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Zeolithe – Mineralogie und Nutzung

Von Kathrin Kranz

Einführung

Ohne sie entstünde kein Tropfen Benzin, ohne ihren Einsatz in Waschmitteln gäbe es auf umweltfreundlichem Weg kein weiches Wasser, ohne sie würden Menschen ihre Nase über dem Katzenklo rümpfen und ohne sie gebe es keine selbstkühlenden Bierfässer. Dieser Text befasst sich mit der Mineralogie und Nutzung der Zeolithe. Wer sich mit Zeolithen befasst, weiß wie umfassend und komplex dieses Thema ist. Dieser Text soll und kann daher nur einen Einblick in die Geschichte der Zeolithe geben und den Zusammenhang zwischen der Kristallstruktur und den nutzbaren Eigenschaften darstellen. Weiterhin werden nur wenige, wichtige Zeolithnamen genannt.

Geschichte

Entdeckt und benannt wurde diese bis dahin unbekannte Silikatgruppe 1756, also vor fast 250 Jahren, vom schwedischen Mineralogen CRONSTEDT, der übrigens auch das Nickel entdeckte. Er hatte nämlich beobachtet, dass Zeolithe beim Erhitzen Wasser abgeben, so dass sie scheinbar sieden und schließlich zu einer weißen Glasperle schmelzen. Daher benannte er sie nach den zwei griechischen Wörtern für “Siedestein” (zein = sieden, lithos = Stein) und somit war der Begriff Zeolith geboren. Seit dieser Erstentdeckung wurden sehr schnell viele neue Zeolithe bekannt. Die ersten entdeckten Kristalle waren zum Beispiel Stilbit und Levyn. Heute gibt es mittlerweile über 140 verschiedene Zeolitharten mit unterschiedlicher Gerüststruktur, wobei davon 60 natürlich und davon 9 in abbauwürdigen Lagerstätten vorkommen.
Im Jahre 1920 ließ sich mit Hilfe der Röntgendiffraktion zum ersten Mal die Internstruktur der Zeolithe entschlüsseln. Kurz danach wurde das erste Mal ein Zeolith erfolgreich zum Ionenaustausch eingesetzt. Dies veranlasste Mc Bain 1932 dazu, den Begriff “Molekularsieb” zu prägen. In den 1950er Jahren stellten die Wissenschaftler fest, dass es nötig war, künstliche Zeolithe herzustellen: Einerseits erwartete man von synthetischen Zeolithen Eigenschaften, die die natürlicher Zeolithe übertreffen sollten, andererseits waren damals natürliche Zeolithe zum industriellen Gebrauch noch nicht ausreichend verfügbar. So kam es zu einem richtigen Forschungsboom und die Zeolithe entwickelten sich von einer geologischen Kuriosität zu industriellen Hightech-Stoffen. Heute sind allerdings Lagerstätten in ausreichenden Größenordnungen mit entsprechend guter Qualität vorhanden, zum Beispiel in Japan und Australien, so dass sich ganz neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen.

Kristallstruktur und Eigenschaften – Was sind Zeolithe?

Die meisten Zeolithe sind farblos bis weiß. Auch rot oder gelb gefärbte Minerale wie Stilbit oder Chabasit haben stets einen weißen Strich, sie sind also nur durch Fremdatome gefärbt.
Nach der Definition des Subkomitees für Zeolithe der IMA (International Mineralogical Association) ist ein Zeolith durch ganz bestimmte Eigenschaften charakterisiert, die nun näher erklärt werden sollen: Zeolithe sind besonders locker gebaute Gerüstsilikate, die zwar hochporös, aber dennoch mechanisch und thermisch sehr stabil sind. Ihre Grundstruktur wird – wie bei anderen Gerüstsilikaten auch – durch ein Kristallgitter aus miteinander verbundenen Tetraedern gebildet. Jedes Tetraeder besteht aus vier Sauerstoffatomen, die um ein Aluminium- oder Silizium-Kation angeordnet sind. Zur besseren Anschaulichkeit betrachtet man diese Koordinationsgruppen als polyedrische Baueinheiten mit Flächen und Kanten und bezeichnet das ganze als PBU’s (primary building units = Grundbausteine). Die Tetraeder verknüpfen sich über die gemeinsamen Sauerstoffbrücken zu Tedraedergruppen bzw. Ringen, welche SBU’s (secondary building units = Ringstrukturen) heißen. Das ist eine dreidimensionale, streng periodische Struktur aus Elementarzellen. In jeder SBU ist an jeder Ecke bzw. Endung Aluminium oder Silizium vorhanden. Der in der Mitte vorhandene Sauerstoff wird nicht dargestellt. Durch unterschiedliche Kombination von SBU’s im Raum entstehen schließlich die verschiedenen Zeolith-Typen.

