Was haben beschichtete Bratpfannen und Goretex-Jacken gemeinsam?
Was haben beschichtete Bratpfannen und Goretex-Jacken gemeinsam? Für beide Produkte wird der Rohstoff Flusspat (Fluorit) benötigt.
Zu 84% wird Flussspat für die Herstellung von Fluorverbindungen benötigt. Flussspat wird dazu bei hohen Temperaturen mit Schwefelsäure versetzt um daraus Fluorwasserstoff zu gewinnen. Als Nebenprodukt fällt Gips aus, der zur Herstellung von Estrich, Spachtelmasse oder Putz verkauft wird. Aus Fluorwasserstoffe werden zahlreiche Chemikalien hergestellt, die in der Industrie und allen Lebensbereichen Verwendung finden.
Fluorkunststoffe sind Kunststoffe mit einer hohen Wärmefestigkeit und Chemikalienresistenz, außerdem sind sie recht widerstandsfähig gegen mechanische Belastung.
Der bekannteste Fluorkunststoff, Polytetrafluorethylen (PTFE), wird für eine Vielzahl von Anwendungen in unserem Alltag verwendet. Am geläufigsten ist der Einsatz als Anti-Haft-Beschichtung in Koch- und Backgeschirr.
Organische und anorganische Fluorverbindungen werden für die Produktion von Pflanzenschutzmitteln für die Landwirtschaft eingesetzt. Ungefähr 20% aller neu auf den Markt gebrachten Pflanzenschutzmitttel enthalten Fluorverbindungen in geringen Mengen, um ihre Wirksamkeit zu steigern.
Während elementares Fluor für Lebewesen und damit auch für den Menschen giftig ist, sind Fluoridionen essentielle Spurenelemente für die Bildung von Zahnschmelz, den Aufbau von Knochen, Bändern und Bindegewebe. Fluorid härtet den Zahnschmelz und hat eine wachstumshemmende Wirkung auf kariesverursachende Bakterien. Deshalb kann bei Bedarf auf fluoridhaltige Zahnpasta zurückgegriffen werden. In einigen Ländern wie Australien, Brasilien, Großbrittannien und den USA wird Fluorid dem Trinkwasser zugesetzt.
Auch die allseits bekannte Goretex-Membran, die in vielen Outdoorprodukten verwendet wird, besteht aus extrem dünnen Schichten von Polytetrafluorethylen (PTFE). Diese Membran macht Regensachen und Schuhe wasserdicht und zugleich atmungsaktiv.
Jeder Heimwerker, der schon einmal mit einem Elektrodenschweißgerät gearbeitet hat, weiß, dass sich auf der Schweißnaht eine Schlackeschicht bildet. Flussspat trägt dazu bei, dass die Schlacke, die sich aus der Umhüllung der Stabelektroden bildet, dünnflüssig genug ist.
Ein wichtiges Einsatzgebiet für Fluorkohlenwasserstoffe ist die Kältetechnik. Die chemische Substanz wird aus Flussspat über eine Reihe von chemischen Reaktionen gewonnen. Sie ist ein wichtiges Kühlmittel für Gefrierschränke, Klimaanlagen und Wärmepumpen.
In Hochgeschwindigkeitszügen und Flugzeugen sind besonders temperaturstabile Hochleistungsbremsbeläge verbaut, die unter anderem Flussspat enthalten. Dieser erhöht die Verschleißfestigkeit und Stabilität der Bremsscheiben, die sich bei Belastung auf mehrere hundert Grad aufheizen können.
Flusssäure wird gemeinsam mit Salpetersäure für die Elektrotechnik, unter anderem die Herstellung von Solarzellen benötigt. Beim sogenannten ´´Silizium-Ätzen´´ macht man sich die Fähigkeit von Flusssäure, Glas anzugreifen, zunutze.
Spätestens seit dem 15. Jahrhundert ist bekannt, dass Fluorit als Flussmittel verwendet werden kann. Für die Herstellung von Stahl wird in modernen Schmelzöfen, je nach Verfahren, etwa 0,3 bis 10 kg/Tonne Stahl benötigt, um die Schmelze vor unerwünschter Oxidation zu schützen und Verunreinigungen aufzunehmen.
Ein unerwünschter Nebeneffekt sind allerdings die schädlichen Fluorverbindungen, die in die Umwelt entweichen. Um die Fluoremissionen zu reduzieren, wird seit den 1990er Jahren Fluorit in den Stahlwerken Europas und der USA verstärkt durch andere Flussmittel ersetzt. Einige Stahlwerke verzichten bereits ganz auf den Einsatz dieses Flussmittels.
Fluorit wird zur Herstellung von Fluor- und Fluorphoshatgläsern verwendet. Das sind Spezialgläser mit einer hohen Durchlässigkeit für UV-Licht und einer sehr guten Beständigkeit gegen Laser. Sie werden verwendet in Lasersystemen, in der Halbleiterindustrie und für die Fertigung von Linsen für die Mikroskopie und Astronomie. Da hochreine und fehlerfreie Fluorite sehr selten und teuer sind werden für diese Zwecke in der Regel gezüchtete Kristalle verwendet.
[1] BGR – Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (2017). Späte - Fluss- und Schwerspat in Deutschland. Hannover, 76S.
Bildquelle Titelbild: Viele Wanderschuhe und atmungsaktive Outdoorbekleidung entählt Goretex-Membranen. Michael Gaida auf Pixabay, URL: https://pixabay.com/de/photos/wanderschuhe-schuhe-wandern-leder-3565837/, letzter Zugriff: 17.06.2019
