinaus als effektiver Fleckentferner, Helfer bei der Raumlufttrocknung und bei der Geruchsbeseitigung erweisen.

Haushalt und Industrie sind keineswegs die einzigen Bereiche, in denen von den Vorteilen von Zeolith Gebrauch gemacht wird. Es ist auch in der Agrarwirtschaft von besonderer Bedeutung. Als Düngemittel verbessert es die chemische Beschaffenheit von Ackerböden und fördert das Nutzpflanzenwachstum. Pflanzen, die das Zeolith-Mineral aufnehmen, sind widerstandsfähiger und weniger anfällig für Schädlinge.

Ein weiterer wichtiger Bereich, in dem Zeolith zum Einsatz kommt, ist die Baubranche. In Zeiten moderner Baumaterialien wird es bei der Herstellung von verschiedenen Baustoffen eingesetzt. Sand gilt heute nicht mehr als unerschöpflicher Baustoff. Bestimmte Sandsorten sind für den Bau von Gebäuden oder bei der Herstellung von Baukomponenten ungeeignet. Um diesen endlichen Roh- und Baustoff ergiebiger und leichter zu machen, kommt auch Zeolith zum Tragen.
Mit Zeolith können Niedrigtemperatur-Asphalt und Leichtbeton hergestellt werden. Sein weiterer Vorteil liegt darin, dass kleine Mengen an Feuchtigkeit sehr schnell verarbeitet werden können. Hierdurch wird dem Verdampfen allfälliger Schadstoffe, die mitunter in den Baumaterialien enthalten sein und sich auf die Gesundheit des Menschen negativ auswirken können, entgegengewirkt.

Last but not least reiht sich Zeolith auch als fester Bestandteil bei der Abwasseraufbereitung, der Nuklearchemie sowie der Papierindustrie ein.

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Zeolith Klinoptinolith – Ein Naturmineral

Was ist Zeolith?

Zeolith ist ein Mineral, welches aus der Bearbeitung von Vulkanstein gewonnen werden kann. Schon der Name der chemischen Verbindung lässt darauf schließen, wie sich Zeolith bildet. Zeolith stammt aus dem Griechischen und bedeutet in etwa „Siedegestein“.

Die Entstehung und Struktur von Zeolith

Zeolith setzt sich aus einer kristallinen Gitterstruktur zusammen und entstand im Zusammenspiel mit Vulkanausbrüchen. Ist – nach einem Ausbruch – vulkanische Asche auf den Gewässergrund gefallen, welche durch die Explosion enorm erhitzt wurde, entstand die außergewöhnliche spezielle chemische Verbindung. In weiterer Folge bildete sich Tuffgestein, welches eine Waben-Struktur hat und an der Oberfläche mit positiv geladenen Molekülen versehen ist. Das Tuffgestein besteht aus Spurenelementen, verschiedenen Mineralstoffen und auch Aluminiumsilikat. Wird die spezielle Waben-Struktur näher betrachtet, kann man in weiterer Folge feststellen, dass auch Kalzium oder Magnesium vorhanden ist. Die Erdalkali-Kationen weisen eine enorme Beweglichkeit auf, sodass es möglich ist, jene für einen perfekten Ionenaustausch zu nutzen bzw. gleichzeitig auch eine reversible Resorption zu ermöglichen. Wird das Mineral auf diese Art und Weise betrachtet, kann man Zeolith sehr wohl mit einer Art „Molekularsieb“ gleichstellen. Jenes lässt eben negative Moleküle und Ionen durch. Ferner kommt es zu einer Bindung der Moleküle und Ionen, welche an der gitterartigen Struktur verbleiben, sodass sie Erdalkali-Kationen abgeben können.

Wie wird Zeolith genutzt?