Aus der Kombination dieser ringförmigen Baueinheiten entsteht eine Kristallstruktur, die von Hohlräumen in Form von sogenannten Kanälen oder Käfigen durchsetzt ist. Dadurch haben Zeolithe eine unglaublich große innere Oberfläche: Die Poren haben einen durchschnittlichen Durchmesser von ca. 0,3 bis 2 nm. Für den Zeolith RUB-41 beispielsweise ergibt das eine Oberfläche von 510 m2/g, das entspricht bei 12 g der Fläche eines Fußballfeldes. Es gibt aber auch Zeolithe, die mehr als das doppelte dieser Oberfläche besitzen! In diesen Hohlräumen befinden sich zusätzliche große Kationen der 1. und 2. Hauptgruppe und Zeolithwasser. Zeolithwasser stellt H2O-Moleküle dar und ist in Hohlräumen des Kristallgitters – ohne Fixierung an einen bestimmten Platz – gebunden. Durch die lockere Bindung besteht die Möglichkeit der stufenlosen Abgabe und Wiederaufnahme des Wassers und der Kationen. Die Fähigkeit, Wasser aufzunehmen bzw. abzugeben, ist ja schon vom Gips bekannt. Gips geht beim Erhitzen in Anhydrit über und wandelt sich bei Wasserzugabe wieder in Gips um, sofern er nicht totgebrannt wurde. Zeolithe jedoch gehen nicht in Halbhydrate über, ihr Zeolithwasser lässt sich stufenweise austreiben, ohne dass das Gerüst zusammenbricht. Dieser Prozess ist größtenteils umkehrbar. Im Vergleich zu anderen Mineralen enthält ein typischer Zeolith folglich deutlich mehr Wasser. Laumontit z.B. hat einen Gehalt von über 11%.

Obwohl die Zeolithe mit den Feldspäten eng verwandt sind, sind die physikalischen Eigenschaften deutlich niedriger ausgeprägt: Zeolithe haben eine Härte von 3,5-5,5, Feldspäte von 6-6,5. Die Dichte der Zeolithe beträgt etwa 2,0-2,4 g/cm3, die der Feldspäte 2,5-2,8 g/cm3. Ebenso nimmt die Lichtbrechung bei den Zeolithen Werte von 1,48-1,5 an, bei den Felspäten ist sie größer als 1,51. Der Grund dafür liegt wieder in der lockeren Gerüststruktur.

Die Kristallstrukturen sind von fast allen Zeolitharten bekannt. Sie zeigen eine Symmetrievielfalt. Am häufigsten kommen sie orthorhombisch und monoklin vor. Mit abnehmender Häufigkeit sind sie hexagonal/tetragonal bzw. kubisch/rhombisch/triklin.

Aber aus welchen Elementen bestehen Zeolithe nun eigentlich? Wie wir schon wissen, setzt sich das Grundgerüst der Zeolithe aus SiO4- oder AlO4-Tetraedern zusammen, es handelt sich also um Alumosilikate. Dieses Grundgerüst ist stets negativ geladen und der Siliziumgehalt ist mindestens so groß wie der Anteil an Aluminium. Die in den Hohlräumen enthaltenen Stoffe sind das Zeolithwasser und Kationen, die die negative Gerüstladung ausgleichen. Letztere kommen meist in Form von Alkalimetallen (Na+, K+) oder Erdalkalimetallen (Ca2+, Ba2+) vor, selten auch als Sr und Mg. Allgemein lässt sich also sagen, dass Zeolithe überwiegend aus den häufigsten Elementen der Erdkruste (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, K) und H bestehen. Trägt man die Si-, Ca- und Na-Gehalte verschiedener Zeolithe gegeneinander (vgl. RÖSLER) auf, lässt sich die große Variabilität in der Zusammensetzung erahnen. Trotzdem gibt es eine allgemeine Strukturformel für Zeolithe: Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]*wH2O (n=Wertigkeit des Kations M, w=Anzahl der H2O-Moleküle, x,y=Gesamtzahl der Tetraeder).

