Die weltweiten Salzvorkommen

Der umgangssprachlich benutzte Begriff „Salz“ bezeichnet die aus den Ionen der beiden Elemente Natrium und Chlor zusammengesetzte Verbindung Natriumchlorid (NaCl). Auch die im allgemeinen Sprachgebrauch zu findenden Bezeichnungen Steinsalz, Siedesalz, Kochsalz, Solarsalz oder Meersalz, die sich aus der Gewinnungsform des Salzes ableiten, stehen gleichermaßen für jenen Rohstoff, ohne den es kein Leben auf der Erde gäbe.

Die elementare Bedeutung von Natriumchlorid würdigte bereits Justus von Liebig mit den Worten „Unter allen Edelsteinen ist Salz der kostbarste“. So ist Salz ein lebenswichtiger Bestandteil unserer Ernährung, es dient der Gesundheit, zum Würzen, Färben, Konservieren oder der Wasserenthärtung. Salz ist einer der wichtigsten Rohstoffe für die Produktion von Glas, Papier und Kunststoffen und für die Sicherheit im Straßenwinterdienst unverzichtbar.

Natriumchlorid ist in der Natur in großer Menge vorhanden. Das weitaus größte Reservoir bilden die Ozeane, die seit ihrer Entstehung vor mehreren Milliarden Jahren verschiedene gelöste Salze enthalten, die aus mehr als 30 Elementen bestehen. Der weitaus größte Anteil entfällt auf Natriumchlorid, das etwa 78 % der gelösten Salze ausmacht. Bei einer durchschnittlichen Natriumchlorid-Konzentration von ca. 2,7 % (27 g/Liter) sind damit im Meerwasser unvorstellbare 36 Billiarden Tonnen Salz gelöst.

Die Entstehung der Steinsalzlagerstätten

Die Entstehung der Steinsalzlagerstätten (Barrentheorie)

 

Auch die untertägigen Vorkommen an festem Steinsalz sind marinen Ursprungs. Ihre Entstehung erstreckt sich über nahezu alle geologischen Systeme der Erdgeschichte. Die ältesten bekannten Salzvorkommen befinden sich im Amadeus-Becken in Australien, in der auf ein Alter von 1,17 Milliarden Jahre (Erdzeitalter des Präkambriums) datierten Bitter-Springs-Formation.

Nach der sogenannten „Barrentheorie“ von Ochsenius (1877) existierten in der geologischen Vergangenheit zeitweilig große Binnenmeere, die nur über schmale Verbindungen zum offenen Ozean verfügten. In diesen Meerengen befanden sich Schwellen („Barren“), so dass frisches salzhaltiges Meerwasser nur begrenzt zufließen konnte. Da während der verschiedenen erdgeschichtlichen Epochen in großen Teilen der Erde oftmals ein arides Klima mit starker Sonneneinstrahlung herrschte, verdunstete das salzhaltige Meerwasser der Binnenmeere wie in einer gigantischen Siedepfanne.

Als Folge stieg die Salzkonzentration des Binnenmeeres, die gelösten Salze kristallisierten aus und lagerten sich schließlich in der Reihenfolge ihrer Löslichkeit ab, darunter zunächst das Steinsalz und später Kalium- und Magnesiumsalze.

Im Laufe von Millionen Jahren wiederholte sich dieser Vorgang, so dass Steinsalzschichten mit einer Mächtigkeit von mehreren hundert Metern und mehrere Meter mächtige Kaliflöze übereinander entstanden. In der weiteren Erdgeschichte legten sich wasserundurchlässige Tonschichten über die Salzablagerungen - nicht selten wurden diese vom Wind über die ausgetrocknete Salzpfanne geweht - und verhinderten ein erneutes Auflösen der Salze. Im Laufe der geologischen Epochen behielten jedoch nicht alle Lagerstätten ihre ursprünglich flache Ausprägung.

