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Zeolith - Qualität erkennen

Zuerst ein paar, wie ich hoffe, möglichst einfache Antworten auf ein paar grundsätzliche Fragen zu Zeolith im Allgemeinen.

Was ist Zeolith-Klinoptilolith?
Zeolith-Klinoptilolith ist ein Alumosilikat, ein Stein mit extrem viel Hohlräumen (Mikroporen), der speziell vermahlen wird und dadurch eine sehr große spezifische (innen und aussen, inklusive der Microporen) Oberfläche hat und sehr viele Schadstoffe wie z.B. Schwermetalle, Ammoniak u.ä. aufnehmen kann. Er selbst enthält Silizium und u. a. Kalzium-, Kalium- Natrium- und Magnesiumionen, die alle negativ geladen sind.

Wie arbeitet Zeolith? wie wirkt Zeolith?
Als Stein durchquert er den (Säugetier)-Körper nur als "Gast" und wird als solcher nicht verstoffwechselt. Er zieht durch seine negative Ladung die positiv geladenen Schwermettalle und Schadstoffe an wie ein Magnet und bindet sie auf seinem Weg durch den Verdauungstrakt an sich, bis er selbst den Körper verlässt. Im Gegenzug zu den angezogenen Schadstoffen gibt er seine Kalzium-, Kalium- Natrium- und Magnesiumionen an den Körper ab. Deshalb wird er als Ionentauscher bezeichnet. Dazu kommt der Durchmesser seiner Mikroporen, sie sind mit ihren 4-6 Angström sehr gut zum "Andocken" von Schwermetallen geeignet.

Mal etwas unaufgeregter, nach diesen zum Teil schon leicht hysterischen Diskussionen im Netz, was einen guten Zeolithen angeblich ausmacht. Von dem allseits bekannten (ohne Datenblatt) unbeweisbaren "Beste Qualität, fein gemahlen bis "der Mahlgrad darf 100 Mikron nicht unterschreiten, sonst entstehen Nano-Partikel!!" sollte man doch einfach mal genauer hinschauen, was sie wirklich ausmacht, die Qualität.
Man muss auch kein Experte werden, um zu verstehen, worauf es ankommt.

Ein kleines einfaches Beispiel: Wenn Sie sich eine hochwertige Wandfarbe kaufen, achten Sie doch auch darauf, dass Sie mit einem Eimer dieser Farbe z.B. 100 m² streichen können und nicht nur 15-20 m². Das wäre nicht nur teuer, sondern auch anstrengend.

Glücklicherweise gibt es eine Kennzahl, die konkret darstellt, wie viel "Power" ein Zeolith hat und das ist die Kationenaustauschkapazität (KAK). Sie bezeichnet, wie viel Kationen der Zeolith überhaupt aufnehmen kann. Das heißt, da Kationen positiv geladen sind wie z.B. verschiedene Giftstoffe und Schwermetalle, dass, je größer die KAK, desto höher das Aufnahmevermögen. Eine hohe KAK geht immer einher mit einer feinen Vermahlung und effektiver Aktivierung, sei es durch Vermahlung im Luftstrom oder thermischer Aktivierung. Auch die spezifische Fläche ist zwingend damit verbunden. Da ein feinerer Zeolith sehr leicht ist, hat zum Beispiel ein Kilogramm eines 6 µm-Materials ein Volumen von 2 Litern. Man bezahlt sicher mehr pro Kilogramm als für einen groberen, hat aber in der (Volumen)-Menge mehr davon.

Ein Beispiel als Anhaltspunkt: Identischer Zeolith, verschiedene Vermahlungen und Korngrössen
Eine Dose 1000 ml mit Zeolith d50%   6 µm = 500g - Schüttgewicht 500 g / Liter - KAK ca. 210 meq / 100 g
Eine Dose 1000 ml mit Zeolith d50% 28 µm = 750g - Schüttgewicht 750 g / Liter - KAK ca. 125 meq / 100 g

 
Hier ein wenig ausführlicher:

DAS VERMAHLEN IST MIT DAS AUSSCHLAGGEBENDE

Es geht natürlich im Steinbruch los, dort wird der Zeolith auf Körnungen von 10-50mm „runtergebrochen“ und geht dann zur weiteren Verarbeitung an den Dienstleister, der ihn in einer Walzenschüsselmühle (es gibt da aber noch viele andere) auf Korngrössen zwischen 40 - 150µm vermahlt. Mit einer Kugelmühle könnte man ihn z. B. sogar auf 5-6µm vermahlen, das wäre aber eher etwas für Bentonit-Montmorillonit, der liegt bei ca. 10 µm und ist in einer Kugelmühle vermahlen und dabei auch gleich getrocknet,

Hier ist für die meisten Zeolithe Schluss und sie gelangen in den Vertrieb.

