Das Projekt "Die Abscheidung von Arsen bei der Gewinnung von Nichteisenmetallen aus Magererzen und anderen Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MFC Industrial Holdings AG durchgeführt. Objective: To set up a 'clean technology' in order to prevent arsenic pollution when extracting non ferrous metals from low grade ores and other materials. General Information: Raw materials for the extraction of non-ferrous metals often contain arsenic which must be separated during the metallurgical processing of such materials. When employing the current methods of roasting or smelting of non-ferrous metal containing material, arsenic is volatilised in the form of arsenic oxide and then removed from the off-gas by condensation. Liquid phases are often formed during the condensation of arsenic oxide which can cause blocking of the off-gas duct. The removal of arsenic oxide build-up poses technical problems and is because of its poisonous nature dangerous for the personnel involved. As well, a small part of the arsenic oxide is dissolved in the liquid used for scrubbing the gas. The removal of arsenic from this liquid involves considerable technology. The object of the present work is the development of a process by which the arsenic in the off-gases is converted to arsenic sulphide, which is less volatile than arsenic oxide. As has been shown experimentally the condensation of arsenic sulphide vapour can be carried out by shock-cooling in aqueous solutions.
Das Projekt "Arsen und Fluor in der semiariden Region Chaco, Argentinien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie durchgeführt. Mit der Entwicklung nachweisstarker Analysenmethoden im frühen 19. Jhd. ließ der beliebte Einsatz des Giftes Arsen nach; in den 1990ern kam es aufgrund seiner chronisch toxischen Wirkung zurück in die Schlagzeilen. Als 'biggest mass poisoning in human history' wurden Krebserkrankungen infolge natürlich erhöhter As-Gehalte in Grundwässern Asiens bezeichnet. Einige Länder Südamerikas sind mit ähnlichen Problemen konfrontiert, die bis heute allerdings weit weniger Publicity und Forschungsaktivitäten erzeugt haben. Am LS Analytische Chemie (Prof. Dr. Clara Pasquali) der Universität Santiago del Estero wird seit 2006 zum Thema Wasserqualität mit Fokus auf Arsen geforscht, gefördert durch das Programm 'Voluntariado Universitario'. Die Idee ist, Studenten auf Volontärbasis in Forschungsprojekte einzubeziehen und einen unmittelbaren Nutzen für die Gesellschaft hervorzubringen. Allein in der semiariden Region Chaco steht für 1.2 Mio. Einwohner nur Grundwasser als Trink-, Tränk- und Brauchwasser zur Verfügung. Eine Fläche von 1 Mio. km2 weist As-Gehalte auf, die den Trinkwasser-Grenzwert (10 ug/L) um ein Vielfaches überschreiten. Die Quelle sind Vulkanaschen tertiärer und quartärer Sedimente (As 6-10 mg/kg). Eine Besonderheit dieses vulkanischen Ursprungs sind die gleichzeitig erhöhten Fluorgehalte (-500 mg/kg). Fluor ist interessant, da der Bereich zwischen Essentialität (1 mg/L; Karies-Prophylaxe) und Toxizität (größer als 1.5 mg/L Zahnschädigungen, Knochenverhärtungen) sehr klein ist. Wie erhöhte As- und F-Gehalte gemeinsam wirken, ist unklar. Die Arbeitsgruppe von Prof. Pasquali hat in den letzten Jahren hervorragende Arbeit geleistet in der Umweltbildung, der Förderung interdisziplinären Arbeitens zwischen Studenten verschiedener Studiengänge, des Aufbaus einer Forschungsinfrastruktur und der Charakterisierung von Grund- und Oberflächenwässern hinsichtlich ihrer Nutzung sowie As-Gesamtgehalte. Wie in anderen Gebieten Lateinamerikas