環境

[3K0501-07-02] Surface complexation modeling of Cu and Co partitioning on minerals in sludge for water treatment and metal recovery at Chingola district, Copperbelt province, Zambia

○Daiki Shimazui¹, Phiri Cryton¹, Esra Orucoglu², Tournassat Christophe³, Ryosuke Kikuchi⁴, Tsubasa Otake⁴, Tsutomu Sato⁴ (1. Graduate School of Engineering, Hokkaido University, 2. Earth Sciences Institute of Orleans, 3. France Geological Survey, 4. Faculty of Engineering, Hokkaido University)

The chairman: Kentaro HAYASHI（JOGMEC)

Keywords:surface complexation modeling, Cu and Co partitioning, sludge, metal recovery, Zambian Copperbelt

ザンビア共和国カッパーベルトでは、鉱山活動に伴うCuとCoを含む酸性廃水に石灰を加えpHを中性にする処理が行われている。この廃水処理のpHの最適化とスラッジの減容化のため、スラッジ試料に対する吸着実験及びスラッジ中の主な吸着媒体であるカオリナイト(Ka)とフェリハイドライト(Fh)へのCuとCoの分配の表面錯体モデリングを行った。また、吸着実験後の試料に対し逐次抽出を実施し、その結果をモデルの妥当性検証に供した。
CuとCoそれぞれの吸着実験結果とモデリング結果を比較したところ、酸処理でFhを除いた試料の結果はKaの外圏・内圏錯体生成による吸着モデル、酸処理前のFhとKaが混合している試料ではFh表面の内圏錯体生成と上記Kaの混合モデルで実験結果を表現することができ、逐次抽出法による溶出量とモデリングの結果も整合的であった。また、本研究で構築したモデルによって廃水の中性化処理を再現すると、現場でのpH調整は吸着量の観点から最適であること、スラッジに吸着しているCuとCoはpH3程度の弱酸で溶出可能であり、処理後のスラッジは建築用資材等に活用できる可能性があることが明らかとなった。