Umweltmobilität des Elementes Zinn

• Antragsteller: Professor Dr. Juraj Majzlan, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450493115

Die Umweltmobilität von Zinn (Sn) wird untersucht mittels i) thermodynamischen Messungen und Modellierung, ii) chemische und kristallographische Untersuchungen an verwitternden Zinnsulfiden und iii) isotopische Unterschiede von Zinn zwischen primären Zinnsulfiden und sekundären oxidischen Zinnmineralen. Die thermodynamischen Messungen beinhalten Lösungskalorimetrie (für die Bildungsenthalpien) und Relaxationskalorimetrie (Entropien) der Zinnhydroxide der Schoenfliesit-Gruppe, □2(BSn)(OH)6, mit B = Ca, Fe2+, Mg, Mn2+, Zn, Cu und Fe3+. Die Daten werden benutzt, um die Löslichkeit dieser Minerale unter variablen pH-Bedingungen zu berechnen und die Sättigungindizes der Minerale in Bergbauwässern zu quantifizieren. Verwitternde Zinnsulfide werden in ausgewählten Lokalitäten (historische Bergbauorte) gesammelt und weiter mittels Polarisationsmikroskopie, Elektronenstrahlmikrosonde, Mikro-Röntgenbeugung oder Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. Das Ziel ist es, zu bestimmen, welche sekundären Minerale Zinn anreichern. Unsere Vorarbeiten deuten darauf hin, dass diese sekundären Minerale ähnlich zu den Zinnhydroxiden der Schoenfliesit-Gruppe sein könnten. Die Verwitterungsprodukte der assoziierten primären Minerale (z.B. Pyrit, Arsenopyrit) werden auch chemisch analysiert, um die Mobilität von Sn beurteilen zu können. Isotopische Unterschiede für Zinn zwischen den primären Sulfiden und sekundären oxidischen Mineralen können auf die geochemischen Prozesse hinweisen, in denen Zinn mobil ist und verloren geht. Solche Prozesse sind über die mineralogischen Untersuchungen alleine schwer zu erfassen. Das Ziel der Arbeit ist die Evaluation und Vorhersage der Umweltmobilität von Zinn in Bergbauabfällen, besonders in der Anwesenheit anderer Metalle (Fe, Cu, Zn), die fähig sind, mit Zinn Mineralphasen zu bilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen