Schlacke in Leimbach – (k)ein taubes Gestein ?
Schlacke bezeichnet in der Metallurgie einen glasig oder kristallin erstarrten Schmelzrückstand nichtmetallischer Art. Es handelt sich dabei um ein Stoffgemisch, das sich aus basischen und sauren Oxiden zusammensetzt. Es entsteht bei der Gewinnung von Metallen in der Erzverhüttung und weist massive bis poröse Eigenschaften auf. Die Bezeichnung Schlacke hat sich zu Beginn der Erzverhüttung entwickelt, da in dieser Zeit die nichtmetallischen Rückstände durch Schlagen vom Metall getrennt wurden.
Schlacke wird, wenn sie nicht auf Deponie gebracht wird, als Sekundärrohstoff überwiegend im Bauwesen als Zusatzstoff für Zement oder als Gesteinskörnung für Tragschichten verwendet.
Schlacken entstehen bei fast allen metallurgischen Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen. Bei der Verhüttung bildet sich infolge ihrer geringeren Dichte eine homogene Schlackenschicht (so genannte Schlackendecke) auf dem Metallbad. Die Schlacke wird im Schmelzfluss vom Metall abgetrennt und anschließend in flüssigem Zustand zum Abkühlen in so genannte Beete abgegossen. Von dort gelangt sie in die Aufbereitungsanlage, wo dann das Brechen und Sieben der Schlacke gemäß dem späteren Verwendungszweck erfolgt.
Als Schlacke wird in der Feuerungstechnik die Asche bezeichnet, wenn sie über ihren Erweichungspunkt erhitzt wurde, so dass sie nicht mehr in feinkörnigem oder pulvrigem Zustand vorliegt, sondern teigig oder gar (zäh-)flüssig wird.
Schlackebildung:
Da es sich bei der Asche um amorphes, keramikartiges Materialgemisch handelt, hat diese keinen scharf definierten Schmelzpunkt, sondern die Erweichung erfolgt kontinuierlich über einen weiten Temperaturbereich. Die Viskosität nimmt mit steigender Temperatur ab, die Asche wird klebrig, die feinen Aschekörner agglomerieren und versintern zu größeren Brocken, die Asche beginnt zu kriechen und schließlich sogar zu fließen.
Ähnlich wie bei anderen amorphen Stoffen, etwa der Übergangstemperatur von Glas, der Erweichungstemperatur von Bitumen oder der Erweichungstemperatur von Kunststoffen, lassen sich auch bei Asche verschiedene Kenntemperaturen definieren:
- Sintertemperatur
- Erweichungstemperatur
- Halbkugel-/ Schmelz- / Fließtemperatur
Der Erweichungspunkt liegt je nach Zusammensetzung der Asche zwischen etwa 900 und 1400 °C, der Sinterpunkt etwa 100 bis 200 K darunter, der Fließpunkt etwa 100 bis 200 K darüber.
Die oben genannten Temperaturen sind theoretisch nur sehr ungenau vorherzusagen, da das Schmelzverhalten des Stoffgemisches außerordentlich komplex ist. Bereits kleinste Änderungen bei den Stoffanteilen können den Erweichungspunkt stark beeinflussen, wenn das Gemisch ein Eutektikum bildet. Im Allgemeinen steigen die Temperaturen mit zunehmender Inkohlung. Einige Stoffe (etwa manche Kalium-, Aluminium-, Natrium-, Magnesium- und Siliziumverbindungen) sind dafür bekannt, dass sie den Erweichungspunkt massiv herabsetzen. Dies zeigt sich insbesondere bei halmgutartigen Biomassen (Stroh und Gras), die solche Stoffe in erhöhter Konzentration enthalten und die zu den Brennstoffen mit den niedrigsten Ascheerweichungstemperaturen gehört.
Probleme durch Verschlackung und Gegenmaßnahmen
Beim Abkühlen erstarrt und versintert die Schlacke zu einer festen, gesteinsartigen Masse. Je nach maximaler Temperatur und Geschwindigkeit der Abkühlung kann diese porös/brüchig/krümelig bis glasartig hart sein.
