Schwermineralsand (Strandversuch)
Physik
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Grundidee
In den Sanden an der deutschen Nordseeküste gibt es kleine Mineralkörner, die aus wertvollen Stoffen bestehen. Mit einem starken Magneten lassen sich manche dieser Minerale leicht herausfischen. Tatsächlich gibt es immer wieder Überlegungen, solche Sande im Küstenbereich industriell zu gewinnen. Doch noch sind die Preise am Weltmarkt so niedrig, dass es sich wirtschaftlich nicht lohnt.
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Geht man mit einem starken Magneten, etwa einem Neodymmagneten durch den trockenen Sand an der Küste der Nordsee, oder lässt man den Sand über den Magneten rieseln, wird sich der Magnet schnell mit dunklen und einigen wenigen helleren Körnern überziehen.
Mit einem Neodymmagneten lassen sich schnell und einfach dunkle Schwerminerale von übrigen Sand abtrennen. [1] Die Photos am Ende lassen sogar die Magnetfeldlinien erkennen.
Eine Küchenwaage zeigte für die so gewonnenen Schwerminerale 0,1 Gramm an. In einem zweiten Versuch wurde der Magnet mit seinem Durchmesser von 2,5 Zentimetern insgesamt 10 mal mit jeweils etwa 10 Sekunden über eine immer wieder neue Strecke von einem Meter Länge gezogen. So wurde eine Sandfläche von etwa 2500 Quadratzentimetern überstrichen. Die Ausbeute lag laut Küchenwaage unterhalb ihrer Messgrenze von 0,1 Gramm.
Mögliche Minerale
Die folgenden Minerale gehören alle zu den sogenannten Schwermineralen. Das heißt, sie haben alle eine Dichte von 2,9 g/cm³ oder mehr. Ab dem Magneten kann man sowohl tief dunkle als auch einige hellere Körner gut erkennen. Unklar ist, um welche Minerale es sich handelt.
- Magnetit, schwarz, stark magnetisch
- Titanomagnetit, schwarz, stark magnetisch
- Maghemit, schwarz bis dunkelbraun, stark magnetisch
- Pyrrhotin, bronzebraun bis dunkel, deutlich magnetisch
- Franklinit, schwarz, mäßig magnetisch
- Ilmenit, schwarz, schwach magnetisch
- Chromit, schwarz, schwach magnetisch
- Hornblende, schwarz bis dunkelgrün, praktisch nicht magnetisch
- Augit, schwarz bis dunkelgrün, praktisch nicht magnetisch
- Rutil, schwarz bis rotbraun, nicht magnetisch
- Turmalin (Schörl), schwarz, nicht magnetisch
- Anatas, braun bis schwarz, nicht magnetisch
- Brookit, braun bis schwarz, nicht magnetisch
- Granat, rotbraun bis schwarz, praktisch nicht magnetisch
- Staurolith, braun, nicht magnetisch
- Monazit, gelbbraun bis rötlich, nicht magnetisch
- Xenotim, gelbbraun, nicht magnetisch
- Epidot, olivgrün, praktisch nicht magnetisch
- Zirkon, farblos bis gelb oder braun, nicht magnetisch
- Korund, grau, blau oder rot, nicht magnetisch
- Sillimanit, weiß bis graubraun, nicht magnetisch
- Kyanit (Disthen), blau bis grau, nicht magnetisch
Fußnoten
- [1] Der Versuch wurde am 3. August auf der Nordseeinsel Wangerooge, direkt seeseitig am Dünenübergang an der Alten Saline (Haus Jan Seedorf) gemacht. Das sichtbare Metall des kreisförmigen Magneten hatte einen Durchmesser von 2,5 Zentimetern. Der Sand am Versuchsort war trocken und überwiegend hell. Durch natürliche Sortierungsprozesse, wo starke Winde oder Wasserströmungen entlang gehen, waren aber auch dunklere Anreicherungen gut zu erkennen. Als der Manget 10 mal entlang eines jeweils neuen Meterstreifens über den Sand geführt wurde (je Meter etwa 10 Sekunden), war er am Ende gut sichtbar schwarz bedeckt. Eine Küchenwaage zeigte aber weniger 0,0 Gramm an, was einem Gewicht von unter 0,1 g entspricht. Als der Magnet 10 Mal mit frei fallendem Sand überschüttet wurde, zeigte dieselbe Küchenwaage 0,1 g an. Als der Manget 10 mal entlang eines jeweils neuen Meterstreifens über den Sand geführt wurde (je Meter etwa 10 Sekunden), war er am Ende gut sichtbar schwarz bedeckt. Eine Küchenwaage zeigte aber weniger 0,0 Gramm an, was einem Gewicht von unter 0,1 g entspricht. Als der Magnet 10 Mal mit frei fallendem Sand überschüttet wurde, zeigte dieselbe Küchenwaage 0,1 g an.