Előfizetés a lapra

Az ezerarcú békasó

ásvány, az év nyersanyaga, földtudomány, kőzet, perlit, Zemplén

2017/01/05

Hazánk ásványkincsekben szegény, azonban a perlit – az "Év nyersanyaga 2016" címet elnyert vulkanikus eredetű kőzet – tekintetében nagyhatalomnak számít! A pálházi perlitbánya a nemzetközi perlittermelésnek mintegy 7 százalékát adja és ezzel az 5–6. helyet foglalja el, Európában pedig a világelső Görögország mellett a második legnagyobb perlittermelő.

Az ókori rómaiak ismertek egy szürke színű kőzetet, amelyet ha izzó parázsra vetettek, pattogva könnyű, fehér gyönggyé vált. Érdekesnek találták, ám hasznosítani nem tudták, erre 2000 évet kellett még várni.

 Oszlopos perlittestek a pálházai Gyöngykő-hegyen (A SZERZŐ FELVÉTELE)

Hazánkban a perlit ipari felhasználása a XV. századig nyúlik vissza, a zempléni hajdani üveghuták alapanyaga volt. Nagymértékű felhasználása Rákóczi fejedelem idejére tehető: a fejedelem egyik udvarmestere, Thomas Hutnik 1698-ban perlit felhasználásával üveg bortárolókat, butéliákat gyártott. A Tokaj–Zempléni-hegyvidék perlites völgyeiben ma is fellelhetők az 1916-ig működő perlites üveggyártás nyomai.

 A hazai perlitkutatás 1798-tól a mai napig tart. Mérföldkőnek számít, hogy Liffa Aurél 1950-ben feltérképezte ezt a vulkáni üvegnek is nevezett kőzet észak-magyarországi lelőhelyeit, és ezzel letette az alapját a hazai bányászatának és feldolgozó iparának. A zempléni előfordulások három különálló területen oszlanak meg: Gönc környékén többrétegű lávakiömlések, Telkibánya mellett perlitkibúvások, Pálháza határában pedig horzsás és gyöngyköves perlittestek formájában. A Tokaj–Zempléni-hegyvidék ipari hasznosításra alkalmas perlittípusai a következők: szürkésfekete gyöngyköves perlit, lávaártípusú szurokkő-perlit, horzsás perlit, zöld perlit és a magasabb víztartalmú obszidián. A gyöngyköves perlitet a helyiek „békasónak” nevezik.

Amikor a tűz és a víz összecsap

A perlit mint kőzet képződése máig vitatott téma. A korábbi vélekedés, miszerint az üvegesedés a tengervízbe ömlő riolitos láva hirtelen lehűlése miatt következik be, megdőlt, hiszen Észak-Amerikában találtak olyan perlittesteket, amelyek lehűlése legalább 300 évig tartott. A Tokaj–Zempléni-hegyvidék perlitje a miocén földtörténeti korban (23–5,3 millió évvel ezelőtt) keletkezett. A miocénben három szakaszban erősödött fel a vulkáni tevékenység; a hazai perlittelepek a harmadik nagy riolittufa-szórás idején, 11–12 millió évvel ezelőtt, a szarmatában keletkeztek. Ekkorra az egykori Bádeni-tenger visszahúzódott, lagúnarendszerre szakadozott és elkezdődött a Pannon-tenger (igazából beltó) kialakulása, amelynek fokozatosan kiédesedő vize fontos szerepet töltött be a perlit képződésében.

 A Gyöngykő-hegy szelvénye. A fekü bádeni andezitre (zöld A) alsó-szarmata faunás  riolittufit  (sárga TU) települt. A kitörési  kürtőt először nagytömegű hialoklasztit breccsa (szürke VB) töltötte ki, ebbe nyomultak utólag az ép gyöngyköves perlittestek (piros ÉP). Mellettük és alattuk horzsás perlit (narancs HP), míg oldalukon és fölöttük breccsás perlit (peperit) található. (ZELENKA TIBOR NYOMÁN)

Cikkünk nyersanyaga a viszkózus riolitlávából megszilárdult, nagy víztartalmú obszidiános üvegásványi kőzet. Optimális előfordulási területei a fiatalabb földtömegekben létrejövő, a magmaképződés szempontjából aktív vonalakat követi, mint amilyen az Eurázsiai-hegységrendszer és a Cirkumpacifikus-övezet. A perlit kőzetté alakulásának feltétele a legalább 70 százalékos SiO2-tartalom és hogy az olvadékanyag hosszú utat tegyen meg a földkéregben, így kellő idő áll rendelkezésre a láva alkotórészeinek súly szerinti differenciálódására. Ez a pacifikus magmaprovinciákra jellemző.

