연화광산 통기갱 갱내수 처리실험에 관한 연구

Abstract

연화광산의 태백지구에 개설된 수직 통기갱에서는 2006년 7월 폭우 전까지는 폐광이후 소량의 갱내수만 발생되었으나 그 이후 다량의 산성광산배수가 통기갱에서 유출되어 황화현상이 주변 하천의 환경을 악화시켰다. 연화광산 통기갱 갱내수는 pH가 약 6.6이고 Fe 22mg/L, Ca 634mg/L, Mn 14.1mg/L, Zn 2mg/L, SO₄^(2-) 1863.2mg/L, HCO₃^(-) 188mg/L의 조성을 보였다. 철의 함량이 심하게 높지 않고 다른 중금속의 농도가 높지 않으며 pH가 중성인 것을 고려하여 불균질 산화시스템을 이용한 처리시스템을 적용하고자 실내실험을 수행하였다. 갱내수를 처리하기 위한 실험에 사용된 시스템은 폭기만 실시(Ⅰ), 폭기와 철산화물 첨가(Ⅱ) 그리고 폭기, 철산화물 첨가 및 침전물의 반응조 반송(Ⅲ)의 세 가지로 구성하였다. Ⅰ의 경우 Fe의 농도가 초기 13.5mg/L에서 반응 1시간 후 9.2mg/L, 4시간 이후에는 0.9mg/L의 농도로 낮아져 초기농도의 약 93%의 제거율을 나타내었다. Ⅱ의 경우 함태탄광의 sludge를 철산화물로 사용하여 2g을 첨가하였을 때 초기 20.04mg/L의 농도에서 반응 4시간 이후에 1.1mg/L로 낮아져 초기농도의 약 95% 제거율을 나타내었고, 4g을 첨가하였을 때 초기 25.4mg/L의 농도에서 반응 4시간 후 0.6mg/L로 낮아져 초기농도의 약 97%의 제거율을 나타내었으며, 64g을 첨가하였을 때 초기 22.6mg/L의 농도에서 반응 1시간 후 1.9mg/L로 낮아져 초기농도의 약 92%의 제거율을 나타내었다. Ⅲ의 경우 70mL/min의 반송속도로 반송한 결과 2g을 첨가했을 경우 초기 20.04mg/L의 농도에서 반응 2시간 후에는 0.7mg/L로 낮아져 약 97%의 제거율을 나타내었고, 4g을 첨가했을 경우 초기 24.9mg/L의 농도에서 반응 2시간 후에는 2.8mg/L로 낮아져 약 88%의 제거율을 나타내었으며, 64g을 첨가했을 경우 초기 24.5mg/L에서 반응 1시간 후에는 1.3mg/L로 낮아져 약 95%의 제거율을 나타내었다. 또한 반송시 사용되는 반송관에 침전물이 발생되지 않는 최소속도는 70mL/min으로서 이때 부유물질의 농도는 50.6mg/L이고, 140mL/min에서는 13.4mg/L, 그리고 280mL/min의 속도에서는 9.9mg/L의 결과를 나타내었다.; The vertical ventilation adit constructed in Taeback area had produced small amount of mine drainage until the heavy rain in July 2006. After that a lange amount of AMD had been produced, which has resulted in environmental containment in near by stream such as yellowboy. AMD of the ventilation adit showed chemical composition of pH 6.6, Fe 28.8mg/L, Ca 634mg/L, Mn 14.1mg/L, Zn 2mg/L, SO₄^(2-) 1863.2mg/L, HCO₃^(-) 188mg/L. Since pH was near neutral and iron content was not so high without any conceivable amount of heavy metal, the oxidation reaction system of heterogeneous Fe(Ⅱ) was considered to be a appropriate treatment method for the AMD. Three reaction systems were designed for the laboratory experiment: (Ⅰ) aeration only, (Ⅱ) aeration and addition of iron oxides, (Ⅲ) aeration, addition of iron oxides and sending back precipitates. About 93% of removal ratio for (Ⅰ), about 92∼95% of removal ratio for (Ⅱ) and about 88∼97% of removal ratio for (Ⅲ) were achieved. For (Ⅲ), sending back velocity of precipitates to reaction tank was maintained at 70mL/min which is the slowest velocity leaving no precipitation onto the wall of the transfering tube. And the concentrations of suspended solids were 50.6mg/L at the sending back velocity of 70mL/min, 13.4mg/L at the 140mL/min and 9.9mg/L at 280mL/min.