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갈바닉 산화와 황철석 용해를 이용한 친환경 원위치 광미 무해화 기술
Application of Galvanic Oxidation and Pyrite Dissolution for Sustainable In-Situ Mine Tailings Treatment 원문보기

Ecology and resilient infrastructure, v.3 no.4, 2016년, pp.279 - 284  

주원정 (서울대학교 건설환경공학부) ,  조은혜 (한국외국어대학교 환경학과) ,  남경필 (서울대학교 건설환경공학부)

초록
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선광제련과 같은 광산활동 과정에 발생하는 광미는 고농도의 중금속을 함유하고 있고, 그 중 황철석을 함유한 광미는 광산주변 수계 및 토양 오염의 주요 원인이다. 이러한 황철석을 함유한 광미의 무해화를 위해 화학전지 (연료전지)의 개념을 활용할 수 있다. 화학전지에서 황철석의 자발적인 산화, 즉, 갈바닉 산화를 통해 황철석이 용해되면서 $Fe^{3+}$와 황산이 생성되어 pH가 감소하게 된다. 이는 황철석 함유 광미 내 중금속의 용출 촉진 효과를 가져올 수 있다. 본 연구에서는 $23^{\circ}C$ 조건에서 4주 간 산성용액과 갈바닉 반응기를 이용해 황철석을 처리하며 총 용존 철 농도와 용액의 pH를 확인하였다. 또한 주사전자현미경을 이용해 처리 후 황철석 표면을 관찰하였다. 갈바닉 반응기를 이용한 황철석의 용해가 산성용액을 이용한 황철석의 용해에 비해 약 2.9배 높은 총 철을 용출시킨 것을 확인하였고, pH 저감 효과도 더 큰 것을 확인하였다. 또한 표면 분석 결과 갈바닉 반응기 내에서 반응한 황철석의 표면에서 더 많은 홈을 발견되었다. 본 연구를 통해 갈바닉 산화에 의해 황철석의 용해가 촉진된 것을 확인하였으며, 갈바닉 산화가 황철석 함유 광미의 무해화 기술로 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Mine tailings generated during mining activity often contain high concentrations of heavy metals, with pyrite-containing mine tailings in particular being a major cause of environmental problems in mining areas. Chemical cell technology, or fuel cell technology, can be applied to leach heavy metals ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 갈바닉 산화를 통해 황철석의 용해 촉진 정도를 확인하고자 한다. 광산주변 수계 및 토양오염을 유발하는 대부분의 광미에서 황철석의 존재가 확인되기 때문에, 황철석의 자발적 산화속도를 화학전지의 개념을 적용하여 촉진함으로써, 황철석 주위 pH를 효과적으로 변화시킬 수 있고, 그에 따라 광미 내 중금속의 용출량 또한 촉진할 수 있다.
  • 본 연구에서는 외부환경의 변화에 민감하지 않을 뿐만 아니라 광미 내 황철석 (FeS2)의 자발적인 산화반응을 촉진할 수 있는 화학전지 (연료전지)의 개념을 광미 무해화 공법의 일환으로 활용하고자 한다. 광미는 황철석을 비롯한 황화광물을 다량 함유하고 있는데, 황철석은 물 및 공기와의 접촉을 통해 자연적 (자발적)으로 산화되며 Fe3+과 황산이온을 생성하고 pH를 낮춘다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
광미는 언제 발생하는가? 광미는 선광 및 제련과 같은 광산활동을 통해 광체로부터 유용광물을 회수하는 과정에서 발생한다 (Jeong et al. 2015).
광미가 광산주변 수계 및 토양 오염의 주요 원인이 되는 이유는? 2015). 광미는 고농도의 중금속을 함유하고 있기 때문에 광산주변 수계 및 토양 오염의 주요 원인이 된다 (Park et al. 2006, Jeong et al.
광미의 위해도를 저감시키기 위한 고형화/안정화의 경우 처리 후 광미에 대한 재이용 용도가 불분명하여 적치 또는 매립되고 있는 실정이라는 점 외에 어떤 단점이 또 있는가? 2001) 에너지원이 필요하여 경제적이지 못하다. 또한 안정화/고형화와 같은 기술은 광미 내 중금속의 농도가 유지되기 때문에 재용출에 의한 주변 환경오염의 개연성이 상존한다는 단점이 있다.
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참고문헌 (22)

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