技術 鉱山廃水の処理方法

0001

本発明は鉱山廃水の処理方法に関し、更に詳しくは重金属の一種としてマンガンを含む鉱山廃水の処理方法に関する。

0002

鉱山廃水は酸性であり且つ重金属類を含むことが多い。そのため、従来、鉱山廃水処理場では、中和剤として消石灰や炭酸カルシウム等のＣａ系材料を鉱山廃水に添加してそのｐＨを中和し、また重金属を除去する操作が行われていた。また、鉄酸化バクテリア法とＣａ系材料による中和法とを組み合わせた鉱山廃水の処理方法も提案されている。しかし、中和剤として消石灰や炭酸カルシウムを用いる方法は、大量の石膏が沈殿物として生じることに起因して沈殿物の処理コストが増加し、また石膏による鉄酸化バクテリアの菌体数の低下が問題となっている。このことから、石膏を生じない材料である酸化マグネシウムを中和剤として用いる方法が提案されてきた。例えば特許文献１には、炭酸カルシウムと酸化マグネシウムを中和剤として用いる方法が開示されている。特許文献２には、重金属イオンを含む酸性廃水にドロマイト仮焼物を加えて、該酸性廃水を中和させながら重金属イオンを含む粒子を析出させる工程を有する酸性廃水の処理方法において、ドロマイト仮焼物の添加時に酸化マグネシウムを加えることが記載されている。特許文献３には、鉄酸化バクテリア法の中和剤として酸化マグネシウムを使用することで、バクテリア菌体数を増加させる方法が開示されている。

0003

特開２００３−１９０９６８号公報
特開２００４−４９９５２号公報
特開２００５−３１３０１７号公報

0004

酸化マグネシウムによる中和処理は、酸化マグネシウムの溶解度が消石灰に比べて小さいことから、鉱山廃水の中和速度が遅いことが問題となり実用化には至っていない。鉱山廃水処理場における中和時間は処理場ごとに異なるものの、通年で安定的に処理するには約２０分程度で中和処理することが必要となる。これに対して、特許文献１及び２では中和時間を２４時間あるいは３０分と長くとっており、特許文献３では中和時間に関して言及されていない。

0005

また鉱山廃水処理において、鉱山廃水中の重金属は、ｐＨの中和とともに水酸化物として沈殿除去されることが知られている。しかし、マンガン、鉛及び亜鉛といった弱アルカリ性のｐＨで水酸化物として沈殿する重金属を除去するにはｐＨを排水基準以上に中和する必要がある。このことに起因して、中和剤の使用量が増加する傾向にある。また中和水を河川等の周辺環境に放出する場合には、酸を加えて排水基準を満足するｐＨに逆中和を行う必要が生じることから、薬剤コストが高くなってしまう。特に、マンガンを低濃度、具体的には１ｍｇ／Ｌ以下の低濃度に除去するには、理論上、鉱山廃水のｐＨを約１０まで中和する必要がある。そのため、中和速度の遅い中和剤である酸化マグネシウムを用いて既設の鉱山廃水処理場の中和時間内にマンガンを低濃度に除去するためには、酸化マグネシウムを大過剰に添加する必要があり、その除去が難しいという問題があった。

0006

したがって本発明の課題は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る鉱山廃水の処理方法を提供することにある。

0007

本発明者らは、前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、ＢＥＴ比表面積が特定の範囲にある酸化マグネシウムを中和剤として用いることで、短い反応時間で鉱山廃水のｐＨを中性域まで中和処理できるとともに、鉱山廃水中のマンガンを従来よりも低濃度に除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。

0008

すなわち本発明は、重金属を含む酸性の鉱山廃水と、酸化マグネシウムとを混合して、該鉱山廃水を中和するとともに、該重金属の除去を行う鉱山廃水の処理方法であって、
前記鉱山廃水に含まれる前記重金属の少なくとも一種がマンガンであり、
酸化マグネシウムとして、そのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上５０ｍ２／ｇ以下であるものを用いる、鉱山廃水の処理方法を提供するものである。

