한국지하수토양환경학회 춘계학술발표회 2013년 4월 11일-12일 한화리조트 제주
산성광산배수 용존 금속의 선택적 회수에 관한 연구
Selective recovery of dissolved metals in acid mine drainage
박상민1․백기태1,*․지상우2
1전북대학교 환경공학과, 2한국지질자원연구원
*e-mail : [email protected]
요 약 문
휴·폐광산으로 인한 환경오염문제가 사회적으로 문제가 되고 있으며, 산성광산배수(AMD, Acid mine drainage)는 광산 주변지역의 주 오염원으로 알려져 있다. AMD는 갱내에 존재하는 황철석(FeS2)이 대기 중의 공 기와 물과 반응하여 황산(H2SO4)을 형성하여 생성되며, 갱내에서 중금속을 용해시켜 주변 토양, 지하수 및 지표수 를 오염시킨다 [1]. 본 연구에서는 AMD의 처리와 함께 AMD에 용존상태로 존재하는 금속류의 선택적 침전을 통 해 회수 가능성을 평가하였다. 이를 위해 Visual MINTEQ을 사용하여 Cu, Zn, Ni의 예상 침전 pH와 예상 침전 물의 형태를 확인하였으며, 예상되는 조건을 실험을 통해 얻은 침전물의 XRD(X-ray diffraction) 분석을 통해 비교 하였다. Visual MINTEQ 적용 결과, Cu의 침전물 형태는 pH 6.4를 기준으로 Cu4SO4(OH)6에서 CuO로 변환될 것 으로 예상되었고, Zn과 Ni의 침전물 형태는 각각 Zn5(CO3)2(OH)6 과 NiCO3로 예상되었다. 실험을 통해 얻은 침전 물을 XRD(X-ray diffraction)를 사용해 분석한 결과, Cu, Zn이 각각 Cu4SO4(OH)6, Zn5(CO3)2(OH)6로 분석되었지만 Ni의 침전물 형태는 분석되지 않았다. 이것은 Ni 침전물이 결정형태가 아닌 비정질 형태의 침전물로 침전되었기 때문이며 문헌을 통해 Ni의 침전물 형태는 NiCO3의 형태로 침전되었을 것으로 예상되었다 [2]. Visual MINTEQ 과 실험을 통해, 산성광산배수 내 용존 금속인 Cu와 Zn, Ni는 pH 조절을 통해 각각 Cu4SO4(OH)6, Zn5(CO3)2(OH)6, NiCO3형태의 침전물로 선택적 회수가 가능할 것으로 판단된다.
key words : AMD, selective precipitation, selective recovery, Visual MINTEQ, Cu, Zn, Ni
사사
본 연구는 한국지질자원연구원의 연구비 지원으로 수행되었다.
참고문헌
[1] Dong-Hwan Kang, Byung-Hyuk Kwon, Hun-Sun Yu and Sun-Ok Kim, Discharge characteristics of heavy metals in acid mine drainage from the abandoned Ilgwang Mine, The Journal of Engineering Geology, Vol.20, No.1, pp. 79-87(2010).
[2] Damien Guillard and Alison E. Lewis, Nickel carbonate precipitation in a fluidized-bed reactor, Ind.
Eng. Chem. Res, 40, pp. 5564-5569(2001).
