Umwelttechnische Aspekte des Einsatzes von Schlacken als Versatz im Bergbau

Bergversatz ist die zur Prävention von Bergschäden erforderlicheVerfüllung unterirdischer Hohlräume. Die Verfahrensrichtlinie desBergmännischen Verbands Österreich (BVÖ) [1] legt die Anforde-rungen an die verwendeten Versatzmaterialien fest. Versatzmate-rialien aus Sekundärrohstoffen, die aus ressourcenökonomischerSicht eigens zu diesem Zweck abgebauten Primärrohstoffen vor-zuziehen sind, sofern keine bergbaueigenen Materialien in ausrei-chender Menge zur Verfügung stehen, können diese Anforderun-gen unter gewissen Voraussetzungen erfüllen. Der Einsatz vonSekundärrohstoffen als Versatzmaterial stellt in diesem Fall einestoffliche Verwertung im Sinne der Abfallhierarchie [2] dar. DieZulässigkeit dieser Verwertung hängt maßgeblich von der minera-logisch-hydrogeochemischen Beurteilung der Auswirkungen desEinsatzes sekundärer Versatzmaterialien auf die Umwelt ab.Schlacken der Metallurgie, die aus felsmechanischen Gründengeeignete Versatzmaterialien darstellen, entsprechen unter ge-wissen Voraussetzungen auch den umweltgeochemischen Anfor-derungen. Anhand des Beispiels von Chrom in Stahlwerksschla-cken wird gezeigt, welche Aspekte bei der Beurteilung dieser Fra-gestellung im individuell zu beurteilenden Einzelfall zu prüfen sind.

Environmental aspects of the application of slags as backfill material in minesBackfilling of subterraneous cavities is necessary to prevent sub-sidence damages. The guideline of the Austrian Miner’s Associa-tion (German: Bergmännischer Verband Österreich, BVÖ) [1] de-fines the requirements for the applied backfill materials. Backfillmaterials from secondary resources, which should be preferredto primary resources, if the latter are extracted especially for thispurpose, can fulfill these requirements under certain conditions.The application of secondary resources as backfill material re -presents material recycling in terms of the waste hierarchy [2].The admissibility of this recycling depends significantly on themineralogical and hydrogeochemical evaluation of the effects ofthe application of secondary backfill materials on the environ-ment. Metallurgical slags, which represent suitable backfill mate-rials from the point of view of rock mechanics, correspond also tothe environmental requirements under certain circumstances. Bymeans of the example of chromium in steel slags it is shownwhich aspects have to be considered when evaluating the appli-cation of secondary resources as backfill materials in every casewhich has to judged individually.

1 Einleitung

In Österreich werden die rechtliche Stellung metallurgi-scher Schlacken, ihre Umweltauswirkungen und ihre zu-

lässigen Einsatzfelder kontrovers diskutiert [3]. In diesemArtikel wird gezeigt, dass und unter welchen Vorausset-zungen der Einsatz metallurgischer Schlacken als Bergver-satz, d.h. der geotechnisch erforderlichen Verfüllung un-terirdischer Hohlräume, aus umwelttechnischer Sichtsinnvoll ist. In der öffentlichen [4] und wissenschaftlichen[5] Diskussion spielt die Freisetzung von Chrom aus Stahl-werksschlacken eine große Rolle. Die Verfahrensrichtliniedes BVÖ [1] legt fest, dass die chemische Unbedenklich-keit durch Elutionsversuche des Versatzkörpers nachge-wiesen werden muss [1]. Zusätzlich dienen die Gesamtge-halte als Beurteilungskriterien, wobei die Lage, Form undGröße des Versatzkörpers sowie die hydrogeologischenRahmenbedingungen einschließlich der Permeabilität vonGebirge und Versatz zu berücksichtigen sind [1]. DieserArtikel zeigt, wie diese Parameter mineralogisch-hydrogeo-chemisch erklärt und ergänzt sowie umwelttechnisch in-terpretiert werden können.

