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<!DOCTYPE html>

<title>Phosphorgips</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Phosphorgips</span></h1>

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<p>Als <b>Phosphorgips</b> (auch <i>Phosphogips</i>) bezeichnet man den in der <a href="Phosphat" class="mw-redirect" title="Phosphat">Phosphatindustrie</a> in großen Mengen als Nebenprodukt anfallenden <a href="Gips" title="Gips">Gips</a>. Aufgrund von Verunreinigungen in den Ausgangsprodukten enthält dieser Gips oft <a href="Radioaktivit%C3%A4t" title="Radioaktivität">radioaktive</a> und chemisch <a href="Toxizit%C3%A4t" title="Toxizität">giftige</a> Bestandteile, wie Spuren von <a href="Uran" title="Uran">Uran</a> oder <a href="Radium" title="Radium">Radium</a>. Nur etwa 2 % des Phosphorgipses können weiterverwendet werden, weil er wegen des Aufwandes der Reinigung wirtschaftlich nicht mit anderen Gipssorten konkurrieren kann, der Rest wird meist unter freiem Himmel gelagert, zur Abdeckung von Deponien, Verfüllung oder zur Landgewinnung eingesetzt und stellt eine potenzielle Umwelt- und Wasserbelastung bzw. -gefährdung dar.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Phosphorgips ist ein klassisches Beispiel für NORM bzw. <a href="TENORM" class="mw-redirect" title="TENORM">TENORM</a> also ein natürlich vorkommendes radioaktives Material (NORM), welches durch technologisch-anthropogene Prozesse angereichert wird (TENORM).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Entstehung">Entstehung</h2></div>

<p>Phosphorgips entsteht durch Umsetzung von <a href="Fluorapatit" title="Fluorapatit">Fluorapatit</a> (Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>F) mit <a href="Schwefels%C3%A4ure" title="Schwefelsäure">Schwefelsäure</a> (H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>) bei der Produktion von <a href="Phosphors%C3%A4ure" title="Phosphorsäure">Phosphorsäure</a> (H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>) entsprechend der Reaktion:

</p>

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {Ca_{5}(PO_{4})_{3}F\ +\ 5\ H_{2}SO_{4}\ +\ 10\ H_{2}O\ \longrightarrow \ 3\ H_{3}PO_{4}\ +\ 5\ CaSO_{4}\cdot 2\ H_{2}O\downarrow \ +\ HF\uparrow } }</annotation>

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/2f5ba66e193b8ea30fe7201040bee11e7a510672.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:84.465ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {Ca_{5}(PO_{4})_{3}F\ +\ 5\ H_{2}SO_{4}\ +\ 10\ H_{2}O\ \longrightarrow \ 3\ H_{3}PO_{4}\ +\ 5\ CaSO_{4}\cdot 2\ H_{2}O\downarrow \ +\ HF\uparrow } }" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>Üblicherweise enthält Phosphatgestein verschiedene <a href="Apatit" title="Apatit">Apatit</a>-Minerale, welche entsprechend leicht abweichende Reaktionen eingehen. Gemeinsam ist aber immer die Entstehung (nahezu) wasserunlöslichen Calciumsulfats und gut wasserlöslicher <a href="Phosphors%C3%A4ure" title="Phosphorsäure">Phosphorsäure</a>. Ersteres wird üblicherweise nicht kommerziell weiter verwendet. Zweiteres ist Grundlage der Phosphatchemie, hauptsächlich der Düngemittelproduktion.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Nebenprodukte">Nebenprodukte</h2></div>

