Die Rohstoffbasis war in der Vergangenheit wie auch heute die Grundvoraussetzung für die Herstellung von Porzellan. Hartporzellan europäischer Art wird aus drei Grundrohstoffen hergestellt. Die Hälfte der Charge – d. h. sämtliche Ausgangsstoffe – besteht aus feinkörnigem Kaolin, das eine ausreichende Festigkeit und Verflüssigungsfähigkeit für die Herstellung von Gießmasse aufweisen muss. Die anderen beiden Viertel bilden zu gleichen Teilen überwiegend Kalifeldspat und Weißer Quarz ohne Eisen oder andere Verunreinigungen.
Um die rein weiße Farbe des Porzellans zu erreichen, ist es notwendig, dass alle Rohstoffe sauber sind und nur geringste Mengen an Farbstoffen enthalten. Je nach ihren Eigenschaften unterteilen wir die Ausgangsstoffe in plastische und nicht-plastische Stoffe. In der Vergangenheit war für die Porzellanherstellung auch genügend Holz, bzw. etwa ab der Mitte des 19. Jahrhunderts Kohle, erforderlich, da damit die Öfen geheizt wurden. Heutzutage kommt hierfür Erdgas zum Einsatz.
Kaolin in der Porzellanproduktion
Das Wort „Kaolin“ leitet sich von dem geographischen Namen „Gao-ling“ („Hohe Bergkette“) in China ab – einem Ort, an dem es reiche Kaolinvorkommen gab, aus dem weiches chinesisches Porzellan hergestellt wurde.
Rohes Kaolin entsteht durch die Verwitterung von feldspatreichen Gesteinen; in der Region um Karlsbad vor allem durch die Verwitterung von Graniten. Kaolin enthält in der Regel Quarzkörner, Glimmer, Reste von Feldspat sowie Verunreinigungen von eisen- und titanhaltigen Mineralien. Daher wird Kaolin heute durch Reinigen und Ausschlämmen dieser Bestandteile aufbereitet. Das sog. Schlämmkaolin eignet sich dann ohne weitere Veränderungen für die Herstellung von Porzellan.
Kaolin enthält Tonmineralien, wobei Kaolinit den größten Teil ausmacht. Die Tonmineralien haben eine plättchenförmige Struktur und sind in der Lage, Wasser zu binden. Durch das Wasser bilden die Platten eine Schlacke und bilden so die plastische Masse. Damit wirkt Kaolin als Weichmacher und Bindemittel für Quarz und Feldspat in der Porzellanmasse.
Struktur von Kaolin auf dem Bild des Elektronenmikroskops
Der Rohstoffimport stellte in der Vergangenheit den kostspieligsten Teil der Porzellanherstellung dar. Für die Entwicklung der Porzellanindustrie war daher die Verfügbarkeit der Rohstoffbasis entscheidend. Während Quarz- und Feldspatgesteine relativ häufig vorkommen, bestimmten vor allem die Lagerstätten mit den geeigneten Kaolinvorkommen die Orte, an denen das Porzellan hergestellt werden sollte.
Kaolin aus der Andreasgrube bei Schneeberg diente dabei als Grundlage für die Erfindung der Porzellanherstellung in Meißen. In Schlaggenwald wurden anfangs fast ungespültes Zettlitzer Kaolin („Sedlecký kaolín“), Feldspatkörner aus Lauterbach-Stadt bei Schönfeld (heute Krásno) sowie Stückquarz aus der Umgebung zur Herstellung verwendet. In Klösterle wurden während der Anfangszeit der Produktion die Kaolinlagerstätten aus dem nahegelegenen Tschirnitz (heute Černýš) genutzt. Im benachbarten Bayern wurde die Produktion von Porzellan durch die Vorkommen geeigneter Rohstoffe in Hohenberg sowie zwischen Selb und Regensburg begünstigt.
Kaolinvorkommen in Europa
Umgebung von Meißen: Schletta
Umgebung von Dresden: Kamenz, Seilitz
Umgebung von Leipzig: Kemmlitz
In der Umgebung von Karlsbad wurde Rohkaolin zunächst tief in den Bergwerken abgebaut (zu den wichtigsten langjährig genutzten Bergwerken gehörten die Bergwerke Pfeiffer-Lorenz, Apollo, Excelsior und Bohemie bei Zettlitz sowie die Bergwerke Osmóza und Kaolina bei Poschetzau – heute Božíčany) und erst später dank der Entwicklung von Abbautechniken im Tagebau. Bereits Anfang des 19. Jahrhunderts kam es auch zur Aufbereitung durch Ausschlämmen. Das erste tschechische Schlämmwerk errichtete Wenzel Lorenz, der Eigentümer des erwähnten Kaolinbergwerks, im Jahre 1805 in Zettlitz. Heute wird Kaolin für die Porzellanindustrie in den Tagebauen Božíčany-Osmóza jih, Jimlíkov, Mírová, Ruprechtov und Podlesí abgebaut. Mischungen dieser Kaoline werden im Schlämmwerk Božíčany aufbereitet.
Umgebung von Karlsbad (Karlovy Vary): Sedlec, Božíčany, Chodov, Kadaň, Javorná, Klášterec nad Ohří
Umgebung von Selb: Hohenberg
Das technologische Schema der Herstellung von Zettlitzer Kaolin, wie es heute in der Porzellanindustrie verwendet wird – aufbereitet durch Sortieren, Ausschlämmen und magnetische Trennung.