Bekannt und weit verbreitet sind auch die aus der Schlacke der Kupferschiefer-Verhüttung gegossenen (blaugrauen glasigen) Pflastersteine. Sie finden sich in ganz Europa und waren im 20. Jahrhundert ein nicht unwesentlicher wirtschaftlicher Faktor der Mansfeld AG bzw. des ehemaligen Mansfeld Kombinates. Neben den Pflastersteinen aus Schlacke wurden sogenannte Wickelschlacken (etwa 40x40x60cm) hergestellt und zum Gebäudebau verwendet. Auf Grund der radioaktiven Strahlung der Wickelschlacken durften diese etwa ab 1970 nicht mehr zum Bau von Wohngebäuden verwendet werden.
Kupferschiefer – Grundlage für die hier zu findende Schlacke
Den Namen hat der Kupferschiefer von der Gewinnung von Kupfer (und anderen Metallen), die als Sulfide fein verteilt im Gestein vorhanden sind („Erzspeise“), seltener als dünne Bänder (sogen. Erzlineale) oder bohnenförmige Einschlüsse vorkommen (sogen. Hieken). An einigen Verwerfungen finden sich sekundäre Anreicherungen von Erzmineralien („Rückenvererzung“). Das Kupferschiefer-Flöz ist in Mitteldeutschland weit verbreitet. Abbau gab es seit dem Mittelalter unter anderem im Mansfelder Land (Abbau bei Hettstedt, Mansfeld, Helbra, Eisleben, Niederröblingen, Sangerhausen bis 1990), am Süd- und Westharzrand (Neumansfeld nahe Seesen), im Richelsdorfer Gebirge (bei Sontra), an der mittleren Saale (Rothenburg) und bei Bieber im Spessart (dort aus gleichalten „Kupferletten“). Heute wird aus dem Kupferschiefer noch Kupfer in Niederschlesien (Polen) gewonnen.
Trotz seines Namens ist Kupferschiefer ein Sedimentgestein und kein metamorphes Gestein.
Hütten mit ihren Hüttenfeuern in Mansfeld und Leimbach
In der Zeit bis 1475 stieg die Anzahl der Hütten in der Grafschaft Mansfeld auf 51: Die Kupfererzeugung auf dem Mansfelder Berg erhöhte sich auf ca. 315t im Jahre 1510. Wenngleich auch von diesen neu errichteten Hütten deren Inbetriebnahme und Stilllegung meist nur annäherungsweise bestimmt werden kann, so lässt sich dennoch vermuten, dass alle um 1500 existierenden Hütten des Mansfelder Berges (evtl. mit Ausnahme der Silberhütte) zwischen 1430 und 1470 errichtet worden sind.
In Mansfeld und Leimbach sowie im nahen Umfeld beider Städte waren um 1500 neun Hütten im Betrieb:
- Die Eichhütte (westlich des Mansfelder Teiches)
- Die Oberhütte (heutige Teichstrasse / Mansfeld)
- Die Silberhütte (heutige Teichstrasse /Mansfeld, hinter der ehemaligen Mansfelder Post)
- Die Kleine Hütte (Mansfeld /ehemalige Schlosserei Heitmüller)
- Die Putzkentalhütte (zwischen Eisenbahnviadukt und Reifen-Service Paselt)
- Die Kreuzhütte (Leimbach / gegenüber Gaststätte „Zur Sonne“)
- Die Katharienenhütte (Leimbach / Pochwerk)
- Die Oberrabenhütte (am Fuß der Rabenkuppe, zwischen Leimbach und Vatterode)
- Die Unterrabenhütte (Leimbach, Vatteröderstrasse – Einmündung Hüttenstrasse)
Etwa 1569 kam noch die Zipfelhütte in Leimbach, zwischen Kajendorf und Freiesleben-Schacht hinzu.
1856 wurde in Leimbach (auf dem Gelände zwischen der Vatteröderstrasse und dem Bahnhof Mansfeld) mit dem Bau einer großen modernen Hütte „der Eckhardthütte“ begonnen.
Die mehrere Jahrhunderte währende Periode der Kupferschieferverhüttung in Mansfeld und Leimbach endete mit der Stilllegung der Eckhardthütte im Jahre 1927.
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In den genannten Hütten wurde der Kupferschiefer erhitzt und geschmolzen, dann konnte das flüssige Metall abgetrennt werden. Übrig blieb die Schlacke. In dieser Schlacke befinden sich bis zu 68 Mineralien. Nachzulesen hier:
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www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Deutschland/Sachsen-Anhalt/Mansfeld-S%fcdharz%2C%20Landkreis/Mansfeld/Leimbach/Eckardth%fctte
Quellen Text: Wikipedia; http://www.kupferspuren.eu ; http://www.mansfeld.eu
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