Nun etwas zur Entstehung von Zeolithen. Bekannterweise stellt die Zeolith-Fazies (200-3000 bar, 475-575 K) den Übergang von der Diagenese zur Metamorphose dar. Folglich entstehen Zeolithe spätmagmatisch-hydrothermal, also bei geringen Temperaturen und Drücken sowie Anwesenheit von H2O. Meist bilden sie sich in Hohlräumen und Klüften von basischen Vulkaniten, seltener in Plutoniten. Daher zeigen sie sehr oft idiomorphe Kristallformen. Weiterhin kommen sie in Hohlräumen von kristallinen Schiefern und Erzgängen und feinkörnig massenhaft in Tuffen vor.

Die Gruppe der Zeolithe besteht aus sehr vielen verschiedenen Strukturtypen, die je nach Ausbildung der Kanalsysteme in drei verschiedene Morphologie-Gruppen eingeteilt werden können: Bei den Faserzeolithen handelt es sich um Zeolithe mit eindimensionalen Kanälen. Die Blätterzeolithe stellen eine Gruppe mit zweidimensionalen Kanalsystemen dar, sind also eher flächig, lamellar. Die Würfelzeolithe haben demzufolge dreidimensionale Kanäle, was sie räumlich-würfelig erscheinen lässt. Diese Einteilung ist inzwischen allerdings sehr veraltet, heute erfolgt die Klassifikation der Zeolithe anhand ihrer spezifischen Hohlräume und der dazu passenden Kationen: Die Natrolith- und Laumontitgruppe gehören morphologisch zu den Faserzeolithen, da sie sehr einfache, eindimensionale Kanalsysteme besitzen, in die nur die typischen Kationen passen. Die Phillipsit-, Mordenit- und Heulanditgruppe gehören zu den Blätterzeolithen – sie weisen schon komplexere Kanäle auf, in die auch z.B. Magnesium und Strontium passen. Die Chabasit-, Faujasit- und Pentasilgruppe besitzen kompaktere Hohlräume in Form von Käfigen, weshalb sie zu den Würfelzeolithen gehören.

