Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Innerhalb dieses Teilprojektes soll die bestehende Schwertmannitherstellungstechnologie so angepasst werden, dass im Anschluss des Projektes eine Produktion von Schwertmannit und Adsorbenzien im Industriemaßstab erfolgen kann. Die Schwertmannitsynthese ist dafür so umzustellen, dass Schwertmannit mit gleichbleibender Qualität und in ausreichender Menge hergestellt werden kann und eine effiziente Gewinnung (geringerer Energieverbrauch) und Weiterverarbeitung erfolgen kann. Ziel ist weiterhin, die Herstellungstechnologie für die Adsorbenzien in Zusammenarbeit mit der UBIG GmbH so zu optimieren, dass eine gleichbleibende hohe technische Qualität der Produkte (Adsorptionskapazität und Adsorptionskinetik und Abriebfestigkeit) erreicht wird. Für das Erreichen der Ziele ist eine teilweise Umgestaltung und Erweiterung der bestehenden Pilotanlage geplant. Dies beinhaltet die Vergrößerung des Oxidationsraumes für die Erhöhung der Schwertmannitausbeute und Qualität und die Senkung des Energieverbrauches für Belüftung und Umwälzung durch ein alternatives Belüftungsverfahren. G.E.O.S. unterstützt die UBIG GmbH bei der Optimierung der Adsorbenzienherstellung durch Erfahrungen und Erkenntnisse aus den Vorgängerprojekten und konzipiert und begleitet die Pilotversuche zur Anwendung bei den Praxispartnern. Eine Bilanzierung der gesamten Produktionskette bis hin zur Auswertung der Anwendungstests am Projektende soll Aufschluss über die Wirtschaftlichkeit der entwickelten Produkte geben.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Hydrologie durchgeführt. In dem vom BMBF geförderten Projekt SURFTRAP II der Antragsteller wurden aus dem Reststoff Schwertmannit filterstabile Adsorbenzien hergestellt und deren hervorragende Eignung zur Abtrennung von Arsen aus Wässern im Labormaßstab unter Beweis gestellt. Gegenstand des Forschungskonzeptes 'SAWA / Teilprojekt UBT soll es daher sein, mit der abortiven Konzeption und wissenschaftlichen Begleitung eines Pilotversuches zur Behandlung von Chrom-bzw. Antimon-haltigen Industrieabwässern mit Schwertmannit-Adsorbenzien deren Praxistauglichkeit nachzuweisen. Die Arbeiten der UBT bestehen aus dem Arbeitspakete(AP) III des Verbundprojektes. Hier soll in der Teilaufgabe (TA) III/1 eine laborative Konzeption des Pilotversuches zur Chrom- bzw. Antimon-Elimination aus Industrieabwässern erfolgen, wobei verschiedene Wässer der Kooperationspartner getestet werden. TA III/2 umschließt Konzeption und wissenschaftliche Begleitung dieses Pilotversuches, TA III/3 die instrumentelle Analytik. In TA III/4 und erfolgt die Auswertung, Bilanzierung und Berichtserstellung.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UBIG Umwelttechnologische Beratungs-, Produktions- und Immobiliengesellschaft mbH durchgeführt. Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens SAWA besteht in der Entwicklung und Optimierung geeigneter Verfahren zur Herstellung von Schwertmannit-Adsorbenzien sowie ihrer Testung zur Abtrennung von Arsen, Antimon, Chrom, Vanadium, Selen, Molybdän und Chrom aus Industrie- und Bergbauwässern im Labor- und Pilotmaßstab. Die Zielstellung des von der UBIG mbH bearbeitetet Teilprojektes besteht in der Entwicklung und Optimierung geeigneter Verfahren zur Herstellung von Schwertmannit-Adsorben, die sowohl eine hohe Beladungskapazität für die betrachteten Anionen besitzen, als auch hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Kinetik der Beladung und der Deponierbarkeit der beladenen Granulate und ihres Preises den Anforderungen in der Wasserbehandlung gerecht werden. UBIG mbH produziert Adsorbenzien für die Abtrennung von Arsen und Radium und weiteren Schwermetallen aus Wässern auf der Basis von Titan- und Bariumoxid. Im Unternehmen vorliegenden Erfahrungen und das vorhandene Technikum bilden die Basis für die Projektarbeiten. Bei der Herstellung werden zwei prinzipielle Lösungsansätze verfolgt:1. Vermischen des feuchten Schwertmannits mit Klebern, Trocknen des Mischgutes bei gleichzeitiger Vernetzung des Klebers, Brechen des getrockneten Materials und Gewinnung der Nutzfraktion durch Siebung 2. Pressen des feuchten Schwertmannits bei hohem Druck zu Briketts, Brechen der Briketts und Gewinnung der Nutzfraktion durch Siebung. Variiert werden Klebertyp, Feuchtigkeit und Temperatur.