Original paper

Das Graphitbergwerk Kropfmühl im Passauer Wald. Geologie und Petrographie der Graphitmineralisation mit Anmerkungen zur Aufbereitung, Veredelung und Verwendung von Flockengraphit (Exkursion D am 20. April 2017)

[The graphite mine of Kropfmühl in the Passauer Wald. Geological setting, petrography of the graphite mineralisation and processing of ores including notes on the usage of flake graphite]

Krüger, Niklas; Lehrberger, Gebhard; Hoffmann, Erich; Reiser, Fiona

Kurzfassung

Die Untertage-Exkursion im Graphitbergwerk Kropfmühl zeigt an ausgewählten, typischen Aufschlüssen die enorme Vielgestaltigkeit der auftretenden Gesteinsparagenesen in der Bunten Gruppe des Moldanubikums der Böhmischen Masse. Basierend auf früheren Arbeiten wurden von den Autoren petrographische Untersuchungen durchgeführt, welche die petrographischen Vorstellungen über die Graphitlagerstätte Kropfmühl deutlich erweitern konnten. Die Aufnahme, Beschreibung und Beprobung der Aufschlüsse wurden durch den Einsatz von Polarisationsmikroskopie und Röntgendiffraktometrie sowie Rasterelektronenmikroskopie ergänzt (Krüger 2014). Die petrographische Arbeit ermöglicht ein verbessertes Verständnis der komplexen geologischen Situation in der Bunten Gruppe des Moldanubikums der Böhmischen Masse. Die hochgradig regionalmetamorphen Gesteinsserien werden hauptsächlich aus dunklen, teilweise Graphit-führenden Granat- (Plagioklas)-Biotit-Gneisen, hellen quarzitischen Gneisen, quarzitischen Einschaltungen, Amphibolit-Lagen, Kalksilikatmarmoren und Kalksilikatfelsen aufgebaut. In den metasomatisch beeinflussten Kalksilikatmarmoren konnten linsenartige Vesuvian-Granat-Kalkskarn -Bildungen und Plagioklas-Granat-Fels-Schollen nachgewiesen werden. Die Arbeit liefert zudem eine ausführliche Beschreibung des Mineralbestands der Kalksilikatfelse (Tremolit, Diopsid, Chlorit, Talk etc.). Die Besichtigung der Aufbereitungsanlage beginnt beim Zerkleinern der Erze mit Brechern und Kugelmühlen. Der „Erzsand“ wird dann über ein mehrstufiges Flotationsverfahren von den silikatischen und sulfidischen Mineralen aus dem Gneis weitgehend befreit. Anschließend werden mit chemischer und chemischthermischer Behandlung noch weitere Silikatanteile entfernt, so dass man auf Reinheitsgrade von über 99 % C kommt. Schließlich führen hochkomplizierte Mahlverfahren aus eigener Entwicklung zu Produkten mit unterschiedlichen Kornformen und Korngrößen, die für die verschiedenen technischen Applikationen benötigt werden.

Abstract

This contribution offers new scientific insights as well as the necessary background for the establishment of a geological model, as developed from the petrographic characterization of the graphite deposit of Kropfmühl in the Moldanubicum of the Bavarian Forest. Apart from recording and describing selected type outcrops on the 10th level of the mine, the petrographic characterization also includes the study of representative samples. The underground findings were supplemented with results of optical (polarization microscopy) and analytical (x-ray diffractometry) methods. The petrographic interpretation enables a better understanding of the complex geological situation in the Varied Group of the southern Bohemian Massif (Moldanubicum). The high-grade-metamorphic paragenesis consists mainly of dark, graphite bearing garnet- (plagioclase)-biotite gneisses, bright quartzitic gneisses, quartzitic insertions, amphibolite layers, calc-silicate marbles (skarns) and calcsilicate rocks. In the metasomatically-influenced, calcsilicate marbles lense-shaped vesuvianite-garnet (andradite, grossular) calc-skarn formations were verified. Rafts of plagioclase-garnet (andradite) fels were also identified. Additionally, a detailed description of the calc-silicate rockforming minerals (tremolite, diopside, chlorite group minerals, talc, etc.) is given. The tour through the treatment plant for graphite ore gives an impression of the complex processes to separate graphite from accompanying rock forming minerals, mainly silicates and the enrichment of carbon to grades over 99 %, by physical and chemical cleaning. Sophisticated grinding technologies are applied to obtain special grain size and shapes, necessary for certain technical applications.

Keywords

Bavarian ForestVariegated SeriesMoldanubicumGraphiteMoldanubicumMarbleCalcsilicate rockBayerischer WaldMoldanubikumBunte SerieGraphitMarmorKalksilikatfels