광산배수 내의 철(Fe)이 비소(As) 및 망가니즈(Mn) 처리에 미치는 영향 평가

Effect of Iron (Fe) on Arsenic (As) and Manganese (Mn) Removal from Mine Drainage

본 연구는 비소(As)와 망가니즈(Mn)로 오염된 광산 배수 처리에서 철(Fe) 농도가 낮을 경우 As 제거가 어렵고, Mn의 효과적인 제거에는 pH 9.5~10.0의 높은 조건이 요구되며, 복합 오염의 경우 정화 과정이 에너지 집약적이라는 문제를 해결하고자 수행되었다. 이를 위해 철 기반 물질(레드머드 및 철 함유 침전물)을 이용한 Fe 인공 공급이 처리 효율 향상에 미치는 영향을 평가하였다. 대상 광산배수(대덕광산)는 평균 pH 6.2로 중성에 가까웠으며, Fe, As, Mn의 평균 농도는 각각 8.0, 1.0, 8.3 mg/L로 나타났다. 실험은 Ca(OH)2를 이용해 pH를 조정하고, 철 기반 물질 보충 여부에 따른 As와 Mn의 제거 효율을 비교하였다. 그 결과, 레드머드와 철 함유 침전물을 사용하여 Fe를 공급한 경우, 소석회만으로 pH 10까지 조정한 조건 대비 As의 제거 효율이 55% 증가하였으며, Mn 또한 pH 9.0 조건 대비 추가적으로 23% 제거되었다. 본 연구는 철 기반 물질을 활용한 Fe의 인위적 공급이 As 및 Mn 복합 오염 광산배수의 처리 효율을 크게 개선할 수 있음을 보여주었다.

In mine drainage contaminated with arsenic(As) and manganese(Mn), low iron(Fe) concentrations can make As removal difficult, and effective Mn removal requires a high pH range of 9.5 to 10.0. Additionally, remediation becomes more energy-intensive in cases of complex contamination. Therefore, this study aims to evaluate the effects of artificially supplying Fe using iron-based materials (redmud and iron-containing precipitates) to enhance the treatment efficiency of As- and Mn-contaminated mine drainage. The target mine drainage from the Dadeok mine showed a near-neutral pH (average 6.2), with Fe, As, and Mn concentrations averaging 8.0, 1.0, and 8.3 mg/L, respectively. Experiments were conducted by adjusting the pH using Ca(OH)₂ and evaluating the removal efficiency of As and Mn according to Fe supplementation from iron-based materials. In the case of experiments using redmud and iron-containing precipitates to supply Fe in the mine drainage, As showed a 55% increase in removal efficiency compared to the case of adjusting to pH 10 using slaked lime, and Mn was additionally removed by 23% compared to the case of adjusting to pH 9.0.