Gips

Gips Die weltweite Produktion im Jahr 2013 betrug 160 Mtonne. Im Jahr 2013 wurde die Gipsproduktion in Südaustralien auf 4,4 Mio. Tonnen geschätzt, was 80% der gesamten australischen Produktion entspricht.

Gips ist natürlich vorkommendes hydratisiertes Calciumsulfat (CaSO42H2O). Seine Hauptverwendung ist die Herstellung von Gipsprodukten, einschließlich Wand- und Deckenplatten, Formteile, und Blöcke für den Bau, sowie Bildhauerputze, medizinische und zahnärztliche Anwendungen und Keramik. Diese Verwendungen beruhen auf der relativen Leichtigkeit, mit der Gips sein Kristallwasser verliert und dann wiedergewinnt. Wenn Gips auf 300–350ºC erhitzt wird, verliert er 75% seines H2O und bildet die Halbhydratform von Calciumsulfat, die als Gips von Paris (CaSO4½H2O) bekannt ist. Wenn Wasser hinzugefügt wird, kann dieses Material verteilt, gegossen oder geformt werden, bevor es sein Kristallisationswasser zurückgewinnt und abbindet. Gips, der für die Gipsherstellung verwendet wird, enthält normalerweise mindestens 90% CaSO42H2O, maximal 0,02% NaCl (Salz) und ungefähr 2% säureunlösliche Stoffe.

Eine weitere wichtige Verwendung von Gips ist in der Zementindustrie, wo es mit einer Rate von 2-5% zu Zementklinker vor dem endgültigen Schleifen hinzugefügt wird, um die Abbindegeschwindigkeit von Beton zu verzögern. Gips in Zementqualität verträgt höheres NaCl (maximal 0,5-0,6%) und unlösliche Stoffe (6% wurden verwendet).

Landwirtschaftliche Nutzungen

Landwirtschaftlicher Gips wird zunehmend zur Behandlung von sodischen Böden verwendet, deren Symptome Staunässe, erhöhter Abfluss, schlechte Wasserspeicherung, Oberflächenkrustenbildung sowie Probleme mit Anbau und Erosion sind. Natrium verursacht Schwellung und Dispersion von Ton. Die Tonpartikel können sich dann durch den Boden bewegen, die Poren verstopfen und die Infiltration und Drainage verringern. Das Kalzium aus Gips verdrängt das Natrium, das dann tiefer in den Boden ausgelaugt werden kann. Die südaustralische Produktion von landwirtschaftlichem Gips überstieg 2002 300 000 Tonnen, was einem Anstieg von 400% über 8 Jahre entspricht.

Geänderte Vorschriften des Agricultural Chemical Act 1955 traten am 30. September 1999 in Kraft, so dass südaustralische Gipsdüngerprodukte nun nach Mindestgehalten an Gips, Kalzium und Schwefel sowie nach Größenklassen gekennzeichnet werden müssen. Vier Sorten Düngemittelgips (Premium und Sorten 1, 2 und 3) wurden nun nach Schwefelgehalt spezifiziert. Es wird eine Obergrenze von 15% Feuchtigkeitsgehalt festgelegt, und Produkte, die mehr als 0,8% Natrium enthalten, müssen mit einem entsprechenden Warnhinweis versehen sein. Die Ergebnisse eines landesweiten Programms zur Probenahme landwirtschaftlicher Gipsbestände werden in Keeling et al. (2001).

Die nachfolgend kurz beschriebenen Gipsablagerungen sind die bedeutendsten in Südaustralien. Die Standorte dieser und anderer bekannter Lagerstätten sind in Abbildung 2 dargestellt.

Geologische Kontrollen

Gips wurde in zwei verschiedenen evaporitischen Umgebungen in ariden oder semi-ariden Gebieten des Staates abgelagert — Küstensalinas in interdunalen Korridoren des quaternären Stranddünensystems und kontinentale Playas, die von relativ undurchlässigem sandigem Ton in geschlossenen Binnenvertiefungen (Warren, 1982).