 

Die weltweiten Salzvorkommen
Quelle: K+S Käding/Beer

Durch den Druck des Deckgebirges und unter Einwirkung der Erdwärme wurden die abgelagerten Salze plastisch verformt, sie begannen zu „fließen“. In Störungs- und anderen Schwächezonen stiegen die Vorkommen zum Teil bis an die Erdoberfläche auf, so dass sich senkrechte, pilz- oder säulenartige Salzdome (Salzstöcke) oder auch wandartige Formen, sogenannte Salzmauern, aufbauten. Salzdome können mehrere Dutzend Kilometer Durchmesser haben und mehr als 10 Kilometer in die Tiefe reichen. Nicht selten sind die Salzschichten auch kompliziert in Falten gelegt. Häufig werden solche Verfaltungen von steil gelagerten Kaliflözen begleitet, wie beispielsweise im hannoverschen Raum.

Dort, wo die nah an der Oberfläche liegenden Steinsalzvorkommen mit Niederschlags- oder Grundwasser in Berührung kamen, löste sich das Steinsalz im Laufe der Jahrtausende auf. Es entstanden unterirdische Solevorkommen (Sole = in Wasser gelöstes Salz) oder salzhaltige Quellen. Darüber hinaus können auch vom Wasser ausgewaschene salzhaltige Erdschichten oder Vulkangesteine der Grund für die Bildung natürlicher Salzlösungen sein. Beobachtete natürliche Salzwasseraustritte bildeten oftmals den Ausgangspunkt für die Suche und spätere Entdeckung von Salzlagerstätten.

Die weltweiten Salzvorkommen

Die aus den Ablagerungen der Urmeere entstandenen untertägigen Vorkommen an festem Steinsalz belaufen sich auf etwa 4 Billionen Tonnen Natriumchlorid. Ähnlich wie bei den Kalivorkommen bildet die Nordhalbkugel der Erde den Schwerpunkt der Steinsalzablagerungen. Die weltweit größten Vorkommen lagern in Nordamerika, Europa, im europäischen und asiatischen Teil Russlands, in Kasachstan, Indien, China, dem Iran und auf der Arabischen Halbinsel.

Salzseen, Salzwüsten oder Salzsümpfe bilden jene Salzvorkommen, die nicht direkt aus dem Meer stammen. Salzseen können ihre Ursache in aufsteigenden salzhaltigen Quellen haben. Überwiegend handelt es sich aber um abflusslose, stehende Binnengewässer oder abgeschlossene Meeresbuchten in Trockengebieten, die mit weniger Wasser gespeist werden, als in der Sonne verdunstet. Mit dem sinkenden Wasserspiegel steigt die ursprünglich niedrige Salzkonzentration im Seewasser so stark an, dass der Salzgehalt den von Meerwasser teilweise um ein Vielfaches übersteigt. Zu den bekanntesten Salzseen zählen der Große Salzsee (Great Salt Lake) in den USA mit einem durchschnittlichen Natriumchlorid-Gehalt von rund 15 % sowie das zwischen Israel, dem Westjordanland und Jordanien gelegene Tote Meer mit einem Gehalt von knapp 8 %. Darüber hinaus enthält das Wasser beider Seen auch hohe Gehalte anderer Salze, die u.a. zur Kaligewinnung genutzt werden. Zu den salzhaltigsten Gewässern der Erde gehören der in einer der heißesten Regionen der Welt gelegene Assalsee in Djibouti sowie der Kara-Bogas-Gol, eine ausgedehnte Bucht am Ostrand des Kaspischen Meeres in Turkmenistan.

Das Salar Grande de Tarapacá in der chilenischen Atacama-Wüste

 

Bei Salzwüsten handelt es sich um die Überreste ehemaliger Salzseen, deren Wasser aufgrund starker Sonneneinstrahlung gänzlich verdunstet ist. Die zurück gebliebenen Ablagerungen an Steinsalz umfassen in den größten Salzwüsten der Erde mehrere Milliarden Tonnen und erstrecken sich über Flächen, die viele tausend Quadratkilometer groß sind. Mit Ausnahme von Europa findet man Salzwüsten auf allen Kontinenten der Erde, die meisten zwischen den beiden Kordilleren der südamerikanischen Anden in mehreren Tausend Metern Höhe.

