The Journal of Engineering Geology (지질공학)

The Korean Society of Engineering Geology (대한지질공학회)
권호 표지

Characteristics of the Dalseong Acid Mine Drainage and the Role of Schwertmannite

달성폐광산 산성광산배수의 발달특징과 슈베르트마나이트의 역할

  • Choo, Chang-Oh (Dept. of Earth and Environmental Sciences, Andong National University) ;
  • Jeong, Gyo-Cheol (Dept. of Earth and Environmental Sciences, Andong National University) ;
  • Lee, Jin-Kook (Ecological River Environment Technology Institute, Kyungdong College of Techno-Information)
  • 추창오 (안동대학교 지구환경과학과) ;
  • 정교철 (안동대학교 지구환경과학과) ;
  • 이진국 (경동정보대학 하천환경종합기술연구소)
  • Published : 2007.06.30
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Abstract

The Dalseong acid mine drainage were studied focused on the characters of schwertmannite that controls geochemistry of the stream. Besides chemical analysis of stream water, particle size analysis, XRD SEM and TEM were performed on precipitates of streams and on wasted metalliferous ores. The AMD discharged from the abandoned mine reveals a decrease of pH and EC downward stream. Euhedral sulfur occurs as equigranular aggregates on the altered pyrite while fine acicula goethite coalesces to form cross, star, or starfish-like shapes. Water chemistry plotted on the Eh-pH diagram shows that schwertmannite and ferrihydrite are stable phases. Reddish brown precipitates consist of mostly schwertmannite with less goethite, whereas yellowish brown precipitates are composed of geothite with less schwertmannite. The particle size of precipitates ranges $d(0.1)\;0.861{\mu}m{\sim}3.769{\mu}m,\;d(0.5)\;3.984{\mu}m{\sim}15.255{\mu}m,\;and\;d(0.9)\;9.875{\mu}m{\sim}56.726{\mu}m$. Schwertmannite is characterized by equigranular spheric form. Pincushion or spicule with 100nm width and $200{\sim}300nm$length form on schwertmannite sphere with radial growth patterns. It is highly probable that reddish or yellowish brown precipitates formed in many AMDs may contain schwerhnannite. Because it can serve as sink for removing heavy elements by adsorption in AMD system, there is a need to correctly identify schwertmannite in precipitates and to characterize its phase stability.

달성 광산의 산성광산배수의 특징과 슈베르트마나이트(schwertmannite)의 환경지질학적인 의미와 역할을 고찰하였다. 이를 위하여 폐광석의 변질양상, 수질과 하상침전물의 특징을 입도분석, 수질분석, XRD, SEM, TEM을 이용하여 분석하였다. 달성광산의 폐수처리장과 하천의 산성광산배수는 하류로 가면서 pH와 전기전도도(EC)가 감소한다. 폐광석의 황철석이 용해된 부분에서 황은 자형의 등립질, 치밀한 집합체로, 침철석은 길게 신장된 입자가 달라붙어 십자가, 별모양, 불가사리형의 집합체를 이룬다. Eh-pH 다이아그램 상에서 수질은 슈베르트마나이트와 페리하이드라이트의 안정영역에 놓여 있다. 하상침전물은 적갈색인 경우 대체로 슈베르트마나이트, 황갈색내지 노랑갈색인 경우 침철석으로 구성된다. 하강 침전물의 입도는 $d(0.1)0.861{\mu}m{\sim}3.769{\mu}m,\;d(0.5)\;3.984{\mu}m{\sim}15.255{\mu}m,\;d(0.9)$는 $9.875{\mu}m{\sim}56.726{\mu}m$범위이다. 슈베르트마나이트의 결정형은 등립질의 구상체가 특징적이다. 슈베르트마나이트 구상체 표면에 발달하는 침상돌기체는 폭이 100 nm, 길이 $200{\sim}300nm$이며, 이들은 방사상으로 성장한다. 국내 여러 산성광산배수에서 흔하게 관찰되는 적갈색, 황갈색의 침전물에는 슈베르트마나이트가 함유되어 있을 가능성이 매우 높다. AMD의 중금속 저감대책을 수립하기 위해서는 정확한 감정을 통하여 슈베르트마나이트의 존재여부와 상안정성을 검토할 필요가 있다.

Keywords

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