Coastal salinas

Am Ende der letzten Eiszeit, ~ 12 000 Jahre BP, verursachte das Schmelzen der polaren Eiskappe einen Anstieg des Meeresspiegels. Dieser Anstieg stabilisierte sich bei ~ 6000 Jahren BP und die Verdunstung begann aus interdunalen Vertiefungen, die sich entweder durch direkte Verbindung mit dem Ozean oder durch Versickern durch die porösen Küstendünen der pleistozänen Bridgewater-Formation mit Meerwasser gefüllt hatten. Mit zunehmendem Salzgehalt lagerte sich zuerst Aragonit, dann Gips und Salz ab (Abb. 3, (pdf ~ 180 kb)).

In den tieferen Teilen von Seen wie dem Lake MacDonnell an der äußersten Westküste Südaustraliens mit einem großen Anfangsvolumen wurden Selenitkuppeln mit Aragonitpelletoiden, die gleichmäßig zwischen großen Gipsprismen verteilt waren, aus einer stabilen gipsgesättigten Sole abgelagert. Laminierter Selenit und Aragonit folgten. Als sich die Saline mit Sediment füllte und das Volumen des Soleteichs abnahm, Saisonale Salzgehaltsänderungen wurden schneller und jeden Sommer wurden neue sandgroße Prismen abgelagert, Bildung von laminiertem Gypsarenit. Die Laminierung nahm mit zunehmender subaerialer Exposition ab.

In Lagerstätten wie Spider Lake auf der südlichen Yorke-Halbinsel bildete sich nur Gypsarenit, wobei die Geschwindigkeit der Salzgehaltsänderung immer zu schnell und der Salzgehalt der unteren Sole zu instabil für die Bildung von Selenit war. Der freiliegende Gypsarenit wurde schließlich durch vorherrschende Winde in Lünetten (Gipsdünen) an den Salinen-Rändern (überwiegend leeseitig) geblasen. Durch Regenwasser gelöster Oberflächengips wird in der Zone der Bodenfeuchtigkeit als schlickgroßer Gips (Gypsite) umgefällt.

Continental playas

Gips in diesen Binnenseen ist älter als die in Küsten Salinas, mit Ablagerung gedacht, um ~ 16 000 Jahre BP aufgehört haben. Die Seen befinden sich alle in geschlossenen Vertiefungen aus relativ undurchlässigem sandigem Ton, und zum Zeitpunkt der Ablagerung waren geschlossene Becken, die raschen saisonalen Schwankungen des Volumens und des Salzgehalts des Solebeckens unterworfen waren. Für die Küstensalinas sind dies die Bedingungen, die die saisonale Entwicklung neuer sandgroßer Prismen und die Ablagerung von laminiertem Gypsarenit begünstigen. Die Playas sind nicht mit einem unendlichen Reservoir an Salzwasser verbunden und die Quelle des Gipses ist ungewiss. Es ist wahrscheinlich, dass die Salze aus Gipsböden gespült wurden, die in der Umgebung üblich sind. Der größte dieser Playas befindet sich in Blanchetown im Murray Basin und wird hauptsächlich zur Gips- und Zementherstellung abgebaut. Lünetten, die auf der Leeseite der kontinentalen Playas entwickelt wurden, sind die Quellen eines Großteils des landwirtschaftlichen Gipses des Staates.

Salinen an der Küste

Lake MacDonnell

Lake MacDonnell ist mit einer Ressource von ~ 500 Mt Australiens größte Gipsmine (Warren, 1983). Der Betrieb begann 1919 und die Produktion im Jahr 2013 betrug ~ 3,5 Mio. Tonnen. Die Lagerstätte wird seit 1984 von Gypsum Resources of Australia Pty Ltd betrieben, als CSR Ltd und Boral Ltd ihre getrennten Betriebe kombinierten. Die Lagerstätte umfasst ~1 m Gypsarenit mit 93% CaSO4.2H2O über ~5 m Selenit mit 94-96% CaSO4.2H2O. Gips, wie er abgebaut wird, hat einen zu hohen Salzgehalt für die Gipsherstellung und wird daher mehrere Jahre vor Ort gelagert, um ein Auslaugen durch Regenwasser zu ermöglichen. Wenn der Salzgehalt ausreichend reduziert ist, wird der Gips 64 km auf eine 160 000 t-Halde in Thevenard zur Verladung auf Schiffe per Förderband gebracht.