Bei unserem Zeolith (und natürlich allen anderen wirklich aktivierten) geht es jetzt aber erst richtig los. Er kommt mit ca. 100µm aus der Walzenschüsselmühle und wird danach in einer Anlage, deren „Herzstück“ eine Spiralstrahlmühle ist, weiterverarbeitet und dadurch wirklich aktiviert. Das passiert in einem genau kontrollierten Luftstrom mit sehr hoher Geschwindigkeit.

Hier wird die Luft ringförmig über mehrere tangential angeordnete Düsen in den Mahlraum geführt, wobei die Strahlen eine sehr hohe Geschwindigkeit erreichen. Der Zeolith wird von den Luftstrahlen erfasst, beschleunigt und durch Teilchen-Teilchen-Stöße zerkleinert, bis er genau die eingestellte Grösse hat, was durch einen sogenannten Sichter kontrolliert wird. Die Teilchen mit der richtigen Grösse werden „ausgeschleust“, zu grosse Partikel an anderer Stelle ebenfalls. Am Schluss kommt in genau den dezidierten Korngrössen unser Zeolith aus der Mühle, nun allerdings aktiviert, was man an den Werten im Datenblatt und im Diagramm deutlich sehen kann:

Spezifische Oberfläche 400-600 m2/g, Kationenaustauschwert 210 meq/100g. Er hat nun eine Korngrösse von durchschnittlich 6µm, weniger als 2% haben die maximale Korngrösse von 36µm, Nanopartikel können bei diesem Verfahren weitestgehend ausgeschlossen werden.

Das sind einige der  Kerndaten, die Sie bei allen Anbietern suchen müssen, um zu erkennen, was Ihnen angeboten wird:

  • Vermahlung, wurde im Luftstrom vermahlen?
  • Kationenaustauschfähigkeit:  150-200 meq/100g ist hervorragend z. B. 200 meq/100g – 200 mval/100g – 200 cmol/kg sind die Einheiten, die grob übereinstimmen
  • Korngrösse: Topcut, mittlere Teilchengrösse sollten genau beziffert sein oder ein Diagramm enthalten
  • Spezifische Oberfläche: hängt von der Vermahlung abe, je feiner desto größer die Oberfläche. Wichtig ist die Oberfläche der Mikroporen, sie zeigt die Porösität  des Materials
  • Klinoptilolithgehalt: je höher desto besser, bis 95% möglich, aber nicht zwingend
  • Siliziumgehalt: alles Richtung 70% ist sehr gut
  • Schüttgewicht: richtig vermahlener Zeolith ist sehr leicht, 500g könnte 1000ml entsprechen
  • Silizium / Aluminium-Verhältnis: 5:1 ist gut

Jeder, der Zeolith anbietet, hat für sein Mineral eigentlich ein Datenblatt mit Infos, die Aufschluss über die durchschnittliche Qualität des Minerals geben. Wer das gar nicht oder nur in Teilen veröffentlicht, weiss es nicht besser oder hat seine Gründe. Ein Zeolith, der z. B. auf 100 bis 150 (Mikron) zerkleinert wurde, kann nicht identische Kationenaustauschwerte liefern wie ein im Luftstrom auf 6µm (Mikron) gemahlener Zeolith. Das liegt im wesentlichen daran, dass bei einem groben Material die Fläche pro qm nicht vergleichbar ist und natürlich keine grosse statische Aufladung stattfindet.

Den Behauptungen mancher Anbieter, man lasse wegen der Entstehung von Nano-Partikeln nicht so fein mahlen, muss man entgegenhalten, sie entstehen bei einer hochwertigen Vermahlung nicht in quantifizierbarer Menge. 1µm (Mikron) entspricht 1000nm (Nanometer) Das liegt doch ziemlich weit auseinander, ein Meter wird ja auch nicht so einfach einem Kilometer gleichgesetzt.

