Tailings

AlsTailings(englisch) bezeichnet man imBergbaufeinkörnige Rückstände aus derAufbereitungvonErzen,die zumeist in Form vonSchlämmenvorliegen. Sie werden in der Nähe derBergwerkeoderAufbereitungsanlagengelagert, meist in großen, mit Dämmen abgetrenntenAbsetzbeckenoder Schlammteichen.

Wortherkunft und Wortgebrauch

Im Englischen sindtailingsRückstände, die bei Verarbeitungsvorgängen wie Zermahlen oder Destillieren anfallen können.Es handelt sich um eine Wortbildung zu englischtail(„Schwanz “),wobei hier das „hintere Ende “der Verarbeitung gemeint ist, an dem die Rückstände anfallen. Das englische Worttailingswird vor allem im Kontext der Erzaufbereitung verwendet, zum Beispiel fürRotschlamm(englischbauxite tailingsoderred sludge), der bei der Gewinnung vonBauxitals Rückstand anfällt; es wird aber auch bei der Verarbeitung beispielsweise von Getreide verwendet.

Wie im Englischen istTailingsauch im Deutschen einPluralwort.Innerhalb vonWortzusammensetzungenkann das Plural-s allerdings entfallen. Beispielsweise wird nebenTailingsbeckenauch die WortformTailingbeckenmit etwa gleicher Häufigkeit verwendet. Ebenso wird im Englischen nebentailings pond(deutsch „Tailingsbecken “) auch die Wortformtailing pondverwendet.

In einem ausführlichenBVT-Merkblatt desUmweltbundesamteszum Management von Bergbauabfällen wurde englischtailingsmitAufbereitungsrückständeübersetzt.

Begriffsabgrenzung

Zu trennen ist der Begriff vomAbraum,welcher dastaube Gesteinbezeichnet, welches im Zuge des Bergbaus entfernt wurde, jedoch üblicherweise nur mechanisch und nicht chemisch bearbeitet wurde. Dennoch können auchAbraum-oderBergehaldenökonomische und ökologische Probleme verursachen. Beim Tagebau werden auch über dem abzubauenden Rohstoff befindliche Materialien (Deckgebirge) sowie zwischenFlözengelegeneZwischenmittelabgeräumt. Soweit es sich dabei um fruchtbarenMutterboden(z. B.Löß) handelt, wird dieses Material für eine spätereRekultivierunggelagert, die weit überwiegende Mehrheit wird jedoch verkippt oder zur Verfüllung vonTagebaurestlöcherngenutzt.

Ebenfalls ähnlich aber nicht deckungsgleich ist der BegriffSchlacke,der zumeist einenmetallurgischenRest- oder Abfallstoff bezeichnet. Teilweise kann diese alsSekundärrohstoff(zum Beispiel als Baumaterial) sinnvoll verwendet werden, oftmals lassen angesichts der Belastung mit diversen Schadstoffen die Regularien jedoch ausschließlich die Deponierung zu.

Umweltgefährdung

Mengenmäßig besonders bedeutsam sind insbesondereRotschlamm(aus dem Aluminiumabbau) undPhosphorgips(aus der Phosphatgewinnung). Bei ersterem ist vor allem dessen hoherpH-Wertproblematisch, da er Schwermetalle in wasserlösliche Formen überführt, die bei neutralem pH-Wert nicht wasserlöslich sind. Phosphorgips hingegen ist – je nach Herkunft – durch seine Belastung mitRadiumeinTENORM-Problem. Hier sind insbesondere die Vorkommen in Florida zu nennen, welche dort in immer größeren Deponien gelagert werden, da keine andere Nutzung ökonomisch und legal möglich ist.

Die Schwierigkeit bei der Lagerung der Tailings besteht darin, dass die zuvor unter der Erde im Gestein gebundenen Schadstoffe nun zerkleinert – und oft auch chemisch aufgeschlossen und dadurchbioverfügbar– sind und sich an der Erdoberfläche befinden. Damit sind sie wesentlich mobiler und gelangen leichter in die Umwelt.

Chemikalien und Ressourcenverbrauch

Die Lagerung von Tailings in Absetzbecken kann mit einer hohenUmweltbelastungverbunden sein, da dieErzaufbereitungsrückständein den Schlämmen auch giftige Stoffe wieQuecksilberundArsenenthalten können. Ein Teil der giftigen Substanzen gelangt durchWindundWetteraus den Absetzbecken in die Umwelt. Insbesondere im Zusammenhang mit Säurebildung durch Oxidation desGangartmineralsPyritbesteht die Gefahr, dass die belastete Flüssigkeit in den Boden versickert oder in Flüsse und Seen gelangt (sieheSaure Grubenwässer).Auch bei sehr niedrigen pH-Werten sind einige in neutralem Wasser kaum oder gar nicht lösliche Schwermetalle wasserlöslich, was deren Verbreitung in saurem Wasser deutlich beschleunigt. Vögel und andere Tiere können schwere Gesundheitsschäden erleiden, wenn sie aus Absetzbecken trinken. Zudem bringen sie dadurch Schadstoffe in dieNahrungsketteein, welche sich im schlimmsten Fall in selbigerschrittweise anreichern.

