炭酸カルシウムによる坑廃水中和処理殿物のフェライト化に関する研究

摘要

本論文では，CaCO_3とNaOHを用いた二段中和による殿物フェライト化処理フローの構築のため,坑廃水に含有する各元素の中和過程での挙動および生成した殿物の性状について実験的検討を行った。 その結果，以下のことが明らかにされた。 （1）Fe（T），Fe（II),Si,Asは，pHの増加とともに徐々に液相中から除去され，AlはpH5付近で液相中から除去された。 一方,CaはpHの上昇にともない濃度が増加し，SO_4濃度はpH上昇に対してわずかの減少がみられた。 全元素に共通して，曝気をした場合にも沈殿特性に相違はみられなかった。 （2）室内と現地の各連続通水試験結果から，実坑廃水中のFe（II)濃度やFe（T）濃度が変動しつつも良好な処理水水質が得られ，フェライト沈殿槽には磁性を有したフェライト殿物が生成されたことで本処理フローの安定性が確認された。 （3）第1段目中和剤にCaCO_3を用いた連続試験で得られたフェライト沈殿槽殿物は脱水性が良好で，As溶出量も低かった。 しかし，成分中に再析出カルサイトや石膏が認められた。 （4）殿物中のAsとFeの比率（As/Fe（T））とpHとの関係から,AsとFeとの共沈が確認された。 また，Fe濃度が多少変動してもFeとAsとの共沈が確認された。 さらに，中和剤の種類にかかわらずpH2～5ではその比率が0.01前後となった。 （5）本試験規模の処理フローにおける各元素の収支から，CaCO_3あるいはMgOを第1の中和剤として使用した場合の殿物組成およびその発生量を計算し，従来のCaCO_3-Ca（OH）_2の2段中和浩と比較した。 その結果，発生する殿物の乾燥重量は現状の処理法と比較してCaCO_3では約15％の重量減少となり，MgOでは約67％の重量減少と見積もられた.これは，殿物中のFe組成がFe（OH）_3からFe_3O_4に変化すること，さらに石膏やカルサイトの生成が抑制されるためである。本研究によって，幌別坑廃水に対する殿物のフェライト化を目的とした処理法によって良好な処理水水質が得られるとともに，殿物の減容化がなされた。 この成果の信頼性をさらに向上させるため，より現実に近いスケールでの運転による実証データの取得が今後望まれる。