Seen in der Nähe von Streaky Bay

Die größte bekannte unerschlossene Lagerstätte in Südaustralien liegt 26 km südlich von Streaky Bay. Gypsarenitressourcen von 49 Mt mit 87,9% 44 CaSO4,2H2O und einer durchschnittlichen Mächtigkeit von 2,5 m bei Lake Purdilla und 10 Mt mit 85,9% CaSO4,2H2O und einer durchschnittlichen Mächtigkeit von 2.1 m am Lake Toorna, wurden bei einer Cutoff-Dicke von 1 m gemessen. Zusätzliche Ressourcen von 4 Mt sind an jedem See angegeben, und angrenzende Dünen enthalten hochgradigen Gips (Olliver et al., 1988).

Bielamah (Davenport Creek)

Eine Ressource von 5 Mt Selenit und Gypsarenit mit einer Dicke von bis zu 5 m und einem Gehalt von bis zu 97% CaSO4.2H2O wurde von Pioneer Plasterboard Pty Ltd für die Verwendung in der Wandplattenherstellung in Sydney und Melbourne abgegrenzt. Gips wurde gelagert, um Salz vor dem Versand durch den Hafen von Thevenard auszulaugen.

Stenhouse Bay deposits

In den 1890er Jahren wurden in Marion Bay auf der südlichen Yorke Peninsula eine Straßenbahnlinie, ein Steg und eine Verladeanlage errichtet, um Gips aus dem Lake Inneston zu fördern, und die kontinuierliche Produktion begann 1913. Marion Lake wurde kurz darauf in Produktion gebracht, und zusammen lieferten diese Lagerstätten den Großteil der südaustralischen Produktion bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs. 1993 wurden die Betriebe nach Spider Lake verlegt, das eine Ressource von 2,4 Mt laminiertem Gypsarenit mit einer durchschnittlichen Dicke von 1,2 m enthält. Waratah Gypsum Pty Ltd produzierte 4600 t Gips in Gipsqualität im Jahr 2002, nachdem die Produktion im Zeitraum 2000-2002 nach Einstellung des Betriebs im Gipskartonwerk Gillman erheblich zurückgegangen war. Das Werk nahm die Produktion im September 2003 wieder auf. Der nahe gelegene Snow Lake enthält eine unbearbeitete Ressource von 2,8 Mt mit einer durchschnittlichen Tiefe von 0,9 m, aber der durchschnittliche Gehalt von 76,3% liegt deutlich unter dem für die Gipsherstellung erforderlichen Gehalt (Olliver und Warren, 1979).

Lake Fowler

Lake Fowler ist eine Lünettenlagerstätte aus Gypsit und Gypsarenit mit durchschnittlich 93% CaSO4.2H2O, das von Adelaide Brighton Cement Ltd bei der Zementherstellung verwendet wird. Die Produktion ist variabel von einer kleinen Ressource (250 000 t abgeleitet). 2002 war die Produktion mit 10 000 t die größte seit 1988.

Kangaroo Island

Der Bergbau wurde 1956 von Ingham Plaster Co. Ltd am Salt Lake in der Nähe von Flour Cask Bay, 14 km südwestlich von Penneshaw. Rohgips wurde nach American River transportiert, um von Ketch zu einer Gipsfabrik in Port Adelaide transportiert zu werden. CSR Ltd übernahm den Betrieb im Jahr 1959, errichtete eine Brecher- und Waschanlage am See und eine Schiffsladeanlage am Ballast Head. Als die Lagerstätte Salt Lake 1981 erschöpft war, wurde der Betrieb in die Pelican Lagoon (Lagerstätte New Lake), 8 km südwestlich von Penneshaw, verlegt und bis 1986 fortgesetzt. Diese Lagerstätten enthielten durchschnittlich 4 m laminierten Selenit, der mit Baggern abgebaut wurde. Die Gesamtproduktion betrug 4,8 Mio.

