Original paper

Untersuchungen zur Pyritverwitterung in einer Steinkohlenbergehalde des Ruhrgebietes

[Studies on pyrite weathering in a coal mine waste heap of the Ruhr area]

Kerth, Michael

Kurzfassung

Der Ablauf der chemischen Verwitterung in Steinkohlenbergematerial von der im Ruhrgebiet gelegenen Halde Brassert wurde untersucht. Die Proben wurden aus bis 1 m tiefen Schürfen in zwischen 1 und 9 Jahre alten Bereichen der Halde genommen. Mineralzusammensetzung, pH-Werte, Aciditäten sowie Karbonat-, Gesamtschwefel- und Pyritgehalte wurden bestimmt. Verursacht durch die Pyritverwitterung fällt der pH-Wert innerhalb weniger Jahre nach der Aufhaldung von Anfangswerten um 7 auf Werte um 3 ab. Dabei tritt eine nahezu vollständige Oxidation des Pyrits und eine vollständige Auflösung der Karbonate Ankerit, Kalzit und Siderit auf, während sich Goethit, Gips und Jarosit neu bilden.

Abstract

Chemical weathering processes in coal mine wastes were investigated on the Brassert heap situated in the Ruhr area. Samples from pits of up to 1 m depth and aged between 1 and 9 years were analysed for mineral composition, pH, acidity and the carbonate, total sulfur and pyrite content. Caused by pyrite weathering pH drops from initial values of about 7 to values of about 3 within a few years after heaping up. This pH-drop is accompanied by an almost complete oxidation of pyrite, a complete dissolution of the carbonate minerals ankerite, calcite and siderite and the formation of goethite, gypsum and jarosite.

Keywords

weathering processes • carbonate • coal mine • Brassert heap • gypsum • pyrite weathering • Ruhr area • Verwitterungsprozesse • Karbonat • Kohlenmine • Halde Brassert • Gips • Pyritverwitterung • Ruhrgebiet • Germany