Kalkstein- verdens mest anvendelige mineral !

1. Kalkstein- verdens mest anvendelige mineral ! En innføring i Hva ER kalkstein og kalk Hva BRUKES det til Hvilke EGENSKAPER er viktige Betydningen i SAMFUNNET

2. Sier vi at 24 timer er jordas alder, har mennesket levd eksistert det siste sekundet. Våre ressurser er 2,5 timer gamle. Tidsperspektiv • Menneskets historiske tid er ca 5000 år • Mennesket har eksistert i ca 4 millioner år • Våre kalksteins og dolomitt-ressurser er ca. 700-400millioner år gamle • Jorda er 4,6 milliarder år gammel

3. Geologiske prosesser • Endringer som skjer på jordas overflate og inne i jorda som følge av • Bevegelser i jordskorpa (jordskjelv) • Trykk inne i jorda (vulkaner og geysirer) • Kontinentalplater som beveger seg  dannelse av fjell • Vær og vind sliter ned fjellene • Elver sliter ned fjell og landskap (”Elvenes eneste formål er å gjøre alt flatt!” • Sedimentering/avsetting av materiale som slites ned • Akkumulering av døde mikroorganismer, planter etc.

4. Mineraler og bergarter • Et mineral er en naturlig forekommende grunnstoff eller forbindelse av ikke-biologisk opprinnelse. Den har en ordnet oppbygging og en karakteristisk kjemisk sammensetning, fysiske egenskaper og krystallform • En bergart er bygd opp av en eller flere mineraler • Ett hovedmineral- Kalkstein, dolomitt, olivin • Flere ulike mineraler – basalt, granitt, gneis, nefelinsyenitt, pegmatitter

5. Årsproduksjon, Norge i 2001, 5,5mill tonn. Verdi: 1,6 mrd kroner Kalkstein- som bergart • CaCO3 (kalsiumkarbonat) • 15 % av jordskorpa, lett tilgjengelig men få er kommersielt utnyttbare. • Varianter(kalkstein, marmor, kritt) • Dannelse • Inndamping av hav, akkumulering av skjell, korallrev og ”kalkdyr” (foraminiferer) • Metamorfose • Krystallvekst, endring i porøsitet og renselse. Temperatur og trykk. • Alle mulige farger og utseende

6. Dannelse (eksempel) • Ved Tyrifjorden er det et fossilt norsk korallrev fra silur, ca. 420 millioner år gammelt. Revet hadde form som en liten haug, 7 meter lang og 4 meter bred. Revbyggere, som f.eks. koraller og kalksvamper, lagde selve strukturen. Over og rundt revbyggere vokste og levde revbeboere som f.eks. trilobitter, brachiopoder, sjøliljer og blekkspruter. Nåtidens revbyggende koraller finner vi i tropiske og subtropiske hav, i vanntemperaturer mellom 18-22°C. Et tilsvarende forhold eksisterte tidlig i tidligere tider, og den geologiske fordelingen av koraller antyder at posisjonen for polene og klimabeltene har forandret seg gjennom tidene. • Hva er et rev?Rev er dannet av kalkavleiringer i havet. Nålevende korallrev består av en fast organisk ramme som rager opp fra havbunnen, og som står imot nedbrytning av bølger og strømmer. Korallrev består av en særegen fauna og flora som bygger opp revet, og som finner sin leveplass innenfor miljøet. Rev dannes i dag i grunne, varme, farvann innenfor 30 breddegrader nord og sør for ekvator

7. Marmor og kalkstein • Kornstørrelsesforskjell (marmor >2cm) • Marmor har vært gjennom en omdanning (metamorfose) • Marmor har aldri fossiler • Porøsiteten er lavere i marmor • Marmor kan ofte være svært rene Mikrokrystallin, fossiler, porøs, ”seig” Store krystaller, liten porøsitet, sprø

8. Dolomitt – som bergart • CaMg(CO3)2 • Dannelse • Kjemisk omvandling av kalkstein • Vanligvis hvit til grå • Generelle egnskaper • Noe hardere enn kalkstein • Noe tyngre enn kalkstein • Aldri fossiler • Noe lavere oppløselighet. Hole Verdal og Sandvika Ballangen