Lagerstätten Inland playa

Blanchetown

David Linke Contractor Pty Ltd produzierte 2002 216 500 t von angezeigten 9 Mt, die in einer beträchtlichen zusätzlichen undefinierten Ressource enthalten waren (Barnes und Warren, 1983). Die Lagerstätte umfasst bis zu 3,6 m Gypsarenit, der mit zunehmender Tiefe immer toniger wird. In der Siebanlage Nuriootpa werden verschiedene Sorten hergestellt und für die Zement– und Gipsherstellung sowie für landwirtschaftliche Zwecke vermarktet (Valentine, 1989, S.67-69).

Cooke Plains

Die Lagerstätte Cooke Plains ist Südaustraliens größter Produzent von landwirtschaftlichem Gips, der sowohl in diesem Bundesstaat als auch in den östlichen Bundesstaaten verwendet wird. Die angezeigte Ressource von 2 Mt befindet sich in einer Lünette auf der Ostseite eines Sumpfes aus Samphire, 5 km östlich von Cooke Plains. Paterson Bulk Transport produzierte 72 700 t im Jahr 2002.

Ashville

Bohrungen der Lagerstätten Warnes und Lihou ~35 km südlich von Tailem Bend durch Olliver Geological Services haben 5 Mt Gips mit 73-88% CaSO4.2H2O umrissen.

Meningie

Push-Tube-Bohrungen von 15 Seen südlich von Meningie haben auf eine Gipsressource von insgesamt 1,3 Mt, fast 60% davon ist von Gipsqualität. Etwa 1 Mt dieser Ressource ist in der Lagerstätte Clanto 4 km südlich der Stadt enthalten. Die Produktion begann 1998 in Gemlake, 6 km südlich von Meningie. Die Lagerstätte Elephant Lake, 12 km nordöstlich von Meningie, enthält 1,4 Mt bei 91.8% Gips. Meningie Gypsum Ltd produzierte im Jahr 2002 insgesamt 6600 t aus beiden Lagerstätten.

Gipssiebanlage in der Lagerstätte Everard.

Everard

Variable Tonnagen (35 000 t im Jahr 2002) an landwirtschaftlichem Gips werden von G.J. Mills und McArdle Pty Ltd aus Lunette-Lagerstätten in der Nähe von Everard Central, 15 km östlich von Lochiel im mittleren Norden des Staates, abgebaut.

Gordon Lagoon

Lünettendünen, die den östlichen und südlichen Rand der Gordon Lagoon, 29 km ostsüdöstlich von Burra, flankieren, werden für landwirtschaftlichen Gips abgebaut. Zwei separate Teile der Lagerstätte werden abgebaut; im Jahr 2002 produzierte M.E. Neindorf 25 800 t und G.G. Strachan 8 140 t.

Gipsablagerung im Malatasee.

Malatasee

Längliche Lunettendünen am östlichen Rand des Malatasees, 20 km westnordwestlich von Cummins, sind eine zunehmend wichtige Quelle für landwirtschaftlichen Gips für die südliche Eyre-Halbinsel, wobei 21 700 t im Jahr 2000 von Malata Nominees Pty Ltd abgebaut wurden.

Zusätzliche Lektüre

Barnes, LC und Warren, JK, 1983. Blanchetown Gipsablagerungen – geologische Untersuchungen 1979. Mineral Resources Review, Südaustralien, 152: 79-88.

Keeling, JL, Pain, AM und Buche, TA, 2001. Gips in der Landwirtschaft – Qualitätsstandards bei steigender Nachfrage. MESA Journal, 20.

Olliver, J.G., Barnes, L.C. und Dubowski, E.A., 1988. Neubewertung von Gipsreserven in der Nähe von Streaky Bay, Eyre Peninsula. Mineral Resources Review, Südaustralien, 156: 69-74.

Olliver, JG und Warren, JK, 1979. Stenhouse Bay Gipsablagerungen – Kernprobenahme von Schnee und Spinnenseen. Mineral Resources Review, Südaustralien, 145: 11-19.

Valentine, J.T., 1989. Industrielle und nichtmetallische Mineralien – Betriebe in Südaustralien. Südaustralien. Ministerium für Bergbau und Energie. Bericht Buch, 89/74.

Warren, JK, 1982. Die hydrologische Einstellung, Vorkommen und Bedeutung von Gips in spätquaternären Salzseen in Südaustralien. Sedimentologie, 29 (5): 609-637.