Häufige Schwefelsalze und Schwefelverbindungen im Wasser: Löslichkeit und Aufbereitung
Schwefel kommt im Wasser in verschiedenen gelösten Formen vor. Sulfat (SO42−) ist in Grundwasser, Meerwasser und industriellen Salzlösungen verbreitet. Reduzierter Schwefel kann als Schwefelwasserstoff (H2S) und Hydrogensulfid (HS−) auftreten; Sulfit (SO32−) und Thiosulfat (S2O32−) kommen in manchen Prozesswässern vor. Lösliche Salze dissoziieren in Ionen; welche Spezies vorliegen, hängt vom pH-Wert, den Redoxbedingungen, der Temperatur und weiteren Inhaltsstoffen ab.
Hintergrundinformationen finden Sie unter Schwefel im Wasser.
Häufige Schwefelsalze und Schwefelverbindungen
Dies sind Richtwerte für die Löslichkeit in reinem Wasser, keine Vorhersagen für gemischte Salzlösungen. Temperatur, Hydratationszustand, gleichnamige Ionen und Wasserchemie können die Löslichkeit verändern. Schwefelwasserstoff ist eine gelöste Spezies, kein Salz.
| Salz oder Spezies | Formel | Richtwert der Löslichkeit | Mögliches Vorkommen |
|---|---|---|---|
| Natriumsulfat | Na2SO4 | Etwa 28,1 g/100 g Wasser bei 25 °C | Natürliche Gewässer, Meerwasser und salzhaltige Prozesslösungen |
| Magnesiumsulfat | MgSO4 | Etwa 30 g/100 mL Wasser bei 20 °C | Meerwasser, Mineralwässer und Konzentrate aus Umkehrosmoseanlagen oder Verdampfern |
| Kaliumsulfat | K2SO4 | Etwa 12 g/100 mL Wasser bei 25 °C | Prozessströme aus der Düngemittelherstellung, dem Bergbau und der Spezialchemie |
| Ammoniumsulfat | (NH4)2SO4 | Etwa 76,7 g/100 g Wasser bei 25 °C | Düngemittelherstellung und ammoniumhaltige Industriewässer |
| Calciumsulfat (Gips) | CaSO4 | Etwa 0,2 g/100 mL Wasser bei 20 °C | Hartes Wasser, Entsalzungskonzentrate und industrielle Salzlösungen; dabei kann es zu Ablagerungen kommen |
| Bariumsulfat (Baryt) | BaSO4 | Etwa 0,00031 g/100 g Wasser bei 20 °C | Förderwässer, Bergbauwässer und bariumhaltige Sulfatströme |
| Natriumsulfit | Na2SO3 | Etwa 22 g/100 mL Wasser bei 20 °C | Wässer aus der Entchlorung und chemischen Prozessen |
| Natriumthiosulfat | Na2S2O3 | Etwa 20,9 g/100 mL Wasser bei 20 °C | Prozessströme aus dem Bergbau und chemischen Prozessen |
| Schwefelwasserstoff / Hydrogensulfid | H2S / HS− | Abhängig von pH-Wert, Temperatur und Druck | Grundwasser, anaerobe und geothermische Wässer sowie manche Abwässer aus dem Bergbau oder der Industrie |
Aufbereitungs- und Trennverfahren
Die Wahl des Verfahrens hängt von den Schwefelspezies, ihrer Konzentration, dem pH-Wert, dem Redoxzustand, weiteren Ionen und der erforderlichen Wasserqualität beziehungsweise dem gewünschten Rückgewinnungsprodukt ab. Eine repräsentative Wasseranalyse und gegebenenfalls Versuche zur Behandelbarkeit helfen bei der Auswahl eines geeigneten Verfahrens.
| Herausforderung | Möglicher Ansatz | Wichtiger Aspekt |
|---|---|---|
| Sulfat in Brackwasser oder salzhaltigem Zulauf | Nanofiltration oder Umkehrosmose | Überführt Sulfat in ein Konzentrat; Ablagerungsbildung und der Umgang mit dem Konzentrat sind zu berücksichtigen. |
| Geringe Sulfatkonzentrationen in Reinstwasser | Ionenaustausch oder ein geeignetes Membranverfahren | Konkurrierende Ionen, Zielkonzentration und den Umgang mit Regenerationsabfällen oder dem Konzentratstrom berücksichtigen. |
| Sulfatreiche Salzlösung zur Aufkonzentrierung oder Rückgewinnung | Elektrodialyse, Elektrodialyse mit Polaritätsumkehr, Verdampfung und Kristallisation | Rückgewinnung und Produktreinheit hängen von der Zusammensetzung des Salzgemischs und der Verfahrenskonfiguration ab. |
| Risiko von Gips- oder Barytablagerungen | Bewertung des Ablagerungsrisikos, Vorbehandlung, Antiscalants oder Fällung mit anschließender Feststoffabtrennung | Das Risiko hängt von den Ionenaktivitäten, der Temperatur und der Konzentration ab – nicht allein vom Sulfat. Als Hilfsmittel zur Veranschaulichung dient der Rechner für die Bildung von Calciumsulfat-Ablagerungen. |
| Schwefelwasserstoff, Sulfit oder Thiosulfat | Auf die jeweilige Spezies abgestimmte Oxidation mit anschließender Filtration oder anderer Feststoffabtrennung; für manche Wässer können auch Adsorption oder biologische Behandlung geeignet sein | Die Oxidationschemie und die Nebenprodukte für den jeweiligen Wasserstrom prüfen. Sulfid kann Geruchsbelästigungen und Expositionsrisiken verursachen. |
Membran- und Elektrodialyseverfahren überführen gelöste Salze in ein Konzentrat, statt sie zu zerstören. Für Konzentrat, Regenerationsabfälle und ausgefällte Feststoffe ist ein geeigneter Weg zur Rückgewinnung, Wiederverwendung oder Entsorgung erforderlich. Sulfat in Grubenwasser kann zusammen mit sauren Bedingungen und gelösten Metallen auftreten; die Behandlung sollte daher die gesamte Wasserchemie berücksichtigen.
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Quellen und weiterführende Informationen
- WHO: Faktenblatt zu chemischen Stoffen — Schwefelwasserstoff
- USGS: Grubenwasser
- US-Umweltschutzbehörde EPA: Daten zu Behandlungstechnologien — Sulfat in Bergbauabwasser
- PubChem: Natriumsulfat
- ILO/WHO: Magnesiumsulfat
- ILO/WHO: Kaliumsulfat
- PubChem: Ammoniumsulfat
- PubChem: Calciumsulfat
- PubChem: Bariumsulfat
- ILO/WHO: Natriumsulfit
- ILO/WHO: Natriumthiosulfat
Zuletzt überprüft: 8. November 2026 von Lenntech