A telkibányai Cser-hegy egykori perlitbányája  védelem alatt áll  (A SZERZŐ FELVÉTELE)

A perlit voltaképpen egy másodlagos eredetű kovasavas kőzet hidrotermális változata, ahol a megdermedt vulkáni üveg megrepedezett a hűlése közben, majd ezekbe a mikrorepedésekbe nagy nyomáson víz préselődött be. A láva vízbe ömléssel, víz alatti lávaárak formájában és víz alatti magmakitörés során érintkezett közvetlenül tengervízzel és nedves üledékkel. A perlitgömbök közepén mindig található obszidián, ami bizonyító erővel bír a kőzet keletkezésére vonatkozóan. A vulkáni csatornában uralkodó nyomás, hőmérséklet és víztartalom egyensúlyi rendszerének folyamatos alakulása sokféle változatát hozta létre a perlitkőzetnek. A magmakitörés folyamán kialakult perlit szép példája a pálházai Gyöngykő-hegy jellegzetes szelvénye és a telkibányai Cser-hegy. A legjobb minőségű, ipari felhasználásra alkalmas perlitet ezek a sötétszürke tömegű, oszloposan elváló, majdnem homogén perlittestek adják. A lávaár típusú, vörös-fekete sávos, riolitos perlitek az egykori vulkánok vízzel érintkező lábazata mentén alakultak ki, példa rá a Gönci-szoros. A horzsaköves perlitek a gőz- és gáznyomás által felfújt és freatikusan (vizes üledékkel érintkezve) felrobbant vulkáni benyomulás helyein találhatók, mint például a kovácsvágási Kopcsa-tetőn.

Őrlik, hevítik, majd duzzasztják

A perlit bányászata viszonylag egyszerű, eleinte a kibúvásokat keresték, azokat kézi erővel termelték ki, válogatták, porították és szállították az üveghutákhoz. A Zemplénben összesen három perlitbánya nyílt: Telkibányán 1954-ben, Pálházán 1959-ben és Bózsván 2007-ben. Jelenleg ez utóbbi kettő működik.

 A pálházi bánya és őrlő különböző finomságú őrleményei közül az „M” jelű perlitkőzet  (balra) és  duzzasztmánya (jobbra) (A SZERZŐ FELVÉTELE)

A külfejtéssel bányászott perlit kőzete az előkészítőműbe kerül. A válogatás és előtörés után az 50–80 milliméteres zúzalékot hengeres zúzógépeken többszörös töréssel aprítják a végleges 0,125–2,8 milliméteres szemnagyságra. A 2 százaléknál nagyobb bányanedvességet dobszárítóban távolítják el. A különböző őrleménytípusok szemszerkezetét pontosan kell beállítani, ezt célszerűen támolygó szitákkal és mágneses rezgőfejes osztályozókkal lehet megoldani. A szárított és frakcionált kőzetőrlemény azután a duzzasztó művekbe kerül.

  A 3–6 százalék vizet tartalmazó perlitre a hagymahéjszerűen egymásra boruló, levelesen elváló szövetszerkezet jellemző. A víz a szilikátrácsokban kötött vízként és szabad molekuláris vízként van jelen. Az erősen kötött vizet hatásos víznek nevezzük, mert a duzzasztásban csak ez a víz vesz részt.

 A 2016. esztendő nyersanyaga csodálatos tulajdonságait a duzzasztás során szerzi, ehhez 800–1150 Celsius-fokos hőmérsékletű kemencébe kell juttatni. A perlitszemcsék hevülése során 200 Celsius-foktól kezdődik a gyengén kötött víz távozása. Tovább hevítve, a szemcsék anyaga olvadékot képez, így a pórusok eltömődnek. A kitágulás pillanatában az egész anyag piroplasztikus állapotba kerül, viszkozitása minden irányban azonos lesz és a már említett hatásos víz gőzzé válva felfújja a szemcséket. A duzzadás mindössze 0,6–2,5 másodperc alatt megy végbe. (Ez a háromdimenziós térfogatnövekedés a perlites expanzió). A kőzetszemcse a térfogatának 6–20-szorosára képes felfúvódni, így az 1050–1200 gramm/liter halomsűrűségű őrleményből 30–130 gramm/literes duzzasztmány készíthető. A duzzasztási paraméterek (felfűtési idő, lágyulási idő, expandálási hőmérséklet stb.) változtatásával különböző minőségű perlitek hozhatók létre, mint például a zárt vagy nyitott cellás perlit. A duzzasztott perlit színe hófehértől a rózsaszínesig változhat.