<p>Der bei der Reaktion entstehende gasförmige <a href="Fluorwasserstoff" title="Fluorwasserstoff">Fluorwasserstoff</a> (HF) entweicht und wird zur weiteren Verwendung separat aufgefangen. Die im Phosphaterz gegebenenfalls vorhandenen Uranverbindungen liegen nach der Reaktion in der Phosphorsäure gelöst vor und können daraus als <a href="Uran(V%2CVI)-oxid" title="Uran(V,VI)-oxid">Uran(V,VI)-oxid</a> (U<sub>3</sub>O<sub>8</sub>) gewonnen werden. Spuren von <a href="Radium" title="Radium">Radium</a> lassen sich aus dem hergestellten Phosphorgips mit speziellen Reinigungsverfahren abtrennen.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Radiumsulfat – die hauptsächlich im Phosphorgips vorgefundene Verbindung des Radiums – ist das Sulfat mit der niedrigsten bekannten Wasserlöslichkeit; selbige ist um Größenordnungen niedriger als jene von Calciumsulfat. Sowohl bei der Entdeckung des Radiums durch <a href="Marie_Curie" title="Marie Curie">Marie Curie</a> und ihren Ehemann <a href="Pierre_Curie" title="Pierre Curie">Pierre</a> als auch bei der historischen Gewinnung von Radium in der Zeit vor Entdeckung der Kernspaltung machte man sich die unterschiedliche Lösbarkeit der <a href="Erdalkalimetall" class="mw-redirect" title="Erdalkalimetall">Erdalkalimetall</a>-Sulfate in Wasser zunutze und gewann Radium zum Beispiel über Zusatz von Bariumsulfat durch <a href="Fraktionierte_Kristallisation_(Chemie)" title="Fraktionierte Kristallisation (Chemie)">fraktionierte Kristallisation</a>. Angesichts der kaum noch bestehenden Nachfrage nach Radium<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> und der potenziell ergiebigeren Radiumquelle Uranerz (Verhältnis <sup>226</sup>Ra/<sup>238</sup>U =~300 <a href="Ppb" class="mw-redirect" title="Ppb">ppb</a>), ist die Gewinnung von Radium aus Phosphorgips jedoch kaum ökonomisch relevant.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Nutzung">Nutzung</h2></div>

<p>Je nach Herkunft des Ausgangsmaterials enthält Phosphorgips unterschiedliche Mengen an Verunreinigungen und ist daher mehr oder weniger für bestimmte Verwendungen geeignet. Bei besonders hohen Gehalten an <a href="Uran" title="Uran">Uran</a> kann dieses ökonomisch gewinnbringend abgetrennt werden (siehe oben). Wenn Grenzwerte für Radioaktivität und Schwermetallbelastung eingehalten werden, kann Phosphorgips auch als <a href="F%C3%BCllstoff" title="Füllstoff">Füllstoff</a> im Straßenbau oder für <a href="Landgewinnung" title="Landgewinnung">Landgewinnung</a> genutzt werden. Die übergroße Mehrheit wird jedoch in Deponien gelagert. Hierbei ist die Reaktion von Anhydrit mit Wasser zu Gips – wobei sich das Volumen vergrößert – besonders bedenklich, da sie die Stabilität der Halde beeinträchtigen kann. Unzureichend gegen das Grundwasser abgedichtete Deponien stellen vor allem durch <a href="Eutrophierung" title="Eutrophierung">Eutrophierung</a> eine Gefahr für die Gewässer dar, da Phosphorgips noch 0,5–1% Phosphor enthalten kann. In den allermeisten Süßgewässern ist Phosphor der <a href="Minimumgesetz" title="Minimumgesetz">Minimumfaktor</a>, dessen Menge die <a href="Prim%C3%A4rproduktion" title="Primärproduktion">Primärproduktion</a> und damit <a href="Algenbl%C3%BCte" title="Algenblüte">Algenblüten</a> begrenzt. Da der Unterhalt der Deponien einen Kostenfaktor darstellt, sind die Grenzwerte, ab denen eine Nutzung erfolgen kann, politisch umstritten, da die Vertreter der Phosphatindustrie für höhere Grenzwerte, Vertreter von Umweltorganisationen jedoch für niedrigere Grenzwerte eintreten. In Florida führte in den frühen 2020er Jahren der Plan den Grenzwert für <a href="Radium" title="Radium">Radium</a>, welches als Zerfallsprodukt des Uran natürlicherweise in Phosphatgestein vorkommt, von 10 <a href="Parts_per_trillion" title="Parts per trillion">ppt</a> Masseanteil auf einen höheren Wert zu ändern,<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> um den Gebrauch von Phosphorgips im Straßenbau zu ermöglichen, zu Protesten und letztlich der Aufgabe dieser Pläne.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Der Hauptbestandteil von Phosphorgips – <a href="Calciumsulfat" title="Calciumsulfat">Calciumsulfat</a> – eignet sich prinzipiell als Rohstoff für die <a href="Sulfat" class="mw-redirect" title="Sulfat">Sulfatchemie</a>, jedoch ist aufgrund der hohen benötigen Energiemenge für die Abtrennung von Schwefeloxiden aus CaSO<sub>4</sub> und der billigen Verfügbarkeit von Schwefel und dessen Oxiden diese Nutzungsform nur selten wirtschaftlich.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>