2 Technische Notwendigkeit und Anforderungen

Die Verfüllung unterirdischer Hohlräume ist aus geome-chanischen Gründen erforderlich und dient den öffentli-chen Interessen in sicherheitlicher, ökologischer, ökono-mischer und bergtechnischer Hinsicht [1]. Insbesonderedient Bergversatz zur Prävention von Setzungserscheinun-gen durch Verbruch von Stollen. So treten allein im Ver-antwortungsbereich der RAG AG im Ruhrgebiet jedes JahrBergschäden in Höhe von 300 Mio. EUR auf [6]. Zudemkann durch den Einsatz von Bergversatz die Lagerstättebesser ausgenutzt werden, da weniger Gestein zum Tragendes Gewölbes benötigt wird, wenn dieses durch Versatz-material ersetzt wird.

Die Anforderungen an Versatzmaterial können nichtallgemeingültig qualitativ und quantitativ definiert werden[7]. Parameter wie der E-Modul, die Kohäsion, die Tragfä-higkeit und die Entwässerungseigenschaften spielen je-doch in typischen Fallbeispielen eine Rolle [7].

3 Umweltrechtliche Aspekte des Einsatzes

Beim Abbau von Erzlagerstätten reichen die Berge undAufbereitungsrückstände in der Regel aus, um den ent-standenen Hohlraum zu verfüllen, da das Produkt-Masse-Ausbringen gering ist. Beim Abbau von Festgesteinen(Karbonatgesteine, Gips), Salz oder Kohle ist dies jedoch

Fachthemen

Umwelttechnische Aspekte des Einsatzes vonSchlacken als Versatz im Bergbau

Daniel HöllenRobert GallerMartin EisenbergerRoland Pomberger

DOI: 10.1002/mire.201400012

137© 2014 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Mining Report 150 (2014), Heft 3

D. Höllen/R. Galler/M. Eisenberger/R. Pomberger · Umwelttechnische Aspekte des Einsatzes von Schlacken als Versatz im Bergbau

in der Regel nicht der Fall. In diesen Fällen können ent-weder primäre Rohstoffe aus anderen Bergwerken oderTagebauen oder sekundäre Rohstoffe wie Nebenprodukte,Abfälle oder daraus hergestellte Versatzprodukte einge-setzt werden. Für Nebenprodukte existieren jedoch in derRegel höherwertige Anwendungen, sodass der Schwer-punkt dieses Beitrags der Einsatz von Abfällen und daraushergestellten Produkten als Bergversatzmaterial ist.

Prinzipiell ist in den Zielen und Grundsätzen des eu-ropäischen und des daraus abgeleiteten österreichischenAbfallrechts die Ressourcenschonung und die Nachhaltig-keit festgeschrieben. Die Abfallhierarchie (AWG §1) [2] alsTeil der Ziele und Grundsätze legt dabei fest, dass eineWiederverwendung von Sachen nach der Vermeidung anoberster Stelle steht. Unmittelbar danach folgt die stoffli-che Verwertung von Abfällen. Der Bergversatz mit Abfäl-len entspricht daher den Zielen und Grundsätzen des Ab-fallwirtschaftsgesetzes. Es handelt sich beim Bergversatzmit mineralischen Abfällen um eine Wiederverwendungoder um ein Recycling/eine stoffliche Verwertung, soferndie gesetzlichen Vorgaben eingehalten werden. Wird einAbfall wiederverwendet, verliert diese Sache ihre Abfallei-genschaft mit dem Abschluss der Vorbereitung zur Wie-derverwendung. Im Fall des Recyclings/der stofflichenVerwertung tritt ein Abfallende nicht automatisch ein,sondern durch einen Feststellungsbescheid der zuständi-gen Behörde oder durch den Einsatz des Materials für sei-nen bestimmungsgemäßen Zweck unter Einhaltung der ge-setzlich vorgegebenen Voraussetzungen [2]. Im ersten Falltritt das Abfallende mit der Bescheiderlassung ein, imzweiten Fall erst mit der Verwendung, also mit dem Ein-bringen in den Bergbau. Als gesetzliche Voraussetzungengelten der übliche Einsatz des vorgesehenen Materials fürden bestimmungsgemäßen Zweck, die Existenz einesMarktes, das Bestehen von Qualitätskriterien und die zu-mindest gleiche Umweltbelastung der Sekundärrohstoffeim Vergleich zu den Primärrohstoffen.

