Ziemia okrzemkowa

Różne okrzemki, obrazy z wtórnego mikroskopu elektronowego
Ziemia okrzemkowa ze Słowacji
Warstwa ziemi okrzemkowej w rezerwacie przyrody Soos w Czechach

Ziemia okrzemkowa ( diatomit ), (również mąkę góra , ziemia okrzemkowa , Diatomeenpelit , ziemia okrzemkowa , ziemia okrzemkowa , mąka żwir , novaculite , tryplet , Tripolit , Celite ) jest biaława substancja w postaci proszku, składającą się głównie z powłoki kopalnych okrzemki jest (okrzemki ).

Skorupy składają się w większości z amorficznego (niekrystalicznego) dwutlenku krzemu (SiO 2 ) i mają bardzo porowatą strukturę.

Jeden mililitr czystej ziemi okrzemkowej zawiera około miliarda skorupek okrzemek i ich fragmentów. „Gu (h) r” to popularne wyrażenie w języku dolnoniemieckim oznaczające „wilgotną, fermentującą masę ze skały”. Z geologicznego punktu widzenia ziemia okrzemkowa jest skałą osadową utworzoną ze skamieniałego osadu okrzemkowego , bardzo drobno uwarstwionego, znanego jako „potrójny”.

Ziemia okrzemkowa jest cenionym surowcem i jest wykorzystywana na wiele sposobów.

Pochodzenie zdarzeń

Kieselgurvorkommen w północnych Niemczech pojawiły się w okresach interglacjalnych i miały kilkaset tysięcy lat. Bogata w kwas krzemowy wody jezior zawierały duże ilości okrzemki o setkach różnych gatunków. Te okrzemki, które do dziś żyją w jeziorach i morzach, mogą się rozmnażać co kilka godzin, dzieląc komórki na dwie części . Szacuje się, że w idealnych warunkach jedna okrzemka może w ciągu miesiąca urosnąć do miliarda okazów. Okrzemki te unoszą się w wodzie, po śmierci opadają na dno i stopniowo tworzą gęste osady. Później docierają do powierzchni ziemi poprzez zmiany geologiczne, takie jak uniesienie terenu.

Różne rodzaje diatomitu

Rozróżnia się ziemię okrzemkową ze słoną wodą i ziemię okrzemkową słodkowodną . Ziemia okrzemkowa została zdeponowana w trzech warstwach o różnych kolorach. Kolor ziemi okrzemkowej wynika z różnej zawartości pozostałości substancji organicznych. Im głębsze warstwy, tym wyższy udział składników organicznych.

Biały Guru

Górna warstwa to „Biały Gur”. Część z nich jest przechowywana bezpośrednio pod powierzchnią ziemi. Od trzech do pięciu procent zawiera bardzo mało składników organicznych. We wczesnych latach zdemontowano tylko Biały Gur.

Szary Guru

Pod Białym Gur leży „Szary Gur”. Zawiera do dziesięciu procent składników organicznych. Dzięki wprowadzonej później technice wypalania można je usunąć, a wydobycie szarego guru może być oszczędne.

Zielony Guru

Dolna warstwa jest znana jako „Green Gur”. Nadal zawiera około 36 procent składników organicznych. Tutaj wciąż można znaleźć odciski ryb, a także igieł, szyszek i liści z drzew. Zielony Gur znajdował się na wysokości lustra wody.

Występowanie, użytkowanie i wydobywanie

W 1836 lub 1837 roku rolnik i przewoźnik towarowy Peter Kasten odkrył ziemię okrzemkową podczas kopania studni na północnym zboczu Haußelberg w Pustaci Lüneburskiej . Początkowo sądzono, że znaleziono wapno do nawożenia. Chciałeś też upiec z nim naleśniki, ponieważ przypominał mąkę kukurydzianą. Alfred Nobel wykorzystał właściwości ziemi okrzemkowej do produkcji dynamitu . Inżynier Celle, Wilhelm Berkefeld, rozpoznał zdolność filtrowania i opracował świece filtracyjne wykonane z ziemi okrzemkowej. Ten filtr Berkefeld został z powodzeniem użyty podczas epidemii cholery w Hamburgu w 1892 roku .

Kopalnie i składowiska na Pustaci Lüneburskiej

W depozyty do 28 m grubości. Jest to wyłącznie słodkowodna ziemia okrzemkowa.

  • Około 1900–1910 kopalnia ziemi okrzemkowej Neuohe

  • Około 1900–1910 plan suszenia: powstaje stos, stos działa

  • 1913 Robotnicy w zakładzie Neuohe z robotnikami i kucharzem przed suszarnią

Do I wojny światowej prawie całe zapotrzebowanie światowe było zaspokajane ziemią okrzemkową z tego regionu.