Nutzung

Wie wir schon wissen, können die Zeolithbestandteile, die nicht Teil des Gerüsts sind – also Kationen oder Wasser – aus dem stabilen Gerüst entfernt oder ausgetauscht werden. Daher sind Zeolithe extrem wandlungsfähig und bieten fast unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts werden sie auf Grund dieser einzigartigen Eigenschaften in zahlreichen agrikulturellen, kommerziellen und umweltbestimmten Sektoren eingesetzt: Wasser- und Abwasserreinigung, Bauindustrie, Solarenergie, Heizen/Kühlen, Energiespeicherung, Landwirtschaft, Gartenbau und Bodenreinigung.
Industriell werden jedoch fast nur synthetische Zeolithe benutzt. Aber wie werden Zeolithe eigentlich künstlich hergestellt? Grundlage für das Gelingen einer Synthese ist die Untersuchung der Entstehungsbedingungen und die Strukturanalyse natürlicher Zeolithe: Schließlich werden Zeolithe nach dem Vorbild aus der Natur unter Laborbedingungen künstlich hergestellt. Ausgangsstoffe für die Kristallisation von Zeolithen sind gerüstbildende Substanzen wie Kieselsäure, Borsäure oder Aluminiumhydroxid. Als Porenfüller fungiert zum Beispiel Wasser oder Calciumhydroxid. Die Synthesemischungen werden dann solange erhitzt, bis die Zeolithe vollständig auskristallisiert sind. Mit sogenannten Autoklaven, das sind druckfeste geschlossene Behälter, wird dabei das Entweichen von Wasser verhindert. Heutzutage werden viele weitere Substanzen zur Zeolithsynthese eingesetzt, unter anderem seltenere Elemente mit besonderen Funktionen wie Titan oder Germanium, oder Flusssäure zur Reaktionsbeschleunigung. Häufig ist es auch nützlich, organische Moleküle als sogenannte Strukturdirektoren zu verwenden, da um sie die Zeolithe herumkristallisieren können: So entstehen durch ein kettenförmiges Molekül eher kanalförmige Hohlräume, während ein kompaktes Molekül oft zu käfigartigen Poren führt. Auch über die Variierung der Temperatur kann die Art der gebildeten Kanalsysteme gesteuert werden: Während bei niedrigeren Temperaturen lockere Strukturen gebildet werden, liegen bei höheren Temperaturen dichtere Packungen vor. So ist es möglich, für fast jede Anwendung ein passendes Zeolithmineral zu synthetisieren. Um diesen dann noch optimieren zu können, geben Röntgendiffraktometrie und Elektronenmikroskopie Auskunft über Strukturdetails und eventuelle Baufehler, die die Eigenschaften der Zeolithe beeinflussen könnten. Der Zusammenhang verschiedener Einflussfaktoren ist so komplex, dass man – obwohl die Zusammenhänge auch am Computer modelliert werden – bei der Planung nicht auf Versuche verzichten kann.

Synthetische Zeolithe wurden im Laufe der Zeit für die unterschiedlichsten Prozesse eingeführt. Dabei dienen sie vor allem als Ionenaustauscher, Trocknungsmittel, Molekularsiebe und Katalysatoren.
Ihre Eigenschaft als Trocknungsmittel erhalten sie dadurch, dass viele Zeolithe in ihren Hohlräumen große Mengen an H2O-Molekülen gespeichert haben. Wird dieses Wasser ausgetrieben, wirken die Zeolithe stark wasseranziehend (hygroskopisch) und können als Trockenmittel eingesetzt werden. Dafür gibt es auch zahlreiche Anwendungen: In Katzenstreu saugen sie wie ein Schwamm die Feuchtigkeit aus den Tierexkrementen und tilgen den Geruch. In feingemahlener Form kommen sie in Medizin- und Kosmetikprodukten als trocknender Puder zum Einsatz. In der Lebensmittelindustrie werden sie zur Gefriertrocknung von Lebensmitteln verwendet. In Doppelglas-Fenstern, sogenannten Thermopane-Fenstern, sorgen sie dafür, dass die Scheiben nicht beschlagen. Ähnlich dienen sie zur Isolierung und Trocknung in Kühlschränken. Als Zusatzstoff in Beton verkürzen Zeolithe die Trockenzeit und erhöhen die Festigkeit.
Da die Adsorption von Wasser exotherm erfolgt, sind Zeolithe zudem exzellente Wärmespeicher: Bei der Wärmespeicherung in Sorptionssystemen wird die Anlagerung von Wassermolekülen an hochporöse Materialien energetisch genutzt. Das “Laden” des thermochemischen Speichers erfolgt durch Desorption, das heißt, das in den Zeolithen enthaltene Wasser wird unter Wärmezufuhr verdampft. Wird wieder Wasserdampf hinzugefügt, wird dieser erneut adsorbiert und dem Wasser wird die Verdampfungswärme entzogen. Somit kühlt sich das gespeicherte Wasser eventuell sogar bis auf den Gefrierpunkt ab. Dabei wird die gespeicherte Wärme wieder abgegeben und kann zur Beheizung von Räumen genutzt werden. Die durch den Adsorptionsvorgang getrocknete Luft kann zum Beispiel zur Entfeuchtung von Kellern eingesetzt werden. Diese Eigenschaft weiß inzwischen auch die Getränkeindustrie zu nutzen: So gibt es mittlerweile Bierfässer, die innerhalb von rund dreißig Minuten ihren Inhalt auf eine Trinktemperatur von rund 8 °C abkühlen können – ganz ohne Eis oder Strom! Diese Getränkeverpackung nennt sich “Cool-Keg”. Im Inneren des Fasses befinden sich drei Kammern. In der innersten befindet sich das Getränk, in der mittleren ein Verdampfungsapparat mit flüssigem Wasser sowie ein Ventil und in der äußeren, luftleeren Kammer ein Zeolith mit einer Oberfläche von rund 1000 m2/g. Durch eine Hebelbewegung wird im Fass das Ventil geöffnet, wodurch der vom Verdampfungsapparat erzeugte Wasserdampf zum Zeolith strömt. Dieser absorbiert das Wasser wie ein Schwamm. Da diese Reaktion unter Vakuum stattfindet, ist sie so heftig, dass das restliche Wasser im inneren Behälter fast schlagartig gefriert. So wird das Bier im Inneren des Fasses schnell angenehm kühl. Ein weiterer Pluspunkt: Das Fass ist vollständig recycelfähig.

Eine weitere Eigenschaft der Zeolithe ist ihre Fähigkeit zum Ionenaustausch: Die in den Zeolith-Hohlräumen enthaltenen Kationen sind leicht beweglich, so dass sie entfernt oder durch andere Ionen aus dem umgebenden Medium ersetzt werden können. Auf diese Weise lassen sich in einer Lösung unerwünschte Ionen entziehen und im Zeolith binden. Eine weitere Besonderheit der Zeolithe ist die Eigenschaft, sich unter großem Druck auszudehnen statt zusammengepresst zu werden; so lassen sich die Kristalle quasi als Schwamm für unerwünschte Stoffe benutzen: Lässt man Zeolithe unter Druck sich ausdehnen und sie unerwünschte, z.B. giftige oder radioaktive Stoffe aufnehmen, sind diese in den Hohlräumen sicher eingeschlossen, wenn der Druck nachlässt.
Die Basis der Eigenschaft des Molekularsiebes bildet der Adsorptionsvorgang, also die Fähigkeit Moleküle aus Gasen oder Flüssigkeiten festzuhalten und anzureichern. Als Adsorptionsmittel kommen somit hochporöse Stoffe in Betracht, die im Verhältnis zu ihrem Volumen eine sehr große Oberfläche besitzen – allen voran natürlich Zeolithe. Die Hohlräume besitzen eine spezifische Größe und Gestalt und können somit auch nur passende Moleküle aufnehmen. Wie der Name Molekularsieb schon sagt, kann man sich die Zeolithe wie ein Sieb vorstellen – große Poren können größere Moleküle aufnehmen als kleine Poren; kleine Poren binden stärker als größere. Wird das Molekularsieb nun zu dem zu trennenden Substanzgemisch gegeben, nimmt es einen bestimmten, passenden Bestandteil auf und wird anschließend vom Gemisch entfernt. So wirken sie umgekehrt als übliche Filter: Sie blockieren dank ihrer Formselektivität die Diffusion kleiner Moleküle und lassen größere ungehindert passieren. Aufgrund ihrer erstaunlichen Filterleistung lassen sich so auf biologischer Basis reine Stoffe herstellen. Bis Anfang der 1990er Jahre wurde noch Phosphat zur Wasserenthärtung benutzt, das allerdings führte bekannterweise zur Eutrophierung von Gewässern. Deshalb wurde nach einem unbedenklichen Phosphatersatzstoff gesucht und im wasserunlöslichen Natriumaluminiumsilikat (“SASIL” = sodium aluminium silicate) gefunden. Der Zeolith gibt das unschädliche Natrium ab und nimmt das Calcium aus dem Wasser auf. So ist die Ursache von Verkalkung im Zeolith gefangen und das unschädliche Natrium befindet sich danach in der Waschlauge. Diese Eigenschaft der Zeolithe wird auch in der Wasseraufbereitung und Aquaristik genutzt, wenn Schad- und Nährstoffe (z.B. Schwermetalle und Ammoniumionen) aus einer Lösung absorbiert werden sollen. Dank dieser Eigenschaften lässt sich natürlich auch gebrauchtes Motoröl aufarbeiten. In Zukunft könnten Zeolithe auch bei der Abgasreinigung eine Rolle spielen: moderne Katalysatoren benötigen fast zwei Minuten, bis sie bei rund 200 °C ihren Betrieb aufnehmen. Aus dieser Aufwärmphase stammen bis zu 80% der schädlichen Kohlenwasserstoffe, die von Fahrzeugen in die Atmosphäre gelangen – in diesem Zeitraum könnten Zeolithe die Abgase filtern. In der Medizin werden Zeolithe zur Lufttrennung in Stickstoff und Sauerstoff genutzt. Auch radioaktive Stoffe können so getrennt und entsorgt werden.

