Hauptbestandteile

Rohgipse unterscheiden sich in ihren chemischen Hauptbestandteilen wegen ihrer unterschiedlichen Herkunft, sei es aus natürlichen Lagerstätten oder uas REA-Gipsanlagen. Mittelwertefür das Calciumsulfat-Dihydrat sind nachfolgend angegeben:

Folgende Begleitminerale können vorhanden sein:

• Anhydrit CaSO₄
• Calciumcarbonat CaCO₃
• Dolomit CaCO₃ • MgCO₃
• Tonminerale (z. B. Muskovit)

Naturgips und -anhydrit
Ausgangsstoff für die Gipsherstellung ist der Gipsstein (CaSO₄ ∙ 2 H₂O). Dieser gehört zu den Sedimentgesteinen und hat sich durch chemische Ausfällung aus dem Wasser in flachen Binnenmeeren gebildet. Dabei haben sich die Gipskristalle am Meeresboden abgesetzt und zu Gipsstein verfestigt.
Neben dem Gipsstein (CaSO₄ ∙ 2 H₂O) findet man in den Abbaustätten auch natürlichen Anhydrit (CaSO₄). Er ist aus dem Gipsstein bei hoher Temperatur und unter großer Auflast durch Entwässerung entstanden. Beide Minerale (Gipsstein + Anhydrit) haben sich in Millionen Jahren im Laufe geologischer Vorgänge gebildet.

REA-Gips
Als Rohstoff ist neben Naturgips der REA-Gips (Gips aus Rauchgas-Entschwefelungs-Anlagen) von hoher Bedeutung und deckt etwas mehr als die Hälfte des Gipsbedarfes in Deutschland.
Bei der Verbrennung von Kohle in Heiz- oder Stromkraftwerken entsteht neben dem Hauptverbrennungsprodukt CO₂ das umweltschädliche Gas SO₂. Es reagiert mit dem in der Atmosphäre vorkommenden Wasser zu schwefeliger Säure und trägt damit wesentlich zum sauren Regen bei. Daher muss es nach den Vorgaben des Bundesimmissionsschutzgesetzes (Verordnung über Großfeuerungsanlagen, 13. BimSchV - 1983) aus den Abgasen herausgewaschen werden. Dazu wird im Kalkwaschverfahren der Abgasstrom durch eine Suspension aus Kalkstein oder Branntkalk geleitet, wodurch sich der SO₂-Gehalt im Rauchgas von vorher 800 - 1.000 mg SO₂/m³ auf rund 100 mg/m³ reduzieren lässt. Durch eine weitere Reaktion mit dem Luftsauerstoff wird das Produkt Gips (CaSO₄ ∙ 2 H₂O) gebildet. Dieser sehr feine Gips liegt als wässrige Suspension vor, die vor der weiteren Behandlung mit Reinstwasser gewaschen werden muss, um zu vermeiden, dass lösliche Salze zur Nicht-Verwendbarkeit des REA-Gipses führen.

Damit beim Transport sowie beim späteren Brennvorgang der Energiebedarf minimiert wird, entzieht man dem Gips mit Hilfe von Zentrifugen und Vakuumfiltern zum größten Teil das physikalisch gebundene Wasser (ca. 10 % Restfeuchte), das mit Braunkohleflugasche gebunden für Rekultivierungsmaßnahmen im Bergbau verwendet werden kann.

Der entstandene REA-Gips kann ohne weitere Nachbehandlung als naturgipsidentischer Rohstoff zur Herstellung aller Gipsbaustoffe eingesetzt werden (siehe z.B. Beckert-Studie). U.a. deshalb ist REA-Gips auch von der OECD-Abfallliste gestrichen und im Rahmen der von der EU-Kommission zur Novellierung der Abfallrahmen-Richtlinie untersuchten Beispiele als Produkt anerkannt worden.

Durch die Entwicklung spezieller Reinigungsverfahren wird REA-Gips inzwischen aus Braunkohle in gleicher Qualität wie aus Steinkohle hergestellt. REA-Gips aus Braunkohlekraftwerken stellt zwischenzeitlich mehr als 50% des verbrauchten REA-Gipses. Abweichungen von der REA-Gips-Qualität aufgrund Mitverbrennung von Klärschlamm konnten bis jetzt nicht nachgewiesen werden.

Eine Gewinnung aus Müllverbrennungsanlagen ist prinzipiell möglich, scheitert aber derzeit an den installierten Entschwefelungsverfahren, die für die Müllverbrennung günstiger sind (z. B. wesentlich geringerer Schwefelgehalt von Müll), deren Entschwefelungsprodukte (staubförmiges Gemisch aus Calciumsulfit, Calciumsulfat + Asche) aber nicht zu REA-Gips aufbereitet werden können.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Naturgips
Die Naturgipsreserven sind begrenzt. Der Abbau erfolgt im Tagebau oder unter Tage. Damit verbunden sind Umweltbelastungen durch Eingriffe in Natur und Landschaft.
Abbaugebiete in Deutschland sind Bayern (Franken), Baden-Württemberg, Hessen (Nordhessen), Niedersachsen (Solling + Harz), Thüringen (Südharz + Saale-Orla-Kreis). Unter Tage wird derzeit u.a. in Hüttenheim (Bayern), Stadtoldendorf (Niedersachsen), Neckarzimmern (Baden-Württemberg), Lamerden (Hessen) und Krölpa (Thüringen) abgebaut.

