Nach der Rückgewinnung von elementarem Quecksilber aus kontaminierten Böden, verbrauchten Katalysatoren oder stillgelegten Chlor-Alkali-Anlagen bleibt eine Frage offen: Was macht man mit dem Quecksilber? Der grenzüberschreitende Transport ist kostspielig und unterliegt strengen Vorschriften. Die unbefristete Lagerung in flüssiger Form ist keine vorschriftsmäßige Langzeitlösung. Die Antwort lautet Quecksilberstabilisierung: die chemische Umwandlung von flüssigem Quecksilber in stabiles, ungiftiges Quecksilbersulfid (HgS), auch bekannt als Zinnober.

Warum elementares Quecksilber nicht einfach gelagert werden kann

Quecksilber ist das einzige Metall, das bei Raumtemperatur flüssig ist. In seiner elementaren Form gibt es bereits bei Umgebungstemperatur Dämpfe ab. Werden elementares Quecksilber oder Quecksilberverbindungen wie Methylquecksilber eingeatmet oder von Organismen aufgenommen, reichern sie sich in der Nahrungskette an, z. B. in Fischen, und gelangen schließlich in den menschlichen Körper. Die Symptome einer chronischen Belastung reichen von neurologischen Schäden bis hin zum Organversagen.

Das Minamata-Übereinkommen über Quecksilber, das am 16. August 2017 in Kraft trat, befasst sich mit der Lagerung von Quecksilber in zwei spezifischen Kontexten. Artikel 10 schreibt vor, dass die Zwischenlagerung von elementarem Quecksilber auf umweltverträgliche Weise erfolgen muss. Artikel 11 geht noch einen Schritt weiter, was Quecksilber aus der Stilllegung von Chlor-Alkali-Anlagen betrifft: Dieses Quecksilber muss als Abfall behandelt und ohne Rückgewinnung, Recycling oder Wiederverwendung entsorgt werden. Für Betreiber stillgelegter Chlor-Alkali-Anlagen ist die Umwandlung in HgS, einen stabilen, nicht auslaugbaren Feststoff, der etablierte Weg zur vorschriftsmäßigen Endlagerung.

Quecksilbersulfid: die stabilste Quecksilberverbindung für die dauerhafte Entsorgung

Quecksilbersulfid (HgS), auch Zinnober genannt, ist eine stabile und unlösliche Quecksilberverbindung und der international anerkannte Standard für die Quecksilberentsorgung. Es ist in Wasser nahezu unlöslich, über geologische Zeiträume chemisch stabil und für die Entsorgung in gesicherten, dafür vorgesehenen Entsorgungs- und Untertageanlagen wie Salzbergwerken zugelassen.

Die Reaktion selbst ist einfach: Zunächst wird fester Schwefel geschmolzen, woraufhin flüssiges Quecksilber in sorgfältig kontrollierten Anteilen zugegeben wird, um stabiles Quecksilbersulfid (HgS) zu bilden. Da die Reaktion jedoch stark exotherm verläuft, erfordert sie eine präzise Prozesssteuerung. Vor jeder Charge wird der Reaktor wiederholt evakuiert und mit Stickstoff befüllt, um Sauerstoff zu entfernen. Der flüssige Umwandlungsprozess findet dann bei Atmosphärendruck in einer versiegelten Stickstoffatmosphäre statt, wodurch verhindert wird, dass Luft in den Reaktor gelangt. Während des gesamten Prozesses sorgt ein indirekt beheizter Mischer mit einem Thermoölmantel sowohl für die Erwärmung als auch für die Kühlung, wodurch die Reaktion auf einer sicheren und kontrollierten Temperatur gehalten wird.

Die mobile Quecksilberstabilisierungsanlage (MMCU)

Mit mehr als 20 Jahren Erfahrung in der Quecksilberabfallbehandlung bietet econ industries drei Standardgrößen seiner mobilen Quecksilberumwandlungsanlage an – alle arbeiten bei Atmosphärendruck, werden durch ein elektrisches Thermoölsystem beheizt und laufen vollständig unter Stickstoffatmosphäre:

Parameter	MMCU 150	MMCU 500	MMCU 1,500
Durchsatz pro Charge	200 kg Hg	750 kg Hg	1,500 kg Hg
Typische Betriebskapazität	3–4 Chargen pro Tag
Maximale Prozesstemperatur	200 °C
Ausgangsmaterial	Mercury sulphide (HgS) powder
Umwandlungsgrad	Up to 100% conversion to HgS*
Quecksilberemissionen im festen Ausgangsmaterial	<10 µg/m³*
Austrittstemperatur	<80 °C
Voraussichtliche Lieferzeit	8–9 Monate, einschließlich Fertigung und Transport

Die MMCU ist auf einem Skid montiert, wurde in der deutschen Werkstatt von econ vorab getestet und ist für eine schnelle Inbetriebnahme vor Ort ausgelegt. Sie entspricht den Standard-Transportabmessungen und kann an abgelegenen oder temporären Standorten ohne feste Infrastruktur eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine Behandlung vor Ort, wenn der Transport von elementarem Quecksilber aus Kosten-, behördlichen oder logistischen Gründen keine praktikable Option ist.

Referenz: Quecksilberstabilisierung vor Ort in Großbritannien und Polen

Eines der größten Quecksilberstabilisierungsprojekte von econ umfasste die Stilllegung von zwei Chlor-Alkali-Anlagen: eine in Großbritannien und eine in Polen. Der Transport des elementaren Quecksilbers zu einer zentralen Aufbereitungsanlage oder über Landesgrenzen hinweg kam für die Auftraggeber nicht in Frage.

econ industries entwarf und fertigte für dieses Projekt eine maßgeschneiderte MMCU 1 500, die für den Transport zwischen den beiden Standorten auf einem Fahrgestell montiert wurde. Nach der Stabilisierung wurde das entstandene HgS sicher in Salzbergwerken in Deutschland entsorgt.

→ Vollständige Projektdetails und Fallstudie

Einsatzbereiche der MMCU

Quecksilber, das stabilisiert werden muss, stammt aus verschiedenen industriellen Quellen:

• Chlor-Alkali-Industrie (Stilllegung von Quecksilberzellen-Elektrolyseanlagen)
• Bergbau – handwerklicher und kleinindustrieller Goldabbau (ASGM)
• Verbrauchte Katalysatoren oder Ölschlämme aus der Öl- und Gasaufbereitung
• Standortsanierung im Anschluss an die VacuDry®-Vakuum-Thermodesorption

econ industries ist offizieller Partner der UNEP Global Mercury Partnership und hat Quecksilber-Stabilisierungsprojekte in Europa, Australien, Indien und Lateinamerika unterstützt.

Lateinamerika: Vor-Ort-Behandlung, wenn ein Export nicht in Frage kommt

Lateinamerika verdeutlicht, warum eine mobile Quecksilberstabilisierung vor Ort wichtig ist. Der Export von elementarem Quecksilber aus Südamerika zu Behandlungsanlagen in Europa ist extrem kostspielig und in vielen Fällen aufgrund von Transportvorschriften, logistischen Herausforderungen und der betroffenen Mengen überhaupt keine praktikable Option. Für Betreiber in der Region ist die Vor-Ort-Behandlung keine Präferenz. Oft ist sie der einzig gangbare Weg.

econ industries ist derzeit an zwei vom UNEP unterstützten Projekten in der Region beteiligt:

Mexiko: In Zusammenarbeit mit dem UNEP, SEMARNAT und CYDSA S.A. de C.V. unterstützt econ die Stilllegung der letzten beiden Quecksilberzellen-Chloralkali-Anlagen in Mexiko. Das Projekt umfasst eine VacuDry® 3 000 für quecksilberkontaminierte Böden sowie eine MMCU zur Stabilisierung von elementarem Quecksilber aus dem Stilllegungsprozess.

Brasilien: econ industries unterstützt in Zusammenarbeit mit dem UNEP die Einführung einer mobilen Quecksilberumwandlungsanlage (MMCU) in Brasilien und ganz Südamerika. Das Projekt bietet Lösungen zur Quecksilberumwandlung vor Ort für den Chloralkali-Sektor sowie für den handwerklichen und kleinindustriellen Goldabbau (ASGM) und fördert gleichzeitig den Aufbau lokaler Kapazitäten sowie den Technologie- und Know-how-Transfer.

Eine kürzlich in Australien gelieferte MMCU 150 ist bereits in Betrieb und wandelt elementares Quecksilber vor Ort in Quecksilbersulfid um.

Die MMCU ist zum Kauf oder als Vor-Ort-Service erhältlich.

 

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