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Durch Korrosion wasserführender Stahl‐ oder Eisenrohrsysteme werden je nach pH‐Wert neutrale oder positiv geladene polymere Fe(III)‐Spezies in größerer Konzentrationen an die Wässer abgegeben. Im vorliegenden Beitrag wird über den Einfluss dieser Korrosionsprodukte auf die Calcitabscheidung aus calciumhaltigen wässrigen Lösungen berichtet. Mit Hilfe einer Rührmethode wurde aus leicht sauren Ca(HCO3)2‐Lösungen das gelöste freie CO2 ausgegast und damit eine kritische Übersättigung bezüglich CaCO3 erreicht und Calcit abgeschieden. Die resultierende Ca2+‐Konzentrationsverringerung der Lösungen konnte an Hand von Messungen der elektrolytischen Leitfähigkeit sowie an Hand von pH‐Wertmessungen in Abhängigkeit von der Zeit verfolgt werden. Dabei wurde die CaCO3‐Abscheidung unter Einfluss von Fe3+‐Zugaben in einem Konzentrationsbereich von 0.017 bis 0.999 mmol/L untersucht, wobei bei einer Fe3+‐Konzentration von 0.066 mmol/L gleichfalls der Ca2+‐Gehalt der Lösungen variiert wurde. Anschließend werden die Auswirkungen eines korrodierenden ST37‐Stahlbleches auf die Calcitabscheidung beschrieben. Durch die unterschiedlichen Eisenzugaben konkurrieren zwei parallel verlaufende Prozesse. Fe3+‐Konzentrationen unterhalb von ca. 0.1 mmol/L beschleunigen die Keimkristallbildung und damit das resultierende CaCO3‐Kristallwachstum, da die Grenzflächen des kolloidalen und polymeren FeOOH und Fe(OH)3 den Nukleierungsprozess katalysieren. Aufgrund der Adsorption von positiv geladenen Fe(III)‐Spezies an vorhandene Keimkristalldefekte bewirken Fe3+‐Konzentrationen oberhalb von ca. 0.1 mmol/L eine starke Inhibition des weiteren CaCO3‐Kristallwachstums und damit eine starke Reduktion der CaCO3‐Abscheidungsgeschwindigkeit.
Acta hydrochimica et hydrobiologica – Wiley
Published: Sep 1, 2001
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