Rauchen gefährdet die Gesundheit. Wer sein schlechtes Gewissen loswerden will, sollte deswegen zu Zigaretten mit Filtern greifen, in denen ein Zeolith als Adsorptionsmittel wirkt. Katalysatoren sind ja Substanzen, die eine chemische Reaktion beschleunigen oder die dafür benötigte Aktivierungsenergie herabsetzen. Zeolithe sind hochwirksame Katalysatoren, da auf ihrer riesigen Oberfläche viele Reaktionen zur selben Zeit ablaufen können. Seit Mitte des vergangenen Jahrhunderts werden Zeolith-Katalysatoren im Crack-Prozess zur Spaltung von großen organischen Molekülen, wie sie im Erdöl vorkommen, genutzt, um kleinere Moleküle für das Benzin zu erzeugen. Die Qualität und Ausbeute an Benzin wurde damit entscheidend verbessert und machte blei- oder manganhaltige Additive im Benzin überflüssig.

Selbstverständlich können auch mehrere Eigenschaften der Zeolithe gleichzeitig ausgenutzt werden; so ist es zum Beispiel möglich, aus einem Gemisch eine bestimmte Substanz herauszusieben und sie im Inneren des Zeoliths gezielt chemisch reagieren zu lassen.
Das größte Einsatzgebiet der natürlichen Zeolithe bestand bisher in der Einkapselung radioaktiven Abfalls nach der Zerstörung eines Reaktorkerns in Tschernobyl im Jahre 1986; dabei wurden nach TOMLINSON 2001 über eine Million Tonnen Zeolithe für den Ionenaustausch von 137Cs verwendet. Nur in der Landwirtschaft werden vor allem aus Kostengründen noch natürliche Zeolithe verwendet, wie etwa zur Düngerherstellung und Bodenverbesserung: Einen Langzeitdünger erhält man, indem der Zeolith mit den Ionen beladen wird, welche dem Boden fehlen – anschließend wird er unter die Erde gemischt. Auch in der schon erwähnten Aquaristik sind die günstigeren Naturzeolithe beliebt. Umstritten ist die Theorie, dass Zeolithe als Zusatzstoff im Tierfutter bzw. Nahrungsergänzungsmitteln für Menschen auch zur Adsorption von Toxinen im Magen-Darm-Trakt dienen könnten. Das praktische Problem dabei ist, dass die zu absorbierenden Moleküle zu groß sind um von den Poren der Zeolithe aufgenommen werden zu können.

Zusammenfassung und Ausblick

Zeolithe sind eine Gruppe mikroporöser Tektosilikate mit weitmaschigen Gerüsten um ihre Hohlräume. Sie setzen sich primär aus SiO4- bzw. AlO4-Tetraedern zusammen. Auf Basis ihrer Kristallstruktur lassen sie sich in Faser-, Blätter- und Würfelzeolithe einteilen. Sie enthalten zusätzliche Kationen und Zeolithwasser, dass sie, wie ihr Name Siedestein schon sagt, reversibel aufnehmen und abgeben können. Längs ihrer Hohlräume sind somit umkehrbare Hydratations-, Ionenaustausch- und Partikelfiltereigenschaften möglich.
Im Jahre 1999 wurde durch eine Gruppe um den Mathematiker DRESS bewiesen, dass es unendlich viele Tetraederbaueinheiten im dreidimensionalen Raum gibt – somit sind auch unendlich viele verschiedene Zeolithgerüste konstruierbar. In Zukunft wird es also eine Herausforderung sein, davon das Machbare herauszufinden. Möglicherweise stellt sich sogar heraus, dass nicht nur Tone sondern auch Zeolithe an der Entstehung des Lebens beteiligt gewesen sein könnten – sie begünstigen die Anlagerung organischer Materie, was EGON DEGENS Matrizenhypothese befürworten würde.
Mit einem Blick in die Zukunft lässt sich sagen, dass mikroporöse Materialien mit Zeolithen an der Spitze sich fortwährend auf unseren Alltag auswirken werden: Denn selbst wenn Otto Normalverbraucher kein Waschmittel benutzen und kein Auto fahren sollte, so weiß er die Zeolithe doch spätestens im Sommer beim Kauf eines selbstkühlenden Bierfasses zu schätzen.