Lieferung von ausgeschlämmten Kaolinstreifen in einer Porzellanfabrik
Quarz und Feldspat in der Porzellanproduktion
Die anderen beiden Rohstoffe – Quarz und Feldspat – fungieren im Rahmen der Porzellanproduktionstechnik als Schleif- und Schmelzmittel. Als Schleifmittel verbessern beide Rohstoffe die mechanischen Eigenschaften der Porzellanmasse bei der technologischen Verarbeitung. Sie bilden ein sogenanntes Scherbengerüst, das ein Knicken des Produkts verhindert, insbesondere beim Trocknen und Brennen, wo es zum Schrumpfen der Masse kommt. Der Quarz sorgt in Verbindung mit dem Feldspat für die notwendige Festigkeit und Transparenz des Porzellans beim Brennen der Glasphase. Unter diesem Gesichtspunkt besteht eine wichtige Funktion von Feldspat darin, als Schmelzmittel zu wirken, das die Schmelztemperatur des Quarzes senkt und die verbleibenden Rohstoffe während des Brennens miteinander verbindet.
Goethestein bei Haslau
In der Vergangenheit verwendete man Stückquarz aus Quarzlagerstätten in der Umgebung von Dotterwies (heute Tatrovice) bei Chodau (1805–1950), Neudek (heute Nejdek) oder aus den Aufschlüssen des böhmischen Pfahls, der von Taus (heute Domažlice) bis Asch verläuft – z. B. der Goehtestein bei Haslau (heute Hazlov). Quarz und Feldspat wurden weiterhin aus grobkörnigen oder blockförmigen Pegmatiten bei Písek, Taus, zwischen Petschau (heute Bečov nad Teplou) und Tepl sowie in kleineren Lagerstätten im Kaiserwald (heute Slavkovský les) gewonnen. Der von Hand sortierte Stückquarz musste auf 600 °C kalziniert (erhitzt) und schnell wieder abgekühlt werden, damit er erstarrte und zu Staub gemahlen werden konnte. Seit den 1980er Jahren werden für die Herstellung von Porzellan leichter verarbeitbare grobe Quarzsände aus der Lagerstätte in Großloh (heute Velký Luh) bei Wildstein (heute Skalná) verwendet, die durch die Zersetzung von Kösseine-Granit entstanden sind.
Der Kösseine-Granit aus der Nähe von Großloh besteht aus grauen Quarzkörnern, glänzenden Glimmerflocken und gelblichen Feldspatkörnern. Durch die natürliche Zersetzung von Feldspat zu Kaolinit entsteht das sogenannte Rohkaolin, das als Bleichmittel in der Papierindustrie eingesetzt wird. Das Rohkaolin enthält jedoch auch die unbeschädigten Quarzkörner, die für die Herstellung von Porzellanmaterialien eingesetzt werden. Sand mit einer Korngröße von 2–4 mm wird beim Waschen in sauberem Wasser aussortiert.
Für die Bedürfnisse der Porzellanindustrie wird traditionell Kalifeldspat verwendet. Dieser wurde in der Vergangenheit für die Bedürfnisse der tschechischen Porzellanindustrie aus Pegmatiten in der Nähe von Petschau (Pröles/Přílezy, Horz/Zhořec, Schrikowitz/Křepkovice), in den Tagebauen bei Písek sowie in den unterirdischen Bergwerken bei Domažlice, Poběžovice und Velké Meziříčí abgebaut. Heute wird er durch die Sortierung der Kiesablagerungen aus den Sedimenten des Flusses Lužnice bei Halámky in Südböhmen gewonnen. In modernen Technologien wird jedoch inzwischen auch Natrium-Kalium-Feldspat aus der Lagerstätte bei Schönfeld verwendet.
Sortierwerk Halámky in Südböhmen
Die Feldspate werden in der Regel zerkleinert und auf eine Korngröße von max. 1 mm gemahlen, sodass mit Magneten die Farboxide des Eisens in Form von magnetischen Mineralien getrennt werden können.
Abbau der Rohstoffe für die Herstellung von Brennkapseln in den 1930er Jahre in Neudorf
In der Umgebung von Wildstein wurden früher auch feuerfeste Lehme für die Herstellung von Brennkapseln oder Ofenauskleidungen abgebaut. Im Hinblick auf die Konstruktion der Öfen, die mit Holz oder Kohle beheizt werden mussten, war es notwendig, das Porzellan in Brennkapseln zu brennen, um dessen weiße Farbe zu erhalten und eine Verunreinigung durch Rauch oder Asche zu vermeiden.
Zu den Rohstoffen können auch nicht verunreinigte Abfälle aus der Porzellanherstellung gezählt werden, die verflüssigt und für die Herstellung von Porzellanmasse wiederverwendet werden.
Das bereits glattgebrannte Material kann für die Porzellanherstellung nicht mehr verwendet werden. Dieser Abfall wird zerkleinert und zur Weiterverarbeitung in anderen Bereichen der industriellen Produktion verkauft.
Text: Lucie Kališová, Štěpán Karel Odstrčil, Projekt „Aus dem Leben einer Porzellantasse“, Stadtmuseum Franzensbad. Foto: Václava Simeonová.