Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Magnesiumcarbonat (MgCO₃),

• Mg       28,8%
• C         14,2%
• O         57,0%

Rohstoff für das kaustische Magnesia ist Magnesiumcarbonat (MgCO₃), welches z. B. in Magnesit oder Dolomit enthalten ist. Die Ausbeute des abgebauten Materials ist gering (z. B. bei Lagerstätten in Griechenland: 7 - 12 M.-%).
Magnesia benötigt zur Erhärtung einen Anreger der aus einer Salzlösung 2-wertiger Metalle (z. B. MgCl₂ oder MgSO₄) besteht.
Magnesiumchlorid fällt als Nebenprodukt bei der Herstellung von Kali-Salzen an und kommt als konzentrierte Lauge oder als Feststoff in den Handel. In der Natur ist es Hauptbestandteil des Meersalzes.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Die Rohstoffe werden ausschließlich im Tagebau gefördert.
Die Gewinnung erfolgt im Großsprengverfahren. Anschließend erfolgt die Verladung des Gesteins mit Löffelbaggern oder Radschaufelladern auf Schwerlastwagen. Diese liefern das Gestein zu den Brechwerken.
Die Werke liegen in unmittelbarer Umgebung zu den Abbaustätten (kurze Transportwege).

Verfügbarkeit

Hauptlagerstätten von Magnesiumcarbonat sind die Türkei, Griechenland und China. Die Rohstoffe sind dort noch in ausreichendem Maße vorhanden. Angaben über die Umweltbedingungen in den Abbauländern liegen derzeit nicht vor. In Deutschland finden sich keine Abbaustätten.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Derzeit keine Informationen hierzu verfügbar.

Von den Rohstoffen, die für Magnesiaherstellung verwendet werden, kann in Einzelfällen eine geringe natürliche Strahlung ausgehen. Diese liegt im Schwankungsbereich der natürlichen Strahlung.

Herstellung

Prozesskette

Herstellungsprozess

Das Gestein aus Magnesit und Dolomit wird zwischen 800°C und 900°C gebrannt. Dabei reagieren die Ausgangsstoffe zu Magnesiumoxid:

Magnesit: MgCO₃ → MgO + CO₂
Dolomit: CaMg(CO₃)₂ → CaCO₃ + MgO+ CO₂

Das entstehende Magnesiumoxid wird auch kaustisches Magnesia genannt, da es wenn es mit Wasser reagiert ätzend (= kaustisch) wird.
Als Energieträger zum Brennen des Rohstoffes finden heute fast ausschließlich Kohle, Heizöl oder Holz Verwendung.
Magnesia hydratisiert mit Wasser sehr langsam. Um den Abbindevorgang zu beschleunigen, versetzt man das Magnesiumoxid mit Salzlösungen 2-wertiger Metalle z.B. Magnesiumsalzlösungen (MgCl₂, MgSO₄) oder CaCl₂ und ZnCl₂.
Magnesiumchlorid führt bei kaustischer Magnesia zu einer hydratischen Reaktion (Kristallisation, Einbindung von Wassermolekülen in ein Kristallgitter), bei der sich das schwer lösliche basische Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) bildet. Es wirkt hier als Katalysator, d.h. es verbleibt schwer löslich und damit weitestgehend unschädlich im ausgehärteten Produkt.

Umweltindikatoren / Herstellung

Energieaufwand

Bei der Herstellung von Magnesia wird Energie zum Brechen, Mahlen und Brennen des Magnesiumcarbonats benötigt. Die meiste Energie wird beim Brand verbraucht. 

Graue Energie

4.800 MJ/to
(incl. Rohstoffabbau, Transport zum Ofen, Aufbereitung und Brennen)

Charakteristische Emissionen

Bei der Herstellung von Magnesia fallen je nach Verfahren und technischer Ausrüstung eines Werkes Emissionen von Staub und gasförmigen Schadstoffen an.
Nach dem Brennen wird der Kauster in Pendel-, Kugel-, oder Hammermühlen gemahlen. Hierbei entstehen lokal teilweise erhebliche Lärm- und Staubemissionen, deren Auswirkungen auf die Umwelt durch Einhausungen, für die Arbeiter durch Schutzmaßnahmen (Atem-, Gehörschutz) vermindert werden (können).
Informationen über den Einsatz von Abgasreinigungsanlagen bzw. die Durchführung von Lärm- und Staubschutzmaßnahmen in den Herstellerländern liegen derzeit nicht vor.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Es sollte persönliche Schutzausrüstung (Atem-, Gehörschutz) getragen werden.

