Field Experiment on Iron and Aluminum Removal from Acid Mine Drainage Using an Apatite Drain System

인회석 배수시스템을 이용한 산성수의 철 및 알루미늄 제거에 대한 현장경험

An apatite drain was constructed on September 30, 1994 at the Green Valley Abandoned Coal Mine site near Terre Haute in west central Indiana. The primary objective of this experiment is to evaluate the long-term ability of the apatite drain to mitigate acid mine drainage (AMD) under field conditions. The drain 9 m long, 3.3 m wide, and 0.75 m deep, contain 95 rum to No. 30 mesh-size apatite ore (francolite) and receive AMD seepage from reclaimed gob piles, and designed according to the laboratory testing. The apatite drain was covered with limestone riprap and filter fabric to protect the drainage system from stormwater and siltation. The drain consists of about 50 metric tons of apatite ore obtained from a phosphate mine in Florida. A gabion structure was constructed downstream of the apatite drain to create a settling pond to collect precipitates. Apatite effectively removed iron up to 4,200 mg/l, aluminum up to 830 mg/l and sulfate up to 13,430 mg/l. The pH was nearly constant for the influent and effluent, ranging between 3.1 and 4.3. Flow rate measured at the gabion structure ranged from 3 to 4.5 l/m. Precipitates of iron and aluminum phosphate (yellow and white suspendid solids) continued to accumulate in the settling pond.

인회석 배수로가 1994년 9월 30일 미국 인디아나주 중서부에 위치한 Green Valley 폐탄광에 건설되었다. 현장설치의 일차적인 목적은 현장조건에서 산성수에 대한 인회석 배수로의 장기적인 처리능력을 평가하는 데 있다. 이 배수로는 실내실험결과에 따라 설계되었는데 연장 9m, 폭 3.3m, 심도 0.75m이며，95mm~30번 채 크기의 인회석광 (francolite)으로 채워져 있고 복구된 폐석더미로 부터 흘러나오는 산성수가 유입되게 되어 있다. 본 배수로는 폭우 및 실트의 퇴적으로 인한 손상을 막기 위해 석회석 자갈과 filter fabric으로 덮여져 있다. 본 배수로는 플로리다주의 인광석광산에서 채광된 50톤의 인회석으로 채워져 있다. 인회석은 산성수내의 첼 최대 4,200 mg/l, 알루미늄 최대 830 mg/l, 황산염 최대 13,430 mg/l를 제거하였다. 산도는 거의 일정하였으며 3.1에서 4.3까지 변화를 보였다. 배수로 하류에서 측정한 유출량은 3~4.5 l/m였다. 철 및 알루미늄 인산염 침전물은 노란색 및 흰색 부유성 입자인데 침전못에 계속적으로 퇴적되었다.