Mahlen von Gestein

Durch das Mahlen von Gesteinen entsteht ein feines Pulver (bis < 0,063 mm). Dieses ist, oft im Gegensatz zum gesamten Gestein, homogen und ermöglicht eine repräsentative Analyse des Gesamtgesteines. Je nach Mengenbedarf, Material und Analysemethode können verschiedene Mühlen z.B. Schwingmühle oder Scheibenschwingmühle verwendet werden. Diese stehen an der geowissenschaftlichen Fakultät zur Verfügung. Bei der Verwendung der Mühle, ist es sehr wichtig auf eine möglichst kurze Mahldauer zu achten. Wird das Gestein zu lange gemahlen, kommt es aufgrund der Reibung zu einer zu hohen Wärmeentwicklung infolgedessen es zu einer Veränderung der Minerale kommen kann. Des Weiteren muss das Material der Mühle berücksichtigt werden, da durch Abrieb Stoffe in die Probe gelangen und den Chemismus verändern können. Bevorzugt werden Mühlen aus Achat oder Wolframcarbit verwendet.

Verwendung einer Scheibenschwingmühle

Abb. 1: Scheibenschwingmühle, erstellt von Craig Nicolay (2018)

Mit einer Scheibenschwingmühle (Abb. 1) können vergleichsweise große Mengen Gestein gemahlen werden. Die stationäre Mühle ermöglicht eine schnelle und staubfreie Zerkleinerung des Probenmaterials. Dieses sollte zuvor z.B. mit einem Backenbrecher auf eine Größe < 0,5 cm reduziert werden.

Erforderliche Ausrüstung und Sicherheit

Augenschutz
Gehörschutz
Atemmaske (bei längerer Benutzung)
Zurückgebundenes Haar

Vorbereitung

Abb. 2: Vorbereitung des Arbeitsplatzes, erstellt von Craig Nicolay (2018)

Bevor du mit dem Mahlen beginnst, solltest du deinen Arbeitsbereich rund um die Mühle mit Ethanol und einem Papiertuch reinigen. Lege dann ein Blatt sauberes weißes Papier auf deine Arbeitsfläche, so dass jegliche Kontamination von der Oberfläche vermieden wird (Abb. 2). Eine mögliche Verunreinigung wird auf dem Papier sofort sichtbar. Reinige danach das Mahlwerk und die Einsätze der Mühle ebenfalls mit Ethanol und einem Papiertuch. Der Gummiring der Dichtung darf nicht mit Ethanol in Berührung kommen, sondern muss ausschließlich mit Wasser und Papiertüchern gereinigt werden. Das Gerät ist sauber genug, wenn nach der Reinigung kein Schmutz mehr am Papiertuch erkennbar ist. Nun muss ein Blinddurchlauf mit Quarzsand durchgeführt werden, um alle übrigen Verunreinigungen aus vorherigen Proben zu entfernen. Diese Reinigungsprozedur muss zwischen jeder neuen Probe befolgt werden.

Vorgehensweise

Abb. 3: Befülltes Mühlenmahlwerk mit Mahleinsätzen, erstellt von Craig Nicolay (2018)

Setze die Mahleinsätze in das Mühlenmahlwerk ein und fülle diese mit deiner Probe. Die Gesteinsstücke sollten nicht größer als 0,5 cm sein und das Mahlwerkzeug zu nicht mehr als einem Drittel gefüllt werden.
Sobald es gefüllt ist, setze den Deckel auf das Mahlwerk und stelle sicher, dass der Dichtungsring den Rand des Mahlwerks abdichtet. Lege dann die Schale in die Vertiefung in der Mitte der Mühle und schließe den Spannhebel auf dem Mahlwerk, um sicherzustellen, dass das Mahlwerk während des Mahlens an seinem Platz gehalten wird. Schließe die Haube der Mühle, bevor du die Maschine startest.
Drehe nun den Hauptknopf auf der linken Seite auf die gewünschte Zeit. Mit dem unteren Knopf kann zwischen Minuten und Sekunden umgeschaltet werden, je nach der für die Probe erforderlichen Mahldauer. Wähle zuerst eine kurze Mahldauer und wiederhole den Mahlvorgang bis die Probe die gewünschte Korngröße erreicht hat.
Um zu starten, drücke den oberen roten Knopf. Wenn notwendig, kann die Mühle vor Ablauf der Zeit angehalten werden, indem du den Drehschalter auf 0 drehst.
Für die Herstellung von Schmelz- oder Pulvertabletten muss das gemahlene Pulver so fein sein, dass keine Körner zu spüren sind.
Sobald die Probe gesammelt ist, reinige die Mühle mit Ethanol und einem sauberen Papiertuch und lasse die Mühle einmal mit Quarzsand laufen.

Entnahme der Probe

Falte ein sauberes Stück weißes Papier in zwei Hälften und kippe das Pulver aus der Mahlschale vorsichtig auf das Papier. Achte darauf, keinen Staub zu erzeugen, da dies die leichteren Partikel in deiner Probe entfernen und deine Ergebnisse verfälschen könnte.
Achte darauf, den gesamten Staub in der Schleifschale zu entfernen, indem du ein sauberes Stück Papier faltest und den restlichen Staub abkratzen.
Falte das Papier, um die Probe in den Probenbehälter zu füllen. Achte auch hier darauf, keinen Staub zu erzeugen und so viel Pulver wie möglich in den Probenbehälter zu füllen.
Beschrifte deine Probenbehälter an der Seite und am Deckel mit einem Permanentmarker. Das Pulver ist nun fertig für die weitere Anwendung.
Achte darauf, alles zu reinigen und unterschreibe das Logbuch, bevor du das Labor verlässt.