<ul><li><a href="Rotschlamm" title="Rotschlamm">Rotschlamm</a> – Abfallprodukt der Aluminiumherstellung</li>

<li><a href="Abraum_(Bergbau)" title="Abraum (Bergbau)">Abraum</a> – Material welches beim Bergbau anfällt und kein oder wenig nutzbares Material enthält</li>

<li><a href="Tailings" title="Tailings">Tailings</a> – Abfallprodukt nach Gewinnung des/der gesuchten Stoffe(s) aus Erzen</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-Tribune-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Tribune_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Stéphanie Wenger: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.latribune.fr/actualites/economie/international/20130729trib000777970/tunisie-comment-sfax-veut-recuperer-sa-mer-.html">« Tunisie : comment Sfax veut récupérer « sa » mer »</a>, Tageszeitung <i>La Tribune</i>, 29. Juli 2013</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://books.google.de/books?id=fuOumX779h4C&pg=PA356&dq=Phosphorgips&as_brr=3&cd=2&hl=de#v=onepage&q=Phosphorgips&f=false"><i>Bauchemie: Einführung in die Chemie für Bauingenieure und Architekten, von Roland Benedix.</i></a> books.google.de,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 12. Dezember 2009</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3APhosphorgips&rft.title=Bauchemie%3A+Einf%C3%BChrung+in+die+Chemie+f%C3%BCr+Bauingenieure+und+Architekten%2C+von+Roland+Benedix&rft.description=Bauchemie%3A+Einf%C3%BChrung+in+die+Chemie+f%C3%BCr+Bauingenieure+und+Architekten%2C+von+Roland+Benedix&rft.identifier=&rft.publisher=books.google.de&rft.date="> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Franz Wirsching: <i>Gips - Naturrohstoff und Reststoff technischer Prozesse,</i> Chemie in unserer Zeit, 19. Jahrg. 1985, Nr. 4, S. 141, <span class="-print"><a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <span style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220009-2851%22&key=cql">0009-2851</a></span></span>.</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external free" href="http://large.stanford.edu/courses/2021/ph241/lui2/">http://large.stanford.edu/courses/2021/ph241/lui2/</a></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external free" href="https://web.archive.org/web/20210318000232/https://www.epa.gov/newsreleases/epa-approves-use-phosphogypsum-road-construction">https://web.archive.org/web/20210318000232/https://www.epa.gov/newsreleases/epa-approves-use-phosphogypsum-road-construction</a></span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external free" href="https://thehill.com/policy/energy-environment/561377-epa-withdraws-rule-allowing-use-of-radioactive-material-in-road">https://thehill.com/policy/energy-environment/561377-epa-withdraws-rule-allowing-use-of-radioactive-material-in-road</a></span>

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</ol></div><div><div class="zim-footer">

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