9. Kalkstein i Norge • 3 regioner, skilles i alder og morfologi, dermed også kjemi/mineralogi • Oslofeltet (Sandvika, Åsa og Hole) • Nord-vestlandet (Eide, Verdal) • Midt og Nord-Norge (Ballangen) • Egenskapene og tilgjengeligheten er avgjørende for hvilke bruksområder den er egnet til

10. Dolomitter og metamorfe marmorer Karbonater # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # Grovkrystalline marmorer og mindre metamorfe kalksteiner (Verdal) ca 500My # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # K a l k s t e i n # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # Sedimentære og lavmetamorfe kalksteiner. Mye fossiler. (ca 450My) # # # # # Høymetamorfe marmormer # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # D o l o m i t t # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #

11. Kalksyklusen

12. Brent kalk • Produksjon • 1100-1200ºC, 24 timer • Lettbrent, mellombrent og hardbrente varianter • Styres av T, oppholdstid og type ovn. • Hvordan måle egenskapene (T60, Tmaks, CO2-rest) • CaO 98% • Kalkstein, andre silikater • Kjemisk aktiv. Reagerer med vann under sterk T-økning, høy pH (irriterende,etsende i kontakt med vann)

13. Hydratkalk • Finmalt brentkalk leskes med vann • Vann/kalk forholdet styrer temperaturutviklingen. • Våtlesking • Overskudd av vann • Små partikler med høy spesifikk overflate (høy reaktivitet) • Tørrlesking • Leskes til pulver • Større partikler, noe grovere kurve • Egenskaper • Kjemisk bundet vann (ca 74%) • Ca(OH)2, kjemisk aktiv, etsende i kontakt med vann.

14. Kalk er ikke bare kalk • Kjemiske egenskaper (Kalsium-innhold, lavt innhold av kvarts, Magnesium-innhold, tungmetaller) • Reaktivet (hvor fort skal den reagere) • Nøytraliseringsevne (påvirkes bla. av krystallstørrelsen og renhet) • Hvithet (som fyllstoff i papir, plast, betong, erstatte dyrere mineraler, etc) • Gradering (som fyllstoff (asfalt), pukk, korngraderinger) • Styrke/Hardhet (kan den bruks som chippings?) • Brenneegenskaper (kan den brennes til CaO, kan den brukes i smelteverksindustrien, som flux og slaggdanner?) • Tilgjengelighet

16. Kjemikalier Tannkrem Porselen Kunstig marmor Fasadestein Sement Fyllstoff i maling Fyllstoff i papir Fyllstoff i plast og gummi Skuremidler Sukkerframstilling Oppbevaring av frukt og grønnsaker Oljeleting Landbruk, jordbruk, skogbruk Gruveindustri Vannrensing pH-justering på prosessvann Slam- og avløpsbehandling Vassdragskalking Filler i betong Filler i asfalt Filler i mørtler, flytsparkler Til produksjon av Leca I Steinull (Glava og Rockwool) I stålframstilling - og andre metallframstillinger Bruksområder

17. Det går med 200-250kg kalkstein pr. tonn stål Kalk i produksjon av lakk? Det går med ca 100kg kalkstein/dolomitt pr. tonn glass Kalkprodukter brukes for å lete etter og raffinere olje I interiøret brukes det kalkstein/dolomitt I gummi brukes det kalkstein Bilen din

18. Det går med 4g kalkstein til raffinering av 1 sukkerbit En sukkerbit…

19. Vann, avløp og renovasjon • pH-justering (skal ligge rundt pH 8) • Alkalisering (hardhet på vannet) • Ca-innhold i vannet (gunstig for helsa) • Korrosjonskontroll på ledningsnettet • Desinfiserende (gjennom økning av pH og temperatur) • Reagerer kjemisk med bla. Fosfat og Svovel (felling) • Kalkprodukter er naturlige kjemikalier og er ikke skadelige for miljøet ved et evnt. utslipp (lang sikt).