Inne zdarzenia

W Niemczech ziemia okrzemkowa była również wydobywana w Altenschlirf am Vogelsberg ( Górna Hesja ) oraz w Klieken ( Saksonia-Anhalt ).

W rezerwacie przyrody Soos w Czechach powstała również warstwa ziemi okrzemkowej o grubości do czterech metrów . Są to depozyty w Kolorado i Clark County (Nevada) , USA, z których niektóre są grube kilkaset metrów. Na niektórych pustyniach ziemia okrzemkowa występuje również na powierzchni. Ścieranie ziemi okrzemkowej na takich powierzchniach (na przykład w depresji Bodélé na Saharze ) jest jednym z najważniejszych źródeł pyłu w atmosferze wpływającego na klimat.

Otwarty dół

Oryginalne wózki z kopalni ziemi okrzemkowej

Ziemia okrzemkowa została wydobyta w odkrywce. Początkowo ziemia okrzemkowa była odcinana ręcznie i transportowana z dołu na taczkach. Później zapełniano go wozami wyciąganymi z dołu przez konie lub wciągarki. Od lat 50. wagony ciągnęły lokomotywy. Demontaż został teraz przeprowadzony za pomocą koparek podsiębiernych .

oznaczający

Pierwsze na świecie kopalnie ziemi okrzemkowej znajdowały się na Pustaci Lüneburskiej. Górnictwo ziemi okrzemkowej, które miało miejsce od 1863 r., rozwinęło się w ważną gałąź gospodarki tego regionu. Do I wojny światowej w Dolnej Saksonii wyprodukowano od 20 000 do 25 000 ton ziemi okrzemkowej. W tamtym czasie pokrywało to niemal cały światowy popyt na ten surowiec. Po II wojnie światowej (1957) produkcja sięgała od 50 000 do 60 000 ton.

Koniec demontażu w północnych Niemczech

W 1994 roku wydobycie w północnych Niemczech stało się nieopłacalne i ustało. Jedną z przyczyn były wymagania środowiskowe dotyczące odprowadzania wody przesiąkającej. Pompowana woda miała wartość pH od 3,8 do 4,8 i musiała zostać doprowadzona do wartości pH 8,5 przez dodanie sody i wapna, zanim mogła zostać spuszczona do strumieni. W rezultacie importowany gur ze Stanów Zjednoczonych był teraz tańszy niż koszty produkcji rodzimej ziemi okrzemkowej.

  • Opuszczona kopalnia diatomitów koło Neuohe (1998)

  • Otwarta kopalnia ziemi okrzemkowej w Neuohe (2008)

  • Dawna kopalnia ziemi okrzemkowej w Breloh (Munster / Örtze)

  • Osiedlił się tu rzadki łoś bagienny

przetwarzanie

Gotowy worek gur zostaje odwieziony lokomobilą na stację kolejową (ok. 1900-1910)

1. Osad

Otrzymany diatomit zawierał do 30 procent piasku. Ziemia okrzemkowa musiała zostać odpiaskowana w procesie gnojowicy. W tym celu rozpuszczono go w kadzi do mieszania na cienką pastę. Przepłynęła przez kilka basenów, w których osiadły ciężkie składniki piaszczyste. Ziemia okrzemkowa, uwolniona od piasku, trafiła do skrzyń szlamowych i osiedliła się tutaj. Zawiesinę następnie spuszczono i osuszono.

2. Suszenie

Wydobyta ziemia okrzemkowa zawierała do 70 procent wody i dlatego nie mogła być używana w obecnej postaci. Musiało zostać wysuszone do zwykłych dziesięciu procent. Gur został częściowo uformowany w kamienie w prasie. Po tym nastąpiło suszenie na powietrzu, w suszarniach lub w suszarniach. Takie suszenie było możliwe tylko w miesiącach letnich. Czas trwania zależał zdecydowanie od warunków pogodowych. Pierwsze sztuczne suszenie ziemi okrzemkowej miało miejsce w latach wojennych 1917/18 w pobliżu Altenschlirf w Vogelsbergu , dziś części uzdrowiska Herbstein . Do filtrów w maskach gazowych potrzebna była ziemia okrzemkowa .

3. Spalanie

Ziemia okrzemkowa była wypalana w wewnętrznych skupiskach przypominających meilera (podobnie jak stos węgla drzewnego ) lub w wewnętrznej szopie, w temperaturze co najwyżej 800  °C . Średni czas palenia wynosił od trzech do czterech tygodni. Wypalanie usunęło składniki organiczne. Zmienił również kolor pod wpływem tlenku żelaza zawartego w ziemi okrzemkowej.