Am bedeutendsten sind die Vorkommen des Salars de Uyuni in Bolivien und die chilenische Atacama-Wüste mit dem Salar Grande de Tarapacá. Auch die Entstehung der Großen Salzwüste (Great Salt Lake Desert) mit den Bonneville Flats in Utah (USA) geht auf einen ausgetrockneten See zurück, von dem heute der Große Salzsee (Great Salt Lake) zurück geblieben ist.

Eine Mischform zwischen Salzsee und Salzwüste bilden die Salzsümpfe. Sie entstehen dort, wo ein abflussloser Salzsee nicht dauerhaft sondern nur zeitweise austrocknet. Setzen die Niederschläge wieder ein oder fließt Fluss- oder Schmelzwasser periodisch wieder zu, füllen sich die Senken und es bilden sich erneut Salzseen. Beispiele hierfür sind die algerischen und tunesischen Schotts und Sabchas am Nordrand der Sahara oder die Ranns an der Grenze von Indien zu Pakistan.

Salzgewinnung in der Geschichte

Bereits die Jäger und Sammler der Steinzeit kannten die konservierende Wirkung von Salz, um Nahrung haltbar und transportfähig zu machen. Die regelmäßige Verwendung von Salz als Bestandteil der menschlichen Ernährung reicht vermutlich mehr als 10.000 Jahre zurück, als sich in Vorderasien der allmähliche Übergang vom nomadisierenden Jäger zum sesshaften Bauern vollzog. Mit der Wirtschaftsform des Ackerbaus änderten sich auch die Ernährungsgewohnheiten. Während zur Zeit der Jäger und Sammler das rohe oder gebratene Fleisch des erlegten Wildes als natürlicher Salzlieferant diente, wurde nun der Genuss von Salz lebensnotwendig. Für die Entscheidung, wo eine Siedlung gegründet wurde, waren Salzvorkommen nun ebenso wichtig wie Wasser.

Salz war aber knapp, denn das begehrte Mineral konnte überwiegend nur dort in größeren Mengen gewonnen werden, wo salzhaltige Quellen zu Tage traten oder die klimatischen Bedingungen die Erzeugung aus Meerwasser zuließen. In den warmen Mittelmeer-Regionen des antiken Roms, im alten Ägypten oder in Griechenland waren Salinen weit verbreitet, in denen das Salz durch die Sonnenverdunstung von Meerwasser in sogenannten Salzgärten gewonnen wurde. Gleiches galt für die Küstenregionen des Schwarzen Meeres, Afrikas, Indiens oder Chinas. Im chinesischen Binnenland - so die Überlieferung von Konfuzius - wurden bereits 600 v. Chr. Bohrungen von mehr als 500 Meter Tiefe niedergebracht, um untertägige Solevorkommen zu erschließen, die nach der Verdunstung in der Sonne das begehrte Salz lieferten.

In den nördlicheren Teilen Europas, wo die Wärme der Sonne zur Salzherstellung nicht ausreichte, mussten die Menschen andere Wege der Salzgewinnung finden. Die ältesten Salzproduktionsstätten sind bereits für das 6. Jahrtausend v. Chr. in der Jungsteinzeit nachgewiesen, als Salz aus Solequellen gewonnen wurde. Das salzhaltige Wasser wurde aufgefangen und über offenem Feuer in Tongefäßen verdampft bis das auskristallisierte feste Salz zurück blieb.

Im 1. Jahrtausend n. Chr. entstanden auch die ersten größeren Salinen, die offene Siedepfannen zum Erhitzen der Sole und zur Gewinnung von Siedesalz nutzten. Aus dieser Pfannensalztechnik erklärt sich die Herkunft des Begriffes „Kochsalz“.

