Olivin - Edelstein und Industriemineral

Das Mineral Olivin ist vor allem als ein einziger grasgrüner Edelstein (Abb. 1a) unter dem Namen „Peridot“ bekannt. Es findet jedoch nicht nur bei Juwelieren Anwendung, sondern auch in der Technik als sogenanntes Industriemineral. Eigentlich ist Olivin kein eigenständiges Mineral. Es handelt sich hierbei eher um eine ganze Gruppe von Mineralien (Olivin-Gruppe), deren chemische Zusammensetzung und Eigenschaften vergleichbar miteinander sind. Dieser Gruppe gehören Inselsilikate, hauptsächlich Magnesium- und Eisensilikat (Forsterit und Fayalith), die eine lückenlose Mischreihe mit einem eisenreichen und einem magnesiumreichen Endglied bilden.
Den Namen verdanken die relativ harten Olivine ihrer meist olivgrünlichen Farbe. Die Intensität der Farbe hängt vom Mengenverhältnis zwischen Magnesium- und Eisenionen im Kristallgitter ab.
Olivine weisen einen glasartigen Glanz sowie eine durchsichtige, durchscheinende bis undurchsichtige Transparenz auf. Ihre Mohshärte liegt bei 6,5 bis 7 und ist mit der Härte von Quarz vergleichbar. Die Dichte von Olivinen variiert zwischen 3,27 und 4,20 g/cm³, wobei sie mit steigendem Eisengehalt zunimmt. Die Mineralien zeichnen sich durch einen hohen Schmelzpunkt (1760 °C bei ca. 8% Eisen) aus. Sie kristallisieren im orthorhombischen Kristallsystem.

                        Abb. 1 Erscheinungsformen von Olivin a) Peridot, b) nadelartige Kristalle (vergrößert), c) Olivinsand

Da die meisten Basalte – die häufigsten Gesteine auf der Erde - Olivin enthalten, ist er sehr verbreitet. Weltweit existiert eine ganze Reihe von Vorkommen. Die eigentliche Heimat des Olivins befindet sich jedoch in den Tiefen der Erde. Der obere Erdmantel besteht nämlich aus diesem Mineral und seiner Hochdruckvarianten. Auf der Erdoberfläche verwittert Olivin relativ schnell und dadurch kann man ihn sogar in Form von grün schimmernden Sand finden, so beispielsweise auf Hawaii, wo aktive Vulkane ständig Basalte nachliefern. Unter geeigneten Bedingungen können feine nadelartige Olivin-Kristalle (Abb. 1b) entstehen, die nach einer ähnlich aussehenden australischen Grasart als „Spinifex“-Gefüge bezeichnet werden. In Deutschaland sind die sogenannten „Olivinbomben“ vulkanischen Auswurflinge aus der Eifel berühmt.
Die besonders reine, transparent-grüne Variante des Olivins wird „Peridot“ (oder auch Chrysolith) genannt und zählt zu Edelsteinen, da ihre Härte und Lichtbrechung von 1,7 hoch genug sind. Die starke Doppelbrechung (+0,037) des Peridots ist ein wichtiges Erkennungsmerkmal, trotzdem ist er nur schwach pleochroitisch. Peridot ist idiochromatisch (eigenfarbig), d. h. in seiner Kristallstruktur ist ein färbendes Element (hier Eisen) vorhanden. In Abb. 1a ist ein Schmuckstück aus Peridot zu sehen.
Wie anfangs erwähnt, ist das Mineral Olivin als Edelstein von vielen gekannt. Weit weniger geläufig ist seine Verwendung als Industriemineral, vor allem in Form von Olivinsand (Abb. 1c). Als Sand werden lose Sedimente mit einem Korndurchmesser (sog. Korngröße) zwischen 0,063 und 2 mm bezeichnet. Dabei ist die Form der Lockersedimente unerheblich, sodass Sandkörner sowohl rund, eckig, glatt oder rau sein können. Zur Herstellung des Olivinsandes wird das Gestein gebrochen, gereinigt und entsprechend aufbereitet. Der Olivinsand wird als Formsand für Stahl- und Aluminiumguss verwendet und bildet eine gute Alternative zum gebräuchlichen Quarzsand. Dass Olivinsand eine praktikable Alternative zu Quarzsand ist, wird mit den Eigenschaften des Minerals begründet. Olivin widersteht den hohen Temperaturen beim Gießen und ist es hart genug, um verschiedene Oberflächen und Materialien zu bearbeiten. Zudem besitzen Olivinsande eine höhere Wärmeleitfähigkeit gegenüber Quarzsanden. Olivinsand wird auch als Polier- und Strahlmittel verwendet und kommt bei Bearbeitung von Holz, Beton, Stahl sowie bei steinernen Mauern und Fassaden (z. B. aus Sandstein) zum Einsatz. In Verbindung mit Druckluft können mit Olivinsand diverse Oberflächen von verschiedenen Verschmutzungen und auch von Lacken und Farben beseitigt werden. Neben dem natürlichen Olivinsand, der aus geeigneten Lagerstätten gewonnen wird und viele Beimischungen enthält, exisiert auch technischer Sand, der im Gegensatz zum natürlichen nur aus Olivin besteht.
Außer als Sand findet Olivin Anwendung in einigen technischen Bereichen. So beispielsweise wird er bei der Herstellung hitzeresistenter Gläser und feuerfester Werkstoffe genutzt. Den Eisenerzpellets wird Olivin als Schlackenbildner zugesetzt. Bei Holzvergasungsprozessen dient er als Katalysator. Zusätzlich eignet sich Olivin als Wärmespeicher, etwa in Nachtspeicherheizungen, und auch sehr gut als Aufgussstein für die Sauna. In der letzten Zeit wird auch über ganz besondere Anwendungen von Olivin z. B. in der Laser- und Halbleitertechnologie berichtet. Olivin kann sehr schön und sehr nützlich sein.<<