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Ziel Verbundprojekt: Es wird die Gewinnbarkeit strategischer Spurenelemente, in Kombination zu anderen Wertstoffphasen, für relevante chilenische Bergbaualtablagerungen untersucht. Es ist somit Hauptziel diese Gewinnbarkeit in Kombination zur umweltschonenderen Verwahrung der Restmaterialien aufzuzeigen. Ziel Teilprojekt: - Anhand der Ergebnisse zum Potenzial strategischer Spurenelemente sind erfolgver-sprechende Technologien zu deren Gewinnung in bestehende Verfahrensabfolgen zu integrieren. - Die Entwicklung praktikabler, nachhaltiger Methoden zur umweltschonenden Verwahrung anfallender Restmaterialien (geochemische Barrieren). - Ausweisung kombinierter biologisch-chemischer Verfahren der Wasserbehandlung zur Abtrennung von Schadstoffen und zur Gewinnung vermarktungsfähiger Wertstoffkonzentrate (insbesondere strategische Metalle). Arbeitsplan Teilprojekt: - Laborversuche zur Verbesserung der Aufbereitung (mechanischer, magnetischer und hydrometallurgischer Ansatz) mit Erz & Stein und UVR-FIA. - Standortcharakterisierung für Abstrombereiche und Ausweisung relevanter Materialien für geochemische Barrieren. - Detailkonzepte für geochemische Barrieren mit basischen Materialien und eisenhaltigen Komponenten. Dies einerseits zum Einbau in Abstrombereiche, andererseits zur Einbringung bei der Umlagerung von Halden. - Übertragung der eigenen europäischen Erfahrungen zu Wasserbehandlungsmaßnahmen auf die chil. Gegebenheiten. - Testung der Verfahrensführung zur Schwertmannitfällung, verknüpft mit der Rückgewinnung von Wertmetallen.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Hydrowissenschaften, Institut für Grundwasserwirtschaft durchgeführt. In dem vom BMBF geförderten Projekt SURFTRAP II der Antragsteller wurden aus dem Reststoff Schwertmannit filterstabile Adsorbenzien hergestellt und deren hervorragende Eignung zur Abtrennung von Arsen aus Wässern im Labormaßstab unter Beweis gestellt. Gegenstand des Forschungskonzeptes 'SAWA / Teilprojekt TUD soll es daher sein, mit der laborativen Konzeption und wissenschaftlichen Begleitung eines Pilotversuches zur Behandlung von Arsen- bzw. Antimon-haltigen Deponie- oder Bergbauwässern mit Schwertmannit-Adsorbenzien deren Praxistauglichkeit nachzuweisen. Weiterhin sind laborative Untersuchungen zu weiteren Verwertungsmöglichkeiten der Schwertmannit-Adsorbenzien sowie zur Deponierbarkeit Schadstoff-beladener Adsorbenzien geplant. Die Arbeiten der TUD konzentrieren sich auf die Arbeitspakete(AP) IV und V des Verbundprojektes. Im AP IV erfolgt in der Teilaufgabe(TA) IV/1 eine laborative Konzeption des Pilotversuches zur Arsen- bzw. Antimon-Elimination aus Deponie- und Bergbauwässern, wobei verschiedene Wässer der Kooperationspartner getestet werden. TA IV/2 umschließt Konzeption und wissenschaftliche Begleitung dieses Pilotversuches, TA IV/3 die instrumentelle Analytik. Im AP V / TA V/1 sind umfangreiche Untersuchungen zum Adsorptionsverhalten der neuen Adsorbenzien gegenüber anderen toxischen Anionen geplant, in der TA V/2 soll die Deponierbarkeit schadsstoff-beladener Adsorbenzien geprüft werden. In TA IV/4 und VA erfolgt jeweils Auswertung und Berichtserstellung.
