Verfahren zur Hydratisierung von Anhydrit

von
Dipl.-Min. Dr. Gerald Dehne
GEOTEKT GbR, Bad Sachsa

Gips ist ein wesentlicher Rohstoff für die Herstellung von zahlreichen Produkten. Beispielsweise dient der Gips der Produktion von Gipsbindemitteln, die in verschiedenen Industriebereichen Verwendung finden. Neben dem hauptsächlichen Einsatz in der Bauindustrie werden aber auch hochqualitative Spezialgipse für Verband-, Orthopädie- und Dentalgipse, als Formgips in der Dachziegel-, Keramik-, Gießerei- und Porzellanindustrie und nicht zuletzt als Füllstoffe in der Lebensmittelindustrie benötigt.

Basierend darauf, dass vornehmlich die Spezialgipse aufgrund der technologischen Anforderungen nicht durch so genannte REA-Gipse (REA =Rauchgasentschwefelungsanlage) und andere synthetische Gipse (z. B. Nebenprodukte bei der Herstellung organischer Säuren) ersetzt werden können, ist man auf natürliche, hochwertige Ressourcen angewiesen. Da aber beispielsweise die Gipsvorkommen des Südharzes in einer durch eine einzigartige Karstmorphologie (Höhlen, Erdfälle, Bachschwinden, Karstquellen etc) geprägten Landschaft liegen, die weiterhin eine meist seltene, gipskarstspezifische Flora und Fauna aufweist, sind Konflikte zwischen den ökonomischen (Gipsabbau) und den ökologischen Interessen (Erhalt der Karstlandschaft) unausweichlich.

Gips bildet sich in geologischen Zeiträumen, d. h. in 102 bis 106 Jahren, aus Anhydrit:

Anhydrit (CaSO4) + Wasser ( 2 H2O) → Gips (CaSO4 x 2 H2O)

Die beispielsweise im Südharz vorkommenden Sulfatkomplexe (Gips- und Anhydritgestein) weisen Mächtigkeiten von mehreren 100-Metern auf. Der sich durch den Einfluss des Oberflächenwassers gebildete "vergipste" Horizont erscheint jedoch nur als wenige Meter im Höchstfall wenige 10er-Meter dicke "Haut" auf dem Anhydritgestein. An der Tatsache, dass beispielsweise in Niedersachsen von den 1,6 Mio. t (2002) an Gips- und Anhydritgestein nur ca. 15 % in Form von Anhydrit an die Zementindustrie geliefert wurde, ist klar erkennbar, dass hauptsächlich die "dünne Haut" der Gipsschicht das Interesse der Industrie findet.

Dies bewirkt, dass nach Abbau der Gipsschicht die freigelegte Anhydritoberfläche wieder mit den vorher abgeschobenen Oberboden- und Abraummassen einplaniert wird, um sie sodann zu rekultivieren. Diese Vorgehensweise beruht darauf, dass sich Anhydritgestein zwar im geologischen Umfeld durch Wasseraufnahme spontan, aber extrem langsam (102 bis 106 Jahre; s. o.) umwandelt. Insofern kann die Gipsindustrie aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten selbstverständlich nicht darauf "warten", dass sich der durch den Abbau freigelegte Anhydrit durch Wasseraufnahme wieder in Gips umgewandelt hat.

Auf den nachfolgenden Seiten wird ein Verfahren dargestellt, welches die Möglichkeit einer extrem beschleunigten Hydratisierung von Anhydrit vor Ort, also im Steinbruch, zum Ziel hat. Dieses Verfahren wurde als Projekt zwischen dem Spezialgipswerk BPB Formula GmbH / Walkenried (www.bpbformula.com), dem Forschungszentrum Karlsruhe (www.fzk.de) und der GEOTEKT GbR / Bad Sachsa (www.geotekt.de) entwickelt.

Ausgangsparameter für dieses Verfahren sind der Einsatz von wässrigen Lösungen von Salzen ein- und zweiwertiger Metalle als Beschleuniger für die Hydratisierung und die sprengtechnische Herstellung von geeigneten Anhydritgranulaten direkt im Steinbruch.

Über den zeitlichen Verlauf des Projektes wird kontinuierlich auf dieser Seite berichtet.

[ Das Verfahren in einer Bilderfolge mit Kurzvideos ]

[ oder eine Zusammenfassung als PDF ]