20. Vannstrøm Vannrensing (én løsning) • Alkaliske filtre • Pukk, kalkstein alt. aktivt karbon (antrasitt) • Brentkalk/hydratkalk • Egne siloer • Lesker selv eller tilsetter hydratkalk

21. Styrer temperatur (forholdet mellom Kalk og vann) og oppholdstid Silo og leskeløsning

22. Slam til jordbruk, produksjon av vekstjord mv. Kalk til felling Kalk til slambehandling Avløpsrensing • Tilsetter brentkalk/hydratkalk • I fellingsprosessen (kjemisk felling) • Feller ut bla. Fosfat • Hever pH • I slammet (kondisjonering) • Hever pH, øker T og dreper bakterier etc. • Luktreduserende

23. Kalk Renovasjon • Lukthemmende • Forbedrer prosessen • Kalk blandes inn i matavfall • Øker pH – dreper mikroorganismer • setter i gang/hemmer nedbrytnings prosesser • Tørker opp

24. Røykgassrensing • Renser avgasser fra forbrenningsanlegg (både søppel og annen industri) • Bruker hydratkalk • Reagerer med bla. Svovel og dioksiner- danner gips • Blandet med aktivt karbon fanges også tungmetaller (kvikksølv) • Filterstøvet deponeres (behandles på NOAH)

25. Industriprosesser • pH-justering og rensing av prosessvann • Rensestoff • Sukkerproduksjon • Lærgarving • Flussmiddel i metallurgisk og kjemisk industri • setter ned smeltetemperaturen, viskositetsegenskaper • Slaggdanner • Danner slaggstoffer i smelter for å fjerne uønskete mineraler, kjemiske bestanddeler etc. • Utgangspunkt for andre kjemikalier • f.eks kalsiumkarbid og andre kalsiumforbindelser • Tilsetningsstoff i mat (ikke i Norge), helsekost mv. • Produksjon av glass og porselen • Kilde til Ca og Mg, flussmiddel, viskositetsegenskaper

26. Fillere/fyllstoff • Filler i papir • øker hvitheten, opasitet, overflateegenskapene • Filler i plast • overflateegenskaper, plastisitetsegenskaper, sprøhet, glans, styrke • Filler i maling • hvithet, viskositetsegenskaper, opasitet, fyllstoff 20% kalkstein/ dolomitt 0-7% CaCO3 10-30% CaCO3

27. Bygg og anlegg • Pukk • Fyllstoff i mørtel, sparkler, lim etc. • Produksjon av sement • Chippings (i og på bygningsplater; farge, fysiske egenskaper) • Jordstabilisering • Brentkalk blandet med sement til stabilisering av leiregrunn før spunting, graving etc. • ”Gruvekalk”.

28. Fillere i asfalt • Filler i asfalt • Utgjør del av mørtelen i asfalten • Mørtelen forhindrer vanngjennomtrenging og frost • Øke bitumeninnholdet  bedre mørtel  bedre asfalt • Krav • 0-20% > 75m • Basisk materiale (kalkstein, dolomitt, basiske bergarter etc)

29. Landbruk • Ønskede egenskaper • pH-økning • Ca- og Mg-kilde i fôr og i jorda • Gjødselproduksjon • pH-justering av jorder, beite • Bekjempelse av sykdommer • Øke næringstilgangen • Luktreduksjon i gjødselkjellere • Bakteriehemmende

30. Hvorfor kalkes det i Norge? • Jord er dannet gjennom nedbrytning av grunnfjellet- disse er fattige på kalk- jorda blir sur og lite egnet til dyrking • Det blir derfor kalket (kalk er basisk) • Kalk er et jordforbedringsmiddel og regnes ikke som gjødsel

31. Produkter som brukes i landbruket • Kalksteinsmel • Tilføring av kalsium og heving av pH • Brentkalk • Bekjempelse av klumprot • Hydratkalk • Uttørring og desinfisering av talle. Mot klumprot • Dolomitt • Til eng og potetbønder. Magnesium-kilde • Granulerte produkter • Som kalksteinsmel men er enklere å håndtere • Skjellsand • Tas opp fra havet. Løser seg lett opp.

32. Vassdragskalking • Øke pH • Stabilisere Al-forbindelser • Forhindre fiskedød • Metoder • Båtkalking • Helikopterkalking • Dosererkalking (kontinuerlig kalking)

33. Hvorfor kalke innsjøer og vassdrag • Det biologiske mangfoldet reetableres • Fisken får et naturlig og livskraftig næringsgrunnlag • Dersom kalkingen opphører kan en elv bli giftig for fisk i løpet av få timer. Kalkingsinnsatsen vil dermed kunne være bortkastet. Et vellykket doseringsprosjekt gir fisken og det øvrige biologiske mangfold i bekken eller elva muligheten til å utvikle seg til tross for forsuringen • Behov for kalking også fremover selv om forsuringen har blitt redusert