Das Projekt "TV 6: Ganzheitliche Nutzung wertstoffhaltiger Schlacke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Das Gesamtprojekt umfasst technische Lösungen zur Rückgewinnung von wirtschaftsstrategischen Elementen und Wertmetallen an chilenischen Standorten. Im Teilvorhaben 6 sollen Technologien entwickelt werden, um eine möglichst ganzheitliche Nutzung wertstoffhaltiger Schlacken zu erreichen. Chilenische Kupferschlacken enthalten neben Cu, Mo, Zn und anderen nutzbaren Metallen auch große Mengen an Fe(II) und SiO2. Sowohl die Metalle, als auch die Hauptbestandteile lassen sich physikalisch und chemisch aufschließen und gewinnen. Aus dem Hauptbestandteil Fe(II) soll ein Verfahren zur Herstellung des Wasserhilfsstoffes Schwertmannit entwickelt werden. Schwertmannit eignet sich hervorragend für die Eliminierung von Oxoanionen von As, Mo, V, P und Cr aus Abwässern und Prozesswässern. Die Elemente stellen in der Industrie und Bergbau Chiles Problemstoffe in den Abwässern dar. Mit dem Vorhaben sollen die Technologien entwickelt werden, um aus dem Abfallprodukt Kupferschlacke entsprechende Stoffe zu produzieren, die eine Reinigung der Abwässer von Oxoanionen ermöglichen. Gleichzeitig fallen dabei, schon angereichert und aufgeschlossen, die noch in der Schlacke vorhandenen Wertmetalle an, welche über geeignete Verfahren zusätzlich gewonnen werden sollen. Nachdem verschiedene Schlacken Chiles auf ihre Eignung zur Herstellung von Wasserhilfsstoffen und Wertmetallgewinnung über chemische und mineralogische Charakterisierung geprüft wurden, werden Zerkleinerungs- und Laugungsverfahren entwickelt, die möglichst optimale Aufschlussbedingungen für das genannte Vorhaben ermöglichen. Bei den geplanten Prozessen entstehen Laugungslösungen und Reststoffe. Aus den Lösungen werden einerseits die gelösten Wertstoffmetalle extrahiert, andererseits werden die Fe(II)-reichen Lösungen mikrobiell zum Wasserhilfsstoff Schwertmannit umgesetzt. In den verbleibenden festen Reststoffen reichern sich Mo und Cu an, welche über pyro- und hydrometallurgische Verfahren gewonnen werden können.
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 "Vorhaben: AS-Eliminierung aus Bergbauwässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Die existente Pilotanlage zur biotechnologischen Synthese von Schwertmannit (Sh) soll technologisch und hinsichtlich der Wachstumsbedingungen der Mikrobiozönose optimiert werden, damit hohe Raum-Zeit-Umsatzraten im Dauerbetrieb erreichbar werden. Gleichzeitig soll die Pilotanlage genutzt werden, um Schwertmannit herzustellen und daraus durch Aufbereitung / Veredlung Wertprodukte zu erzeugen, die für eine Immobilisierung von Schadstoffen geeignet sind. Die Ergebnisse des Vorhabens sollen die Voraussetzungen schaffen, dass die Schwertmannit-Synthese als Prozess in der Grubenwasserreinigung technisch anwendbar wird und der dabei anfallende Schwertmannit einer Verwertung zugeführt werden kann.
Das Projekt "Untersuchung der Neutralisierungsprozesse in Sedimenten saurer Braunkohletagebaurestseen zur Abschaetzung der Langzeitentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Hydrologie, Limnologische Station durchgeführt. In fuenf verschiedenen sauren Restseen einer Restlochkette des ehemaligen Tagebaugebiets Plessa/Gruenewalde wurden verschiedene geochemische und mikrobiologische Aspekte hinsichtlich der Frage der Langzeitentwicklung der Gewaesserguete untersucht. Hauptaugenmerk wurde auf den Restsee 77 gelegt, der im unmittelbaren Abstrom hochmineralisierten Kippenwassers liegt und den Beginn der Seenkette markiert. Die anderen Seen sind ueber ein Grabensystem mit dem Restsee 77 verbunden. Ein gutes Mass fuer die Menge an Aziditaet, die in den Sedimenten der Restseen neutralisiert wurde, ist der Gehalt an reduziertem Schwefel, der sich im Sediment akkumuliert hat. Dieser nimmt mit zunehmender Entfernung zu den Kippen zu. Im selben Masse sinkt auch die Aziditaet des Seewassers, d.h. die Basenpufferungskapazitaet. Ausschlaggebend fuer die im Sediment akkumulierte Menge an reduziertem Schwefel ist der Eintrag von dreiwertigem Eisen in das Sediment, da dadurch der Elektronenfluss im Sediment entscheidend beeinflusst wird. Im Restsee 77, dem am staerksten vom Eiseneintrag gepraegten See, wirkt sich dies auf zweierlei Weise aus: Zum einen bildet sich ein stabiler Eisenkreislauf an der Sediment-Wasser-Grenzschicht aus, der permanent Aziditaet generiert und damit die mikrobielle Sulfatreduktion unterdruekt. Zum anderen findet in der darunter liegenden Zone der Sulfatreduktion eine anaerobe Oxidation von Sulfid an Eisenoxiden statt, die einer Fixierung von Sulfidschwefel entgegen wirkt. Einen ganz entscheidenden Einfluss auf den Saeure-Base-Haushalt von Restsee 77 hat die Bildung von Schwertmannit im See, einem Eisenoxihydroxosulfat, der als Aziditaetsspeicher absedimentiert und seine Aziditaet durch Transformation zu Goethit im Sediment wieder abgibt. Durch diese Protonenpumpe erfolgt eine zusaetzliche Stabilisierung der metabolischen Aktivitaet auf der dissimilatorischen Eisenreduktion, so dass auch langfristig nicht mit einer nennenswerten Eisensulfidbildung im Sediment zu rechnen ist. Aus diesem Grunde wird auch in Zukunft Restsee 77 eine hohe Konzentration alt Aziditaet aufweisen. Im Gegensatz dazu ist sowohl die Sulfidakkumulation als auch die Sulfatreduktion in den im Abstrom gelegenen Restseen deutlich ausgepraegter. Trotz des Mangels an biologisch verfuegbaren Kohlenstoffs entspricht die Neutralisationsrate Werten, wie sie auch in anderen, durch atmosphaerische Saeureeintraege gepraegten Seen beobachtet wurden. Dies ist nach unserer Einschaetzung auf die Retention von Eisen im Restsee 77 zurueckzufuehren, so dass die fuer diesen See beobachteten Folgen des Eiseneintrags in den abstromig liegenden Seen, denen zusaetzlich weniger mineralisiertes Grundwasser zufliesst, deutlich vermindert sind. Diesen Effekt koennte man nach unseren Untersuchungen noch erheblich steigern, wenn man den Eisenfluss in die abstromigen Seen weiter verringert. Wir schlagen daher eine gezielte Rueckhaltung von Eisen im Restsee 77 vor.
Das Projekt "Vorhaben: Entwicklung von filterstabilen und porösen Schwertmannit-Agglomeraten - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung filterstabiler Schwertmannit-Agglomerate, die eine möglichst hohe Sorptionskapazität aufweisen. Dazu sind geeignete Rezepturen zu entwickeln und die Herstellungsbedingungen zu optimieren. Ergänzend zu den Ergebnissen des Projektes SURFTRAP wird der Einsatz eines Wirbelbettreaktors zur Steigerung der spezifischen Oxidationsleistung getestet. Gleichzeitig wird dieser Reaktor dazu benutzt, um poröses Trägermaterial mit Schwertmannit zu füllen, um auf diese Weise filterstabile Schwertmannit-Agglomerate zu erhalten. Außerdem erfolgt eine systematische Auswahl sowohl organischer als auch anorganischer Bindemittel zur Herstellung von filterstabilen Agglomeraten. In Abstimmung mit den Ergebnissen der Sorptionstests, die beim Vorhabenspartner Universität Bayreuth durchgeführt werden, erfolgt eine Optimierung der Rezepturen und Herstellungsbedingungen. Alternativ zu der Verwendung von Bindemitteln zur Agglomeratherstellung wird die Methode der Trockenpressverdichtung getestet und die Sorptionseigenschaften der dabei gebildeten Schwertmannitprodukte ermittelt.
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