 

Salzgewinnung im Mittelalter: Aus der in einer offenen Pfanne kochenden Sole werden Salzkristalle abgeschöpft. Quelle: Georgius Agricola, De Re Metallica (1556), Zwölftes Buch: Von den Salzen und vom Glas

Der älteste Nachweis für den bergmännischen Abbau von festem Steinsalz geht bis auf das 15. Jahrhundert v. Chr., in die mittlere Bronzezeit, zurück. Am Hallstätter Salzberg, in der Nähe von Salzburg, betrieben die Kelten das wahrscheinlich älteste Salzbergwerk der Welt. Die Schachtanlagen reichten bereits bis über 100 Meter in die Tiefe. Archäologische Funde aus dem Bergwerk und am Hallstätter Berg waren so bedeutend, dass die Übergangsphase von der Bronze- zur Eisenzeit in Europa nach dem Namen des Ortes benannt wurde - die Hallstattzeit und -kultur.

Trotz der verschiedenartigen Methoden zur Salzgewinnung konnte über Jahrhunderte hinweg das Angebot die Nachfrage nicht decken. Salz blieb knapp und kostbar. Um Salzquellen wurden Kriege geführt, Salz wurde mit Gold aufgewogen, als Zahlungsmittel benutzt und ließ Handelswege („Salzstraßen“) und wohlhabende Städte entstehen. Beispielsweise erhielten römische Legionäre zusätzlich zu ihrem Sold eine Ration Salz, das „salarium“, aus dem sich die noch heute gebräuchliche Bezeichnung Salär ableitet. Auch trug Roms vermutlich erste Handelsstraße den Namen „Via Salaria“. Zahlreiche Städtenamen wie Salzburg, Salzgitter, Salzdetfurth und Salzwedel, Ortsnamen mit der Endung „hall“ (Salz) wie Reichenhall, Schwäbisch Hall, Halle an der Saale, Hall in Tirol oder auch der Namensteil „Sol“, wie in Solikamsk am Ural, dokumentieren bis heute die besondere Bedeutung des Salzes.

Mit der industriellen Revolution stieg der Bedarf am Rohstoff Salz, insbesondere in der chemischen Industrie, rapide an. Die große Nachfrage führte zur Suche nach neuen Möglichkeiten der Salzgewinnung. Mitte des 19. Jahrhunderts brachte der mehr und mehr einsetzende Salzbergbau die Wende. Durch den Fortschritt der Technik und leistungsfähigere Abbauverfahren konnten nun auch bislang nicht erreichbare, in mehreren hundert Metern Tiefe liegende Steinsalzlagerstätten bergmännisch erschlossen werden. Gleichzeitig kamen auch in der Soleerzeugung verbesserte Bohrverfahren zum Einsatz, mit denen die Gewinnungsmengen gesteigert werden konnten.

Die vier bedeutenden Gewinnungsformen von Salz: Steinsalz, Sole, Siedesalz und Solarsalz

Seit den Anfängen im konventionellen Steinsalzbergbau hat sich vieles verändert. Heute werden die großen untertägigen Steinsalzvorkommen, die in hunderten von Metern Tiefe lagern, durch Sprengen oder Schneiden mit Hilfe mobiler Großgeräte abgebaut. Beispielsweise kommen Lader mit riesigem Schaufelinhalt zum Einsatz, um das gesprengte Haufwerk zu den Brecheranlagen zu transportieren. Dort wird das Salz grob zerkleinert und anschließend über Bandanlagen zum Förderschacht transportiert von wo aus es an die Tagesoberfläche zur Weiterverarbeitung gelangt. Die größten Steinsalzbergwerke der Welt fördern pro Jahr mehrere Millionen Tonnen Salz.

 

Lader mit 20 Tonnen Schaufelinhalt im Steinsalzbergwerk Borth der esco - european salt company

In Salzwüsten oder Salzsümpfen ist dagegen die Arbeit per Hand noch weit verbreitet. Bei hohen Temperaturen und unter großer körperlicher Anstrengung müssen die Salzblöcke oder Salzplatten aus der harten Kruste geschlagen oder muss das auskristallisierte Salz abgezogen werden. In den leistungsfähigen Großbetrieben, die die viele Meter mächtigen Vorkommen der Salzwüsten im Tagebau abbauen, wird Sprengstoff zur Gewinnung der Salzgesteine eingesetzt.