Zeolith wird in drei unterschiedlichen Strukturen vorgefunden. Es gibt einerseits die schuppige, andererseits auch die phasenartige und auch die kristalline Form. In jenem Zusammenhang kann angemerkt werden, dass in der Natur rund 40 unterschiedliche Arten des Materials aufzufinden sind, wobei nur wenige Arten tatsächlich dahingehend genutzt werden können, dass der Mensch eine positive Wirkung erfährt. Die nutzbaren Arten werden auf Grund der physikalischen Eigenschaften geschätzt und werden überall dort verwendet, wo ein industrieller Ionenaustausch benötigt wird. Die Bandbreite der zahlreichen Bereiche ist enorm; Zeolith wurde nicht zuletzt etwa im Kontext mit der Eindämmung des „Supergaus“ in Tschernobyl eingesetzt. Zu beachten ist, dass Zeolith auch im Bereich des Umweltschutzes eingesetzt wird. Zeolith hilft bei der Reinigung von Gewässern, Luft und kann somit als enorm wirksames Hilfsmittel eingesetzt werden. Das Mineral kann in seiner natürlichen Form in zahlreichen Ländern gewonnen werden und kommt auch dann im Rahmen des Ionenaustauschs zum Einsatz, wenn es um die Re- oder Dehydration, die Adoration oder die Katalyse geht. Auch die Tatsache, dass es ein preiswertes Material ist, führt dazu, dass immer mehr Bereiche auf die Verwendung von Zeolith schwören. Es gibt, neben der natürlichen Zeolith-Form, auch eine synthetisch hergestellte Variante, welche in vielen Industriebereichen zum Einsatz kommt.

Die Gewinnung und der Abbau von Zeolith

Spricht man vom Zeolith-Abbau, erwähnt man unweigerlich das Rohzeolith Klinoptilolith, auf welches vermehrt zurückgegriffen wird. Die Verarbeitung erfolgt unter der Verwendung modernster Technologien. Dabei gibt es keine Lagerungsphasen, sondern nur eine direkte Aufeinanderfolge der zahlreichen Arbeitsschritte. Nur ein derartiges Vorgehen kann gewährleisten, dass die Industrie auf ein hochwertiges Material zurückgreifen kann, welches etwa bei einem Ionentausch gerne verwendet wird. Nachdem das Material abgebaut wurde, wird es getrocknet, wobei für diesen Vorgang eine spezielle Anlage zur Verfügung steht. Es werden hohe Temperaturen geschaffen, damit das Wasser freigesetzt werden kann, welches sich – vor dem Trocknungsvorgang – noch in den Waben des Zeoliths befindet. Nachdem die Räume frei wurden, können chemische Stoffe eingeführt werden, welche dafür sorgen, dass radioaktive Stoffe, Toxine oder Schwermetalle gebunden werden können. Danach findet die erste Zerkleinerung statt. Die Stücke werden sodann gemahlen und in weiteren Arbeitsschritten den Produkten hinzugefügt.

Die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten

Es gibt zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten. Neben Einsatzzwecken, wie damals beim Reaktorunfall in Tschernobyl, kann Zeolith auch bei Erdöl-Cracking verwendet werden; selbst für die Heimtierhaltung kann das Mineral sinnvoll genutzt werden. Vor allem dann, wenn Katzen gehalten werden und das Katzenstreu bzw. dessen Geruch gebunden werden soll. Die heimeigene Anwendung ist aber nicht nur auf die Haustiere beschränkt, sodass Zeolith auch ein Teil diverser Haushaltshilfsmittel sein kann. Zeolith kann etwa im Bereich der Fleckenentfernung verwendet werden, dient aber auch zur Senkung der Luftfeuchtigkeit und hilft bei der Geruchsneutralisierung. Eine weitere wichtige Rolle ist in der Agrarwirtschaft. Vor allem kommt das Mineral beim Düngen zum Einsatz. Zeolith dient der Optimierung chemischer Beschaffenheit von Böden und hilft beim Wachstum der Pflanzen. Der Zeolith-Zusatz kann aber nur dann freigesetzt werden, wenn jener auch von der Pflanze verwertet werden kann. Dies sorgt dafür, dass die Pflanzen nicht auslaugen können. Weitere Sparten, in denen Zeolith zum Einsatz kommt, finden sich im Bereich des Baugewerbes. Zeolithe dienen etwa der Herstellung von diversen Baumaterialien. Etwa dann, wenn es um die Härte diverser Eigenschaften wie Sand geht, welche aber nur wenig Gewicht haben. Zeolith wird auch für Leichtbeton bzw. Niedrigtemperatur-Asphalt verwendet. Der Vorteil ist, dass die geringe Feuchtigkeit sehr schnell verarbeitet werden kann; es kommt zudem auch nicht zum Verdampfen gefährlicher Dämpfe. Zeolith kann aber auch im Bereich der Nuklearchemie oder bei der Behandlung von Abwasser verwendet werden. Selbst in der Papierindustrie wird das Mineral gerne genutzt.

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