Maßnahmen Umweltschutz

Auswirkungen von Lärm- und Staubemissionen auf die Umwelt werden durch Einhausungen vermindert.

Gefahrstoffverordnung

Magnesia ist nach Gefahrstoffverordnung kennzeichnungspflichtig mit den GHS-Symbolen Ätzwirkung GHS05 und Ausrufezeichen GHS07 und wird mit dem Signalwort „Gefahr“ markiert.

Es gelten folgende H-Sätze zur Gesundheitsgefährdung:

• H315 Verursacht Hautreizungen.
• H317 Kann allergische Hautreaktionen verursachen.
• H318 Verursacht schwere Augenschäden.
• H335 Kann die Atemwege reizen.

Im abgebundenen Zustand, das heißt ausgehärteten Zustand, gehen keine Gesundheitsgefahren von Magnesiaprodukten aus.

Transport

Magnesiumcarbonat, der Rohstoff von Magnesia, wird in Ländern wie der Türkei, Griechenland, der Balkanländer und China abgebaut. Dadurch entstehen lange Transportwege. Der Transport erfolgt hier auf internationaler Ebene.

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Bei der Herstellung von Magnesiamörtel ist das Mischungsverhältnis von wasserfreiem Magnesiumchlorid und Magnesiumoxid (zwischen 1 : 2,0 und 1 : 3,5) einzuhalten. Magnesiumchlorid wirkt hygroskopisch (wasseranziehend) was bei Überschuss von MgCl₂ im Binder zu dessen Durchfeuchtung führt.

Magnesiagebundene Baustoffe sind weiterhin nicht feuchtebeständig, deshalb keine Anwendung in Feuchträumen und im Freien. Darüber hinaus sind feuchte Magnesiabinder elektrisch leitend.

Bei der Verwendung von MgCl₂-Lösung als Anreger für Magnesiabinder ist auf die starke korrosionsfördernde Wirkung der Chloride zu achten. Bei Spannbetonbauteilen darf kein Magnesiamörtel verwendet werden während bei Stahlbetonbauteilen eine Sperrschicht anzuordnen ist.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Bei der Verarbeitung wird aufgrund der Aerosole das Tragen von Staubschutzmasken angeraten (P1, weiß).
→ Staub, Feinstaub

AGW-Werte

Es liegen keine spezifischen Informationen für einen AGW-Wert für Magnesia. Bei anorganischen Bindern in Sackware gilt i. d. R. ein AGW-Wert beim Mischen von 6 mg/m³ gemessen an der alveolengängigen Fraktion.

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

Für Magnesia liegt keine Einstufung nach GISBAU in WINGIS online vor.

Umweltrelevante Informationen

Wassergefährdung

Es liegt keine Wassergefährdung vor. Dennoch sollten Magnesiabinder nicht in die Kanalisation oder anderen Gewässern zugeführt werden.

Quellen

Neroth G., Vollenschaar D.; Wendehorst Baustoffkunde,;Vieweg + Teubner Verlag, 27. Auflage, 2012

Scholz/Hiese: Baustoffkenntnis; 17. Auflage, 2011; Werner Verlag (Wolters Kluwer Deutschland GmbH), Köln

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Von Magnesiabindern werden weder im Neuzustand noch bei der Nutzung Schadstoffe emittiert.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Magnesiabinder sind nicht brennbar. Magnesitgebundene Baustoffe können brennbar sein, abhängig von den weiteren Rohstoffen wie z. B. dem Holzanteil bei Holzwolle-Leichtbauplatten.

Wassereinwirkung

Magnesiabinder bzw. Magnesiaestriche verlieren bei Wassereinwirkung zunächst an Festigkeit, bei ständiger Wasserbelastung werden sie gelöst. Im feuchten Zustand sind sie darüber hinaus elektrisch leitend.

Nachnutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Beim Ausbau von magnesitgebundenen Baustoffen wie Magnesiaestrichen ist auf ausreichenden Staubschutz zu achten. Die Möglichkeit des Absaugens sollte geprüft werden.

Energetische Verwertung

Eine energetische Verwertung von magnesitgebundenen Baustoffen ist in Abhängigkeit von den Anteilen organischen Materials, wie Holz (z.B. Holzwolle-Leichtbauplatten), theoretisch möglich.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Magnesitgebundene Baustoffe müssen am Ende ihrer Lebensdauer auf einer Deponie abgelagert werden.

EAK-Abfallschlüssel