„Szary gur” wykazywał barwę białawą do czysto białego, „zielony gur” przybrał żółtawy, jasnoróżowy do czerwonawego kolor ze względu na wysoką zawartość tlenku żelaza. Podczas spalania uchodziły śmierdzące opary zawierające kwas siarkowy.

Przetwarzanie w piecach

Piec szybowy

Piece szybowe składały się z szybów o długości trzech metrów, do których przez ziemię okrzemkową wdmuchiwano od dołu gorące powietrze o temperaturze 230°C. Substancje organiczne i żelazo zostały usunięte tylko częściowo. Otrzymano „Acid Schachtofen-Gur” o wartości pH poniżej 7.

Piec pokładowy

Te piece składały się z ośmiu różnych pięter.

  • Gur suszono na pierwszych czterech piętrach.
  • Na kolejnych dwóch kondygnacjach był wypalany w temperaturze od 600 do 800°C.
  • Ziemia okrzemkowa była chłodzona na ostatnich dwóch piętrach.

Przesiewanie wiatru

Częściowo ziemia okrzemkowa, na przykład Gur, która powinna być używana do filtracji, była widziana przez wiatr . Piasek i inne grube cząstki zostały usunięte strumieniem powietrza.

nieruchomości

posługiwać się

Ziemię okrzemkową można wykorzystać na wiele sposobów, m.in

Znajduje również zastosowanie w stomatologii m.in. jako składnik materiałów wyciskowych takich jak alginian. Tutaj służy jako wypełniacz i zwiększa wytrzymałość materiału po uformowaniu rzędów zębów. W rolnictwie ekologicznym, na przykład u hodowców kur ( kontrola roztoczy ), ziemia okrzemkowa jest ceniona jako naturalny pestycyd: drobne fragmenty skorupy mają powodować uszkodzenia mechaniczne, np. w przewodzie pokarmowym owadów i roztoczy, oraz prowadzić do odwodnienia.

Jeśli wrażliwa na wibracje nitrogliceryna jest zmieszana z ziemią okrzemkową, powstaje dynamit , który jest niewrażliwy na uderzenia i dlatego w starszej literaturze jest również określany jako „Gurdynamit”. To dzięki temu wynalazkowi Alfred Nobel dorobił się fortuny. Ponieważ ziemia okrzemkowa nie bierze udziału w reakcji wybuchu (nie jest palna), w produkcji dynamitu zastąpiono ją bardziej odpowiednimi substancjami, które mogą aktywnie uczestniczyć w wybuchu (np. wełna kolodionowa ).

Dodatek ziemi okrzemkowej zwiększa odporność i odporność asfaltu na warunki atmosferyczne , a opony samochodowe stają się bardziej odporne na ścieranie i temperatury. W przypadku farb i lakierów dodatek ziemi okrzemkowej zapobiega osiadaniu pigmentów na posadzce po okresie przechowywania. Dodatek ziemi okrzemkowej sprawia, że ​​cement, zaprawa i beton są bardziej plastyczne i ułatwiają przetwarzanie.

W przypadku nawozów zapobiega to sklejaniu się ziaren nawozu .

W produkcji margaryny i tłuszczu ziemia okrzemkowa jest używana jako nośnik katalizatora.

U koni ziemia okrzemkowa może pomóc w zmniejszeniu podrażnień ogona i grzywy w okresie letnim.

Butle z gazem dissous do przechowywania etylenu rozpuszczonego w acetonie , na przykład butle acetylenowe stosowane w spawaniu autogenicznym, kiedyś zawierały rakotwórczy azbest , ale dziś zawierają ziemię okrzemkową jako porowatą masę.

Ze względu na swoją bogatą w pory strukturę ziemia okrzemkowa idealnie nadaje się jako środek filtracyjny do dezynfekcji wody (pitnej), usuwania mętnej i zawieszonej materii oraz powstrzymywania bakterii. Na przykład jest używany w browarach do filtrowania piwa .

Wiele spoiw olejowych bazuje na ziemi okrzemkowej.

