Tone aus dem Rheinischen Braunkohlerevier –
alternative Rohstoffe für die Baukeramik

Pictures/Bilder: RWE Power AG

»1 Tagebau Hambach

Pictures/Bilder: RWE Power AG

»2 SW-NO-Querschnitt durch die Sedimentschichten der Niederrheinischen Bucht. a: Garzweiler, b: Hambach, c: Inden ([2])

»3 Handstücke der beprobten Tonsorten aus vier Horizonten der Tagebaue Inden (Rur-Scholle, Probe 6E) und Hambach (Erft-Scholle, Proben 13E und 7A und 6B). Zuordnung der Zahlen zu den Horizonten des Vorkommens: vgl. »2

»4 Thermogravimetrie an den untersuchten Proben

»5 Differenzialthermoanalyse (exotherme und endotherme Reaktionen):

1. Dehydratation
2. Oxidation der Organik
3: Dehydroxylation Tonminerale
4. Oxidation Fe-Sulfide
vgl. [7]

»6 Ergebnisse der Dehnungs-Schwindungs-Analyse mittels Dilatometrie:

1: Brennschwindung 13E
2: Sinterintervall 6E
3: Blähintervall 7A
Sinterpunkt 6B
[5]

»7 Dilatometrie – Teilausschnitt im Bereich der α-β-Quarzumwandlung („Quarzsprung“) bei 573 °C

»8 Ergebnisse der Erhitzungsmikroskopie am Beispiel der Probe 13E:

a) Start der Analyse
b) Erweichungspunkt
c) sphärischer Punkt
d) Halbkugelpunkt e) Fließpunkt

»9 Probekörper nach dem Brand: Ton 6E oben links, Ton 13E oben rechts, Ton 7A unten links und Ton 6B unten rechts

»10 Brennschwindung der extrudierten Probekörper bei unterschiedlichen Temperaturen

»11 Gesamtschwindung der extrudierten Probekörper bei unterschiedlichen Temperaturen

»12 Wasseraufnahme der gebrannten Proben bei unterschiedlichen Temperaturen

»13 Korngrößenverteilung der Gesamtprobe 7A (links) und Lichtmikroskopie-Aufnahme der Fraktion > 100 µm (rechts)

»14 Gegenüberstellung der Wasseraufnahmen der Gesamtprobe 7A und der aufbereiteten Probe 7A (Fraktion < 100 µm) bei verschiedenen Temperaturen

Im laufenden Tagebaubetrieb fallen im Rheinischen Braunkohlerevier bei der Freilegung der Kohle u.a. beibrechende Tone aus mehreren Metern mächtigen und homogenen Abbauhorizonten an. Die einzelnen Horizonte unterscheiden sich in ihrer chemischen Zusammensetzung und Mineralogie, wodurch sich ein vielseitiges Spektrum potenziell nutzbarer Rohstoffe ergibt. Untersuchungen zur keramischen Eignung toniger Rohstoffe aus Braunkohletagebauen zeigen, dass die im Braunkohletagebau mitgewonnenen Tone für einen Einsatz in der Keramikindustrie geeignet sind.

1 Einleitung

Die Braunkohleförderung im rheinischen Revier hat eine lange Geschichte und ist spätestens seit der Industrialisierung im 19. Jahrhundert in der Region präsent.

In den drei Tagebauen Hambach, Garzweiler und Inden werden jährlich ca. 90 Mio. t Braunkohle gefördert, woraus in den angrenzenden Kraftwerken 70 bis 75 TWh/a Strom erzeugt werden [1]. Außerdem werden ca. 5 Mio. t Veredlungsprodukte hergestellt, die in der dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung in zahlreichen Industriebetrieben sowie zu Umweltschutzzwecken eingesetzt werden. Die Braunkohlelagerstätten sind aus geologischer Sicht...

Stefan Ginzel¹, Christoph Piribauer¹, Stefan Link¹, Rita Knodt¹, Michael Eyll-Vetter², Sven Asmus², Ulrich Krüger^2

1FGK – Forschungsinstitut für Anorganische Werkstoffe – Glas/Keramik – GmbH, Höhr-Grenzhausen
www.fgk.keramik.de

²RWE Power AG, Sparte Tagebauentwicklung, Köln
www.rwe.com