aber auch fehlt es an Methoden und Ergebnissen zur As-Speziierung. Diese ist Grundvoraussetzung für die Klärung der As-Mobilität (und damit verbunden der Effizienz von Wasseraufbereitungsmaßnahmen) und -Toxizität. Ein Aspekt, der für die Arbeitsgruppe in Bayreuth hohes Forschungspotential verspricht, ist dabei das mögliche Auftreten von As-F-Komplexen. Hexafluorarsenat (AsF6)- entsteht aus der Reaktion von Arsenat mit Fluorit (einem hydrothermalen Mineral) und ist unter natürlichen Bedingungen stabil. Der bislang einzige Nachweis von AsF6- in der Natur stammt aus Industriewässern. Mit 78-100% des Gesamtarsens dominierte AsF6- dort die As-Speziierung, weit vor den sonst bekannten anorganischen Spezies Arsenit und Arsenat. Nur mit Hilfe einer speziellen chromatographischen Trennung war der Nachweis von AsF6- möglich; mit Standardmethoden blieb es unerkannt. (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilprojekt: Die geochemische Wechselwirkung zwischen Schwertmannit und den Oxoanionen Chromat, Arsenat und Phosphat im Sediment des Restlochs Cospuden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Hydrologie durchgeführt. Die geochemischen Bedingungen, d.h. die niedrigen pH-Werte, sowie die hohen Sulfat- und Eisenkonzentrationen, die in sauren Braunkohle-Restlochseen vorliegen, ermöglichen die Bildung des Eisen(III)-Oxyhydroxysulfates Schwertmannit. Es ist davon auszugehen, dass dieses Mineral eine Pufferfunktion in diesen Gewässern ausübt, indem es den pH-Wert kontrolliert und als Speichermineral für (toxische) Oxoanionen fungiert. Aus diesem Grunde beschäftigt sich dieses Projekt mit der Frage in welchem Ausmaß und in welcher Weise Oxoanionen mit dem Schwertmannit assoziiert sind.
Das Projekt "Teilvorhaben 5: PGE-Mobilisierung in oxidierten und verwitterten Erzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Mineralogie durchgeführt. Es werden Experimente unter definierten Bedingungen durchgeführt, um Parameter zu erhalten, die für die Mobilität und Umverteilung von Platinmetallen (PGE) im oberflächennahen Bereich (Oxidation) von Bedeutung sind. Das metallurgische Ausbringen von PGE in oxidierten Erzen ist bekannterweise sehr niedrig. Dieser Befund ist bedingt durch die Remobilisierung der PGE unter supergenen Bedingungen. Theoretische Studien deuten darauf hin, dass auch die PGE unter oxidierenden Bedingungen und in sauren, Chlorid-reichen Lösungen mobil sind. Gelöstes organisches Material kann ebenso eine wichtige Rolle spielen. Experimentelle Untersuchungen für die PGE fehlen jedoch bisher. Experimente werden mit PGE-haltigen Sulfiden und Telluriden durchgeführt, um die Konzentrationen der PGE in wässrigen Lösungen nach Reaktion mit PGE-haltigen Mineralen zu ermitteln. Die Rolle von Chlor und organischem Material in Lösungen wird ermittelt. Um zu verstehen, welche Phasen die Mobilität von Pt und Pd wesentlich kontrollieren, werden Experimente mit speziellen Mineralphasen durchgeführt, die im Bushveld-Komplex von Bedeutung sind: Sulfide, Telluride oder Arsenide. Die Experimente werden über unterschiedliche Zeiträume durchgeführt und die nach Reaktion mit den Mineralen erhaltenen PGEs in der Lösung werden mit ICP-MS Analysen und Voltametrie untersucht. Die Experimente werden in Kombination mit den Untersuchungen der frischen und oxidierten Erze sowie jener der Übergangszone dazu beitragen zu ermitteln (1) welche PGE-haltigen Phasen bevorzugt oxidiert werden, (2) welche Fluide effizient bei der Mobilisierung der PGE sind, und (3) welche Unterschiede in der Mobilität der verschiedenen PGE existieren.