Nach wie vor wird Natriumchlorid in fester Form auch aus Sole oder salzhaltigem Meer- und Seewasser gewonnen.

Während die Soleerzeugung in den früheren Jahrhunderten auf natürliche Solequellen beschränkt war, erfolgt die Gewinnung heute üblicherweise mit Hilfe der kontrollierten Bohrlochsolung. Bei diesem modernen Verfahren wird die Steinsalzlagerstätte von über Tage aus durch eine oder mehrere Solebohrungen (Kavernenbohrungen) erschlossen, über die Süßwasser in die Lagerstätte geleitet wird. Das Wasser löst das feste Steinsalz auf und wird anschließend als konzentrierte Sole (26 % NaCl) nach über Tage gepumpt. Dort geht die Sole entweder direkt als Rohstoff an die chemische Industrie oder sie wird zu festem Siedesalz weiterverarbeitet. Dazu wird die Sole in geschlossene Verdampfergefäße geleitet, wo sie bei Temperaturen zwischen 50 bis 150 °C eingedampft wird und das Natriumchlorid auskristallisiert. Das über Jahrhunderte praktizierte Eindampfen von natürlicher Sole in offenen Siedepfannen ist heute nur noch in wenigen kleineren Anlagen anzutreffen.

Bei entsprechenden klimatischen Voraussetzungen wird - wie in vorchristlicher Zeit - auch unverändert die Kraft der Sonne zur Salzgewinnung genutzt. Grundsätzlich hat sich dieses Verfahren zur Verdunstung von Salzlösungen (solare Evaporation) nicht geändert, wenngleich die Dimensionen der Verdunstungsanlagen mit teilweise mehreren hunderttausend Tonnen Jahreskapazität heute ungleich größer sind und viele Quadratkilometer umfassen.

Eindunstungsbecken von Morton Salt auf den Bahamas

 

Anwendung findet die solare Evaporation in der Verdunstung von Meerwasser, Salzseewasser und in der Eindampfung natürlicher Sole oder durch Bohrungen gewonnener Sole. Im ersten Schritt werden die Salzlösungen in abgetrennte Verdunstungsteiche gepumpt. Nach mehreren Monaten der Sonneneinstrahlung kann das auskristallisierte Natriumchlorid schließlich als mehrere Zentimeter dicke Salzschicht geerntet werden.

In den großen Salinen übernehmen dies moderne, leistungsfähige Maschinen. In kleineren oder spezialisierten Betrieben wird die Salzernte aber auch noch traditionell von Hand abgeschöpft, wie z. B. beim bekannten „fleur de sel“. Entsprechend dem Gewinnungsverfahren bezeichnet man das durch Sonnenenergie gewonnene feste Natriumchlorid als Solarsalz. Hierzu zählt auch das aus verdunstetem Meerwasser gewonnene Meersalz.

In nahezu jedem Land der Erde wird heute eine mengenmäßig mehr oder minder große Salzgewinnung betrieben – sei es in fester oder flüssiger Form. Bedingt durch den hohen Anteil der Transportkosten an den Herstellkosten sind die Märkte in der Regel - ausgehend von den Produktionsstätten - regional begrenzt.

Etwa 70 % der weltweiten Salzproduktion von über 250 Millionen Tonnen stammen aus dem bergmännischen Abbau von Steinsalz oder aus der Gewinnung von Sole. Rund 30 % der Produktion entfallen auf Meerwasser und Salzseen.

Die K+S Gruppe - der führende Salzanbieter weltweit

 

Die größten Salz-Anbieter weltweit
Kapazität in Mio. Tonnen (Festsalz und Salz in Sole; ohne captive use), Quelle: Roskill, K+S

Gemessen an der Produktionskapazität ist die K+S Gruppe mit ihren Tochterunternehmen esco – european salt company (Hannover), der chilenischen K+S Chile (Santiago de Chile) und der am 1. Oktober 2009 erworbenen amerikanischen Morton Salt (Chicago) der weltweit größte Salzproduzent. Die Jahreskapazität der gesamten Gruppe beläuft sich auf knapp 30 Millionen Tonnen. Aufgeteilt nach Gewinnungsformen entfallen 70 % bzw. 21 Millionen Tonnen auf bergmännisch gewonnenes Steinsalz, 4,7 Millionen Tonnen auf Siedesalz, 2,4 Millionen Tonnen auf Solarsalz und 1,7 Millionen Tonnen auf Salz, das in Sole enthalten ist.

