Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In den stillgelegten Kaligruben Mitteldeutschlands mu\u00df zur Vermeidung gro\u00dffl\u00e4chiger Absenkungen des Deckgebirges mit potentieller Beeintr\u00e4chtigung \u00fcbert\u00e4giger Einrichtungen Versatz eingebracht werden. Dazu k\u00f6nnen neben bergbaueigenem Material auch Abf\u00e4lle als Versatzstoffe verwendet werden. Ziel des Projektes war die Auswahl und Untersuchung potentiell in Frage kommender Abf\u00e4lle, die Entwicklung von Rezepturen zur Umwandlung von Abf\u00e4llen in Versatzbaustoffe sowie Verfahren zur Verfestigung und Verbringung in die zu sichernden Kaligruben.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Projektbearbeitung erfolgte in acht Arbeitspaketen (AP).<\/p>\n
AP1:\tUntersuchung des Aufkommens und Auswahl der in die Untersuchungen einzubeziehenden Abf\u00e4lle
\nAP2:\tKonkretisierung der generellen geologischen Rahmenbedingungen f\u00fcr ein typisches Grubengeb\u00e4ude (Vorrang: Carnallititbergbau)
\nAP3:\tChemische Analyse der in AP1 festgelegten Abf\u00e4lle auf Haupt-, Neben- und organische Bestandteile
\nAP4:\tErarbeitung von Vorschl\u00e4gen f\u00fcr die Konditionierung von Abf\u00e4llen unter Beachtung physikochemischer Aspekte
\nAP5:\tDurchf\u00fchrung von Verfestigungsversuchen mit festen, past\u00f6sen und fl\u00fcssigen Abf\u00e4llen im Laborma\u00dfstab
\nAP6:\tGeotechnische Untersuchungen an unverfestigten und verfestigten Probek\u00f6rpern
\nAP7:\tBestimmung des Elutionsverfahrens an ausgew\u00e4hlten Probek\u00f6rpern
\nAP8:\tZusammenfassende Bewertung der Verfestigungsprodukte auf ihre geotechnische Eignung als Versatzmaterial<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
F\u00fcr die Untersuchungen wurden beispielhaft 3 feste, 3 past\u00f6se und 2 fl\u00fcssige Abf\u00e4lle ausgew\u00e4hlt. Die analysierten Element- bzw. Ionengehalte zeigen eine \u00dcberschreitung der Zuordnungswerte Voa f\u00fcr Feststoffe entsprechend den Technischen Regeln f\u00fcr den Einsatz von bergbaufremden Reststoffen als Versatz.
\nDie Untersuchungsbedingungen waren an die geogenen Verh\u00e4ltnisse einer Verbringung im Versatzraum Kaligrube und Anwendung hydromechanischer Versatzverfahren anzupassen.
\nZur Konkretisierung der generellen geologischen Rahmenbedingungen der S\u00fcdharz-Kaligruben sind Bestandsaufnahmen der geologischen Lagerst\u00e4ttenbedingungen, der bergbaulichen Verh\u00e4ltnisse, der gebirgsmechanischen Bedingungen sowie Untersuchungen zur bergbauinduzierten Seismizit\u00e4t eingeflossen. Abgeleitet aus der Dringlichkeit des Versatzeinbringens wurden die Grubenfelder typisiert.<\/p>\n
Die Besonderheit des Salinars als Wirtsgestein, insbesondere die Wasserl\u00f6slichkeit der Salzminerale erfordert eine Umwandlung des mit dem Abfall eingef\u00fchrten Wassers in eine gegen\u00fcber dem Salzgestein indifferente Form. Zur Wasserbindung wurden folgende M\u00f6glichkeiten gepr\u00fcft:<\/p>\n
–\tUmwandlung von Wasser in indifferente mehrkomponentige Gleichgewichtsl\u00f6sungen,
\n–\tEinbindung von Wasser im Stoffsystem durch Bindung als Kristallwasser,
\n–\tEinbindung des Wassers in eine Feststoffmatrix unter Einbeziehung von anorganischen Bindebaustoffen,
\n–\tUmwandlung des Wassers in eine MgCl2-L\u00f6sung und Verfestigung mittels Sorelzementen auf Magnesit- bzw. Dolomitbasis.
\nF\u00fcr die Untersuchungen zur Wasserimmobilisierung wurden als Modellsubstanzen Na-, Ca- und Mg-Salze sowie NaCl-, CaCl2- und MgCl2-L\u00f6sungen eingesetzt. Die Feststoffkonditionierung mit elektrolythaltigen Anstellfl\u00fcssigkeiten f\u00fchrt gegen\u00fcber vergleichbaren Systemen mit Wasser als Konditionierungsmittel zu anderen Hydratationsstufen, in einigen F\u00e4llen zu nicht erwarteten Reaktionsprodukten. In Abh\u00e4ngigkeit vom Stoffbestand im Gesamtsystem werden unterschiedliche Fl\u00fcssigkeitsbindekapazit\u00e4ten erreicht.<\/p>\n
Aufbauend auf den Ergebnissen mit Modellsubstanzen sind beispielhaft Rezepturen f\u00fcr den hydromechanischen Versatz entwickelt worden. Unter Einbeziehung von festen, past\u00f6sen und fl\u00fcssigen Abf\u00e4llen sowie salinaren L\u00f6sungen und anorganischen Bindemitteln erweisen sich zwei Grundrezepturen als universell anwendbar:<\/p>\n
–\teine neutrale Matrix (unter Einbeziehung von MgO-haltigen Stoffen)
\n–\teine alkalische Matrix (unter Einbeziehung von Zement)
\nF\u00fcr geomechanische Untersuchungen sind ausgew\u00e4hlte Versatzmischungen bereitgestellt worden. Die Me\u00dfwerte zeigen, da\u00df die aus Abfall hergestellten Mischungen nicht als Hohlraumf\u00fcller, sondern als Versatzbaustoffe zu bewerten sind.<\/p>\n
Die Eluierbarkeit der Schwermetalle wird vom Verfestigungsgrad der Versatzmischung und vom eingesetzten Elutionsmittel bestimmt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ver\u00f6ffentlichung der gesamten Ergebnisse erfolgt in Form des Abschlu\u00dfberichtes. Erste Teilergebnisse des Projektes sind ver\u00f6ffentlicht worden in:
\nBrasser, Th., Miehe, R., Krauke, W., Wagner, H.
\nM\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Verbringung von fl\u00fcssigen und past\u00f6sen Abfallstoffen in Untertagedeponien im Salzgestein
\nGl\u00fcckauf 132 (1996) Nr. 7, S. 322 – 327
\nEine Weiterf\u00fchrung des Vorhabens ist nicht vorgesehen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die im Projekt erzielten Ergebnisse zeigen, da\u00df die Abf\u00e4lle als Zwangsanfallprodukte in ihrer stofflichen Zusammensetzung starken Schwankungen unterliegen. Es werden die Rahmenbedingungen f\u00fcr eine Konditionierung von Abf\u00e4llen mit elektrolythaltigen L\u00f6sungen unter Beachtung der geogenen Bedingungen der Kaligruben Mitteldeutschlands abgesteckt und allgemeing\u00fcltige Aussagen zur Rezepturgesteltung unter Einbeziehung ausgew\u00e4hlter Abfallgruppen getroffen. Die geochemischen und geomechanischen Eigenschaften der Versatzmischungen k\u00f6nnen durch die Rezepturgestaltung zielgerichtet beeinflu\u00dft werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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