Calcium carbonate as an agent in acid mine water neutralization

• Autorzy: Heviankova S. , Bestova I. , Kyncl M. , Simkova L. , Zechner M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie węglanu wapnia, jako środka neutralizującego kwaśne wody kopalniane

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Neutralization of acid mine water is the fundamental step in acid mine water treatment, accompanied by the elimination of iron, partial elimination of manganese and dissolved components of heavy metals, before its discharge into the receiving body. Most frequently lime hydrate, in the form of milk of lime, is used in the neutralization process. The negative outcome of lime hydrate application is an increase in the treated water hardness and a formation of sludge difficult to drain, which could partially be solved using calcium carbonate or combining both agents. The paper observes the effects of calcium carbonate in the neutralization of acid mine water in the locality of Jiří Mine in the Sokolov Region. Attention is paid to testing neutralization methods that are both economically favourable as well as technologically effective. Samples were studied for the time variations in pH values, initial and final concentrations of iron and manganese. Last but not least, it includes an economic appraisal considering the current costs of the agents. As for the neutralization agents, the cost savings are as much as 30% when combining the two agents; under the given conditions the sole application of calcium carbonate proved as economically unprofitable.

PL

Podstawowym krokiem przy uzdatnianiu kwaśnych wód kopalnianych, przed ich zrzutem do odbiornika, jest ich neutralizacja, której towarzyszy usuwanie zwłaszcza żelaza, części manganu oraz części metali ciężkich obecnych w formie rozpuszczonej. Najczęściej do neutralizacji stosowany jest wodorotlenek wapnia w postaci mleka wapiennego. Negatywnym skutkiem zastosowania wodorotlenku wapnia jest podwyższenie twardości uzdatnionej wodyiwytworzenie bardzo trudnego do odwodnienia osadu, co mogłoby być częściowo rozwiązane poprzez zastosowanie węglanu wapnia, ewentualnie kombinując obydwa środki. W niniejszej pracy badano wpływ węglanu wapnia na proces neutralizacji kwaśnych wód kopalnianych z kopalnio odkrywkowej Jiří w Sokolovskim Zagłębiu Węglowym. Uwaga skierowana była na testowanie ekonomicznie opłacalnej technologicznie skutecznej neutralizacji. W próbkach badany był przebieg zmian pH w czasie, początkowe i końcowe koncentracje żelaza i manganu. Również wykonana została ocena strony ekonomicznej przy uwzględnieniu aktualnych cen środków neutralizujących. Oszczędności kosztów środków neutralizujących w kombinacji obydwu środków wynosząca 30%, samodzielne zastosowanie węglanu wapnia okazało się być, w danych warunkach, ekonomicznie nieopłacalne.

Słowa kluczowe

EN

mine water; calcium carbonate; neutralization

PL

woda kopalniana; węglan wapnia; neutralizacja

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 14, nr 2
• Strony: 159--166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Heviankova S.

• Institute of Environmental Engineering, Faculty of Mining and Geology, VŠB – Technical University of Ostrava; 17. listopadu Street 15, 708 00, Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Bestova I.

• Institute of Environmental Engineering, Faculty of Mining and Geology, VŠB – Technical University of Ostrava; 17. listopadu Street 15, 708 00, Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Kyncl M.

• Institute of Environmental Engineering, Faculty of Mining and Geology, VŠB – Technical University of Ostrava; 17. listopadu Street 15, 708 00, Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Simkova L.

• Institute of Environmental Engineering, Faculty of Mining and Geology, VŠB – Technical University of Ostrava; 17. listopadu Street 15, 708 00, Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Zechner M.

• Sokolov Coal, The Legal Successor, a.s., Staré náměstí 69, 356 01 Sokolov, Czech Republic

Bibliografia

• 1. Dohányos, M., Koller, J., Strnadová, N., Waste Water Treatment, VŠCHT Publishing, Prague 1998, ISBN 80-7080-316-9 [in Czech]
• 2. Feng, D., van Deventer, J.S.J.& Aldrich, C., Removal of pollutants from acid mine wastewater using metallurgical byproduct slags. Separation and Purification Technology 40, pp. 61–67, 2004.
• 3. Geldenhuys, A.J., Maree, J.P., De Beer, M.& Hlabela, P., An integrated limestone/lime process for partial sulphate removal.South African Institute of Mining and Metallurgy (SAIMM) 103 (6), pp. 345–371, 2001.
• 4. Grmela, A., The Issue of Mine Water and Surface Water Quality Protection during Discharge, Proceedings of Scientific Works of VŠB-TUO No. 3, VŠB-TU Ostrava, 110 p., ISBN 80 – 7078 – 762 – 7, 1999. [in Czech]
• 5. Heviánková, S., Bestová, I.& Zechner, M., Possibilities of Acid mine Drainage Treatment in Soko¬lovská uhelná, Czech Republic, Gospodarka Surowcami Mineralnymi, Kwartalnik Tom 27 – Zeszyt 3, Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków, PL ISSN 0860-0953, pp. 113–123, 2011.
• 6. Maree, J.P.& du Plessis, P., Neutralisation of acidic effluents with limestone.Water Science Technol¬ogy 29 (9), pp. 285–296, 1994.
• 7. Maree, J.P., De Beer, M., Strydom, W.F.& Christie, A.D.M., Limestone neutralisation of acidic effluent, including metal and partial sulphate removal. In: Proceedings of the International Mine Water Association Symposium, Johannesburg, South Africa, 6–13 September, pp. 449–460, 1998b.
• 8. Maree, J.P., Dingemans, D., Van Tonder, G.J.& Mtimkulu, S., Biological iron (II) oxidation as pre-treatment to limestone neutralisation of acid water.Water Science Technology 38 (4), pp. 331–337, 1998a.
• 9. Maree, J.P., du Plessis, P.& van der Walt, C.J., Treatment of acidic effluents with limestone instead of lime.Water Science Technology 26 (1–2), pp. 345–355, 1992.
• 10. Maree, J.P., Van Tonder, G.J., Millard, P.& Erasmus, C., Pilot scale neutralisation of underground mine water.Water Science Technology 34 (10), pp. 141–149, 1996.
• 11. Petrik, L.F., White, R.A., Klink, M.J., Somerset, V.S., Burgers, C.L.& Frey, M.V., Utilisation of South African fly ash to treat acid mine drainage, and production of high quality zeolites from the residual solids. In: Proceedings of the 2003 International Ash Utilisation Symposium, University of Kentucky, USA, Paper no. 61, 2003.
• 12. Potgieter-Vermaak, S.S., Potgieter, J.H., Monama, P.& Van Grieken, R., Comparison of limestone, dolomite and fly ash as pre-treatment agents for acid mine drainage.Minerals Engineering 19, pp. 454–462, 2006.
• 13. Xenidis, A., Mylona, E.& Paspaliaris, I., Potential use of lignite fly ash for control of acid generation from sulphuric wastes.Waste Management 22, pp. 631–641, 2000.