Kali- und Salzbergwerke

Salzbergwerk

Ein Salzbergwerk ist ein Bergwerk zum Zweck der Gewinnung von Steinsalz und Kalisalz (zur Herstellung von Kalidüngemitteln).

• Liste von Bergwerken in Deutschland





Abraumsalz

Der Begriff ist irreführend, da es sich hierbei nicht um Abraum, sondern um Berge handelt. Das Abraumsalz fällt jedoch beim Abbau unter Tage nicht separiert an, sondern wird erst durch physikalische Trennverfahren übertägig aus der geförderten Sole (beim Nassabbau) oder der angesetzten (beim Trockenabbau) Sole in verschiedenen Fraktionen als Natriumsalz vom Kalisalz und Magnesiumsalz abgetrennt und wieder auskristallisiert. Die nicht verwendbaren Salzreste aus dem Bergbau sind nach heutiger Definition Industrieabfall und müssen entweder als Sole verpresst oder abgeführt oder in Kristallform als Nasssalz über- oder untertägig gelagert werden.

Die unterirdische Salzlagerstätte besteht meist aus einem Gemisch verschiedener Chloride und Sulfate der Metalle Kalium, Magnesium und Natrium sowie Calcium. Es finden sich Kristalle der Wertminerale von leicht löslichem Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat (Bittersalz) sowie der Begleitsalze Magnesiumchlorid (hygroskopisch), Natriumchlorid (Kochsalz) und schwer löslichem Calciumsulfat (Gips). Gips färbt durch andere optische Eigenschaften das Abraumsalz auch in nassem Zustand weiß, durch Eisen und Ton wird es grau oder rötlich gefärbt.

Nachdem in einem Aufbereitungsprozess Kaliumchlorid (Düngemittel) mit einem Anteil von 10 bis 20 Prozent und Magnesiumsulfat (Düngemittel) und auch Magnesiumchlorid (technische Verwendung) von der Rohförderung abgetrennt wurden, wird der Rest mit überwiegend Kochsalz (Anteil ca. 95 %) und Gips (Anteil ca. 5 %) als Abraumsalz in ausgebeutete Grubenbaue verfüllt (versetzt) oder über Tage auf einer Abraumhalde verkippt.


Abbauverfahren

Trockenabbau
Das Salzgestein wird durch Bohr-, Spreng-, und Schrämmarbeiten abgebaut. Dabei bleiben Salzfesten stehen, die die entstehenden zum Teil sehr großen Hohlräume sichern (Kammerbau). Durch mechanische Zerkleinerung, Flotation, Sedimentation sowie Löse- und Rekristallisationsverfahren (Gradierwerk) wird das gewonnene Salz aufbereitet.

Nassabbau
Hier erfolgt die Salzgewinnung durch die Lösung des Salzes mittels Wasser, früher mittels Sinkwerken, heute in Bohrspülwerken. Aus der so gewonnenen Sole wird in der Saline Salz erzeugt (etwa im Salzbergwerk Berchtesgaden). In Norddeutschland werden Salzstöcke angebohrt und ausgelaugt, das Salz wird in Salinen gewonnen, die so im Salz entstandenen großen Hohlräume können etwa als Gas- oder Erdöllager genutzt werden.


Bergtechnisches

Im Vergleich zum Erz- oder Steinkohlenbergbau stellt Wasser für ein Salzbergwerk eine noch größere Gefahr dar. Eindringendes Grund- oder Sickerwasser würde das Salz auflösen und damit die Grubenbaue zerstören. In einem intakten Salzbergwerk ist es also trocken.

Tritt Feuchtigkeit auf, muss geprüft werden, ob es sich um Süßwasser oder Salzwasser handelt. Bei Süßwasser oder ungesättigter Salzlösung ist größte Gefahr gegeben, da mit weiteren Auflösungserscheinungen zu rechnen ist und der Wasserzustrom größer werden kann. Wird gesättigte Salzlösung angetroffen, die noch aus der Entstehungszeit der Salzlagerstätte stammt, besteht keine Gefahr, da diese kein weiteres Salz auflösen kann.

