TY - THES

T1 - Untersuchung von Flotationsabgängen zur Herstellung eines zementfreien Pumpversatzes

AU - Sachs, Gerald

N1 - gesperrt bis 18-03-2021

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Im Scheelitbergbau der Firma Wolfram Bergbau und Hütten AG, Mittersill entstehen aufgrund der Lagerstättengeometrie und des geringen Wertstoffgehaltes große Mengen an Taubmaterial und Berge. Teile des wertlosen Materials werden dafür verwendet, untertägige, durch den Abbau aufgetane Hohlräume wieder zu verfüllen. Unter anderem wird ein Pumpversatz eingebracht, der aus den Flotationsabgängen der Aufbereitungsanlage und einem zugekauften Bindemittel besteht. Im Zuge dieser Arbeit wurden die Flotationsabgänge des Betriebes mit dem Ziel untersucht, eine alternative Rezeptur für den im untertägigen Bergbau eingesetzten Pumpversatz zu entwickeln. Anstatt eines herkömmlichen Bindemittels auf Zementbasis sollen die Flotationsabgänge mit einer Lösung aus NaOH und Na2SiO3 aktiviert und zur Verfestigung angeregt werden. Die aus den Flotationsabgängen und alkalisilikathaltiger Lösung hergestellten Prüfkörper erreichen 28-Tagedruckfestigkeiten von 30 MPa bei Aushärtung bei einer Temperatur von 60 °C. Die bei Raumtemperatur ausgehärteten Proben erzielen bis zu 15 MPa Druckfestigkeit. Durch Zusätze wie Hochofenschlacke oder Kalziumhydroxid kann sowohl die Frühfestigkeit als auch die Endfestigkeit erhöht werden. Beim Einsatz von gemahlenen Flotationsabgängen konnten Druckfestigkeiten > 50 MPa gemessen werden. Bedingt durch den großen analytischen Aufwand konnten im Rahmen dieser Diplomarbeit die Reaktionsprodukte des Aushärtungsprozesses nicht untersucht werden. Die Frage, ob eine Verfestigung durch Geopolymerisation, alkalische Aktivierung oder einfacher Wasserglasbindung zustande kommt, kann somit nicht beantwortet werden und bedarf weiterer Untersuchungen. In Hinblick auf einen zementfreien Pumpversatz zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass ein dementsprechendes Produkt hergestellt werden kann. Darüber hinaus können weitere Einsatzmöglichkeiten der Flotationsabgänge, als alternatives Bindemittel diskutiert werden.

AB - Im Scheelitbergbau der Firma Wolfram Bergbau und Hütten AG, Mittersill entstehen aufgrund der Lagerstättengeometrie und des geringen Wertstoffgehaltes große Mengen an Taubmaterial und Berge. Teile des wertlosen Materials werden dafür verwendet, untertägige, durch den Abbau aufgetane Hohlräume wieder zu verfüllen. Unter anderem wird ein Pumpversatz eingebracht, der aus den Flotationsabgängen der Aufbereitungsanlage und einem zugekauften Bindemittel besteht. Im Zuge dieser Arbeit wurden die Flotationsabgänge des Betriebes mit dem Ziel untersucht, eine alternative Rezeptur für den im untertägigen Bergbau eingesetzten Pumpversatz zu entwickeln. Anstatt eines herkömmlichen Bindemittels auf Zementbasis sollen die Flotationsabgänge mit einer Lösung aus NaOH und Na2SiO3 aktiviert und zur Verfestigung angeregt werden. Die aus den Flotationsabgängen und alkalisilikathaltiger Lösung hergestellten Prüfkörper erreichen 28-Tagedruckfestigkeiten von 30 MPa bei Aushärtung bei einer Temperatur von 60 °C. Die bei Raumtemperatur ausgehärteten Proben erzielen bis zu 15 MPa Druckfestigkeit. Durch Zusätze wie Hochofenschlacke oder Kalziumhydroxid kann sowohl die Frühfestigkeit als auch die Endfestigkeit erhöht werden. Beim Einsatz von gemahlenen Flotationsabgängen konnten Druckfestigkeiten > 50 MPa gemessen werden. Bedingt durch den großen analytischen Aufwand konnten im Rahmen dieser Diplomarbeit die Reaktionsprodukte des Aushärtungsprozesses nicht untersucht werden. Die Frage, ob eine Verfestigung durch Geopolymerisation, alkalische Aktivierung oder einfacher Wasserglasbindung zustande kommt, kann somit nicht beantwortet werden und bedarf weiterer Untersuchungen. In Hinblick auf einen zementfreien Pumpversatz zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass ein dementsprechendes Produkt hergestellt werden kann. Darüber hinaus können weitere Einsatzmöglichkeiten der Flotationsabgänge, als alternatives Bindemittel diskutiert werden.

KW - Scheelit Bergbau

KW - Geopolymer

KW - alkalisch aktivierte Bindemittel

KW - Flotationsabgänge

KW - Versatz

KW - Scheelit mine

KW - geopolymer

KW - alkali activated binder

KW - flotation tailings

KW - backfill

M3 - Masterarbeit

ER -