Das Projekt "Gewinnung von Vanadium aus den Abfallstoffen-Ruecksalz der Bauxit-Verarbeitung, Flugaschen von Kraftwerken, Auslaugerueckstaenden V-haltiger Schlacken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Elektrometallurgie, Werk Nürnberg durchgeführt. Gewinnung von Vanadium aus Ruecksalz, Abtrennung von Phosphat Arsenat, Fluoride. Gewinnung von Vanadium aus Flugaschen durch Roestaufschluss, saurer Laugung, mechanischer Aufbereitungsverfahren. Gewinnung von Vanadium aus Auslaugerueckstaenden auf Basis einer Projektstudie durch Reduktion im Lichtbogenofen auf V-haltiges Roheisen, das auf eine V-Schlacke verblasen werden soll.
Das Projekt "Teilprojekt: Determinanten der Biomeythylierung/-hydrierung von Metall(oiden) beim Menschen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Universitätsklinikum, Institut für Hygiene, Arbeits- und Umweltmedizin durchgeführt. Metall(oid)organische Verbindungen werden nicht nur in verschiedenen Umweltkompartimenten, sondern auch im menschlichen Organismus produziert. Über die Bildung mit Hilfe von Enzymen des endogenen Stoffwechsels hinaus gibt es Hinweise auf eine Produktion methylierter Derivate durch die mikrobielle Flora des Verdauungstraktes. Elementselektivität und quantitative Bedeutung dieser Prozesse sind bisher nicht bekannt. Nach Verabreichung anorganischer Bi- und Se-Präparate an Probanden bzw. der therapeutischen Applikation von Arsenik an Leukämiepatienten soll durch Analysen von Atemluft-, Blut-, Urin- und Stuhlproben ein umfassendes Bild der inneren Belastung mit Organometall(oid)en gewonnen werden. Analog soll bei Patienten verfahren werden, die bei der Entfernung von Amalgamfüllungen erhöhten Hg-Belastungen ausgesetzt sind. Anhand der Ergebnisse dieser Studien sowie von Untersuchungen bei Normalpopulationen und exponierten Kollektiven sollen die gesundheitlichen Risiken abgeschätzt werden, die von den im menschlichen Organismus gebildeten Organometall(oid)en ausgehen.
Das Projekt "Die geochemische Wechselwirkung zwischen Schwertmannit und den Oxoanionen Chromat, Phosphat und Arsenat in Sedimenten saurer Braunkohlerestlochseen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Hydrologie, Limnologische Station durchgeführt. In den Sedimenten saurer Braunkohle-Restlochseen kann sich als Produkt der Pyritverwitterung das Eisen-(III)Oxihydroxisulfat Schwertmannit bilden. Durch seine charakteristische Struktur und der hohen Kristalloberflaeche besitzt dieses Mineral eine hohe Adsorptions- und Substitutionskapazitaet fuer viele, z.T. toxische Stoffe. Dadurch uebt es eine Reinigungsfunktion hinsichtlich dieser Elemente auf das Wasser der Seen aus. Da Schwertmannit jedoch metastabil ist und mit der Zeit in Abhaengigkeit des chemischen Milieus (z.B. bei zunehmender Neutralisierung) in das stabilere Eisenhydroxid Goethit transformiert , kann ein Grossteil dieser Stoffe erneut in Loesung gehen, was zu einem Anstieg dieser Elemente im Seewasser fuehrt. Es wird hier anhand der Oxoanionen Arsenat, Chromat und Phosphat quantitativ das Substitutions- und Adsorptionsverhalten des Schwertmannits untersucht. Dazu wird Schwertmannit im Labor unter unterschiedlichen Bedingungen synthetisiert und an diesen Proben die Adsorption mittels Batch-Versuchen, und die Differenzierung von Adsorption- und Substitution durch FTIR-Spektroskopie und Oberflaechenfaellung bestimmt. Auch die Freisetzung dieser Anionen bei der Transformation soll durch Laborversuche ermittelt werden. Anhand von unterschiedlichen Sedimenten aus Restlochseen des Braunkohleabbaus, in denen sich Schwertmannit gebildet hat, wird ein Vergleich zwischen den Ergebnissen aus der Untersuchung der synthetischen und den der natuerlichen Proben durchgefuehrt.
