Charakterisierung und thermodynamische Berechnungen von Flugaschestabilisaten aus Braunkohlekraftwerken

Braunkohleflugaschestabilisate werden durch Mischungen von wasserfreien Braunkohleflugaschen mit REA-Umlaufwässern aus den Rauchgasentschwefelungsanlagen der Braunkohlekraftwerke hergestellt und zeichnen sich durch hohe Druckfestigkeit, niedrige Permeabilität und niedrige Porosität aus (Bambauer et. al, 1988). Eine typische Zusammensetzung aus inerten und reaktiven Phasen von Flugaschen ist in Tab.1 (homepage der AG Mineralogie Univ. Halle)dargestellt. Beim Anmischen der Aschen mit den Sulfat-haltigen Umlaufwässern laufen, teils puzzolanische, Hydratationsreaktionen ab, die zu einer Vielzahl neugebildeter Mineralphasen führen. Mit Hilfe der Röntgendiffraktometrie und verschiedenen nass-chemischen Lösungsversuchen sollen die Mineralphasen der Braunkohleflugaschen und deren Stabilisate qualitativ bestimmt und mittels Rietveldverfeinerung quantifiziert werden. Ziel der Arbeit ist die kombinatorische Charakterisierung der tatsächlichen Phasenbildung und der Modellierung des Reaktionsverhaltens auf Grundlage des thermod ynamischen Optimums bzw. Minimums im System. Um die stattfindenden Reaktionen thermodynamisch zu modellieren soll die Datenbank – basierende Software Gems-Selector genutzt werden. Gems-Selector ist ein open source Software-Packet zur thermodynamischen Modellierung von wasserhaltigen (geo)chemischen Systemen. Dabei kommt das „innere Punkte“ – Logarithmusverfahren zur Anwendung um eine Optimierung, bzw. Minimierung des thermodynamischen Schnittpunktes der einzelnen Mineralphasen in dem System der Flugaschestabilisate zu berechnen. Die Software verarbeitet alle eingegebenen quantitativen Bestandteilsstöchiometrien zu einem Vektor und teilt Diesen nach Erreichen des thermodynamischen Optimums des Systems in Stöchiometrien der an diesem Minimum stabilen einzelnen Phasen auf. Auf diese Weise soll ein Vergleich von modellierten und beobachteten Mineralphasen begründet werden.