In Österreich wurden in einzelnen Gipsbergwerken,in denen sekundäre Versatzmaterialien eingesetzt werden,Abfallendebescheide erwirkt [8]. Die als Abfall anfallen-den Materialien werden mit einem Bindemittel versetzt.Durch dieses Versetzen entsteht ein Produkt, das dann alsVersatzmaterial im Bergbau eingesetzt wird [8]. Im zwei-ten Fall gibt es zwar kein bescheidmäßig festgestelltes En-de der Abfalleigenschaft, bei Einhaltung der gesetzlichenBestimmungen tritt das Abfallende jedoch mit jenem Zeit-punkt, also in jener rechtlichen Sekunde ein, in der die be-stimmungsgemäße Verwendung durchgeführt wird. DerBergversatz mit Abfällen würde in Österreich eine Bei-tragspflicht nach dem Altlastensanierungsgesetz [9] auslö-sen, die sich mit bis zu 87 EUR pro verwendeter TonneVersatzmaterial zu Buche schlagen kann. Die Erwirkungeines Feststellungsbescheids ist daher jedenfalls zu emp-fehlen, die Einhaltung der gesetzlichen Bestimmungen istunbedingt erforderlich.

Da es sich beim Bergversatz aufgrund seiner techni-schen Notwendigkeit jedenfalls um eine Verwertung han-delt, sollte spätestens mit dem Einbau ins Bergwerk dasAbfallende eintreten. Somit handelt es beim Bergversatzselbst um keine Deponierung und beim Grubengebäudein dem der Versatz durchgeführt wird, keinesfalls um eineuntertägige Deponie. Damit kann auch die Deponiever-

ordnung [10] nicht Grundlage einer umweltrechtlichenBewertung des Einsatzes sekundärer Rohstoffe als Berg-versatz sein.

Die Frage, ob das Abfallende mit der Erzeugung einesgebundenen Versatzmaterials oder erst mit dem Einbauins Bergwerk eintritt, ist aus Sicht des Umweltschutzes ir-relevant, da in jedem Fall die Schutzgüter Wasser, Bodenund Luft nicht beeinträchtigt werden dürfen. Aus umwelt-rechtlicher Sicht jedoch hat der Zeitpunkt des Abfallendeswesentliche Folgen für den administrativen Aufwand unddamit letztlich für die ökonomische Beurteilung des öko-logisch sinnvollen Einsatzes sekundärer Rohstoffe als Ver-satzmaterial. Für den Umweltschutz ist es entscheidend,dass unter den im Bergwerk gegenwärtig und zukünftigherrschenden Bedingungen keine Freisetzung von Schad-stoffen in einem umweltschädigenden Ausmaß erfolgt.Hier kann die deutsche Versatzverordnung [11] eine Hilfesein, um die in der Versatzrichtlinie des BVÖ [1] vorge-schriebene Prüfung der chemischen Unbedenklichkeitdurchzuführen, wobei aus Sicht der Autoren mineralogi-sche Aspekte stärker berücksichtigt werden müssen. Wäh-rend die Verfahrensrichtlinie des Bergmännischen Ver-bands Österreich (BVÖ) im Hinblick auf die chemischeEignung bergbaufremder Materialien als Bergversatz kei-ne Grenzwerte nennt, ist dies bei der deutschen Versatz-verordnung [11] sehr wohl der Fall. Im Gegensatz zu ei-nem Kommentar zur Richtlinie des BVÖ [7] sind die Auto-ren der Ansicht, dass der Vorrang der Rückgewinnung vonMetallen (§3) keinen Widerspruch zur Definition von An-forderungen an das Versatzmaterial (§4) stellt und diedeutsche Versatzverordnung daher sehr wohl eine Ergän-zung der Richtlinie des BVÖ insofern darstellt, als in derVersatzverordnung Gesamtgehalte und Eluatkonzentra-tionen zur Beurteilung der chemischen Eignung genanntwerden, die in der Richtlinie des BVÖ fehlen.

Aus rechtlicher Sicht sollte daher einer Bewertungvon Versatzmaterialien, auch wenn das AusgangsmaterialAbfall darstellt, als Sekundärprodukt nichts im Wege ste-hen, wenn die rechtlichen Voraussetzungen für ein Abfall -ende eingehalten werden.

4 Sekundäre Versatzmaterialien

Für viele Sekundärmaterialien existieren bereits Verwer-tungsschienen, die meist auch höherwertig sind als derEinsatz als Bergversatz. Daher kommen v.a. Rückständethermischer Prozesse als mögliche sekundäre Versatzma-terialien in Betracht, die in der Metallurgie (Schlacken)und in der Thermoprozesstechnik (Rückstände derRauchgasreinigung, z.B. REA-Gips, sowie Rückstände derVerbrennung selbst) anfallen. Dabei stellt monominerali-scher REA-Gips ein synthetisches Analogon natürlicherGipsgesteine dar und nimmt daher eine Sonderstellungein. Es ist einleuchtend, dass ein aus REA-Gips erzeugtesVersatzprodukt in einem Gipsbergwerk ohne Bedenkenals Bergversatz eingesetzt werden kann [8].

Andere Prozessrückstände sind in der Regel durch ei-nen komplexen Phasenbestand gekennzeichnet, der sichso in natürlichen Gesteinen nicht findet. Zu den Verbren-nungsrückständen zählen die Aschen fossiler und nach-wachsender Rohstoffe, z.B. Holz- bzw. Kohleaschen, diebeide bereits als Versatzmaterialien eingesetzt werden

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[12]. Beim Einsatz metallurgischer Schlacken als Versatz-material muss berücksichtigt werden, dass unterschiedli-che Schlackentypen existieren, von denen einige, z.B. be-stimmte Elektroofenschlacken aus der Baustahlerzeu-gung, eine konstante Zusammensetzung aufweisen [13],weil sie aus der Erzeugung einer einzigen Legierung stam-men, während andere, z.B. bestimmte Edelstahlschlacken,eine stark schwankende Zusammensetzung besitzen [14].

Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass die Eig-nung von sekundären Rohstoffen als Versatzmaterial stetsim Einzelfall beurteilt werden muss. Dennoch sind gewis-se Aspekte im Hinblick auf den Umweltschutz von grund-sätzlicher Bedeutung und werden im Folgenden vorge-stellt.

5 Bergversatz und Umweltschutz5.1 Ressourceneffizienz und Bergversatz

In Bergwerken mit einem hohen Produkt-Masse-Ausbrin-gen (z.B. Magnesit-, Kalk- oder Gipsbergwerke) reichendie Berge sowie die Rückstände der Aufbereitung nichtaus, um alle durch den Bergbau entstandenen Hohlräumezu verfüllen. In diesen Fällen ist es aus Gründen der Res-sourceneffizienz sinnvoller, Sekundärrohstoffe als Ver-satzmaterial zu verwenden, als in einem Steinbruch eigensPrimärmaterial zu diesem Zweck abzubauen. Der Verzichtauf den Abbau von Versatzmaterial eigens zu diesemZweck verringert zudem die bergbaubedingten Eingriffe indas Landschaftsbild, Emissionen von Staub und Lärmdurch Bohrungen und Sprengungen sowie den Einsatzvon Sprengstoffen mit den damit verbundenen Rückstän-den im Gestein und in der Umwelt.