Ekspozycja arsenu

W kwietniu 2013 r. okazało się, że monachijscy naukowcy rozwiązali zagadkę dotyczącą podwyższonego poziomu arsenu w niemieckich piwach czystych. W niektórych odmianach zawartość arsenu jest wyższa niż w używanej wodzie, ponieważ z jednej strony zawiesina jest zatrzymywana podczas procesu filtracji , a z drugiej strony arszenik, który tam związany jest często przenoszony do krystalicznie czystego alkoholu. drink. Ponieważ zaangażowane kwoty są bardzo małe, nie ma zagrożenia dla zdrowia. W przyszłości diatomit będzie częściej płukany wodą do filtracji.

literatura

  • Karl-Heinz Grotjahn: Ziemia okrzemkowa - białe złoto wrzosu. Co wspólnego ma Pustać Lüneburska z Nagrodą Nobla. W: Kalendarz domowy 2003 dla Pustaci Lüneburskiej. Celle 2002, strony 28-33.
  • Franz Kainer: Ziemia okrzemkowa, jej ekstrakcja, uszlachetnianie i zastosowanie. Zbiór wykładów chemicznych i chemiczno-technicznych NF 32. Stuttgart 1951.
  • Ute Leimcke-Kuhlmann: Życie i praca w zakładach okrzemkowych. W: Kalendarz domowy 2003 dla Pustaci Lüneburskiej. Celle 2002, strony 34-35.
  • H. Müller: Badania analityczne pyłków i roczne obliczenia przesunięć na holsztyńsko-czasowej ziemi okrzemkowej z Munster-Breloh. W: Rocznik Geologiczny Seria A. 21, 1974, s. 107-140.
  • H. Müller: Badania analityczne pyłków i roczne zmiany liczą się na ziemi okrzemkowej z Bispingen / Luhe. W: Rocznik Geologiczny Seria A. 21, 1974, s. 149–169.
  • Volker Probst: Kraina snów. Przedstawienia Alberta Königa przedstawiające doły okrzemkowe w pobliżu Unterlüß i jego ostatnie pejzaże. Albert-König-Museum , Unterlüss 1994/95 (katalog wystawy)
  • Rudolf Auth: Złoże ziemi okrzemkowej Steinfurt-Altenschlirf w Vogelsbergu. W: Liście buka - dodatek do Fuldaer Zeitung dla przyjaciół domu. Nr 3 z dnia 24 lutego 2015 r., strony 9–11 i nr 4 z dnia 25 lutego 2015 r., strony 14–16.

linki internetowe

Commons : Kieselguhr  - kolekcja obrazów, filmów i plików audio
Wikisłownik: Kieselguhr  - wyjaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia

Indywidualne dowody

  1. ^ Ulrich Lehmann: Słownik paleontologiczny. Wydanie IV. Enke, Stuttgart 1996, ISBN 3-432-83574-4 .
  2. ↑ Praca wykwalifikowanego biologa Ute Leimcke-Kuhlmann, wspierana przez dr. Brigitte Urban , Wyższa Szkoła Zawodowa Północno-Wschodnia Dolna Saksonia w Suderburgu.
  3. ↑ Florian Klebs: niemiecka kolebka Nagrody Nobla. W: Kosmos Humboldta. 21 stycznia 2001.
  4. ^ Heinrich Küsel: Pamięć. 1930.
  5. ↑ Kirsten Wagner: Pustać Lüneburska z dziećmi: 300 ekscytujących wycieczek do naturalnego raju między Hamburgiem a Hanowerem . pmv Peter Meyer Verlag, 2015, ISBN 978-3-89859-082-2 , s. 151 ( books.google.de ).
  6. ↑ Dawna kopalnia ziemi okrzemkowej w pobliżu Steinfurt-Altenschlirf .
  7. ↑ Historia górnictwa ziemi okrzemkowej w Klieken ( Memento z 21.06.2006 w Internet Archive ).
  8. ↑ Franz Kainer: Ziemia okrzemkowa, jej wydobycie, uszlachetnianie i zastosowanie . F. Enke, 1951, s. 4 ( books.google.de ).
  9. ↑ Klaus Bötig: przewodnik turystyczny DuMont w miękkiej okładce, przewodnik turystyczny Pustać Lüneburska . Mair Dumont DE, 2015, ISBN 978-3-7701-8849-9 , s. 78 ( books.google.de ).
  10. ↑ Higiena przemysłowa i klinika okrzemkowa: jednocześnie wkład w higienę przemysłową pyłów agresywnych dla płuc . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-86861-0 ( books.google.de ).
  11. ↑ Anja Steinhörster: Przewodnik turystyczny Pustać Lüneburska: Po lewej i prawej stronie Heidschnuckenweg . Koehlers Verlagsgesellschaft, 2015, ISBN 978-3-7822-1455-1 ( books.google.de ).
  12. ↑ Ziemia okrzemkowa do zwalczania i zapobiegania roztoczom
  13. ↑ Ziemia okrzemkowa, przykłady zastosowania u zwierząt
  14. ↑ Problem pluskwy , Die Zeit: Pluskwy
  15. ↑ Środek wiążący olej
  16. ↑ patrz Tagesspiegel z 9 kwietnia 2013 r., s. 24.