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광미-물 상호반응에서 반응시간이 중금속 용출에 미치는 영향
The Effects of Kinetics on the Leaching Behavior of Heavy Metals in Tailings-Water Interaction 원문보기

지하수토양환경 = Journal of soil and groundwater environment, v.11 no.1, 2006년, pp.23 - 36  

강민주 (한국지질자원연구원 지질환경재해연구부) ,  이평구 (한국지질자원연구원 지질환경재해연구부) ,  김상연 (한국지질자원연구원 지질환경재해연구부)

초록
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이번 연구는 광미시료를 대상으로 반응시간(1, 2, 4, 7, 14, 21 및 30일)과 반응용액의 pH(1, 3 및 5)를 달리하여 실내 용출실험을 실시하였다. pH 5와 pH 3의 반응용액과의 용출실험에서는 반응 2일 후 최종 pH가 4.6-6.1 혹은 2.8-3.5로 안정화되었으며, 반응시간이 지남에 따라 점진적으로 낮아졌다. 황산염 농도와 산도는 7일 이후 증가하는 것이 관찰되었는데, 이는 황화광물의 산화작용때문인 것으로 판단된다 pH 5와 pH 3에서 용출된 Pb 함량은 반응기 간(1-30일) 동안 뚜렷한 변화가 보이지 않은 반면에 Zn, Cd 및 Cu는 시간이 지남에 따라 용출함량이 증가하는 경향을 보였다. 반응용액 pH 1에서의 용출특성은 Zn 형태(Zn, Cd, 및 Cu)와 Pb 형태(Pb)로 구분되었다. Zn 형태는 시간에 따라 용출함량이 증가되었고, 이는 지속적인 용해작용에 의한 것이다. Pb 형태는 시간에 따라 용출농도가 감소하였으며, 이는 황산염의 용출함량이 높아짐에 따라 용해된 Pb가 앵글레사이트(anglesit)로 침전됨을 지시한다. 높은 황산염 농도는 Fe, Zn, 및 Cd의 높은 용출함량과 밀접한 관련이 있다. 이들 용출실험 결과 Zn과 Cd의 용출과 산도는 광산주변 환경의 지표수와 지하수 수질에 악영향을 주는 요인이 될 수 있다. 용출반응에서 kinetics 문제는 광미가 빗물과 반응하여 유출수에서의 중금속 농도를 증가시킬 수 있는 중요한 요인이 된다.

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Experimental leaching of tailings was performed as a function of times (1, 2, 4, 7, 14, 21 and 30 days) in the laboratory using reaction solutions equilibrated to three different pH set-points (pHs 1,3 and 5). The initial pHs of 5 and 3 stabilized at either 4.6-6.1 or 2.8-3.5 in 2 days and decrease ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러므로 빗물-2차 광물 혹은 황화광물)의 반응 시간에 따른 2차 광물의 용해반응과 황화광물의 산화반응의 차이가 있을 것으로 예상된다. 따라서 이번 연구에서  서보광산과 청양광산에 적치된 광미시료를 대상으로 주어진 pH 조건(pH 5, 3, 1)에서 반응 시간(1-30일)에 따른 중금속(Fe, Cd, Cu, Pb, Zn)의 용출 특성을 밝히고자 하였다.

가설 설정

  • 용출실험에 사용한 반응용액의 초기 산도는 pH 5, 3 및 1이었으며, 탈이온수(deionized water)에 질산(analytical grade, Merck)을 첨가하여 조절하였다. pH 5와 3의 반응용액은 대상 지역에서 기록된 산성비(pH 5-3)를 고려하여 실시한 실험이었으며, pH 1은 산성비가 내릴 때 광미시료에 있는 황철석이 산화되면서 발생된 산도(acidity)에 의해 형성될 수 있는 강산성 환경을 고려하여 가장 낮은 pH 조건을 가정한 용출 실험이었다. 실제 청양광산과 서보광산 지역에서 측정된 빗물의 강우 산도는 3.
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참고문헌 (14)

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  2. 강민주, 이평구, 최상훈, 신성천, 2003, 서보광산 폐광석 내 2차광물에 의한 중금속 고정화, 자원환경지질학회지, 36(3), 177-189 

  3. 기상청, 2005, 기상관측자료, http://www.kma.go.kr 

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