Am Beispiel der Ausspülung des Salzstockes von Wapno im Jahr 1977 wird deutlich, welche Gefahren durch unkontrolliertes Eindringen größerer Wassermengen in ein Salzbergwerk entstehen können.

Erwähnenswert ist auch die häufige Nachnutzung von Salzbergwerken. Wenn sich der Abbau nicht mehr lohnt, werden einige Salzbergwerke wegen spezifischer Eigenschaften des Salzes als Endlager für Abfälle, die zuverlässig von der Biosphäre abgeschlossen sein müssen, genutzt. Auch eine Lagerung radioaktiver Abfälle ist im Salz möglich, wenn auch nicht zwangsläufig sicher, wie der Salzlösungzutritt in die Forschungs-Atommülldeponie Asse bei Wolfenbüttel beweist. Immer häufiger werden außerdem sie als Heilstollen genutzt.

Die Halurgie (griech.; auch Halotechnik, Salzwerkskunde) ist die historische Bezeichnung für die Lehre von der Gewinnung des Salzes.


Siehe auch:
• Salzstock
• Sulzburg, in der dortigen ehemaligen evangelischen Stadtkirche befindet sich das baden-württembergische Bergbaumuseum mit dem Schwerpunkt Salzbergbau


Literatur
• Silvio Zeibig, Olaf Hartmann: Erfassung der Schächte des Kali- und Steinsalzbergbaus in Deutschland. In: Kali und Steinsalz. Nr. 1, 2006, S. 38–43.


Weblinks 
• Commons: Salzbergwerk – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
• Wallpaper Bergbaugeräte der Kaliindustrie
• Besucherbergwerk Bad Friedrichshall-Kochendorf



Salzstock

Ein Salzstock, Salzdiapir oder Salzdom ist eine große Ansammlung von festem Steinsalz im geologischen Untergrund, die meist eine pilzartige oder umgekehrt tropfenförmige Gestalt hat. Flacher ausgebildete Salzansammlungen werden Salzkissen genannt. Ein Salzstock kann mehrere tausend Meter hoch ausgebildet sein und bis an die Erdoberfläche reichen.


Verbreitung

Salzstöcke sind ein weltweit verbreitetes Phänomen, das auftritt, sobald die Mächtigkeit der Salze und die der überlagernden Sedimente ausreichend groß ist, um Salzbewegungen zu ermöglichen. In Mitteleuropa sind sie vor allem im norddeutschen und polnischen Tiefland sehr häufig zu finden. Bekannt sind sie vor allem dann, wenn der Top des Salzstockes nahe an die Erdoberfläche reicht oder sogar ohne jede Überdeckung ansteht. Die leicht löslichen Salze (Halit) sind dann in den oberen Bereichen gelöst worden, so dass nur noch Gips zu finden ist.



Kalisalz

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

Wichtige Bestandteile von Kalisalz sind:

    • Halit: NaCl
    • Sylvin: KCl
    • Carnallit: KMgCl₃ ·6 H₂O
    • Kieserit: MgSO₄ · H₂O

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


Vorkommen

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. Die 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 sowie in Südbaden, im Solling, Südharz und Dün und im Werra-Fulda-Bereich in Hessen und Thüringen.


Nutzung

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

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

Luftbild der Abraumhalde 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

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


Siehe auch:
Portal: Bergbau – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Bergbau
• Liste von Bergwerken in Deutschland


Einzelnachweise
   1. www.sangerhausen.org/html/schachthalde.html


Literatur

• Walther E. Petraschek & 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

• Literaturübersicht zu Geologie und Kalibergbau in Hessen, Niedersachsen und Thüringen (PDF-Datei; 3,36 MB)

• Unternehmensbroschüre der Kali+Salz AG (PDF-Datei; 4,18 MB)

• Kalibergbaumuseum Volpriehausen

• Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt


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