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Eisenoxide und Eisenhydroxide
Eigenschaften
Alle Eisenoxidpigmente sind besonders lichtecht, wetterfest und wasserunlöslich. Die farbigen Erden stellen Verwitterungsprodukte von Eisenoxiden dar. In der Natur kommen mehrere Arten von Eisenoxiden und -hydroxiden vor.
1.) Eisen(III)-oxid, Roteisenerz, Hämatit, Formel: Fe2O3
Dieses in der Natur in großen Mengen vorkommende Hämatit ist ein schwarzrotes bis leuchtend rotes Gestein. Beim Pigment Eisenoxidrot handelt es sich um ein künstlich hergestelltes Roteisenerz. Die roten Erdfarben des Mittelmeerraumes enthalten Roteisenerz als färbende Komponente.
2.) Eisen(II,III)-oxid, Magneteisenstein,
Magnetit, Formel: Fe3O4
Magnetit bildet in der Natur schwarz- glänzende, oktaedrische Kristalle. Sein Name erhielt das Erz von seiner magnetischen Wirkung. Als Pigment wird künstlich hergestellter Magnetit unter der Bezeichnung Eisenoxidschwarz verwendet.
3.) Eisenhydroxide, Brauneisenerz, Limonit, Formel Fe2O3 . xH2O
Die Eisenhydroxide kommen in der Natur als braune (Brauneisenerz) oder gelbe (Gelbeisenerz) Gesteine vor. Unter der Bezeichnung Eisenoxidgelb werden künstliche Eisenhydroxide als Pigmente verwendet.
Der gelbe Ocker aus Frankreich oder Italien ist ein durch Eisenhydroxid gefärbtes Gestein. Beim Erhitzen erhält man roten, gebrannten Ocker, der im wesentlichen aus Eisen(III)-oxid besteht.
Geschichtliches
In der Natur kommt das Element Eisen - abgesehen von den seltenen Eisenmeteoriten - nicht vor. In der Frühgeschichte der Erde wurden die Urmeere durch zahlreiche Meteoriteneinschläge mit Eisensalzen angereichert. Die Eisenmeteoriten oxidierten zu Eisenoxiden, welche sich am Boden ablagerten. So entstanden die Eisenerzlagerstätten.
Die natürlichen Eisenoxide und -hydroxide sind aus vorgeschichtlicher Zeit bekannt und wurden in den Höhlenmalereien schon vor über 35000 Jahren als Pigmente verwendet. In der Eisenzeit ab 1500 vor Christus erlangten die Eisenerze große Bedeutung, da aus ihnen das Metall Eisen durch eine Reduktion mit Holzkohle gewonnen werden konnte. In der Antike wurden die roten Erden vor allem für die Herstellung von Keramik verwendet. Noch heute zeugen die typischen Rot- und Gelbtöne bei Häuseranstrichen in Dörfern und Städten des Mittelmeerraumes von der Verwendung als Wandfarbe. Die Frauen Afrikas bemalten mit diesen Pigmenten ihre Häuser, viele Kulturen verwendeten sie zur Körperbemalung. In der Kirchen- und Kunstmalerei - vom Mittelalter bis in die heutige Zeit - waren sie aufgrund ihrer Beständigkeit die wichtigsten Rot- und Gelbpigmente.
Mit dem Beginn des Industriezeitalters wurden die natürlichen Erze und Erden durch künstlich hergestellte Eisenoxidpigmente verdrängt. Dabei spielten vor allem die hohen Transport- und Aufbereitungskosten bei der Verwendung von natürlichen Rohstoffen eine entscheidende Rolle.
Natürliche Vorkommen
Eisenerzlagerstätten finden sich u.a. in Minnesota/USA, in Brasilien, in Russland, in Norwegen, auf der Insel Elba und in Deutschland im Harz und im Erzgebirge. Die farbigen Erden kommen vor allem in Südfrankreich und in der Toscana vor.
Gewinnung
Früher erfolgte die Gewinnung durch das Mahlen der Erze und Erden und einem anschließenden Reinigungsprozess. Roter Ocker konnte durch das Brennen von gelbem Ocker hergestellt werden. Die künstlichen Pigmente Eisenoxidrot und Eisenoxidgelb können aus Eisensalzen, z. B. aus Eisenchlorid, in besonders reiner Form hergestellt werden. Durch kräftiges Glühen von Eisenoxidrot erhält man das tiefschwarze Eisenoxidschwarz.
Verwendung:
In erster Linie werden die Eisenerze im Hochofen zur Herstellung von Roheisen verwendet. Die Veredelung des spröden und unreinen Roheisens zu Stahl erfolgt im Stahlwerk. Alle Eisenoxide, -hydroxide und sämtliche farbige Erden finden als fein gemahlene Pigmente Anwendung zur Herstellung von Anstrichen, Malfarben und Keramiken. Eisenoxidrot entspricht der chemischen Zusammensetzung von Rost und ist daher für Rostschutzanstriche in Stahlkonstruktionen und im Schiffsbau von Bedeutung. Die künstlichen Eisenoxide sind auch als Lebensmittelfarbe zugelassen. Wursthüllen sind oft mit rotem Eisenoxid eingefärbt.