Abstract
Adsorption behavior of Cu onto Hwangto, from Pankok-ri, Kosung-gun, suspension was studied using Cu batch adsorftion experiment and computer program MINTEQA2 and FITEQL 3.2. The sorption of copper was investigated as a function of pH, copper concentration and $NaNO_3$ background concentration (0.01 and 0.1 M). The concentration of copper was analyzed using ICP-AES. The sorption of copper onto Hwangto suspension increased with increasing pH and copper concentration. The adsorption percentage of copper drastically increased from pH 5.5 to 6.5, and reached nearly 100% at pH 7.5. Because the amount of copper solution and the ionic strength of background electrolyte may not affect the sorption of copper onto Hwangto, the copper ion may be combined at the surface of Hwangto as an inner-sphere complex. Using the MINTEQA2 program, the speciation of copper was calculated as a function of pH and copper concentration. The concentration of $Cu^{2+}$ decreased and that of $Cu(OH)_2$ increased with increasing pH. The uptake of copper in the Hwangto suspension was simulated by FITEQL3.2 program using two sites-three pKas model, which is composed of silicate reaction site and Fe oxide reaction site. The copper absorption reaction constants were calculated in the case of 2～6 mL of copper solution. The Fe oxide reaction site rapidly adsorbs copper ion between pH 4.5～6.5. Silicate reaction site adsorbs little copper ion at low copper concentration but much at high copper concentration. The removal amount of copper by precipitation was negligible in comparison with that of adsorption. The Fe oxide reaction site may has higher adsorption affinity of copper ion than silicate reaction site.
구리 흡착 실험과 MINTEQA2 및 FITEQL3.2 컴퓨터 프로그램을 이용하여 고성군 판곡리에서 산출되는 황토 현탁액의 구리 흡착 특성을 연구하였다 구리 흡착 실험은 pH, 구리 용액의 양, 전해질의 이온 세기를 변화시키면서 실시하였고, 구리의 농도는 유도결합플라즈마분광분석기를 사용하여 분석하였다. 첨가하는 구리 이온의 양과 pH가 증가할수록 흡착되는 구리 이온의 양도 증가한다. 특히 pH가 5.5에서 6.5로 변할 경우 급격한 흡착률의 증가가 있으며, pH 7.5에서 거의 100% 흡착된다. 배경 전해질의 이온 세기에 영향을 받지 않는 것으로 보아 구리 이온은 황토 표면과 내부권 복합체(inner-sphere complex)로써 아주 강한 화학적 결합을 하고 있는 것으로 판단할 수 있다. MINTEQA2 프로그램을 이용하여 구리의 화학종 분포를 계산한 결과, pH가 증가함에 따라 $Cu^{2+}$ 의 농도는 점점 감소하고 $Cu(OH)_2$ 농도는 점점 증가한다. FITEQL3.2 프로그램을 이용하여 황토의 표면을 규산염 광물 자리와 산화염 광물 자리로 나눈 two sites-three pKas 모델을 적용하여 흡착 양상을 모델링한 결과, 구리 용액의 부피가 2～6 mL인 경우 구리 흡착 평형 상수 값을 도출할 수 있었다. 철산화염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 앙은 pH 4.5～6.5 범위에서 급격한 흡착 양상을 보이다가 그 이상 pH에서는 흡착되는 양이 조금씩 밖에 증가하지 않는다. 규산염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 양은 구리 용액의 양이 적을 때는 미약하다가 구리 용액의 양이 커질 경우 그 양이 많아진다. 침전에 의하여 제거되는 구리의 양은 광물 표면 자리에 흡착되는 양과 비교하면 아주 적다. 구리 이온에 대한 흡착 친화도는 규산염 광물보다는 철산화염 광물이 더 큰 것으로 판단된다.
