Moderne Rohstoffe für die Ziegelindustrie Teil 6: Filterkaolin aus der Quarzgrube Freinberg
Die Quarzgrube Freinberg in Oberösterreich gehört europaweit zu den ganz wenigen Abbauflächen, die unter anderem für die Herstellung von metallischem Silizium geeignet ist. Rohstoffbasis sind hochreine Quarzrestschotter. Als Sekundärrohstoff aus der Mineralwäsche wird hochwertiger Filterkaolin für die Baukeramik gewonnen.
1 Geologischer Rahmen und Standort
Am Standort AT-4785 Freinberg in Oberösterreich gewinnt die EWS Quarzsand GmbH seit dem Jahr 2023 hochwertige Quarzsande und Quarzkiese unter anderem für vielseitige Anwendungen in der Bauwirtschaft, Glasherstellung und Siliziumproduktion (»1).
Rohstoffbasis sind Quarzrestschotter. Es handelt sich dabei um die verwitterungsresistenten Überreste miozäner und pliozäner Schotter, die im Alpenraum von großen Flusssystemen abgelagert wurden. Der entscheidende Schritt zur Entstehung der Quarzrestschotter war eine extrem starke chemische Verwitterung unter subtropischem Klima. Dabei wurden alle weniger widerstandsfähigen Minerale chemisch zersetzt und abgeführt. Feldspäte wurden unter Freisetzung von Kieselsäure in Kaolinit transformiert, der heute zusammen mit Glimmermineralen die feinteilige Matrix der Quarzrestschotter bildet (»2, 3).
Im Raum Freinberg/Passau treten die Quarzrestschotter großflächig auf. Sie liegen dort dem kristallinen Grundgebirge der Böhmischen Masse auf. Damit gehören sie geologisch zum Moldanubikum und nicht zum Molassebecken der Alpen.
In einer hochmodernen Aufbereitungsanlage erfolgt die Aufbereitung der Rohstoffe im Nassverfahren, wodurch eine besonders effiziente Verarbeitung der unterschiedlichen Körnungen sichergestellt wird. Ein besonderes Highlight ist das kombinierte Wasser-/Feststoffrecycling mit nachgeschalteter Kammerfilterpresse. Prozesswasser wird im Kreislauf gefahren (»4, 5).
2 Mineralogisch-chemische Zusammensetzung
Der auf diese Weise als Sekundärrohstoff gewonnene Filterkaolin deckt Korngrößen vom Tonkorn- bis zum Mittelsandbereich ab. Das Korngrößenmaxima liegt im Feinkornbereich d < 0,002 mm mit einem Anteil von 48 MA % (»6). Mineralogisch wird das Material von Phyllosilikaten und Quarz dominiert, wobei der Phyllosilikatgehalt bei 66 MA % liegt. Aufgrund der starken chemischen Verwitterung dominiert hier klar Kaolinit vor Illit/Glimmer (»Tabelle 1). Das Material enthält keine innerkristallin quellfähigen Phasen.
Chemisch dominieren Silizium und Aluminium deutlich vor allen übrigen Elementen. Gehalte an alkalischen und erdalkalischen Flussmitteln sind durchweg gering und werden über Illit/Glimmer eingetragen. Eisen tritt mit 2,95 MA % in Form von Eisenhydroxid/Goethit auf. Störende Elemente wie Schwefel und Kohlenstoff/organische Substanz sind minimal und liegen im Bereich der RFA-Nachweisgrenze. Der Filterkaolin ist absolut kalkfrei. (»Tabelle 2).
3 Keramtechnologische Charakteristik
Der Filterkaolin aus Freinberg ist als ressourceneffizienter Tonersatzstoff zu klassifizieren (»Tabelle 3). Aufgrund der optimalen Korngröße muss das Material nicht energieintensiv zerkleinert, sondern nur homogen mit den übrigen Massekomponenten gemischt werden. Das Material ist prädestiniert, traditionelle Tonmergel und Mergel zu substituieren und auf diese Weise den Verbrauch an Primärrohstoffen sowie die CO2-Emission signifikant zu senken.
Als plastischer Spezialrohstoff mit geringer Scherbenrohdichte ist der Filterkaolin für den Einsatz in hochwärmedämmenden Hintermauerziegel prädestiniert. Das Material ist durch ein sehr breites und stabiles Sinterintervall mit hoher Porosität gekennzeichnet. Die Brennfarben variieren in Abhängigkeit von der Brenntemperatur von ockergelb bis hellgelb (»7).
4 Mengenverfügbarkeit und Schlussbemerkungen
Der Tagebau verfügt über ausreichend große geologische Reserven und eine langfristige Abbaugenehmigung. Die Jahresmenge an Filterkaolin ist abhängig von der Fördermenge des Primärrohstoffs und beträgt derzeit rund 10.000 Tonnen. Mit zunehmendem Abbaufortschritt in liegende Schichten wird eine weitere Qualität an Filterkaolin mit cremeweißer Brennfarbe zur Verfügung stehen. Der Vertrieb der Filterkuchen erfolgt über die Dr. Krakow Rohstoffe GmbH.