Das Mahlen (Aktivieren, Mikronisieren) ist nach wie vor der Schlüssel zur Kationenaustauschfähigkeit und der spezifischen Fläche. Unser Zeolith wird als Dienstleistung beim Hersteller der Jetmills und inzwischen auch bei einem zweiten spezialisierten Dienstleister mit identischer Mühle  aktiviert und mikronisiert, weshalb wir uns "an der Quelle der Technologie" in sehr guten Händen wissen. Zusätzlich zur Qualität des Minerals an sich spielt nur noch die Technologie und das Wissen um die Mikronisierung und Aktivierung eine entscheidende Rolle.

Wichtig am Ausgangsmaterial ist zum einen der Klinoptilolithgehalt. Da starten dann schon die ersten Internetlegenden: "Es gibt weltweit keinen Zeolith auf der Welt mit 95% Klinoptilolith-Gehalt!" (Zitat) Stimmt nicht, jedoch ist der Anteil an Silizium insgesamt erheblich wichtiger. Das trifft auf Zeolithe wie Bentonite gleichermassen zu und entscheidet darüber, wie viel Silizium im Ionentausch abgegeben werden kann.

Dann die Kationenaustauschkapazität, kurz KAK, engl. CEC für Cation-Exchange-Capacity, die, je höher desto besser, bei manchen Zeolithen 50-60 meq/100g, bei wirklich hochwertigen aber nicht unter 150-160 meq/100g ausmacht. Je feiner vermahlen desto höher die KAK.

Sehr wichtig die spezifische Fläche, normalerweise beziffert in Quadratmeter pro Gramm, es gibt durchaus einiges ab 20 m2 /g auch 60-70 m2/g. Aber um von qualitativ sehr hochwertigem Material zu sprechen, sollte man auf Werte nicht unter 250 m2 /g achten, wenn man einen hochwertig vermahlenen Zeolithen haben will. Allerdings sind diese Tests aufwendig und kostenintensiv.

Das Silizium / Aluminium-Verhältnis, natürlich soviel Silizium und so wenig Aluminium wie möglich, ab 4 : 1 (absolutes Minimum lt. Prof. Dr. Hecht) bis zu allem, was noch höher liegt als 5 : 1 ist im sehr guten Bereich.

Normalerweise ist der Siliziumgehalt eines guten Zeolithen 60%-70%, der Aluminiumgehalt kann zwischen 10%-16% liegen. (Quelle Prof. Dr. Hecht u.a.)
Der durchschnittliche Mahlgrad (Average Particle Diameter) wird oft einfach in Grössen wie 0 - 150µm (Mikron) angegeben, das hilft leider nicht weiter und zeigt eher, daß die genaue Korngrössenverteilung vielleicht nicht bekannt ist, weil nicht kontrolliert vermahlen oder nicht getestet  wurde. Der durchschnittliche Mahlgrad d 50 bedeutet normalerweise eine Mindestmenge von 50% des Materials.  Der Topcut ist die grösste enthaltene Korngrösse mit z.B. 2% mit 24µm (Mikron). Man weiss dann definitiv, mindestens 50% des Materials sind  6µm (Mikron), aber maximal 2% sind 24µm (Mikron). Etwas grösseres als diese maximal 2% mit 24 Mikron sind im Material nicht enthalten. Was wir prinzipiell als Info mitgeben, ist eine Chart der gesamten Korngrössenverteilung. So lässt sich am besten erkennen, welche Qualität man vor sich hat.

Es gibt noch einen wissenswerten Punkt, Zeolith arbeitet zwar wirklich sofort, wenn er mit Luft in Berührung kommt, jedoch nicht ansatzweise so, dass man Angst haben müsste, er verliert augenblicklich an Kraft. Erst ab dem Moment, in dem er auf ein Milieu trifft, das für ihn echte Ionentauschaufgaben bietet, legt er wirklich los, sprich in Flüssigkeiten oder ähnlichem. Das wichtigste ist, die Behälter gut zu verschliessen, so dass keine Luft und keine Feuchtigkeit eindringen kann, dann behält er seine Fähigkeiten durchaus auch über Jahre. Probleme mit Sonneneinstrahlung hat Zeolith überhaupt nicht.

Wir hoffen, mit unserem kleinen Exkurs ein wenig Hilfestellung leisten zu können, erheben natürlich keinen Anspruch auf Vollständigkeit oder Fehlerfreiheit, freuen uns natürlich auch über Anregungen Ihrerseits.

Ihr  vanterre  Team