Smart Minerals GmbH

Den Spurenelementen auf der Spur

ICP MSIn verschiedenen Bereichen der Baustoffindustrie, insbesondere aber in der Zement- und Betonindustrie, verschieben sich die analytischen Fragestellungen in den letzten Jahren stetig in den Bereich der Spurenanalysen. Mit der Anschaffung eines neuen ICP-MS-Systems stellt sich Smart Minerals diesem wichtigen Zukunftsthema und erweitert seine Angebotspalette deutlich.

Bei der Herstellung von Zement spielen die Themen CO2- und Ressourceneinsparung seit geraumer Zeit eine große Rolle. Alternative Energieträger wie bestimmte Abfallfraktionen liefern bereits bis zu 90 % der notwendigen Energie im Klinkerbrennprozess eines Zementwerkes. Darüber hinaus spielt die stoffliche Verwertung im Sinne der Nachhaltigkeit eine zunehmende Rolle und führt zu vermehrtem Einsatz alternativer Rohstoffe in der Zementherstellung. Von zunehmender Bedeutung ist außerdem die stoffliche Wiederverwertung von Altbaustoffen wie sie sich beispielsweise in der neuen Recyclingbaustoffverordnung widerspiegelt. Um die Auswirkungen all dieser Maßnahmen auf Produkte und Umwelt abschätzen zu können, ist die Kenntnis der Spurenelementgehalte von großer Bedeutung.

Die Smart Minerals GmbH hat sich aufgrund der Bedeutung des Themenkomplexes "Spurenelemente" für die Neuanschaffung eines ICP-MS-Systems entschieden und stellt diese Methode ab sofort interessierten Kreisen zur Verfügung.

Die ICP-MS (Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma; inductively coupled plasma mass spectrometry) ist eine Methode der anorganischen Elementanalytik, dient also dem Nachweis chemischer Elemente (Atome). Die Methode zeichnet sich durch hohe Nachweisempfindlichkeit, Robustheit und Selektivität aus und ermöglicht es, in kurzer Zeit eine Vielzahl der chemischen Elemente des Periodensystems auch im Spuren- und Ultraspurenbereich zu erfassen. Teil des Systems ist ein Mikrowellenaufschlussgerät, um eine normgerechte und reproduzierbare Probenaufbereitung sicherzustellen. Die flüssige Probe wird in der ICP-MS als feines Aerosol einem 8000 °C heißem Argonplasma zugeführt und die gebildeten Ionen in Sekundenschnelle analysiert. Mit einer sogenannten "Kollisions-Reaktions-Zelle" können diverse Störungen sicher unterdrückt und exakte und richtige Ergebnisse sichergestellt werden.

ICP MS Birgit
DI Birgit Achleitner ist den Spurenelementen auf der Spur.

Das geplante Haupteinsatzgebiet wird im Bereich Prüfmethodenentwicklung, Beurteilung von Eluaten von Baustoffen und Recyclingbaustoffen, Prozessoptimierung (Spurenelementkreisläufe in der Herstellung) und Produkt-/Umweltsicherheit (Produkteigenschaften, Trinkwassertauglichkeit, Emissionen) liegen. Eine Auswahl möglicher Anwendungsgebiete:

  • Beurteilung von alternativen Rohstoffen und Brennstoffen hinsichtlich Prozessverträglichkeit
  • Beurteilung von Recyclingbaustoffen
  • Optimierung von Teilprozessen hinsichtlich Anreicherung von Spurenelementen
  • Beurteilung der Produktsicherheit hinsichtlich des Gehalts an Spurenelementen (vor allem Schwermetalle, z.B. für den Einsatz im Trinkwasserbereich gem. ÖNORM B 5014-2)
  • Beurteilung der Produktsicherheit hinsichtlich freigesetzter Spurenelemente (vor allem Schwermetalle) in Form von Eluaten (Grundwasserschutz)
  • Beurteilung von Nebenprodukten oder Abfällen des Produktionsprozesses hinsichtlich Gefährlichkeit, Nutzbarkeit oder Entsorgungsanforderungen (Ruße, Stäube, Schlacken, Ofenrückstände, Ofenausmauerungen, etc.)
  • Umweltanalysen (z.B. Bodenproben, Staubproben)