Penész- és szagűző

 Első tömeges építőipari alkalmazása mint hőszigetelő beton, habarcs és vakolat volt. Újabban egyre jobban terjednek a szárazépítészeti megoldások: a padló, a födém, a magastető ömlesztett perlittel való szigetelése. A vázkerámiás falazóelemek üregeinek perlittel való kitöltése (falazáskor soronként öntve) szükségtelenné teszi az utólagos külső falszigetelést. Rendkívül pórusos anyag, fajlagos felülete 10–12 négyzetméter grammonként (!), ennek köszönhető kiváló folyadékfelvevő és hőszigetelő képessége is. A gyártás során nem érintkezik vegyi anyagokkal, abszolút természetes és a magas duzzasztási hőmérséklet jóvoltából sterilnek tekinthető. Mind az ömlesztett, mind pedig a kötőanyagos perlitszigetelés az épület majdani bontása során visszanyerhető és valóban újra felhasználható anyagot kapunk. Az épület életciklusát alapul véve, a perlittel 108-szor több energiát takarítunk meg, mint amennyi a gyártáshoz, beépítéshez, szállításhoz, újrafeldolgozáshoz szükséges. Ez alatt a szén-dioxid-kibocsátás jócskán mérséklődik, ezzel is csökkentve az ökológiai lábnyomot.

 Duzzasztott perlitszemcse elektronmikroszkópos felvétele nyolcvanszoros nagyításban (A SZERZŐ FELVÉTELE)

 A perlit alapú hőszigetelés nem gyúlékony (nem éghető, A1 osztályú anyagnak számít), rovarok és a rágcsálók nem kedvelik, így nem is károsítják, jó páraáteresztő képességű (ľ=3), ugyanakkor a hőszigetelő anyagok között magas, köbméterenként 80–90 kilogrammnyi halomsűrűsége és 1,17 Kj/(kgK) fajlagos hőkapacitása miatt a nyári hőségben sem hevül fel a tetőtér. Az alkáli szilikát kötőanyagokkal készített perlitszigetelések – lúgos kémhatásuknak és higroszkóposságuknak köszönhetően – lehetetlenné teszik a penészgombák megtelepedését!

 Egy magyar találmány szerint szervetlen szilikátbázisú kötőanyaggal, egyedi gyártástechnológiával kisszériában készülnek perlitlapok, formázott termékek. Az ipari méretű, alacsony hőmérsékletű (kriogenikus) rendszerek hő-, azaz hidegszigetelése kizárólag duzzasztott perlittel valósítható meg. Ugyanakkor a kohászatban a lassabb kihűlés érdekében az öntőformába (kokillába) töltött folyékony acél felületére perlitet szórnak.

 A duzzasztott perlit természetes talajjavító anyag, ezért a virág-, zöldség- és gyümölcskertészetekben, a csemetenevelésben, a hidrokultúrás rendszerekben előszeretettel használják. A rendkívüli, 500–700 tömegszázalékos folyadékfelvevő képessége a környezetvédelemben is nagyszerűen kihasználható a veszélyes folyadékok, olajszármazékok felitatásakor. A (hidrofóbizált) perlit még a vízben emulgált olajat is képes felszívni. A duzzasztott perlit őrlésével szűrőperlit készíthető, amelyet az élelmiszeripar, a borászat, a gyógyszeripar használ. Az állati takarmányokban szintén megtalálható a duzzasztott perlit (például sertéstelepek átható szagának csökkentése céljából), de a komplex hatású növényvédelmi szerekben mint vivőanyag, továbbá a vadgazdálkodási vakcinákban, a kozmetikumokban, sőt a fogkefében és a fogkrémben is „találkozhatunk” perlittel.

 A perlitet a különleges képződése, egyedi gyártástechnológiája és a rendkívül széles felhasználási területe méltán tette – a Magyarhoni Földtani Társulat kezdeményezte szavazáson – a 2016-os év nyersanyagává.

 VÉSZTŐI ZOLTÁN

 

2016/44