Schlacke - Nebenprodukt der Erzverhüttung

Schlacke - ein Begriff mit vielfältiger Bedeutung. Im Zusammenhang mit Vulkanen werden unter Schlacken erkaltete Lavafetzen verstanden. Doch Schlacke kann auch unter dem Zutun des Menschen entstehen; dann handelt es sich um ein Restprodukt der Metallverarbeitung.

Inhaltsverzeichnis Schlacke (Metallurgie)

• Definition Schlacke
• Entstehung von Schlacke
• Verwendung und Nutzung von Schlacke
• Eigenschaften von Schlacke
• Die Zusammensetzung von Schlacke

Definition Schlacke

Schlacke (englisch: slag) ist das Nebenprodukt, das bei der Verarbeitung und Gewinnung von Metallen aus verschiedenen erzhaltigen Gesteinen und Mineralien hervorgehen.
Der aus der Metallurgie abgeleitete Name Schlacke entstand im Zusammenhang mit der Bildung von Schlacke. Schlacke ist der taube Teil, d.h. „wertlose“, weil nahezu frei von wirtschaftlich bedeutendem Metall, der bei der Trennung von Metallen aus dem Gestein während des Schmelzprozesses entsteht, und vom metallhaltigen Teil „abgeschlacken“, also abgeschlagen werden muss.

Entstehung von Schlacke

Schlacke ist das Ergebnis, wenn aus erzhaltigen Gesteinen Metall gewonnen wurde. Bei der Verhüttung von Erzen werden Gesteine, die zum Beispiel Eisen, Kupfer, Aluminium oder Mangan aufweisen, in Hochöfen bei Temperaturen von bis zu 1.800 °C zusammen mit kalkhaltigen Gesteinen wie Dolomit und Kalkstein erhitzt und geschmolzen, um das Metall vom Gestein zu lösen bzw. mit den Worten von Jacobssen und Rosenthal (1783) ist Schlacke "das im Feuer geschmolzene Gestein und andre Unart welche im Erz bergmännisches Metall gewesen (...) und im Feuer sich davon scheidet".

Die Unterschiede in der Dichte sind es letztendlich, die zu einer Abtrennung der schwereren metallischen Komponenten und der leichteren Schlacken in der Schmelze führen oder wie der Chemiker Gustav Bischof (1792 bis 1870) schrieb: "Bei hüttenmännischen Processen sorgt man dafür, daß die Schlacken so dünnflüssig werden als nöthig ist, damit die reducirten und geschmolzenen Metallkügelchen leicht durch dieselben sinken können". Die Schlacke wird im Zuge der Aufbereitung später – und in noch flüssiger Form – in sogenannten Beeten deckenartig aufgefangen. Hier kühlt die heiße, flüssige Schlacke ab und wird "durch Hammerschlag" (Macquer, 1809) vom Metall abgetrennt.

Mitunter enthält die entstandene Schlacke immer noch einen hohen Metallanteil, weshalb der Vorgang der Aufbereitung wiederholt werden muss (Macquer, 1809). Dass die Schlacke nach dem ersten Durchgang noch viel Metall aufweist, kann man laut Johann Samuel Schröter (Paläontologe; 1735 bis 1808) anhand der Farbe erkennen, denn "ist sie zu dunkel oder zu stark, schwarz, braun, dunkelgrün oder blau gefärbt, so ist zu viel Eisen in die Schlacke gegangen"

Verwendung und Nutzung von Schlacke

Aufgrund der Tatsache, dass Schlacke ein robustes Material ist, ist das Schmelzprodukt von vielerlei Verwendung.
So ist Schlacke beispielsweise im Straßenbau als langlebiger Pflasterstein von Bedeutung, oder wird als Hüttenstein beim Hausbau verwendet. Dazu wird die flüssige Schlacke in entsprechende Formen gegossen und härtet dort aus. Aber auch als Dämmmaterial hat sich Schlacke in Form von Hüttenwolle – vergleichbar mit faseriger Mineralwolle – etabliert, findet aber auch unter dem Namen Hüttensand als Bestandteil von Zementmischungen oder als Streusplitt Verwendung.