Außerdem werden durch die Lagerung in Absetzbecken, die teilweise viele Quadratkilometer einnehmen, natürliche Flächen und große Mengen von Wasser verbraucht. Moderne Aufbereitungstechniken bieten die Möglichkeit, die festen Partikel aus den Schlämmen abzutrennen und sie trocken an der Erdoberfläche zu lagern. Durch die damit verbundene Zurückgewinnung des Prozesswassers wird der Wasser- und Platzbedarf enorm reduziert und die Umweltgefährdung reduziert.Allerdings hat auch die trockene Lagerung Nachteile, wenn durch fehlende oder unzureichende Abdeckung der Deponie Stäube durch den Wind verfrachtet werden. Dies ist insbesondere in ariden Gegenden ein Problem.

Dammbrüche

Katastrophale Schäden können entstehen, wenn die Eindämmung eines Absetzbeckens versagt. Beispiele fürDammbrücheaus jüngerer Zeit:

• Oktober 2010:Kolontár-Dammbruchin Ungarn mit 10 Todesopfern
• August 2014:Mount-Polley-Dammbruchin Kanada
• November 2015:Dammbruch von Bento Rodriguesin Brasilien mit 19 Todesopfern
• Januar 2019:Dammbruch von Brumadinhoin Brasilien mit 259 bestätigten Todesopfern, 11 weitere Personen gelten noch als vermisst (Stand 28. Dezember 2019)

Aufgrund der bisher aufgetretenen Dammbrüche werden heute hohe Anforderungen an die Auslegung, den Bau und den Betrieb der Absetzbecken gestellt. Diese sind jedoch von den Gesetzen der jeweiligen Länder und deren Fähigkeit und Bereitschaft, diese auch durchzusetzen, abhängig, sodass nach wie vor nicht hinreichend gesicherte Dämme und Tailings-Teiche existieren.

Tailings im Uranbergbau

Auch bei der Aufbereitung vonUranerzentstehen schlammartige Rückstände, dieTailingsgenannt werden. Ihre Menge korreliert direkt mit der Masse des verarbeiteten Erzes, daher fallen weltweit jährlich viele Millionen Tonnen dieser schwach radioaktiven Tailings an. Beim inzwischen immer weiter verbreiteten Verfahren des in-situ-leaching wird das Uran mittels einer Lösungsflüssigkeit direkt aus dem Gestein gelöst – Zerfallsprodukte wie Radium sind in dieser Flüssigkeit nicht löslich (z. B.Radiumsulfatbei Verwendung von Schwefelsäure) bzw. können mit den Verfahren, die zur Gewinnung des Urans dienen, nichtgefälltwerden, und verbleiben daher in der Lagerstätte oder werden mit dem Lösungsmittel zurück gepumpt, wenn dieses wieder verwendet wird.

Trotz der Abtrennung des Urans enthalten die Tailings beim „konventionellen “Bergbau immer noch den größten Teil der ursprünglich im Gestein vorhandenenAktivität.Es handelt sich vor allem um die NuklideRadium-226,Radon-222 undBlei-210 aus derZerfallsreihevon Uran-238. Die auf eine Masseneinheit bezogene spezifische Aktivität ist jedoch im Vergleich zu vielen anderen schwachradioaktiven Abfallprodukten gering. Unmittelbare Gesundheitsschäden sind bei sachgemäßer Lagerung daher nicht zu erwarten. Während von der Entdeckung des Radiums bis zu den späten 1930er Jahren (als dieEntdeckung der Kernspaltungschlagartig einen seither anhaltenden Bedarf an Uran erzeugte) selbiges der bedeutend wertvollere Anteil von Uranerzen war, und das Uran oftmals in den Tailings landete, bestehen heute keine Anwendungen von Radium mehr, welche dessen Extraktion aus Tailings ökonomisch rechtfertigen würden. Ein Grund dafür ist auch, dass künstliche Radionuklide aus Teilchenbeschleunigern und Kernspaltungsreaktoren inzwischen natürliches Radium mehr oder weniger vollständig aus seiner einstigen Verwendung alsRadiopharmakonverdrängt haben.

EineEndlagerungder Inhalte der Absetzbecken kann aufgrund deren Ausmaße nur vor Ort erfolgen. Am Beispiel der Sanierung der ehemaligen Betriebsstätten derSDAG WismutinThüringenundSachsenzeigt sich, wie das vonstattengeht. DurchTrockenlegung,Abdeckung undRenaturierungder Tailings wurde das Risiko der Wettererosion ausgeschlossen. Da eine Abdichtung unterhalb der Tailings nicht erfolgen konnte, bleibt das Risiko des Versickerns radioaktiver Stoffe in den Untergrund. Daher werden engmaschige Umweltkontrollen und Grundwasseraufbereitung durchgeführt.

Literatur

• Nils Engelke, Robert Klug (FlottwegSeparation Technology):Immer oben auf, trotz „unter Tage “– Dekanter im Bergbau.In:AT Mineral Processing Europe.07–08/2018,ISSN2198-3429(online).
• Umweltbundesamt(Hrsg.):BVT-Merkblatt zum Management von Bergbauabfällen und Taubgestein. Juli 2004.Englisch; einzelne Kapitel auch in deutscher Übersetzung (PDF;11,4 MB).

Weblinks

• What are tailings? Their nature and production.In:tailings.info