Was ist Zeolith?

Was ist Zeolith?

Unter dem Begriff Zeolith wird ein Mineral verstanden, welches sich aus einem Bearbeiten von Vulkangestein gewinnen lässt. Der Name der chemischen Verbindung verweist dabei in gewisser Weise auf die Art, wie sich Zeolith bildet, da der aus dem Griechischen abgeleitete Begriff in etwa Siedegestein bedeutet.

Entstehung und Struktur von Zeolith

Zeolith verfügt über eine kristalline Gitterstruktur und entstand im Zusammenhang mit Vulkanausbrüchen: Sank vulkanische Asche auf den Grund von Gewässern, die durch den Ausbruch massiv erhitzt wurden, so konnte hier diese spezielle chemische Verbindung entstehen. In der Folge entstand Tuffgestein, welches eine Waben-Struktur aufweist und über positiv geladene Moleküle an der Oberfläche verfügt. Das Tuffgestein selbst setzt sich aus Spurenelementen, Aluminiumsilikat und verschiedenen Mineralstoffen zusammen.
Betrachtet man die schon angesprochene Waben-Struktur näher, so ist festzustellen, dass hier beispielsweise Magnesium oder auch Kalzium eingelagert sind. Diesen Erdalkali-Kationen kann eine enorme Beweglichkeit zugesprochen werden, wodurch sie bestens zu einem Ionenaustausch sowie zu einer gleichzeitigen reversiblen Resorption geeignet sind. Betrachtet man das Mineral auf diese Weise, so kann Zeolith mit einer Art Molekularsieb verglichen werden, welches Ionen und negative Moleküle durchlässt. Es kommt ferner zu einer Bindung der Ionen und Moleküle an die gitterartige Struktur, worauf wiederum ein Abgeben von Erdalkali-Kationen folgt.

Über die Nutzung von Zeolith

Grundsätzlich lässt sich zunächst festhalten, dass Zeolith in drei verschiedenen Strukturen vorgefunden werden kann. Hier lassen sich eine eher schuppige Form, eine phasenartige Form und schließlich die kristalline Form voneinander unterscheiden. In diesem Zusammenhang ist ferner anzumerken, dass sich in der Natur ungefähr vierzig Arten des Minerals auffinden lassen, gleichzeitig allerdings nur wenige Arten für eine Nutzung durch den Menschen geeignet sind. Die nutzbaren Arten werden aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften sehr geschätzt und kommen überall dort zum Einsatz, wo in der Industrie Ionenaustauschsysteme benötigt werden.
Die Bandbreite der verschiedenen Bereiche der Nutzung ist enorm. So wurde Zeolith nicht zuletzt im Kontext der Eindämmung der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl eingesetzt.
Auch wird der Zeolith im Bereich des Umweltschutzes geschätzt, da es bei der Reinigung der Luft, von Gewässern oder Böden als wirksames Hilfsmittel geschätzt wird. Zeolith wird in seiner natürlichen Form in vielen Ländern gewonnen und kommt neben der schon erwähnten Funktion im Rahmen des Ionenaustausches auch dann zum Einsatz, wenn es um De- oder Rehydration, Katalyse oder die Adoration geht. Ein zusätzliches Argument für das Zurückgreifen auf das Naturmineral liegt zudem in dem Umstand, dass es als preiswertes Material gilt. Neben der natürlichen Form wird darüber hinaus auch synthetisch hergestelltes Zeolith in manchen Industriebereichen eingesetzt.

Gewinnung und Abbau von Zeolith

Geht es um den Abbau von Zeolith, so gehört das sogenannte Rohzeolith Klinoptilolith zu der Art, auf welche bevorzugt zurückgegriffen wird. Die Verarbeitung, die sich an den Abbau anschließt, erfolgt unter Einsatz von modernsten Technologien. Phasen der Lagerung sind hierbei nicht vorgesehen, sodass es zu einer direkten Aufeinanderfolge der Arbeitsschritte kommt. Dieses Vorgehen gewährleistet, dass der Industrie hochwertiges Material zur Verfügung gestellt wird, welches beispielsweise seiner Bestimmung im Rahmen des Ionenaustausches voll nachkommen kann.
Nach dem Abbau wird das gewonnene Material zunächst getrocknet, wobei für diese Trocknung spezielle Anlagen bereitstehen. Unter Einwirkung hoher Temperaturen kann erreicht werden, dass Wasser freigesetzt wird, welches sich in den Waben des Zeoliths befindet. Den freiwerdenden Räumen werden diverse chemische Stoffe zugeführt, welche eine Bindung von radioaktiven Stoffen, Toxinen oder auch Schwermetallen bewirken. Im Anschluss an diese Vorgänge kommt es zu einer ersten Zerkleinerung, wonach die hieraus resultierenden Stücke gemahlen werden und es schließlich in den folgenden Arbeitsschritten zu einer Weiterverarbeitung zu den jeweils angestrebten Produkten kommt.

Verschiedenste Einsatzmöglichkeiten

Wie schon vorhergehend umschrieben wurde, sind die Verwendungsmöglichkeiten von Zeolith als äußerst vielfältig zu bezeichnen. Neben solchen Einsatzzwecken, wie sie bereits am Beispiel Tschernobyl erläutert wurden, können hier so grundverschiedene Bereiche wie das Erdöl-Cracking oder gar die Heimtierhaltung genannt werden. In letzterem Bereich ist beispielsweise an die Katzenhaltung zu denken, da die Molekularschwämme hier zum Zwecke der Geruchsbindung beim Katzenstreu eingesetzt werden. Jedoch beschränkt sich die Anwendung im Haushalt nicht nur auf Haustiere, sodass sich aus dem Gestein, aus welchem diverse Materialien hergestellt werden, zahlreiche Haushaltshilfsmittel fertigen lassen. So lassen sich auf den Eigenschaften von Zeolith basierende Produkte beispielsweise zur Fleckenentfernung, zur Senkung der Luftfeuchtigkeit in Schränken oder allgemein zur Geruchsneutralisierung einsetzen.
Eine wichtige Rolle kommt Zeolith ferner im Sektor der Agrarwirtschaft zu. Hier ist vor allen Dingen an die Verwendung im Bereich des Düngens und den Einsatz als Zusatzstoff zu denken. So kann Zeolith zur Optimierung der chemischen Beschaffenheit von Böden beitragen und auf diese Weise den Wachstum von Pflanzen fördern. Geht es um das Düngen, so bewirkt ein Zeolith-Zusatz, dass Nährstoffe nur dann freigesetzt werden, wenn sie von der Pflanze verwertet werden können. Dies beugt einem Auslaugen der Pflanzen vor.
Weitere Industriesparten, die sich die Eigenschaften von Zeolith zunutze machen, sind zum Beispiel im Baugewerbe zu finden. Zeolithe dienen zur Herstellung von Baumaterialien, da sie zwar bezüglich ihrer Härte ähnliche Eigenschaften wie Sand aufweisen, dabei jedoch weniger Gewicht haben. Auch für Leichtbeton und Niedrigtemperatur-Asphalt wird auf Zeolith zurückgegriffen. Hier ergibt sich der Vorteil, dass Feuchtigkeit im porösen Asphalt schneller verarbeitet werden kann, während es darüber hinaus zu einem geringeren Absondern von gefährlichen Dämpfen kommt. Zu diesen schon genannten Anwendungsmöglichkeiten gesellen sich zahlreiche weitere Beispiele, die von der Behandlung von Abwasser und der Nuklearchemie bis hin zum Einsatz in der Papier- oder Plastikindustrie reichen.