Eigenschaften von Schlacke

Charakteristisch für Schlacke ist die Beschaffenheit der Oberfläche. Entweder ist die Schlackenoberfläche porös und "löchricht" (Schröter, 1789) wie Bimsstein oder Schlacken erscheinen als glasartige kompakte Körper, was ebenfalls auf die Entstehung der Schlacke zurückzuführen ist; siehe Hausmann 1854: Schlacke ist "um so glasiger, je rascher sie erkaltet". Einige Schlacken sind aber auch matt wie im Fall von Bodeachaten. Bodeachate sind Kupferschlacken aus dem Harz, die vom Wasser des Flusses Bode abgeschmirgelt und poliert wurden.

Die Farbe von Schlacke ist sehr variabel, wobei die Farbe Ausdruck der metallischen Komponenten der Schlacke ist. Jacobssen und Rosenthal (1783) zufolge ist Schlacke "schwärzlich und undurchsichtig" bei gemischten Erzen. Eisen färbt die Schlacke ""grün und bläulich", während Kupfer "schöne rothe Schlacke" produziert.

Die Zusammensetzung von Schlacke

Die chemische Beschaffenheit von Schlacke variiert mit den Ausgangsgesteinen, mit denen als Zuschlagstoff das Metall extrahiert wird. Im Wesentlichen sind es Oxide von Calcium, Aluminium, Mangan, Eisen und Kupfer, die die chemischen Bausteine von Schlacken darstellen, und die Grundlage dafür schaffen, dass auf Schlacken Schlackenmineralien entstehen. Diese Sekundärmineralien bilden sich unter dem Einfluß atmosphärischer Gase und Flüssigkeiten im Zusammenspiel mit den Elementen, aus denen Schlacken aufgebaut sind. Schlackenmineralien werden allerdings laut International Mineralogical Association (IMA) seit dem Jahr 1995 offiziell nicht als Mineral angesehen, sofern Schlackenmineralien unter anthropogenem Einfluß entstanden sind.

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Quellen:
⇒ Jacobsson, J. K. C. und Rosenthal, G. E. (1783): Schlacke. IN: Technologisches Wörterbuch oder alphabetische Erklärung aller nützlichen mechanischen Künste, Manufakturen, Fabriken und Handwerker, wie auch aller dabey vorkommenden Arbeiten, Instrumente, Werkzeuge und Kunstwörter, nach ihrer Beschaffenheit und wahrem Gebrauche.
⇒ Schröter, J. S. (1789): Eisenschlacke. IN: Mineralogisches und Bergmännisches Wörterbuch
⇒ Krünitz, J. G. (1801): Ökonomisch-technologische Encyklopädie, oder allgemeines System der Staats-Stadt-Haus- und Landwirthschaft, wie auch der Erdbeschreibung, Kunst- und Naturgeschichte, in alphabetischer Ordnung
⇒ Macquer, P. J., Richter, J. B., Leonhardi, J. G., Hermbstädt, S. F. (1809): Goldscheidung. IN: Chymisches Wörterbuch oder Allgemeine Begriffe der Chymie nach alphabetischer Ordnung
⇒ Karsten, C. J. B. (1841): Handbuch der Eisenhüttenkunde, Dritter Teil, Roheisenerzeugung, Umschmelzung des Roheisens und Gießereibetrieb. Berlin
⇒ Hausmann, J. F. L. (1854): Beiträge zur Kenntniss der Eisenhohofen-Schlacken
⇒ Bischof, G. (1871): Schlacken. IN: Lehrbuch der chemischen und physikalischen Geologie
⇒ Oelsner, W. (1988): Wanderatlas Bodetal. VEB Tourist Verlag
⇒ Hasse, S. (2007): Giesserei-Lexikon 2008. Schiele & Schoen
⇒ www.usgs.gov - What ist slag?

Letzte Aktualisierung: 26. September 2022

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