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Abb. 7.3
Kaolin von Dölau bei Halle. © F. Neukirchen / Mineralo-
gische Sammlungen der TU Berlin.
Montmorillonit und andere Minerale der Smektitgruppe
sind Dreischicht-Tonminerale, die sich dadurch auszeichnen,
dass die Ionen der Zwischenschichten ausgetauscht werden
können, was einen wichtigen Beitrag für die Fruchtbarkeit von
Böden leistet. Außerdem können sie Wasser aufnehmen und
speichern, wobei sie aufquellen. Bei der Verwitterung von Tuffen
können sich Tone bilden, die überwiegend aus Smektiten beste-
hen, zusammen mit Quarz, Opal, Feldspat und vulkanischem
Glas. Sehr ähnliche Tone können unter Umständen auch durch
Sedimentation im Meer oder in Seen entstehen. Dieses Material
wird Bentonit genannt, es hat eine Reihe von Eigenschaften, die
vielfältige Anwendungen ermöglicht. Beim Aufschlämmen quillt
Bentonit auf, was beim Verfüllen von Hohlräumen hilfreich ist.
Durch Erschütterungen wird der Schlamm schlagartig verflüs-
sigt, im Ruhezustand ist er vergleichsweise fest und mechanisch
tragfähig, eine Eigenschaft, die thixotrop genannt wird. Außer-
dem ist er ein guter Ionenaustauscher. Bentonit wird als Bohr-
spühlung (
7
Abschn. 1.9
) verwendet, als Gleitmittel im Tunnel-
vortrieb, zum Abstützen von Baugruben, zum Versiegeln von
Deponien, als Bindemittel in Erzpellets und Gießereisanden,
als Rohstoff für Keramik, als Füllstoff in Farben, als Klärmittel
bei der Herstellung von Wein, Fruchtsäften, Kakaobutter und
Speiseölen, zum Entfetten von Wolle, als Abdichtung und Ionen-
austauscher in Teichen und Aquarien, zum Verbessern von san-
digen Böden und in Katzenstreu.
Illit ist das häufigste Tonmineral in Tonsteinen und ein wich-
tiger Bestandteil in vielen Böden. Es entsteht bei der Verwitte-
rung oder hydrothermalen Alteration von Feldspat unter weni-
ger extremen Bedingungen, als es bei Kaolinit der Fall ist. Er
kann sich auch aus Montmorillonit durch Aufnahme von Ka
+
bilden, beispielsweise durch Düngung. Seine Struktur und seine
Zusammensetzung haben Ähnlichkeiten mit dem Hellglimmer
Muskovit, in den er sich bei einer Metamorphose umwandelt.
Tone bestehen generell aus verschiedenen Tonmineralen und
enthalten zudem weitere feinkörnige Minerale wie Quarz, Feld-
Abb. 7.2
Struktur von Tonmineralen: a) Kaolinit und b) Smektit. Bei
Zweischicht-Tonmineralen wie Kaolinit wiederholen sich Pakete
aus je einer Tetraeder- und einer Oktaederlage, die Pakete werden
durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten. Bei
Dreischicht-Tonmineralen wie Smektit sind die Pakete aus Tetraeder-
Oktaeder-Tetraeder-Schichten aufgebaut. Zwischen den Paketen
sind Wasser und weitere Ionen vorhanden, die ausgetauscht werden
können.
verbraucht, rund 35 % gehen als Füllstoff (siehe
7
Kasten 7.5
) in
die Papier- und Gummiindustrie. Auch in der Kosmetik wird
Kaolin zum Beispiel als Grundlage zur Herstellung von Pudern
benutzt. In Lebensmitteln kann Kaolin als Trenn- und Bleichmit-
tel oder als Trägerstoff zugesetzt werden. Es kann vom Darm
nicht aufgenommen werden und ist daher unbedenklich. In der
EU ist es als Lebensmittelzusatzstoff mit der Nummer E 559 für
bestimmte Lebensmittel zugelassen. Die weltweite Förderung
betrug 2003 rund 45,6 Millionen Tonnen. Die weltweit bekann-
ten förderwürdigen Vorräte werden auf rund 14,2 Milliarden
Tonnen geschätzt, was bei einer unveränderten Förderung theo-
retisch für 300 Jahre reichen dürfte. Ungewollte Bestandteile
werden durch Sieben und Aufschlämmen abgetrennt.