Naturanhydrit₁
Vorkommen in Deutschland: Südharz, Iphofen (Unterfranken)

Verfügbarkeit

Gips- und Anhydrit-Lagerstätten sind weltweit verbreitet und konnten (Stand 2010) an ca. 4300 Fundorten nachgewiesen werden.² In Deutschland befinden sich umfangreiche erkundete und genehmigungsfähige Sulfatrohstoff-Lagerstätten insbesondere in den Bundesländern Thüringen und Baden-Württemberg.³ Im Jahr 2006 wurden in Deutschland ca. 9 Millionen Tonnen Gips- und Gipserzeugnisse produziert, von denen die Menge von Naturgips und Naturanhydrit bei nur ca. 1,5 Millionen Tonnen lag. Die verbleibenden 7,5 Millionen Tonnen Gips stammen aus Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA-Gips).⁴

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

REA-Gips
Die zukünftige Versorgungsmöglichkeit durch REA-Gips als Ersatz für Naturgips lässt sich derzeit nicht prognostizieren, da unklar ist, wieweit die für die weitere Verfügbarkeit dringend notwendige Modernisierung von Kohlekraftwerken durch Neubau- oder Retrofit-Maßnahmen erfolgt und/oder statt dessen andere Energieträger zum Einsatz kommen (Gas, Kernkraft, regenerative Energien), die keinen REA-Gips liefern.

Die meisten Gipswerke befinden sich in der Nähe der Gips-Abbaustätten bzw. inzwischen auch direkt an Großkraftwerkstandorten.

Synthetischer Anhydrit¹
Synthetischer Anhydrit ist ein Nebenprodukt bei der Herstellung von Flusssäure aus Flussspat (CaF₂) und Schwefelsäure. Der Vorteil von synthetischem Anhydrit gegenüber dem natürlichen Vertreter ist die gleichbleibend hohe Qualität.

Radioaktivität

Von den Rohstoffen, die für Gipsherstellung verwendet werden, kann in Einzelfällen eine geringe natürliche Strahlung ausgehen. Diese liegt im Schwankungsbereich der natürlichen Strahlung.

Prozesskette

Umweltindikatoren / Herstellung

Referenz

Energieaufwand

Bei der Herstellung von Gipsbindern wird Energie zur Trocknung und Mahlung benötigt. Mehr Energie ist nötig, um den Naturgips bzw. REA-Gips zu Gipsbinder zu brennen. Im Vergleich zu anderen Bindemitteln wie Kalk und Zement wird durch den Brand bei niedrigeren Temperaturen (120°C-500°C) weniger Energie aufgewendet.

Gefahrstoffverordnung

Gips und daraus hergestellte Produkte sind nicht kennzeichnungspflichtig nach Gefahrstoffverordnung.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Bei der Arbeit mit Gips kann es zu einer Staubentwicklung kommen. Deshalb sollten Atemschutzmasken getragen werden.

AGW-Werte

Calciumsulfat (Gips)

A-Staub: 6 mg/m³ (Alveolengängige Fraktion, früher: Feinstaub)

REACH / CLP

Referenz

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

Für Calciumsulfat werden folgende Angaben in WINGIS-online gemacht:
„Einatmen oder Verschlucken kann zu Gesundheitsschäden führen. Kann die Atemwege und Augen reizen: z. B. Brennen, Augentränen.“

Emissionen

Bei der Verarbeitung von Gips sind außer einer möglichen Staubentwicklung keine schädlichen Emissionen zu erwarten.

Umweltrelevante Informationen

Energiebedarf

Bei der Verarbeitung von Gipsbindern wird Energie beim Anmischen mit Wasser verbraucht. Die Energiemenge ist abhängig von den verwendeten Mischaggregaten, ist aber im Vergleich zur Energie die bei der Herstellung aufgewendet werden muss gering.

Wassergefährdung

Von Gipsen geht keine Wassergefährdung aus.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Untersuchungen von Gipsprodukten zur Emission von flüchtigen organischen Verbindungen zeigten keine gesundheitlichen Gefährdungen in Wohninnenräumen, welche auf Gips zurückzuführen waren.¹

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Gips selbst ist nicht brennbar. Im Brandfall kann es aber zur Entwässerung des Gipses führen, ähnlich des Brennens bei der Herstellung. Ein Mörtel oder Putz auf Gipsbasis wird dadurch zerstört. Ein Umwelt- oder Gesundheitsrisiko besteht aber nicht.

Wassereinwirkung

Da Gips wasserlöslich ist, kann eine Exposition von Wasser auf einen Gipsmörtel oder –putz diesen zerstören. Ein Umwelt- oder Gesundheitsrisiko besteht aber nicht.