Kalisalz

Kalisalz

Unter Kalisalz wird im Allgemeinen eine Mischung aus verschiedenen Salzmineralien mit einem hohen Gehalt an Kaliumverbindungen verstanden. Wirtschaftlich genutzt werden von diesen Salzmineralen lediglich Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat.

Wichtige Bestandteile von Kalisalz sind:

• Halit: NaCl
• Sylvin: KCl
• Carnallit: KMgCl₃ ·6 H₂O
• Kieserit: MgSO₄ · H₂O

Im Gegensatz zum in der Regel farblosen Steinsalz, das fast ausschließlich aus Halit besteht, hat Kalisalz oft eine orange-rote bis hellbraune Farbe, hervorgerufen durch eingelagerte Eisenoxide und -hydroxide. Je nach Hauptbestandteil unterscheidet man zwischen kieseritischem, sylvinitischem und carnallititischem Kalisalz. Die meisten der weltweit abgebauten Lagerstätten weisen einen sylvinitisch oder carnallitisch ausgeprägten Rohstoff auf. Ausgedehnte Kieseritvorkommen gibt es hauptsächlich in Deutschland.

Auskristallisation von Salzen auf der Kupferbergbauhalde Hohe Linde bei Sangerhausen ^[1].

Entstehung

Kalisalze entstanden vor gut 250 Millionen Jahren im sogenannten Zechstein (junges Perm) oder im Tertiär (Oberrheingraben, Becken von Wittelheim, Oberelsass und bei Buggingen in Südbaden). Im Bereich der heutigen Kalilagerstätten befanden sich zu dieser Zeit die Randbereiche früherer Kontinente. Durch tektonische Bewegungen entstanden in diesen Randbereichen wiederholt flache Meerwasserbecken, die durch Barrieren vom übrigen Ozean, dem Zechsteinmeer, abgetrennt wurden. Das trockene und heiße Klima begünstigte eine starke und schnelle Verdunstung, so dass je nach Löslichkeit nacheinander folgende Stoffe auskristallisieren:

1. Kalkstein/Dolomit (Eindunstung auf ca. 25 % der Ausgangsmenge),
2. Gips/Anhydrit,
3. Steinsalz,
4. Kalisalz (selten: bei Eindunstung auf ca. 2 % der Ausgangsmenge),
5. Magnesiumsalze (meist nicht verwirklicht).

Meist wurde die Evaporitfolge aber bereits im Stadium der Gips- oder Steinsalzabscheidung beendet. Die auskristallisierte Salzabfolge wurde dann entweder durch eingewehten Staub (Ton) geschützt, wuchs weiter durch Überdeckung durch bereits stark eingedunstetes Meerwasser oder wurde partiell wieder aufgelöst.

Dieser Prozess wiederholte sich, so dass wir in Europa im Zechstein heute von fünf Salzserien sprechen, auch Zechsteinserien genannt.

Im Laufe der Zeit wurden diese Schichten mehrfach überdeckt (zum Beispiel durch Sandstein). Da Salz unter Druck plastisch reagiert, folgt es dem geringsten Widerstand an Schwächelinien. Dies können z.B. Verwerfungen oder Klüfte sein. So entstanden Salzkissen, -mauern und Salzstöcke. Am Rande dieser Aufstiegssalze wurden mesozoische Gesteinsschichten mit aufgeschleppt und es kommt teilweise zu Aufwölbungen an der Oberfläche. Dies können kleinere Sättel sein, aber auch so bekannte Orte wie der „Hildesheimer Wald“ oder Deutschlands einzige Hochseeinsel Helgoland.

Vorkommen

Die größten ausländischen Kalisalzvorkommen finden sich in Russland, der Ukraine und Weißrussland, in Kanada und den USA sowie im chinesischen Lop Nor in der Wüste Lop Nor. Die ausbeutbaren Vorkommen in Deutschland liegen im Raum Gorleben-Braunschweig-Hannover in Niedersachsen, in der Altmark und der Griesen Gegend, im Raum Magdeburg-Halle in Sachsen-Anhalt sowie in Südbaden, im Solling, Südharz und Dün und im Werra-Fulda-Bereich in Hessen und Thüringen.

