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논문

탄산화법을 이용한 용존 비소 제거에 관한 연구

A Study on Removal of Aqueous Arsenic using the Carbonation Process

민경원|서의영|이현철
한국자원공학회 (The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|2013.02|한국자원공학회지 (Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|제50권 제1호|pp. 70-79

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비소ArsenicCalcite방해석Hydrated lime소석회광산배수Carbonation processMine drainage탄산화법
주제분류자원공학

초록

탄산화법은 침강성탄산칼슘을 제조하는 방법의 하나로 Ca(OH)2, CO2, 물을 반응시켜 탄산칼슘을 제조하는 방법을 말한다. 본 연구에서는 휴 · 폐광산 광산배수 및 지하수 등에 존재하는 비소를 제거하기 위한 방법으로 탄산화법을 적용하여 실험을 실시하였다. 1차 실험결과, As(III)는 최대 26.5% 제거되었고, As(V)는 최대 90.6%까지 제거되었다. 소석회 투입량을 증가시켜 실시한 2차 실험 결과, As(III)는 최대 38.7%, As(V)는 최대 95.1% 제거되었다. 반응 용액의 최종 pH는 6.0～6.5 범위로 수질기준을 만족하였고, Eh는 -330 mV～+50 mV 범위를 나타냈다. 2차 실험의 반응생성물에 대한 XRD 분석을 실시한 결과 방해석 peak가 확인되었고, SEM 분석을 통해 육면체 형태의 결정을 갖는 방해석임을 확인하였다. 또한 EDS 스캐닝을 통해 As(III) 0.04% 이하, As(V) 0.06～0.07%가 생성된 방해석 표면에 존재하는 것으로 확인되었다. 결과적으로 탄산화법에 의한 비소제거는 As(III)의 경우 비효율적인 것으로 나타났으며, As(V)의 경우 효율적인 제거가 가능한 것으로 나타났다.

Abstract

The carbonation process, one of the calcium carbonate precipitating methods, consists of a reaction of Ca(OH)2, CO2, and water. In this study, laboratorial tests were conducted to remove the arsenic from the abandoned mine drainage and ground water using the carbonation process. As (III) and As (V) were removed up to 26.5% and 90.6%, respectively in the preliminary test and up to 38.7% and 95.1%, respectively in the second test with an increased amount of hydrated lime. Final pH’s of reacted solutions were 6.0 to 6.5, which are satisfying with the water standard and Eh’s range between -330 mV and +50 mV. Calcite peak was observed in the reaction precipitates of the follow-up test by XRD analysis and also, hexahedral structures of calcite crystals were identified by SEM analysis. As (III) and As (V) were detected in the range of below 0.04% and 0.06～0.07%, respectively by EDS scanning. Consequently, the carbonation pr ocess can remove aqueous As (V) efficiently, but As (III) insufficiently.

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