5.2 Abgrenzung des Umweltbegriffs gegen die Lithosphäre

Für eine Diskussion der Umweltauswirkungen von Sekun-därrohstoffen muss der Umweltbegriff definiert werden:Unter Umwelt versteht man die Lebensumgebung von Or-ganismen. Sie umfasst somit die Kompartimente Wasser,Boden und Luft. In der öffentlichen Diskussion wird zu-weilen der Begriff „Boden“ fälschlich im Sinne von „Un-tergrund“ verwendet. Tatsächlich ist das im Bergwerk an-stehende Gestein kein Boden und damit kein Bestandteilder Umwelt, da die Wechselwirkungen des Gesteins mitder Biosphäre nur marginal sind und somit keine signifi-kante Akkumulation organischer Substanz stattfindet, wasdie Bodendefinition nach ÖNORM L1050 ist. Bergversatzbefindet sich somit außerhalb der Umwelt.

5.3 Freisetzung von Schadstoffen in die Umwelt

Dennoch kann es zu einer Freisetzung von Schadstoffenaus Bergversatzmaterial in die Umwelt auf indirektem We-ge über das Grubenwasser kommen, sodass für den Ein-satz schadstoffbelasteter Versatzmaterialien solche Ge-steinsformationen geeigneter erscheinen, in denen derWasserzutritt gering ist. Dies ist insbesondere in folgendenUmgebungen der Fall:– Geologische Formationen, die nachweislich über geolo-

gische Zeiträume hinweg weitestgehend trocken gewe-sen sein müssen, z.B. Salzstöcke ohne Subrosionser-scheinungen,

– Tektonische Einheiten, die über geologische Zeiträumehinweg nur wenig Deformation erfahren haben und da-her kaum zerklüftet sind, z.B. Kratone,

– Lithologien, die auf mechanische Beanspruchung plas-tisch reagieren, z.B. Tone und Salze.

Anhaltspunkte für Gefahren eines Wassereinbruchs sindhingegen:– Lösungserscheinungen, z.B. Verkarstung,– Tektonisch aktive Bereiche, z.B. Subduktionszonen,

Transformstörungen, Kollisionszonen,– Starke Klüftung des Gesteins,– Lithologien, die auf mechanische Beanspruchung spröd

reagieren, z.B. Schiefer.

5.4 Fallbeispiel: Freisetzung von Chrom ausStahlwerksschlacken

Stahlwerksschlacken sind aufgrund ihrer mechanischenEigenschaften, ihrer großen Produktionsmenge und ihrergeringen Löslichkeit qualitativ hochwertige Baustoffe [15]und damit auch potenzielle Versatzmaterialien. Dennochwird die Freisetzung einiger Legierungselemente ausSchlacken in Österreich kontrovers diskutiert[4], obwohlumfassende Studien gezeigt haben, dass die Freisetzungdieser Elemente selbst aus den als besonders kritisch gel-tenden Edelstahlschlacken gering ist [14].

Im Fokus steht dabei das Chrom, das in Stahlwerks-schlacken in der Regel in Form von Spinellen gebunden ist[16]. Spinelle sind Mineralphasen mit der allgemeinen For-mel AB2O4, die im kubischen Kristallsystem in der Raum-gruppe Fd⎯3m kristallisieren. Es existieren zwei bedeutsameChrom-Spinelle: Chromit, FeCr(III)2O4, und Magnesio-chromit, MgCr(III)2O4. Die Löslichkeit von Chromit ist un-ter den meisten geologischen Bedingungen sehr gering [17].Nur H2O2 und Mn(III)- und Mn(IV)-Verbindungen kön-nen signifikante Mengen an Chromit lösen und das frei-werdende Cr(III) in wässriger Lösung zu Cr(VI) oxidieren[18]. Diesem Aspekt ist es zu verdanken, dass in einer vergleichenden Studie an einer Vielzahl von Edelstahl-schlacken die Konzentration an Cr(VI) im Eluat stets≤ 0,01 mg/L bzw. ≤ 0,1 mg/kg Trockensubstanz betrug [14].

