Kalisalz

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Kalisalz

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

Wichtige Bestandteile von Kalisalz sind:

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 carnallitischem Kalisalz. Die meisten der weltweit abgebauten Lagerstätten weisen einen sylvinitisch oder carnallitisch ausgeprägten Rohstoff auf. Ausgedehnte Kieseritvorkommen gibt es hauptsächlich in Deutschland.

Entstehung[Bearbeiten]

Hauptartikel: Evaporite

Die Kalisalzlagerstätten Mitteleuropas entstanden vor gut 250 Millionen Jahren im sogenannten Zechstein (Oberperm) und im Tertiär (Oberrheingraben: Wittelheimer Becken im Oberelsass und bei Buggingen in Südbaden). Im Bereich der heutigen Kalilagerstätten befanden sich zu dieser Zeit flache Randmeere (sogenannte Epikontinentalmeere) oder Meeresarme und das Klima in der Region war trocken und heiß, wodurch viel Meerwasser in relativ kurzer Zeit verdunsten konnte. Infolge tektonischer Bewegungen wurden diese Meere bzw. Meeresarme vom offenen Ozean abgeriegelt, sodass sie begannen auszutrocknen. Aus einem so immer salziger werdenden Gewässer kristallisieren nach ihrer Löslichkeit nacheinander prinzipiell folgende Stoffe aus:

  1. Kalkstein/Dolomit,
  2. Gips/Anhydrit (Eindunstung auf mindestens ca. 25 % der Ausgangsmenge),
  3. Steinsalz (Eindunstung auf mindestens ca. 10 % der Ausgangsmenge),
  4. Kalisalz (Eindunstung auf weniger als 1 % der Ausgangsmenge)

Meist wurde diese Abscheidungsfolge aber Aufgrund des Verschwindens der Barriere oder einer Klimaänderung bereits im Stadium der Gips- oder Steinsalzabscheidung unterbrochen oder beendet. Kalisalzlagerstätten sind deshalb relativ selten. Die einmal auskristallisierte Salzabfolge wurde nachfolgend durch andere Sedimente (zum Beispiel Ton) überdeckt. Oft stellten sich aber die für die Austrocknung günstigen Bedingungen wieder ein und die Eindunstung und Abscheidung begann von neuem. Durch gleichzeitige, langsame, kontinuierliche Absenkung des Untergrundes des Meeresbeckens konnten sich so im Laufe einiger Millionen Jahre bis zu mehrere tausend Meter mächtige Gips- und Salzschichten bilden. Im Zechsteinbecken im Untergrund Mittel- und Westeuropas werden mindestens fünf solcher Serien unterschieden, die auch Zechsteinzyklen genannt werden. Drei dieser Zyklen (Werra, Staßfurt und Leine genannt) enthalten Kalisalzschichten.

Irgendwann änderten sich die klimatischen oder geographischen Verhältnisse aber dauerhaft dahingehend, dass keine Salze mehr abgeschieden wurden. Die Ablagerung anderer Sedimente (zum Beispiel Sand, der sich nachfolgend zu Sandstein verfestigte) setzte sich aber fort und so wurde das Salz durch wiederum tausende Meter mächtige Gesteinsschichten überlagert.

Da Salz aber eine geringere Dichte hat als die meisten anderen Gesteine und unter Druck zudem beginnt zäh zu fließen, sammelte es sich an bestimmten Stellen und begann von dort in Richtung der Erdoberfläche aufzusteigen. Bei diesem als Halokinese bezeichneten Vorgang entstanden schließlich Salzkissen, -mauern und -stöcke. So gelangte das Kalisalz zusammen mit dem Steinsalz in Oberflächennähe, wo es heute für Menschen erreichbar ist und in Bergwerken abgebaut werden kann.

Vorkommen[Bearbeiten]

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. Auch aus dem Toten Meer werden von Israel und Jordanien bedeutende Kalisalzmengen gewonnen. Die früher und zum Teil heute noch 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 (Zielitz) sowie in Südbaden (seit den 1970er Jahren stillgelegt), im Solling, Südharz (stillgelegt) und Dün und im Werra-Fulda-Bereich in Hessen und Thüringen (Neuhof-Ellers, Werra-Kalirevier mit Werken in Heringen, Philippsthal und Unterbreizbach). Ein neueres Verfahren versucht, Carnallitite durch heiße Solenlaugung wirtschaftlich nutzbar zu machen. Eine wesentliche Schwierigkeit liegt in der Entsorgung der bei der Kalisalzgewinnung anfallenden und schwer nutzbaren Restlaugen mit hohen Gehalten an Magnesiumsalzen und Natriumchlorid. Diese Solen werden zum Teil in poröse Schichten des oberen Muschelkalk verpresst (Plattenkalk), zum Teil gehen sie in die Vorfluter (z.B. Werra).

Nutzung[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

Hauptartikel: Kalibergbau

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[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

Der Mineralstoff Kalium ist ein Hauptnährelement der Pflanzenernährung und verstärkt bei Pflanzen die Stoffwechselprozesse: Die Photosynthese wird intensiviert, die Umwandlung von Traubenzucker (Glucose) 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 erhöht die Frosthärte. Indirekt wird die Standfestigkeit der Pflanzen verbessert. Kalimangel führt zur „Welketracht“, Chlorosen an älteren Blättern sowie dem Absterben vom Blattrand aus (Randnekrose).

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  •  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[Bearbeiten]