キャリアマイクロエンカプセレーション 〜鉱山汚濁水発生防止のための新しい方法〜

载体微胶囊〜防止矿山污染水的新方法〜

• 批准号: 17656287
• 负责人: 廣吉 直樹
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656287/
• 关键词: 鉱山酸性排水; 黄鉄鉱; 錯体; TiO_2; カテコール; ピロガロール; ヒドロキシヒドロキノン; 酸化

本研究では,鉱山酸性汚濁水の発生を防止する新しい方法としてキャリアマイクロエンカプセレーション(Carrier Micro Encapsulation, CME)を提案する.本法では,地殻中に存在するTiO_2などの鉱物中のTiを有機キャリアで水に可溶化して,汚染源となる黄鉄鉱FeS_2などの表面に吸着させた後,キャリアを分解して化学的に安定なTiO_2薄膜で汚染源を被覆し,水や空気から遮蔽する.昨年度の結果に基づき,Tiとの錯体形成能力や酸化分解性に優れたカテコール(1,2-dihydroxybenzene, C_6H_4(OH)_2)をキャリアとして選択し,黄鉄鉱粉末(粒子径53〜75μm)の溶解に対するCMEの効果を振盪フラスコ法によるモデル実験で調べた.実験は天然Ti鉱物の代替物として試薬アナターゼ(TiO_2)5kg/Lを用いて,黄鉄鉱-溶液比0.6kg/L,温度25℃,大気下で行った。CMEを施した実験(カテコールとTiO_2を添加した実験)では,黄鉄鉱表面にTiO_2あるいはTi(OH)_2の被膜が形成され、対照実験(カテコールとTiO_2の双方あるいは一方を添加しなかった実験)に比べて黄鉄鉱の溶解量(硫酸とFeの溶出量)が少なくなり,pHの低下が緩和された.黄鉄鉱溶解に対するCMEの抑制作用は,カテコール添加濃度0.01kmol m^<-3>以上,pH4〜7の範囲で発現した.また,別の実験では,Ti-カテコール錯体は代表的な造岩鉱物である石英SiO_2には吸着せず,黄鉄鉱に選択的に吸着することが確認され,黄鉄鉱の周辺に石英などが共存してもCMEの効果は低下しないものと推定された.これらの結果は,CMEが鉱山の廃さい堆積場や掘削跡地に存在する黄鉄鉱の溶解を抑制し,酸性汚濁水の発生防止に役立つことを示唆している.

In this study, a new method to prevent the formation of acidic contaminated water in the mountain was proposed. This method is based on the existence of TiO_2 in the crust, the organic separation of Ti from FeS_2, the dissolution of Ti in water, the decomposition of Ti in FeS_2, the chemical stability of TiO_2 film, the coating of Ti from FeS_2, and the shielding of water from FeS_2. The results of last year showed that the ability of Ti to form defects and the ability of acid decomposition were better than those of Ti (1,2-dihydroxybenzene, C_6H_4(OH)_2). The dissolution of yellow iron powder (particle size 53 ~ 75μm) was better than that of Ti (OH)_2. In this paper, we try to find a substitute for TiO_2 by using TiO_2 at 5kg/L, the ratio of TiO_2 to solution is 0.6 kg/L, the temperature is 25℃, and it can be operated under high temperature. TiO_2-TiO_2 coating was formed on the surface of yellow iron oxide, and the dissolution of yellow iron oxide (sulfuric acid and Fe) was decreased. The inhibitory effect of CME on the dissolution of yellow iron was observed in the range of pH4 ~ 7 at concentrations above 0.01 kmol m^<-3>. In addition, it is confirmed that Ti-Fe-Cu complex represents the adsorption of quartz SiO_2, and the adsorption of yellow iron, and the adsorption of yellow iron and quartz on the periphery of yellow iron is blue shift and the effect of CME is low. As a result,CME can inhibit the dissolution of pyrite and prevent the formation of acidic polluted water in the accumulation field and excavation site of the mountain.