Diese geringe Löslichkeit ist darauf zurückzuführen,dass sich im thermodynamischen Gleichgewicht mit derEdelstahlschlacke, wie es durch Elutionsversuche mit des-tilliertem Wasser simuliert wird, ein pH-Wert von rund 12einstellt [16]. Dies lässt sich dadurch erklären, dass Stahl-werksschlacken oft beachtliche Gehalte an Calcio-Olivinoder Larnit (γ- bzw. β-Ca2SiO4) enthalten [14], bei dessenAuflösung Hydroxidionen freiwerden, sodass der pH-Wertsteigt [19]:

Ca2SiO4 + 4 H2O → 2 Ca2+ H4SiO4 + 4 OH–

Die Löslichkeit von Chromit nimmt im alkalischen Be-reich mit sinkendem pH-Wert ab [20] und Grubenwässerbesitzen in der Regel einen pH-Wert < 12. Daher ist diezeitliche Abfolge, in der die Prozesse der Auslaugung vonChrom durch das Grubenwasser einerseits und die Erhö-hung seines pH-Werts durch die Reaktion mit Ca2SiO4 an-dererseits ablaufen, von zentraler Bedeutung. Die Freiset-zung von Chrom wird dann stärker gehemmt, wenn sich

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der pH-Wert schneller in den hoch alkalischen Bereich be-wegt als sich das Chrom aus den Spinellen, in denen es ge-bunden ist, herauslöst. Wenn das Grubenwasser über ei-nen langen Zeitraum hinweg im Versatzmaterial steht undmit diesem wechselwirkt, wird sich ein hoch alkalischerpH-Wert einstellen, sodass Chrom, selbst wenn es sich teil-weise bei Beginn des Kontakts gelöst haben sollte, wiederfixiert wird. Wenn hingegen das Grubenwasser die Schla-cke schnell durchströmt, dann reicht die Verweilzeit zurEinstellung des hoch alkalischen Gleichgewichts-pH-Werts nicht aus und es kommt zur Auslaugung vonChrom durch das stetig nachlaufende Grubenwasser.Grundsätzlich lassen sich die Wechselwirkungen zwi-schen Grubenwasser und Cr-haltigem Versatzmaterial gutin einem Säulenmodell (Bild 1) darstellen. Dabei wirddeutlich, dass es je nach Durchströmungsgeschwindigkeit,pH- und Eh-Wert des Grubenwassers zu einer partiellenVerlagerung des Chroms innerhalb des Versatzes kommt,jedoch nicht zu einer Freisetzung aus dem Versatz heraus.

Ferner ist zu beachten, dass die Einstellung eineshochalkalischen pH-Werts im Versatzmaterial durch eineteilweise Auflösung desselben hervorgerufen wird. Es istjedoch zu erwarten, dass die bei der Auflösung der Calci-umsilikate freigesetzten Ca2+-Ionen und H4SiO4-Molekülewiederum in Sekundärphasen wie Calcit oder amorphemSiO2 fixiert werden, sodass keine Wegsamkeiten im Ver-satzmaterial entstehen sollten. Zudem ist der Relativanteildes sich lösenden Materials dermaßen gering, dass die imSäulenprozess dargestellten Vorgänge auch über geologi-sche Zeiträume hinweg wirksam sind und die Freisetzungvon Chromgesamt und Cr(VI) hemmen.

Aus umwelttechnischer Sicht ist der Eh-Wert noch be-deutsamer als der pH-Wert. Liegen nämlich in wässrigenLösungen oxidierende Bedingungen vor, so kann es zurBildung von toxischem Cr(VI) kommen, während Chromunter reduzierenden Bedingungen als unschädlichesChrom (III) vorliegt [21]. Daher wirkt es sich günstig aus,dass es nach der Schließung des Bergwerkes durch die Be-endigung der künstlichen Bewetterung zu einer Verar-mung der Grubenluft an Sauerstoff kommen kann, sodass

das Redoxpotenzial und damit das Risiko der Bildung vonCr(VI) unter Tage im Allgemeinen geringer ist als über Ta-ge. Somit ist die stoffliche Verwertung von Stahlwerks-schlacken unter Luftabschluss in einem vollständig verfüll-ten und wassergesättigten Hohlraum unter Tage der Depo-nierung über Tage aus Umweltschutzgesichtspunkten vor-zuziehen.

