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Angewandte Geologie (Fach) / Vorlesung 3 (Lektion)
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- Nennen Sie die einzelnen Schritte bei der Produktion der Metalle. Brechen: Gestein bis zu einer erforderlichen Partikelgröße brechen Mahlen: mit Wasser in Autogenmühlen zu einer Suspension mahlen; unter 300 µm Klassieren: Aufteilung in unterschiedliche Kornklassen Flotation: Hauptverfahren zu Produktion von Metallen; Flotationsmittel (die, die Flotation beeinflussen) sind Chemikalien, oft in geheimer Zusammensetzung aus an- und organischen Materialien (geheim). Diese beeinflussen die Benetzbarkeit des Materials/Schlamms; Größe der Mineralphasen; Benetzungsunfähigkeit (Hydrophobie) und Affinität zu Luft machen Flotation möglich Filtration: im Vakuum entwässert das Konzentrat Trocknung, Lagerung, Ablagerung der übrigen Minerale auf Halden/Verfüllung
- Was verstehen Sie unter Flotation? physikalisch-chemisches Trennverfahren, für feinkörnige Feststoffe aufgrund unterschiedlicher Oberflächenbenetzbarkeit der Partikel, mit speziellen anorganischen und/oder organischen Substanzen, den Flotationsmitteln Dabei macht man sich zunutze, dass Gasblasen sich leicht an hydrophobe, d. h. durch Wasser schwer benetzbare Oberflächen anlagern und den Partikeln Auftrieb verleihen, so dass diese schwimmen. Das Verfahren wird beispielsweise im Bergbau als Aufbereitungsverfahren eingesetzt, um Erze und Gangart in einer wässrigen Aufschlämmung (Suspension) zu trennenDabei werden Luftblasen werden abgeschöpft an denen das mineralische Konzentrat haftet.
- Erklären Sie den Begriff Flotationsmittel. chemische Substanzen, die die Flotation erleichtern, indem sie die Benetzbarkeit verschiedener Minerale verbessern, die Schaumbildung und Stabilität des Schaumes erhöhen sowie die Selektivität steuern (Schäumer bzw. Sammler). Drücker (anorganische Verbindungen, z. B. Kalk) ermöglichen das Ausschwimmen einer einzigen Komponente und zwingen die übrigen zum Verbleib in der Suspension Beleber oder Aktivatoren (Mineralsäuren, Salze) machen vorher gedrückte Komponenten wieder ausschwimmbar
- Was verstehen Sie unter Tailings? bezeichnet im Bergbau feinkörnige Rückstände aus der Aufbereitung von Erzen, die in Form von Schlämmen vorliegen.Sie werden an den Entstehungsorten, d. h. an den Minen bzw. Weiterverarbeitungsstätten, in großen, meist mit Dämmen abgetrennten Becken oder Schlammteichen gelagert, was je nach Inhaltsstoffen bei unsachgemäßer Lagerung einen hohen Gefährdungsgrad für die Umwelt aufweisen kann.
- Beschreiben Sie die Umweltauswirkungen von Tailings. Endprodukte werden in ein Tal oder Steinbruch geleitet bzw. Staudämme werden angelegt --> diese Staudämme könnten brechenGrundwasserverschmutzung --> das Wasser ist höchstkonterminiert --> das Wasser wird durch die Kompaktion der Sedimente heraus getrieben und kann ins Grundwasser gelangenAtmosphärische Auswirkungen - durch Wind wird das Material in die Umwelt transportiert
- Was verstehen Sie unter Trockenverwahrung von Tailings, was unter Nassverwahrung? Trockenverwahrung: Wasser abgepumpt & abgedeckt Nassverwahrung: unter Wasser ist Oxidation stark limitiert - Kalkbeimischungen als Puffer, damit kein saurer pH-Wert entsteht u. mehr Schwermetalle gelöst werden, d.h. reduzierter Sauerstoff u. pH-Wert-Erhöhung erfolgt
- Welche Umweltsauswirkungen haben Bergwerke, aus denen Sulfidvererzungen gewonnen wurden? (Beispiel Hanes, Rumänien) Eisenausfällungen zementieren den Boden, Versauerung von Flüssen u. Seen --> Acid Main Drainageelementares Eisen als geochemische Barriere eingebautkontaminiert GW
- Welche Umweltauswirkungen haben die Schmelzhütten (smelter)? (Beispiel Zlatna, Rumänien) Bleiproduktion -->Vernichtung der Vegetation im Umland, dadurch kommt es zur Bodenerosion --> Bodenvernichtung!
- Welche Umweltauswirkungen gibt es in der ehemaligen Uranbergbauregion Ostthüringens? Bergwerk hat 3000 km Streckung die Untertage ist - 40 km2Absinken der ErdeGrundwasser fließt in Bergwerk - acid mine drainage - Lost Area, d.h. saure Grubenwässer, Wasser mit hohen Gehalt an SchwermetallenMaterial oxidiert weiterTailingsLöslichkeit von Uran unter reduzierten und oxidierten Bedingungen
- Wie gestaltet sich die Löslichkeit von Uran unter reduzierenden und oxidierenden Bedingungen? Reduziert: U6+ (Uran) zu U4+ (Uraninit) wenn organisches Material die Ionenverbindungen reduziert Oxidiert: U4+ zu U6+ - Uran wird dann mobil wenn es mit Sauerstoff in Kontakt kommt und von 4-wertigem Uran zu 6-wertigem Uran oxidiert wird
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- Was ist das Problem mit dem Gessenbach bei Ronneburg? Hochontaminiert & mit Schwermetallen aus Bergwerk belastet, da das hochkonterminierte Grundwasser aufsteigt und in den Gessenbach fließt, somit werden die Schwermetalle in die „Welt“ getragen. Das konterminierte GW muss aufbereitet werden. Die Schwermetalle infiltrieren in Untergrund. Es kommt zur Bildung neuer sulfidische Lagerstätten. Zudem sind die Nickelwerte sehr hoch - größtes Problem. Es kommt zu Lost Areas - Bereiche die für den Menschen / von den Menschen nicht mehr genutzt werden können (Grundwasserverschmutzung etc.).
- Wie sind die Uranlagerstätten in Ostthüringen entstanden? Lagerstätten im permischen Gestein mit organischen Materialien in Sandsteinschicht GW sickert hindurch und gelöstes Uran fällt an organischen Material aus (Redoxzustand --> immobiles Uran -->rollfront --> in Seelingstädt paleozoischer schwarzer Schiefer ist unter redurzierten Bedingungen entstanden --> Ablagerung sulfidischer Minerale (Schwefel reduziert zu H2S) --> Uran wird an organischer Barriere ausgefällt --> U6 ist mobil wird transportiert und unter reduzierten Bedinungen immobil und an organischen Material ausgefällt --> an Klüften eingelagert --> Ronneburg