Journal of Soil and Groundwater Environment (한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경)

Korean Society of Soil and Groundwater Environment (한국지하수토양환경학회)
권호 표지

Remediation of Acid Mine Drainage from an Abandoned Coal Mine Using Steel Mill Slag, Cow Manure and Limestone

제강슬래그, 우분 및 석회석을 활용한 폐 석탄광의 산성광산배수 처리

  • Jung Myung-Chae (Department of Earth Resources and Environmental Geotechnics Engineering, Semyung University)
  • 정명채 (세명대학교 자원환경공학과)
  • Published : 2005.06.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In order to remediate acid mine drainage (AMD) from the Jeongam coal mine, steel mill slag, cow manure and limestone were used. As a result of batch test, the proper amounts for treating 1 L of acid mine water from the mine were determined as 15 g of steel mill slag, 15 g of cow manure and 500 g of limestone. After feasibility test, remediation system was arranged in the order of steel mill slag tank combination of cow manure and limestone, precipitation tank and oxidation tank. During 54 days' operations, the pH values of the treated waters increased from 3.0 to 8.3 and 61 % of sulfate concentration in an initial water was decreased. In addition, the removal efficiencies for metals in the water were nearly 99.9% for Al, Fe, Zn and 92.6% for Mn. Thus, the combination of steel mill slag, cow manure and limestone can be used as neutralization 때d metal removal for acid mine drainage.