6 Zusammenfassung

Angesichts der technischen Notwendigkeit des Bergver-satzes und unter Berücksichtigung der Ressourceneffi-zienz ist der Einsatz von Sekundärrohstoffen als Bergver-satz umwelttechnisch sinnvoll. Der Einsatz von sekundä-ren Rohstoffen als Bergversatz sollte in Gesteinsformatio-nen ähnlicher mineralogischer Zusammensetzung, indenen der Grubenwasserfluss gering ist, erfolgen. Stahl-werksschlacken stellen geeignete Versatzmaterialien dar,wobei der Einsatz in gebundener Form erfolgen sollte, umeine Freisetzung von Schadstoffen zu vermeiden. Der Ein-satz in ungebundener Form erfordert strengere Kriterien,ist aber unter geeigneten Bedingungen ebenfalls vertretbar.Beim Einsatz von Stahlwerksschlacken sollten große Vo-lumina eingesetzt werden, um eine Einstellung des pH-Werts des Grubenwassers in einem für die Freisetzung vonChromgesamt unbedenklichen hochalkalischen Bereich zuermöglichen. Gerade unter dem Gesichtspunkt der Bil-dung von Cr(VI) unter oxidierenden Bedingungen ist einestoffliche Verwertung chromhaltiger Sekundärrohstoffeals Bergversatz einer Deponierung über Tage vorzuziehen,weil in einem vollständig verfüllten und wassergesättigtenHohlraum stärker reduzierende Bedingungen herrschenals bei einer der Atmosphäre ausgesetzten obertägigen Ab-lagerung. Auch im Hinblick auf die Langzeitstabilität istdie stoffliche Verwertung von Sekundärrohstoffen mit sig-nifikanten Schadstoffgehalten als Bergversatz einer Depo-nierung über Tage vorzuziehen, weil Deponien über geolo-gische Zeiträume hinweg weit schneller durch exogeneKräfte zerstört werden können als ein Bergwerk, in demüberwiegend endogene Kräfte wirken.

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Bild 1. Modell der Entwicklung des Grubenwassers in einer Säule aus Versatzmaterial und Auswirkungen auf den pH-Wertder Lösung


Literatur

[1] BVÖ: Verfahrensrichtlinie – Versatzsysteme im untertägi-gen Bergbau. Bergmännischer Verband Österreich, Fachaus -schuss für Untertagebergbau, 2013.

[2] Bundesrepublik Österreich: Bundesgesetz über eine nach-haltige Abfallwirtschaft (Abfallwirtschaftsgesetz). 2002.

[3] N.N.: Baustoffe: Es geht um viel Schotter. Die Presse.18.01.2014, 2014.

[4] David-Freihsl, R.: Schlappe mit ungiftiger Schlacke. DerStandard, 6.9.2013.

[5] Fällman, A.M.: Leaching of chromium and barium fromsteel slag in laboratory and field tests – a solubility controlledprocess. Waste Management 20 (2000), S. 149–154.

[6] Meinke, U.: 300 Millionen Euro für Bergschäden. West-deutsche Allgemeine Zeitung, 25.5.2013.

[7] Hohl, W., Frömmer, T.: Die Versatzrichtlinie des BVÖ: einLeitfaden für die zeitgemäße Planung eines Versatzmaterials.Berg- und Hüttenmännische Monatshefte 158 (2013), S.410–423.

[8] Bezirkshauptmannschaft Baden: FeststellungsbescheidBNW2-AW-0624. 20. 12 2006.

[9] Bundesrepublik Österreich: Altlastensanierungsgesetz BG-Bl I 299/1989 idF BGBl / 103/2013. 1989.