Das Projekt "Die Rolle des Schwefels im primordialen biochemischen Arsen-Kreislauf - Mono Lake" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie durchgeführt. Leben wie wir es heute kennen, benötigt Phosphor. Arsen, das im Periodensystem unmittelbar darunter liegt, zeigt genügend chemische Ähnlichkeit, dass viele Organismen versuchen, Phosphat durch Arsenat zu ersetzen; für die meisten Organismen ist Arsen aber ein Gift. Kürzlich wurden allerdings vom Mono Lake - einem Arsen- und Sulfid-reichen, Sauerstoffarmen, hypersalinaren See Mikroorganismen isoliert, die Arsenat als Elektronenakzeptor verwenden können. Da der Mono Lake typische primordiale Bedingungen aufweist, stellt sich die Frage, ob As-Metabolisierer ein Indikator dafür sind, dass Arsen vor der Entwicklung der modernen Photosynthese eine wichtige biologische Rolle spielte. Wir vermuten, dass ein solcher früher Arsen-Kreislauf ganz entscheidend durch Schwefel beeinflusst worden wäre. Anstelle einer direkten Oxidation von Arsenit zu Arsenat, schlagen wir vor, dass Arsenit in sulfidischen Environments viel einfacher mit Polysulfiden reagieren kann, sich daraus Thioarsenate bilden, die sich wiederum zu Arsenat umwandeln. Die Identifikation von Reaktionswegen und -raten der Thioarsenatbildung und -umwandlung wird grundlegende Mechanismen des Energiegewinns primitiver Mikroorganismen aufdecken und wichtige Hinweise geben auf die Entwicklung frühen und möglicherweise extraterrestrischen Lebens. Derzeit werden gezielt zwei Organismen untersucht: der anaerobe chemoautotrophe Arsenat-Respirierer MLMS-1 und der fakultative, chemoautotrophe Arsenit-Oxidierer MLHE-1.
Das Projekt "Gewinnung von Vanadium aus den Abfallstoffen-Ruecksalz der Bauxit-Verarbeitung, Flugaschen von Kraftwerken, Auslaugerueckstaenden Va-haltiger Schlacken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Elektrometallurgie, Werk Nürnberg durchgeführt. Gewinnung von Vanadium aus Ruecksalz, Abtrennung von Phosphat Arsenat, Fluoride. Gewinnung von Vanadium aus Flugaschen durch Roestaufschluss, saurer Laugung, mechanischer Aufbereitungsverfahren. Gewinnung von Vanadium aus Auslaugerueckstaenden auf Basis einer Projektstudie durch Reduktion im Lichtbogenofen auf Va-haltiges Roheisen, das auf eine Va-Schlacke verblasen werden soll.
Das Projekt "Einsatz von Organo-Tonen als Adsorber für problematische Anionen in geotechnischen Barrieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Zentrum für Strahlenschutz und Radioökologie durchgeführt. Durch Austausch der anorganischen Zwischenschichtkationen von Tonen gegen bestimmte organische Kationen entstehen sog. Organotone, die in der Lage sind, im Gegensatz zu naturbelassenen Tonen auch anionische Schadstoffe zu binden. Ziel des Vorhabens ist es, durch Auswahl geeigneter Kationen und Tone Organoton-Systeme zu entwickeln, die hinsichtlich folgender Anforderungen optimiert werden sollen: 1. Sorptionskapazität für Anionen, 2. Selektivität für Iodid, Pertechnetat, bzw. Arsenat, Chromat, 3. Stabilität unter simulierbaren Endlager-Bedingungen, 4. Einfache, kostengünstige Herstellung. Nach Auswahl und Herstellung der Organotone und Identifizierung der geeignetsten Systeme durch Sorptionsversuche folgen Untersuchungen zur Stabilität und Sorptionsfähigkeit unter Endlagerbedingungen (salinares Milieu, erhöhte Temperatur). Chemisch-physikalische Charakterisierung, Effekt der Organophilisierung auf die Mikrostuktur u.a. sollen zusätzliche Informationen zur Langzeitstabilität liefern. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen unmittelbar in die Planungen zur Realisierung geotechnischer Barrieren bei Endlagerung nuklearer und chemisch-toxischer Materialien einfließen.
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