중금속과 황산이온의 농도가 높은 산성광산배수(AMD)를 배출하는 강원도 정선군에 위치한 삼척탄좌 정암광업소 유출수를 대상으로 제강 슬래그, 우분 및 석회석 등을 활용하여 처리실험을 수행하였다. Batch test와 적용성 시험 결과, 원수 1 L당 15 g의 제강 슬래그, 15 g의 우분 및 500 g의 석회석이 최적의 기질물질 양으로 조사되었다. 이를 기초로 제강 슬래그, 우분과 석회석으로 충진한 SAPS조, 침전조, 산화조 순서로 구성된 처리시스템을 구성하였다. 총 54일간 시행된 실험결과, 원수에 비해 pH의 상승(3.0에서 8.3)과 더불어 61%의 황산염이온 농도가 저감되었다 (1,042 mg/L에서 409 mg/L). 또한, 초기농도 대비 최종 방류수의 중금속 처리효율은 매우 높은 수준으로써 99.9% 이상의 Al, Fe, Zn과 92.6% Mn이 제거되었다. 즉, 제강 슬래그, 우분 및 석회석을 활용하면 산성광산수의 중화와 금속 침전효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 권순동, 김선준, 1999, 제강 슬래그를 이용한 산성광산배수(AMD)의 처리에 관한 연구, 지하수환경학회지, 6(4), 206-212
  2. 김주용, 전효택, 정명채, 1999, 산성광산배수의 처리를 중화제로서 패각류의 이용가능성 평가, 한국자원공학회지, 36(5), 319-327
  3. 류경근, 이상훈, 안종만, 박재구, 1996, 석회석을 이용한 산성광산 폐수의 중화처리에 관한 연구, 한국자원공학회학술대회논문집, p. 338-349
  4. 석탄산업합리화사업단, 1995, 폐광에 따른 광산지역 환경 개선 연구(폐수, 폐석), 석탄산업합리화사업단, 서울, p. 268
  5. 석탄산업합리화사업단, 1997, 사업단 10년사, 석탄산업합리화사업단, 서울, p. 628
  6. 송석환, 민일식, 김명희, 이현구, 1997, 금산 대성 탄광지역 산성폐수에 의한 오염, 자원환경지질, 30(2), 105-116
  7. 오대균, 김정엽, 전효택, 1995, 동해 탄광 주변 산성광산 폐수와 하상퇴적물의 지구화학, 자원환경지질, 28(3), 213-220
  8. 전효택, 김주용, 최시영, 1998, 폐 석탄광 주변 지구화학적 환경의 중금속 오염평가 -강릉탄천 임곡천 일대를 중심으로-, 자원환경지질, 31(6), 499-508
  9. 정명채, 2003a, 영월, 정선 및 평창지역 폐 석탄광 산성광산배수의 환경오염 평가, 자원환경지질, 36(2), 111-121
  10. 정명채, 2003b, 문경지역 폐 석탄광 광산배수의 환경오염 평가, 한국지구시스템공학회지, 40(5), 428-436
  11. 정명채, 2004, Successive alkalinity producing system(SAPS)을 이용한 폐 석탄광 산성광산배수 처리, 대한환경공학회지, 26(11), 1204-1210
  12. 정용욱, 민정시, 이현주, 권광수, 1997, 볏짚 및 우분을 이용한 산성광산배수 정화, 지하수환경, 4(3), 116-121
  13. 지상우, 김선준, 안지현, 1997, 문경 단붕탄광 폐석장 유출수의 조성변화, 지하수환경, 4(4), 169-174
  14. 최정찬, 1996, 인희석을 이용한 산성광산폐수 처리기술 평가, 대한지질학회논문요약집, 80-81
  15. 최정찬, 이민희, 2004, 고로폐광산 침출수 처리대책 설계, 지하수토양환경, 9(2), 1-10
  16. 최정찬, West, T. R., 1994, 광산 산성수 처리를 위한 인산염 자갈의 침전제로서의 역할 평가, 지하수환경, 1(1), 16-22
  17. 한동준, 임재명, 이찬기, 이해승, 1997, 석탄폐석의 흡착능 및 흡착제로서의 활용방안에 관한 기초 연구, 한국토양환경학회지, 2(2), 61-72
  18. 황지호, 전효택, 정명채, 1999, 도계탄광 주변 산성광산배수의 처리에 대한 연구, 한국자원공학회지, 36(4), 260-268
  19. Brookins, D.G, 1988, Eh-pH diagrams for geochemistry, Springer-Verlag, London, p. 176
  20. Brugam, R.B., Gastineau, J., and Ratcliff, E., 1996, The neutralization of acidic coal mine lakes by additions of natural organic matter: a mesocosm test, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts, 33, 324-352
  21. Gazea, B., Adam, K., and Kontopoulos, A., 1996, A review of passive systems for the treatment of acid mine drainage, Minerals Engineering, 9(1), 23-42 https://doi.org/10.1016/0892-6875(95)00129-8
  22. Hedin, R.S., Nairn, R.W., and Kleinmann, R.L.P., 1994, Passive treatment of coal mine drainage, Bureau of Mines Information Circular. USA, p. 35
  23. Jung, M.C., 2001, Environmental assessment and management for acid mine drainage by past coal mining activities in the middle part of Korea, Proceedings of the 3rd Asia-Pacific Symposium on Environmental Geochemistry, Gwangzho, China, p. 35
  24. Sengupta, M., 1993, Environmental impacts of mining: monitoring, restoration, and control, Lewis publisher, USA, p. 494
  25. Shelp, G.S., Chesworth, w., and Spiers, G, 1995, The amelioration of acid mine drainage by an in situ electrochemical method; part I: Employing scrap iron as the sacrificial anode, Applied Geochemistry, 10(6), 705-713 https://doi.org/10.1016/0883-2927(95)00055-0
  26. Shelp, G.S., Chesworth, W., and Spiers, G, 1996, The amelioration of acid mine drainage by an in situ electrochemical method; part 2: Employing aluminium and zinc as sacrificial anodes, Applied Geochemistry, 11(3), 425-432 https://doi.org/10.1016/S0883-2927(96)00015-7
  27. Webb, J.A. and Sasowsky, I.D., 1995, The interaction of acid mine drainage with a carbonate terrane: evidence from the Obey River, north-central Tennessee, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts, 32, 210A-211A