Sulfidische Fällung ist ein spezialisiertes Verfahren in der industriellen Abwasserbehandlung, bei dem gelöste Schwermetallionen durch Zugabe von Sulfiden in unlösliche Metallsulfide überführt werden. Diese Technik ist besonders effizient für die Entfernung toxischer Metalle wie Kupfer, Zink, Blei oder Cadmium, da Metallsulfide eine sehr geringe Löslichkeit aufweisen und leicht abzutrennen sind.

Technische Hintergründe

1. Funktionsprinzip:

   • Bei der sulfidischen Fällung wird das Abwasser mit Sulfidverbindungen wie Natriumsulfid (Na₂S) oder Eisen(II)-sulfat (FeSO₄) behandelt. Diese reagieren mit den gelösten Schwermetallionen im Abwasser und bilden Metallsulfide. Diese Sulfide sind schwerlöslich und fallen als Feststoffe aus, die durch Sedimentation, Flotation oder Filtration entfernt werden können.
   • Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die pH-Kontrolle: Der pH-Wert wird in der Regel leicht alkalisch gehalten (pH 8-9), um die Löslichkeit der Metallsulfide zu minimieren und die Abscheidungseffizienz zu maximieren.

2. Verwendung von Organosulfiden:

   • In der Praxis kommen auch Organosulfide (wie TMT 15) zum Einsatz, die eine kontrollierte und zielgerichtete Fällung ermöglichen. Diese organischen Sulfide reagieren selektiv mit Schwermetallionen und sind besonders effektiv, da sie stabilere Komplexe bilden, die eine noch geringere Löslichkeit aufweisen als einfache Metallsulfide. TMT 15 wird beispielsweise häufig zur Entfernung von Quecksilber aus Abwässern eingesetzt, da es sehr stabile und schwerlösliche Quecksilbersulfid-Komplexe bildet.

3. Natriumbisulfit bei der Chromatreduktion:

   • Ein spezieller Anwendungsfall der sulfidischen Fällung ist die Chromatreduktion. In diesem Prozess wird Natriumbisulfit (NaHSO₃) verwendet, um sechswertiges Chrom (Chrom(VI)), das sehr toxisch und mobil ist, zu dreiwertigem Chrom (Chrom(III)) zu reduzieren. Das so reduzierte Chrom(III) wird dann durch Fällung mit Natriumsulfid in unlösliches Chrom(III)-hydroxid oder Chrom(III)-sulfid überführt. Diese Technik ist besonders in der Oberflächenbehandlung und Galvanik weit verbreitet, um die Einhaltung strenger Abwassergrenzwerte zu gewährleisten.

Anwendungsbereiche

1. Galvanikindustrie:

   • Hier fallen Abwässer mit hohen Konzentrationen an Schwermetallen wie Kupfer, Nickel und Zink an. Die sulfidische Fällung wird eingesetzt, um diese Metalle als Metallsulfide auszufällen und so die Schwermetallkonzentrationen unter die gesetzlichen Grenzwerte zu senken.

2. Chemische Industrie:

   • Bei der Herstellung von Chemikalien und Produkten, die Schwermetalle oder deren Verbindungen enthalten, ist die sulfidische Fällung ein gängiges Verfahren, um diese Metalle sicher und effektiv zu entfernen.

3. Pharmazeutische Industrie:

   • Die Behandlung von Abwässern, die mit Metallen oder toxischen Substanzen belastet sind, erfordert oft den Einsatz von organischen Sulfiden, um besonders gefährliche Metalle wie Quecksilber oder Blei sicher abzutrennen.

4. Oberflächenbehandlung:

   • In der Oberflächenbearbeitung und Galvanik wird die Chromatreduktion und nachfolgende sulfidische Fällung genutzt, um die hochtoxischen Chrom(VI)-Verbindungen auf eine umweltverträglichere Form umzuwandeln und abzutrennen.