Die esco, der führende Anbieter in Europa, betreibt drei Steinsalzbergwerke, drei Solbetriebe sowie mehrere Siedesalzanlagen in Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, Portugal und Spanien. Der Steinsalzbergbau ist auf Deutschland konzentriert, wo die mehrere hundert Meter mächtigen Vorkommen in Tiefen zwischen 400 bis 800 Meter Tiefe gewonnen werden. Während das in Borth (Nordrhein-Westfalen) und Bernburg (Sachsen-Anhalt) abgebaute Steinsalz nahezu horizontal liegt, sind die im niedersächsischen Revier im Werk Braunschweig-Lüneburg abgebauten Vorkommen durch Verformungen der Erdkruste nahezu senkrecht zu Salzstöcken gestellt. Die Entstehung der Lagerstätten geht auf das Erdzeitalter des Oberperms vor mehr als 250 Millionen Jahren zurück, als das sogenannte Zechsteinmeer, das damals weite Teile Mitteleuropas bedeckte, unter der starken Sonneneinstrahlung verdunstete.

In Harlingen, an der niederländischen Nordseeküste, produziert die esco im tiefsten Solbetrieb der Erde. Mit Hilfe der kontrollierten Bohrlochsolung werden hier in etwa 3.000 Meter Tiefe die während des Oberperms entstandenen Steinsalzschichten gelöst und über Tage zu Siedesalz eingedampft. Insgesamt verfügt die esco über eine jährliche Produktionskapazität von 8 Millionen Tonnen Festsalz und 1,7 Millionen Tonnen Salz in Form von Sole.

 

Abbaukammer im Steinsalzbergwerk Bernburg der esco - european salt company

Die chilenische K+S Chile, der größte Salzproduzent Südamerikas, gewinnt Steinsalz im Salar Grande de Tarapacá, einem Teil der Atacama-Wüste. Die Entstehung des Salar Grande ist noch nicht restlos geklärt, es wird aber vermutet, dass es sich um die Reste eines ausgedehnten Sees handelt, der bis zum Ende der letzten Eiszeit vor rund 12.000 Jahren die Fläche bedeckte. Der Abbau, der bis an die Oberfläche reichenden, 100 Meter mächtigen Lagerstätte, erfolgt im kostengünstigen Tagebau. Die Produktionskapazität liegt bei ca. 6,5 Millionen Tonnen pro Jahr. Die Salzreserven der Lagerstätte reichen aus, um die Weltbevölkerung für die nächsten 200 Jahre mit Salz zu versorgen. Außerdem betreibt die K+S Chile-Tochtergesellschaft Salinas Diamante Branco an der brasilianischen Ostküste eine Meersalzanlage, in der jährlich 0,5 Millionen Tonnen Salz durch solare Verdunstung gewonnen werden können.

 

Tagebau der K+S Chile in der chilenischen Atacama-Wüste

Morton Salt, einer der führenden Salzanbieter in Nordamerika, produziert in insgesamt sechs Steinsalzbergwerken, sieben Solar- und in zehn Siedesalzanlagen. Die Bergwerke und Siedesalzanlagen verteilen sich schwerpunktmäßig auf die Osthälfte der USA sowie den Südosten und Südwesten Kanadas. Die Entstehung der abgebauten Steinsalzvorkommen reicht bis in das geologische Zeitalter des Silurs vor 415 bis 445 Millionen Jahren zurück. Die Anlagen zur Produktion von Solarsalz werden entsprechend der klimatischen Bedingungen an der Ost- und Westküste der USA, am Großen Salzsee (Great Salt Lake) und auf den Bahamas betrieben. Insgesamt verfügt Morton Salt über eine jährliche Produktionskapazität von rund 13 Millionen Tonnen Salz.

 

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