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Mobilisierbarkeit von Schwermetallen und Arsen aus Schlacken, Gläsern und Gesteinen

Anwendung des pHstat-Verfahrens für Sonderfragestellungen bei Verwertungsvorhaben

Hrsg.: Niedersächsisches Landesamt für Ökologie

2000. 132 Seiten, 45 Abbildungen, 25 Tabellen, 21x30cm, 500 g
Language: Deutsch

(Nachhaltiges Niedersachsen)

ISBN 978-3-510-95936-5, brosch., price: 12.80 €

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Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Bei der Beantwortung der Frage zur Umweltverträglichkeit in Verwertungsvorhaben kommt der Prognose des Langzeitverhaltens eine besondere Bedeutung zu. Zur Abschätzung der Langzeitbeständigkeit von mineralischen Stoffen hat sich in den letzten Jahren das sog. "pHstat-Verfahren" etabliert, mit dem die Mobilisierbarkeit von Inhaltsstoffen als Funktion des pH-Wertes als Mastervariable ermittelt werden kann. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Analytische Chemie der Universität Clausthal wurde die Leistungsfähigkeit des pHstat-Verfahrens an Schlacken, Gläsern und Gesteinen geprüft, und die Ergebnisse mit Untersuchungsergebnissen nach dem DEV-S4-Verfahren (DIN 38414 S4) vergleichend bewertet. Die Untersuchungsergebnisse dieses Projektes und der Inhalt eines am Ende des Projektes durchgeführten Workshops zu dieser Thematik sind in diesem Band zusammengestellt.

Inhaltsverzeichnis top ↑


Vorbemerkung 5
Teil A
Mobilisierbarkeit von Schwermetallen und Arsen aus Schlacken, Gläsern
und Gesteinen 7
Anwendung des pHstat-Verfahrens für Sonderfragestellungen in
Verwertungsvorhaben
1. Einleitung 7
1.1 Fragestellungen 8
1.2 Konzept 9
1.3 Art und Herkunft der untersuchten Probenmaterialien 10
Einzeldaten-Probenschlüssel 11
2. Auswahl geeigneter Korngrößenfraktionen 12
2.1 Versuchsplanung 12
2.2 Einfluß der Korngröße auf die Kinetik der Elution beim
pHstat-Verfahren 14
2.3 Einfluß der Korngröße auf die eluierten Metallgehalte 16
2.4 Korrelationsanalyse nach PEARSON zur Ermittlung der Vergleichbarkeit
der einzelnen Elutionsverfahren 19
3. Ergebnisse vor dem Hintergrund verschiedener Bewertungsansätze 23
3.1 Gesamtgehaite 23
3.1.1 Schlacken als Baustoffe 23
3.1.2 Schlacken als Wasserbausteine 24
3.1.3 Gläser 25
3.1.4 Schlacken als Strahlmittel (ungebraucht) 26
3.1.5 Abfälle zur Deponierung 26
3.2 DIN-S4-Verfahren 27
3.2.1 Schlacken als Baustoffe 27
3.2.2 Schlacken als Wasserbausteine 28
3.2.3 Gläser 28
3.2.4 Schlacken als Strahlmittel (ungebraucht) 29
3.2.5 Abfälle zur Deponierung 30
3.3 pHstat-Verfahren 32
3.3.1 Schlacken als Baustoffe 32
3.3.2 Schlacken als Wasserbausteine 36
3.3.3 Gläser 40
3.3.4 Schlacken als Strahlmittel (ungebraucht) 43
3.3.5 Abfälle zur Deponierung 45
3.4 Vergleich und Einordnung der drei Verfahren 48
4. Einsatz von Schwefelsäure als Laugungsmittel beim pHstat-Verfahren 52
4.1 Unterschiede zur Laugung mit Salpetersäure 52
4.1.1 Säureneutralisationskapazität (ANC) 52
4.1.2 Selektive Unterschiede für einzelne Elemente 53
4.2 Ansätze zu weiteren Untersuchungen der mineralischen Phasen
mittels RDA 57
5. Beispiele zum Einsatz von statistischen Methoden in der
Bewertungspraxis 58
5.1 Prinzip der Faktoren- und Clusteranalyse 58
5.2 Ergebnisse des pHstat-Verfahrens bei Kupferhüttenschlacken im
Vergleich mit natürlichen Gesteinen 61
5.3 Vergleich von Schlacken als Baustoffe vor dem Hintergrund der
LAGA-Zuordnungswerte 64
5.3.1 Gesamtgehalte 64
5.3.2 DIN-S4-Verfahren 67
6. Zusammenfassung 71
7 Literatur- und Ouellenverzeichnis 72
Teil B Workshop
"Neue Ansätze und Ergebnisse zur Bewertung mineralischer Materialien
für Verwertungsvorhaben" 73
1. Das LAGA-Regelwerk: Anforderungen an die stoffliche Verwertung von
mineralischen Abfällen im Rahmen der Kreislaufwirtschaft
Dr. Heinz-Ulrich Bertram, Niedersächsisches Umweltministerium 75
2. Aktueller Stand des Wälzprozesses bei der Harzmetall GmbH
Dr. Ulrich Kerney, HARZ-METALL GmbH, Goslar 81
3. Erzeugung und Vermarktung von Metallhüttenschlacke aus der
Kupferherstellung in der Bundesrepublik Deutschland Manfred Hamann,
Peute Baustoffe GmbH, Hamburg 88
4. Der Schmelzreaktorprozeß - Eine neue Alternative zur Verwertung
zinkhaltiger Rückstände Joachim Rehbein, Harzer Zink GmbH, Goslar 93
Teil C
Anhang A: Experimentelles 98
A. 1 Probenvorbereitung 98
A.2 Elution nach DIN 38414 Teil 4 (DlN-S4-Verfahren) 98
A.3 Elution nach EW98P (pHstat-Verfahren) 99
A.4 Elementbestimmung mittels ICP-OES 100
A.5 Elementbestimmung mittels ICP-MS 100
A.6 Anionenbestimmung mittels lonenchromatographie 100
A.7 Gesamtgehaltsbestimmung mittels RFA 101
A.8 Phasenbestimmung mittels RDA 101
A.9 Gesamtgehaltsbestimmung mittels mikowellenunterstütztem
Säuredruckaufschluß 101
Anhang B: Einzeldaten 102
B.1 Daten der Elutionsversuche 104
Anhang C: Teilnehmerliste des Workshops 129