[10] Bundesminister für Land- und Forstwirtschaft, Umweltund Wasserwirtschaft: Deponieverordnung. 2008.

[11] Bundesrepublik Deutschland: Verordnung über den Ver-satz von Abfällen unter Tage (Versatzverordnung – VersatzV).Bundesgesetzblatt I S. 2833. 24. 7 2002.

[12] Peyronnard, O., Benzaazoua, M.: Alternative by-productbased binders for cemented lime backfill: Recipes optimisa-tion using Taguchi method. Minerals Engineering 29 (2012),S. 28–38.

[13] Aldrian, A., Raith, J., Sarc, R., Czyzykiewicz, P., Höllen, D.,Pomberger, R.: Assessment of the Mobility of Chromium in aQuality Assured Eletric Arc Furnace Slag. Athen. ATINER’sConference Paper Series ENV2013-0604 (2013), S. 18.

[14] Drissen, P., Mudersbach, D.: Entwicklung von Baustoffenaus Edelstahlschlacken für Flächensanierung und De-poniebau. FEhS – Institut für Baustoffforschung 19 (2012), S.1–6.

[15] Motz, H., Geiseler, J.: Products of steel slags as an oppor-tunity to save natural resources. Waste Management 21(2001), S. 285–293.

[16] Schubernig, M., Höllen, D.: Produktorientierte Schlacken-verwertung, Auftragsprojekt der Harsco Minerals AustriaGmbH, 2013.

[17] Ball, J., Nordstrom, D.: Critical evaluation and selection ofstandard state thermodynamic properties for chromium met-al and its aqueous ions, hydrolysis species, oxides, and hy-droxides. J. Chem. Eng. Data. 43 (1998), S. 895–918.

[18] Oze, C., Bird, D., Fendorf, S.: Genesis of hexavalentchromium from natural sources in soil and groundwater. Pro-ceedings of the National Academy of Sciences of the UnitedStates of America 104 (2007) S. 6544–6549.

[19] Nicoleau, L., Nonat, A., Perrey, D.: The di- and tricalciumsilicate dissolutions. Cement and Concrete Research 47(2013), S. 14–30.

[20] Geelhoed, J., Meeussen, J., Hillier, S., Lumsdon, D.,Thomas, R., Farmer, J., Paterson, E.: Identification and geo-chemical modeling of processes controlling leaching ofCr(VI) and other major elements from chromite ore process-ing residue. Geochimica et Cosmochimica Acta. 66 (2002), S.3927–2942.

[21] Gómez, V., Callao, M.P.: Chromium determination andspeciation since 2000. Trends in Analytical Chemistry 25(2006), S. 1006–1015.

[22] Bundesminister für Land- und Forstwirtschaft, Umweltund Wasserwirtschaft: Recyling-Baustoffverordnung (Ent -wurf vom 22.11.2013 zur internen Verwendung). 22. 11 2013.

[23] Farooque, K.N., Yeasmin, Z., Alam, S., Alam, A.M.S., Za-man, M.: Pozzolanic Activity of Fly Ash. Bangladesh Journalof Scientific and Industrial Research 45 (2010), S. 303–308.

[24] Johnson, D., Hallberg, K.: Acid mine drainage remediationoptions: a review. Science of the Total Environment 338(2005), S. 3–14.

AutorenMag. Dr. jur. Martin Eisenberger LL.M.Eisenberger UmweltrechtsconsultingHilmgasse 108010 GrazÖ[email protected]

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. mont. Robert GallerLehrstuhl für Subsurface EngineeringMontanuniversität LeobenErzherzog-Johann-Straße 3/III8700 LeobenÖ[email protected]

Dipl.-Min. Dr. rer. nat. Daniel Hö[email protected]. Dipl.-Ing. Dr. mont. Roland [email protected] für Abfallverwertungstechnik und AbfallwirtschaftMontanuniversität LeobenFranz-Josef-Straße 188700 LeobenÖsterreich

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