Nutzung

Kalisalze werden hauptsächlich zu Düngemitteln verarbeitet. Dabei gibt es je nach Wertstoff und Veredelungsverfahren unterschiedliche Qualitäten. Für gewöhnlich hat das in der Landwirtschaft eingesetzte Produkt eine Reinheit von etwa 93 Prozent KCl. Dieses wird als sogenannter 60er Kali als Dünger verwendet; darin ist der Kaliumanteil gleich groß wie in einem 60 Prozent K₂O enthaltenden Düngemittel. Das hochreine 99er Kaliumchlorid oder Industriekali findet in der chemischen Industrie und Medizin Verwendung.

Gewinnung

Kalisalze werden in Deutschland in untertägigen Bergwerksbetrieben abgebaut. Weltweit gibt es allerdings Versuche, Kalisalze ähnlich dem Steinsalz durch Solung über Bohrlöcher zu gewinnen. Ein derartiger Solungsbergbau findet z. B. in Thüringen in Bleicherode statt.

Die bergmännische Gewinnung kann entweder konventionell durch Bohr- und Schießarbeit oder maschinell mittels Teil- und Vollschnittmaschinen erfolgen.

Aufbereitung

Luftbild der Abraumhalde (rechts im Bild) des Kalibergwerks Sigmundshall in Bokeloh bei Hannover.

Da das gewonnene Rohsalz lediglich einen durchschnittlichen Wertstoffgehalt von 20 bis 35 Prozent enthält, ist eine Aufbereitung in übertägigen Fabrikanlagen notwendig. Als Aufbereitungsverfahren kommen die Flotation, das Heißverlösen oder die elektrostatische Trennung in Frage. Je nach Aufbereitungsverfahren wird das Produkt anschließend getrocknet und veredelt, beispielsweise durch Granulierung.

Wirkung als Dünger

Der Mineralstoff Kalium ist ein Hauptnährelement der Pflanzenernährung und verstärkt bei Pflanzen die Stoffwechselprozesse: Die Photosynthese wird intensiviert, die Umwandlung von Zucker in Stärke und der Aufbau von Eiweiß beschleunigt. Dadurch wird das Wachstum der Pflanzen gefördert.

Das K⁺-Ion ist das wichtigste Ion im Stoffwechsel der Pflanze zur Erhöhung des osmotischen Druckes und Quellungszustandes. Eine ausreichende Kalidüngung bewirkt eine bessere Anpassung der Pflanze an Trockenheit und Frosthärte. Indirekt wird die Standfestigkeit der Pflanzen erhöht. Kalimangel führt zu „Welketracht“, Chlorosen an älteren Blättern sowie Nekrosen vom Blattrand aus (Randnekrose).

Siehe auch

 Portal:Bergbau – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Bergbau

• Liste von Bergwerken in Deutschland

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.sangerhausen.org/html/schachthalde.html

Literatur

• Walther E. Petrascheck & Walter Pohl: Lagerstättenlehre. 3. Auflage. E. Schweizerbarth'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1982, ISBN 3-510-651057.
• Otto F. Geyer, Manfred P. Gwinner: Geologie von Baden-Württemberg. 3. Auflage. E. Schweizerbarth'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1986, ISBN 3-510-65126-X.
• Ludwig Baumann, Igor Nikolskij, Manfred Wolf: Einführung in die Geologie und Erkundung von Lagerstätten. 2. Auflage. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1979.

Weblinks

• Evaporitumwandlung (PDF-Datei; 1,60 MB)
• Literaturübersicht zu Geologie und Kalibergbau in Hessen, Niedersachsen und Thüringen (PDF-Datei; 3,36 MB)
• Unternehmensbroschüre der Kali+Salz AG (PDF-Datei; 4,18 MB)
• Kalibergbaumuseum Volpriehausen
• Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt