Metallentfernung mittels biogener Karbonate

Im Rahmen dieses Projektes soll das Verwendungspotential von simultanen Auflösungs- und Ausfällungsprozessen für die Eliminierung von Metallen aus verunreinigten Böden und Abwässern durch biogenen Aragonite (CaCO 3 ) gemäß folgender Pauschalreaktion CaCO3 + Me 2+ => MeCO3 + Ca2+ untersucht werden. In der Vergangenheit wurden bereits erfolgreich anorganische Karbonatfilter (Kalzit, CaCO3 ) für die Metallentfernung verwendet. Neue Ergebnisse zeigen, dass die Kalzitoberflächen schon nach kurzer Zeit vollständig von Otavit (CdCO 3 ) bedeckt sind. Hierdurch wird die simultane Auflösung und Ausfällung unterbrochen. Dies führt zu sehr geringen Bindungskapazitäten und dementsprechend hohen Abfallkosten. Im Gegensatz zu Kalzit setzen sich natürliche Muschelschalen aus einer Vielzahl von Aragonit-Mikrokristallen zusammen. Diese beinhalten sehr hohe spezifische Oberflächen mit hoher Reaktivität. Die Aragonit-Mikrokristalle induzieren an zahlreichen Keimen eine Neubildung von isoliert aufwachsenden Cadmiumcarbonatkristallen und ermöglichen eine mehr als 100-fach höhere Metall-Eliminierungsrate im Vergleich zum anorganischen Kalzit. Vorversuche deuten darauf hin, dass ein analoges Verhalten für Zink (Zn) und Blei (Pb) an Aragonitoberflächen von Muschelschalen zu erwarten ist. Darüber hinaus stellen die weitaus effektiveren Muschelschalen ein Abfallprodukt in vielen Ländern dar und könnten demnach sehr gut mit vielen anderen mineralischen Phasen zur Metallausfällung konkurrieren. Der dargestellte Prozess könnte in drei verschiedenen Bereichen zum Einsatz kommen: a) Anwendung der aragonitischen Muschelschalen als Filtermaterial in hydrogeologischen Barrieresystemen, b) Anwendung als Filterbettmaterial zur selektiven Reinigung von metallhaltigen Abwässern mit partieller Rückgewinnung und c) Verwendung als Keim zur Ausfällung von Metallkarbonaten mittels Soda- Zugaben (Na2 CO 3 ). Über das bereits laufende Forschungsprojekt "Zero Emission Retrofitting Method for Existing Galvanizing Plants" (ZERMEG, FRESNER, 2003) besteht der Zugang zu einer großen Anzahl von relevanten Industrieabwassern und darüber hinaus auch zu metallreichen Deponiesickerwassern. Diese Studie ermöglicht es, relevante Abwässer auszuwählen, die Schlüsselprozesse der Metallreduzierung sowohl im Hinblick auf die zu erzielenden Grenzwerte der Abwässer als auch auf die Wirtschaftlichkeit des Fällungsprozesses auszuarbeiten und zu optimieren.