The Effects of Iron Powder Agglomeration on the Copper Removal Efficiency during Cementation Process for Treating Mine Drainages

광산배수 처리를 위한 세멘테이션 공정 중 구리제거효율에 대한 철분 응집의 영향

The effects of equivalent of iron powder, particle size, agitation speed on the removal efficiency of copper ion were investigated by adding iron powder as cementation agents to simulated mine drainage solution with 117.15 mg/L Cu ion. The 50 % of Cu was removed at 90 min with 2 equivalent of iron powder while more than 99 % of Cu was removed at 60 min with 16 equivalent at 200 rpm and $20^{\circ}C$. The removal efficiencies of Cu ion were not different using 2 equivalent of $48{\mu}m$ and $150{\mu}m$ iron powder, and the removal efficiency increased rapidly with increasing the agitation speed to more than 400 rpm. This lower removal efficiency resulted from agglomeration of iron powder observed by SEM, which could reduce the effective specific surface area. More than 99 % of copper ion was removed using 2 equivalent of $48{\mu}m$ iron powder at 60 min, 600 rpm and $20^{\circ}C$.

구리이온농도를 117.15 mg/L로 조절한 모의 광산배수용액 제조하고, 세멘테이션제로서 철분을 투입하여 세멘테이션 공정 중 구리이온제거효율에 대한 철분당량, 철분크기, 교반속도의 영향을 조사하였다. 교반속도가 200 rpm의 경우, 온도 $20^{\circ}C$에서 2 당량의 철분을 투입하면 90분에 51 %의 구리가 제거되었으나 16 당량의 철분을 투입하면 60분에 99 % 이상의 구리가 제거되었다. $48{\mu}m$ 이하와 $150{\mu}m$ 크기의 철분을 2당량 투입하여 구리제거율을 관찰한 결과 200 rpm에서는 큰 차이를 나타내지 않았으나 교반속도를 400 rpm으로 증가시킨 경우 두 입도 모두에서 구리제거효율을 크게 증가하였으며, 이는 200 rpm에서 철분의 입자가 응집되어 비표면적이 감소된 것이 원인으로 SEM분석을 통해 확인하였다. 교반속도 600 rpm, 반응온도 $20^{\circ}C$, $48{\mu}m$ 이하 철분 2 당량의 조건에서 60 분에 99 % 이상의 구리가 제거된 것을 확인하였다.