Quellenangaben

D. L. Bish/D. W. Ming: Natural Zeolites. Occurence, Properties, Applications. In: Reviews in Mineralogy and Geochemistry. Vol. 45, 2001. 654 S.

A.A.G. Tomlinson: Modern Zeolites. Structure and Function in Detergents and Petrochemicals. Trans Tech Publications Ltd, Zurich 2001. 82 S.

Drago, M. et al.: Mineralien und Edelsteine. Neuauflage, Neuer Kaiser Verlag, Klagenfurt 2003. 224 S.

F. H. Pough: A Field Guide to Rocks and Minerals. 5th Edition, Houghton Mifflin Company, Boston 1995. 396 S.

Industrieminerale (Diamant, Edelsteine, Glimmer, Asbest, Graphit, Zeolithe). C 296, Freiberger Forschungshefte. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1975. 211 S.

H. J. Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1981. 833 S.

Strunz, H./Nickel, E. H.: Mineralogical Tables. Chemical-Structural Mineral Classification System. 9th Edition, Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 2001.

S. Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 5. Auflage, Springer Verlag, Berlin 1996. 499 S.

C.E. Mortimer: Chemie. Das Basiswissen der Chemie. 8. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart 2003. 766 Seiten.

http://www.dmg.uni-koeln.de/Schule/SchuleZeo.html
http://www.ruhr-uni-bochum.de/rubin/rbin1_04/pdf/beitrag2.pdf
http://scheinpflug.privat.t-online.de/mzh.htm
http://www.tucher.de
http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/silicate_8.html
http://www.zeo-tech.de/htm/d/d_fass1.htm

(Dieser Text ist am 01.04.2006 auf der alten Version von geoberg.de erschienen und wurde übernommen.)

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4 Antworten zu “Zeolithe – Mineralogie und Nutzung”

  1. Johannes Kopka sagt:

    Kann man mit Zeolithen Gold aus dem Wasser gewinnen???

  2. Um Ihre Frage beantworten zu können, müssten Sie genauer beschreiben, was Sie sich unter “Gold aus dem Wasser gewinnen” vorstellen.

  3. Wahrscheinlich ist gemeint, Wasser über Zeolith zu filtern und dann den Zeolithen auf das angereicherte Gold hin aufzuarbeiten. Das wird aber schwierig! Denn erstens liegt gelöstes Gold in wässriger Lösung immer als anionischer, meist 4-fach koordinierter Komplex, z. B. [AuCl4]-, vor, so dass der kationenaustauschende Zeolith es nicht adsorbieren würde. Und selbst wenn man den Zeolithen entsprechend modifiziert, damit der die vorliegenden Goldkomplexe auffängt, wie man es für einige andere Schwermetalle schon gemacht hat, ist die Konzentration von Gold deutlich niedriger als die vieler anderer Ionen. Was immer man da am Ende an Gold erhalten könnte, wäre, im Vergleich zum Aufwand, so extrem wenig, dass kein Gewinn herausspringt. Reich werden kann man so nicht…

  4. Schlögl sagt:

    Eine “naive” Frage:

    Wenn ich Zeolith in ein Behälter setze und eine Luftzirkulation erzeuge;
    entsteht dann Wärme?
    Dürftem doch geringe Mengen Z. schon reichen…..oder ?

    Ich denke an Gewächshaus, o.ä.

    würde mich auf Antwort freuen

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