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 – Ein Mineral was mehr kann

Zeolith – die große Unbekannte

Wird Vulkanstein bearbeitet, kommt Zeolith – ein Mineral – zum Vorschein. Eine chemische Verbindung, deren Name bereits auf die Zusammensetzung schließen lässt: Zeolith, ein Wort, das sich von der griechischen Sprache ableitet und „Siedegestein“ bedeutet.

Wie entsteht Zeolith?

Das Mineral, das sich aus kristallinen Gitterstrukturen zusammensetzt, entstand im Rahmen zahlreicher Vulkanausbrüche. Tritt, nach dem Ausbruch des Vulkans, Asche auf den Grund des Gewässers, die auf Grund der Explosion enorm erhitzt war, bilden sich außergewöhnliche und sehr spezielle chemische Verbindungen. Es bildet sich Tuffgestein, das eine Waben-Struktur besitzt. An der Oberfläche ist das Gestein mit positiv geladenen Molekülen ausgestattet. Das Tuffgestein besteht aus unterschiedlichen Spurenelementen, Aluminiumsilikat sowie verschiedenen Mineralstoffen. Betrachtet man die Waben-Struktur genauer, wird man feststellen, dass auch Magnesium sowie Kalzium vorkommen. Auch die Erdalkali-Kationen lassen auf eine sehr hohe Beweglichkeit schließen, sodass man davon ausgehen kann, dass sie nicht nur für den Ionenaustausch genutzt werden, sondern auch gleichzeitig für die reversible Resorption zur Verfügung stehen können. Betrachtet man das Mineral aus diesem speziellen Blickwinkel, kann Zeolith auch als sogenannter „Molekularsieb“ bezeichnet werden. Dabei werden negative Moleküle und auch Ionen durchgelassen; in weiterer Folge kommt es zur Bindung der Ionen und Moleküle, die an der gitterartigen Struktur hängenbleiben und Erdalkali-Kationen abgeben.

Der Nutzen – wann kommt Zeolith zum Einsatz?

Es gibt drei unterschiedliche Strukturen, die als kristalline, phasenartige sowie schuppige Formen bezeichnet werden. In der Natur stehen ungefähr 40 unterschiedliche Formen des Materials zur Verfügung; nur sehr wenige können aber tatsächlich genutzt werden. Die sogenannten nutzbringen Arten werden im Rahmen ihrer physikalischen Eigenschaften geschätzt und vorwiegend dort eingesetzt, wo etwa ein industrieller Ionenaustausch notwendig wird. Die Vielzahl an möglichen Bereichen ist enorm. Zeolith wurde bereits in Tschernobyl, zur Eindämmung des „Supergaus“, eingesetzt. Zeolith ist aber auch fester Bestandteil im Bereich Umweltschutz, da das Mineral bei der Reinigung von Luft und Gewässer hilft. In der natürlichen Form kann Zeolith in vielen Ländern gewonnen werden; das Mineral wird auch immer wieder – basierend auf den Ionenaustausch – dahingehend verwendet, wenn es um die Adoration, Re- oder Dehydration oder die Katalyse gehen. Da Zeolith ein relativ preiswertes Material ist, werden immer mehr Bereiche auf das Mineral aufmerksam. Heute gibt es, neben der klassischen Zeolith-Form, auch die synthetisch gewonnene Variante, die in zahlreichen Industriebereichen eingesetzt wird.

Wir wird Zeolith gewonnen?

Im Rahmen des Zeolith-Abbaus spricht man von Rohzeolith Klinoptilolith, auf welches vorwiegend zurückgegriffen wird. Dabei erfolgt die Verarbeitung auf Grundlagen modernster Technologien. Es gibt keine sogenannten Lagerungsphasen, sondern nur direktes Aufeinanderfolgen zahlreicher Arbeitsschritte. Nur ein solches Vorgehen kann am Ende gewährleisten, dass die Industrie ein sehr hochwertiges Material gewonnen hat, welches auch verwendbar ist. Nachdem das Material abgebaut wurde, wird es in weiterer Folge getrocknet, wobei hier spezielle Anlagen zum Einsatz kommen. Dabei werden extrem hohe Temperaturen erzeugt, die in weiterer Folge das Wasser freisetzen, das sich – nach dem Trocknungsvorgang des Minerals – in den Zeolith-Waben befindet. Sind die Räume trockengelegt, werden chemische Stoffe eingeführt. Dabei sollen in weiterer Folge radioaktive Stoffe, Schwermetalle sowie Toxine gebunden werden. Im weiteren Arbeitsschritt findet eine Zerkleinerung statt. Danach werden die zerkleinerten Stücke gemahlen und – im Zuge nachfolgender Arbeitsschritte – in die Produkte beigefügt.

Zeolith und seine unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten

Es gibt unzählige Möglichkeiten für die Verwendung von Zeolith. Neben Einsatzzwecken, wie in den 1980er Jahren bei Tschernobyl, kann das Mineral auch für das sogenannte Erdöl-Cracking verwendet werden. Zeolith macht auch bei der Heimtierhaltung Sinn, da Katzenstreu und der Geruch, der durch den Urin und Kot der Katze entsteht, gebunden werden kann. Dabei kann die heimeigene Verwendung des Minerals nicht nur auf die Heimtierhaltung beschränkt werden; Zeolith ist auch immer wieder ein Teil diverser Haushaltshilfsmittel. So kommt das Mineral im Rahmen der Fleckenentfernung zum Einsatz, dient aber auch bei der Geruchsneutralisierung und Regulierung bzw. Senkung der Luftfeuchtigkeit. Auch in der Agrarwirtschaft ist Zeolith von wesentlicher Bedeutung. Es kommt dabei vorwiegend als Dünger zum Einsatz. Das Mineral dient des Weiteren auch zur Optimierung der chemischen Beschaffenheit von Böden und soll auch dem Pflanzenwachstum helfen. Der Zeolith-Zusatz kann jedoch nur freigesetzt werden, wenn ihn auch die Pflanze verwendet. Das bedeutet in weiterer Folge, dass ein Auslaugen der Pflanzen nicht möglich ist. Weitere Bereiche, in denen Zeolith angewendet werden können, sind etwa jene des Baugewerbes. Dabei kommt Zeolith immer wieder zur Anwendung, wenn Baumaterialien hergestellt werden müssen. Vor allem dann, wenn es um Materialien wie Sand geht, die zwar hart, jedoch nur sehr wenig Gewicht haben sollen. Zeolith kommt auch bei Niedrigtemperatur-Asphalt und Leichtbeton zum Einsatz. Der Vorteil des Minerals ist, dass die geringe Menge an Feuchtigkeit extrem schnell verarbeitet wird. So kann es auch nicht zum gefürchteten Verdampfen etwaiger giftiger Dämpfe kommen. Ein Aspekt, der vor allem positive Auswirkungen auf die Gesundheit hat. Zeolith wird auch bei der Abwasserbehandlung und im Rahmen der Nuklearchemie eingesetzt; auch für die Papierindustrie ist Zeolith ein wichtiger und heute nicht mehr wegzudenkender Bestandteil geworden.

 

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