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Die besonderen Eigenschaften der Tonminerale III

Der Begriff „Ton“ ist nicht eindeutig. Im Ingenieurswesen werden alle Partikel kleiner als 2µm als Ton bezeichnet, also eine Einteilung nach der Korngröße. Für Keramiker bedeutet Ton, dass das Material plastische und verformbare Tonminerale enthält. Jedoch gibt es keine einheitliche Klassifikation für Tone.

Ein Tonmineral, wie z.B. Calcit im Kalkstein, gibt es nicht sondern „nur“ Tonminerale, welche eine eigenständige Gruppe unter den Mineralen bildet (siehe Beitrag vom 15.02.2023). Heute sind ca. 376 verschiedene Tonminerale bekannt, die nach ihrer inneren Struktur in Zwei- und Dreischichtsilikate eingeteilt werden. Darunter finden sich quellfähige, sog. smektitische Tonminerale oder lange, faserige Minerale wie Sepiolit.

Quellfähiger smektitischer TOn (Bentonit). Links mit Wasser, rechts trocken

In der Rohstoffwirtschaft wird mitunter je nach Verwendungszweck zwischen Tonrohstoffen im engeren Sinne (‚gemeine‘ Tone und Spezialtone) und Ziegeleirohstoffen (Ziegeltone, Löss, Lösslehm, Tonstein, Tonschiefer) unterschieden.

Wesentlich für die technologischen Eigenschaften der Tone ist ihre mineralogische Zusammensetzung. Bei geringen Quarz- und entsprechend hohen Tonmineralanteilen- spricht man von einem ‚fetten‘ Ton mit guter bis sehr guter Plastizität. Mit steigendem Quarzgehalt – und entsprechend geringeren Tonmineralanteilen – werden ein Ton als ‚mager bezeichnet. Bei ansonsten gleichem Mineralbestand wird mit steigendem Quarzgehalt die Reaktivität im Brand geringer: die Brennschwindung nimmt ab und die Wasseraufnahme (Porosität) steigt an. In das Gitter der enthaltenen Tonminerale eingebaute Alkali- und Erdalkali-Jonen (Kalium, Natrium, Magnesium, Kalzium) beeinflussen stark das Verhalten beim keramischen Brand, insbesondere den Grad der Sinterung (Dichtbrand). Die Zusammensetzung eines Tones bestimmt weitere wichtige Eigenschaften wie die Thixotropie (Verflüssigungsverhalten), das Trockenverhalten, die Brennfarbe oder die Kationenaustauschkapazität.

Tone werden nicht nur in der keramischen Industrie eingesetzt, sondern sind noch vielen anderen Produkten enthalten bzw. werden für den Herstellung oder Verarbeitung verwendet. Ein großer Teil der Tone wird in der Sanitärindustrie und der Fein- und Grobkeramik als wesentlicher Bestandteil der keramischen Massen und Glasuren eingesetzt. Die Papierindustrie benötigt erhebliche Mengen des geförderten und aufbereiteten Kaolins als Füllstoff und als oberflächenveredelndes Pigment für Druckpapiere. Tonminerale dienen als Füllstoff in der Plaste- und Elastomerindustrie. Große Mengen an bentonitischen Tonen werden in der Gießereiindustrie als Formsandbinder und Gießpulver sowie als Zusatz zu Bohrspülungen, insbesondere bei Tiefbohrungen, eingesetzt. Tone kommen ebenso bei der Erzpelletierung, der Deponie- und Entsorgungstechnik sowie der Altlastensanierung zum Einsatz. Große Mengen landen auch als Katzenstreu in vielen Haushalten (hier wird überwiegend Sepiolit verwendet)

Produkte aus und mit Ton hergestellt (Quelle: Gottfried GmbH)

Tonminerale, Verwendung

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