Aspektverhältnis

Aspektverhältnis

Bestimmung des Verhältnisses "Kantenlänge zu Schichtdicke" von Tonmineralen

Tonminerale gehören zur Mineralgruppe der Schichtsilikate und bilden aufgrund Ihrer Struktureigenschaften flache plattenförmige Mineralformen aus. Diese äußere Form lässt sich durch das so genannte Aspektverhältnis ("n") beschreiben, welches sich aus der Kantenlänge "a" im Verhältnis zur Schichtdicke "c" eines Tonmineralpartikels berechnen lässt (n = a/c). Unser Labor verwendet ein analytisches Verfahren mit welchem man Aspektverhältnisse über Leitfähigkeitstitrationen an Mineralsuspensionen bestimmen kann. Diese Methode hat deutliche Vorteilen im Vergleich zu einer herkömmlich rein optischen Bestimmung des Aspektverhältnisses, beispielsweise mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM):
  1. Wir betrachten mit unserem Verfahren stets eine repräsentative Anzahl an Tonmineralpartikeln einer Probe
  2. Unser Verfahren ist schnell und kann standardisiert in kurzer Zeit für eine große Probenanzahl durchgeführt werden
AixMinerals bietet die Bestimmung von Aspektverhältnissen als eigenständiges, aber auch als komplementäres Analyseverfahren als Zusatz zu beispielsweise einer kompletten Charakterisierung und Quantifizierung der Mineralkomponenten einer Probe an.

Abbildung 1: Schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen Kantenlänge "a" und Schichtdicke "c" von Tonmineralplättchen. In der Tonmineralsynthese und bei der Aufbereitung von Tonrohstoffen gibt es mehrere Prozesse, die das Aspektverhältnis maßgeblich beeinflussen. (a) Verringerung des Aspektverhältnisses durch mechanische Zerstörung, z. B. Mahlprozesse, (b) Erhöhung des Aspektverhältnisses durch Verringerung der Schichtdicke durch Exfoliation/Delamination, (c) Erhöhung des Aspektverhältnisses durch spezifisches Wachstum während der Synthese und (d) weitere Erhöhung des Aspektverhältnisses durch Exfoliation/Delamination, was zu sehr hohen Aspektverhältnissen führt.

Anwendungen

Aspektverhältnisse von Tonmineralen sind ein wichtiger Parameter bei der Beurteilung von potenziellen Anwendungsbereichen des untersuchten Tonrohstoffes. Ferner wird das Aspektverhältnis eines Tonrohstoffes auch bei der Aufbereitung durch beispielsweise Trocknungs- und Mahlprozesse verändert. Durch analytische Bestimmungen der Aspektverhältnisse können so zum Beispiel optimale Aufbereitungsbedingungen für Tonrohstoffe ermittelt werden. Zudem werden Tonminerale zum Teil auch synthetisch erzeugt und hier können Messungen von Aspektverhältnissen helfen die best möglichen Rahmenbedingungen für eine Synthese zu ermitteln.
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