Wie Salze gewonnen werden
Um Salzlagerstätten zu finden, ist das Wissen darüber, wie sie entstehen wichtig. Solche Lagerstätten bilden sich in abgeschnürten Becken oder Flachwasserbereichen unter heißen und trockenen Klima-Bedingungen, in denen die Verdunstung größer ist als der Niederschlag. Demnach entstanden Salzlagerstätten in der Erdgeschichte nur in bestimmten Regionen.
Die besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften erleichtern die weitere Untersuchung der in Frage kommenden Gebiete. So haben Salze beispielsweise eine wesentlich geringere Dichte als die meisten Gesteine, sodass sogenannte geophysikalische Methoden wie die Gravimetrie angewendet werden können.
Die geringe Dichte ist übrigens auch der Grund, warum in Norddeutschland so viele Salzstöcke vorkommen. Salzstöcke sind pilzartige oder tropfenförmige Gebilde aus Salzen mit einer Ausdehnung von einigen hundert Metern bis mehrere Kilometer. Durch Überlagerung mit Sedimenten wurden sie in große Tiefen versenkt. Bei den in 3.000 – 5.000 m herrschenden Temperaturen und Drücken ist Salz fließfähig. Aber dieses Fließen erfolgt sehr langsam und für uns nicht wahrnehmbar – daher wird vom Fließen in geologischen Zeiträumen gesprochen. Aufgrund der geringeren Dichte durchbrechen die Salzkörper die darüberliegenden Sedimentschichten und steigen in Richtung Erdoberfläche. Sie stehen dann „nur“ in 100 - 200 m Tiefe anstehen, was den Abbau wesentlich erleichtert. Bohrungen dienen dazu die Qualität der Salze im Untergrund zu untersuchen.
Die aktive Gewinnung von Salz durch den Menschen reicht mindestens 5.000 Jahre zurück [2]. Der unterirdische Abbau erfolgt sowohl für Stein- als auch für Kalisalz [1] durch Bohr- und Sprengarbeiten, durch eine schneidende Gewinnung oder durch die sogenannte Aussolung von unterirdischen Lagerstätten. Bei den ersten beiden Abbaumethoden wird das Salz in fester Form mit Förderbändern oder Radladern abtransportiert.
Ebenfalls im Untergrund, aber in flüssiger Form, wird Sole durch das Auflösen von Salzvorkommen in sogenannten Kavernen gewonnen, an die Oberfläche gepumpt und direkt für industrielle Zwecke verwendet oder eingedampft.
Abbauwürdige Kalisalzflöze sollten eine Mächtigkeit von mindestens 2,5 Metern haben, auch für die Aussolung müssen die Schichten mächtig genug sein [1].
Großlochbohrwagen im Schaubergwerk Merkers: Arbeitsaufgabe war das Bohren von 2 Großlöchern mit 28 cm Durchmesser und einer Länge von 5,4 m, war ab 1979 im Einsatz, konnte bis zu 60 Bohrmeter pro Schicht schaffen.
Bild: pilot_micha/ flickr, 2013, CC BY-NC 2.0
Solarsalz wird durch simples Verdunsten von Meerwasser in künstlich angelegten Salzgärten gewonnen. Diese Methode wird seit Jahrtausenden angewendet, aber die Dimensionen sind heutzutage ungleich größer und die Becken können eine eine Ausdehnung von vielen km2 haben.
Abgesehen von Europa gibt es auf allen Kontinenten der Erde große Salzseen. Dort wird, oftmals traditionell und in Schwerstarbeit, das Salz durch Zerkleinern und Herausbrechen der Salzkruste an der Oberfläche abgebaut.
Abbau und Verladen von Salz am Salar de Uyuni in Bolivien, der sich über eine Fläche von ist mit mehr als 10.000 Quadratkilometern erstreckt.
Bild: Albert Backer / wikimedia, 2012, CC BY-SA 3.0
Das mechanisch gewonnene Salz wird in Brechern zerkleinert und unerwünschte Verunreinigungen im Salz wie zum Beispiel Ton werden entfernt.
Die durch die Salzlaugung entstandene Sole wird an die Erdoberfläche durch verschiedene Verfahren chemisch gereinigt und in den sogenannten Salinen in großen Verdampfern rekristallisiert. je nach Verwendungszweck wird das Salz anschließend in verschiedene Korngrößen aufgemahlen.
So entsteht ein hochreines Produkt. Insbesondere Speisesalz unterliegt strengen Qualitätsauflagen und Reinheitsanforderungen, es enthält in Deutschland zwischen 99,7% und 99,8% NaCl.
Bild: Alexandra_Koch / Pixabay, 2016, CC0
Beim bergmännischen Abbau von Kalisalzen ein großer Anteil an nicht verwertbaren Salzen an. Grund ist, dass die Lagerstätten in ihrer Form unregelmäßig sind und/oder verfaltet sind und damit Verunreinigungen aufweisen, Salzflöze nicht gleichmäßig mächtig sind
In Deutschlands Kalibergwerken wurden vom geförderten Kalirohsalz im Durchschnitt nur 22% zu einem verkaufsfähigen Produkt veredelt. Bei der Aufbereitung fallen nach aktuellem Stand 65% als feste Rückstände und 13% als flüssige Rückstände an [1], die umweltgerecht gelagert oder entsorgt werden müssen.
[1] Elsner, H. (18.10.2016). Salze in Deutschland(Juni 2016.). Hannover: BGR (URL: https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Min_rohstoffe/Downloads/studie_salz_2016.pdf?__blob=publicationFile&v=10, letzter Zugriff am 29.07.2018.
[2] Pohl, W. (2005). Mineralische und Energie-Rohstoffe: Eine Einführung zur Entstehung und nachhaltigen Nutzung von Lagerstätten (5. Aufl.). Stuttgart: Schweizerbart.
[3] Verband der Kali- und Salzindustrie, Gewinnung und Verwertung, URL: https://www.vks-kalisalz.de/uploads/tx_powermail/files/Gewinnung-verwertung.pdf, letzter Zugriff am 29.07.2018.