0009

本発明の処理方法によれば、鉱山廃水を既設の鉱山廃水処理場の中和時間内の短時間で中和処理することができ、且つ鉱山廃水中のマンガンを従来よりも低濃度に除去することができる。

0010

図１は、本発明の鉱山廃水の処理方法における処理手順を示すフロー図である。
図２は、本発明の実施例及び比較例で使用した酸化マグネシウムの２θ＝４０°から４５°までのＸＲＤ回折ピークを示す図である。

0011

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明の処理の対象は鉱山廃水である。鉱山廃水とは、鉱石を採掘後の鉱山において、坑内に残存した鉱石が雨水や地下水と大気中の酸素によって酸化・溶解されて発生する坑水、及び、採掘時に発生した廃滓やズリ等の集積場において、廃滓やズリが雨水や地表水と大気中の酸素によって酸化・溶解されて発生する廃水のことであって、鉱石由来の重金属を含み、且つ酸性を示す水であるため、水質汚濁防止法（環境省）の排水基準値を満足するように適正に処理した後に廃棄すべき液のことである。鉱山で採掘される鉱石の種類に特に制限はなく、例えば銅鉱石（黄銅鉱）、鉄鉱石（黄鉄鉱）、亜鉛鉱石（閃亜鉛鉱）、鉛鉱石（方鉛鉱）、スズ鉱石（黄錫鉱）などが挙げられる。鉱山廃水は各種の重金属を含んでいる。重金属とは、一般的に、鉄以上の比重をもつ金属の総称であるが、鉱山廃水で問題となる重金属は、水質汚濁防止法で排水基準値が制定されている元素のことである。重金属の例としては、鉄、砒素、マンガン、亜鉛、銅、鉛及びカドミウム等が挙げられる。鉱山廃水中には２種以上の重金属が含まれていてもよい。特に、本発明の処理方法の対象となる鉱山廃水は、重金属の一種としてのマンガンを含ものであり、本発明の処理方法は少なくともマンガンを除去の対象としている。

0012

鉱山廃水に含まれるマンガンは、その存在形態に特に制限はない。マンガンは例えば、Ｍｎ２＋、ＭｎＯ４−、ＭｎＯ４２−、ＭｎＯ４３−及びＭｎ２Ｏ６６−などの形態で鉱山廃水に含まれることが多い。本発明の処理の対象となる鉱山廃水において、それに含まれるマンガンの濃度は、元素換算で２ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、５ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以上であることが更に好ましい。また、２００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、５０ｍｇ／Ｌ以下であることが更に好ましい。鉱山廃水中のマンガンの濃度がこの値以下であると、中性域のｐＨでもマンガンを効率よく除去することができる。

0013

鉱山廃水に、マンガンに加えて鉄が含まれている場合、鉄の濃度は元素換算で１０ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、５０ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以上であることが更に好ましい。また、１５００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１０００ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、５００ｍｇ／Ｌ以下であることが更に好ましい。

0014

鉱山廃水において、マンガンを含む重金属の総濃度は、元素換算で１０ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、５０ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以上であることが更に好ましい。また、２５００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、２０００ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、１５００ｍｇ／Ｌ以下であることが更に好ましい。

0015

鉱山廃水に含まれる各重金属の濃度の測定方法は、後述する実施例において詳述する。

0016

鉱山廃水には、前記の各種の重金属に加えて各種のアニオンも含まれている。そのようなアニオンとしては、例えば硫酸イオン、硝酸イオン、塩化物イオン、炭酸イオンなどが挙げられる。これらのアニオンは１種又は２種以上が含まれ得る。これらのアニオンのうち、硫酸イオンが鉱山廃水に含まれる場合、その濃度は、１５００ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、２０００ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、２５００ｍｇ／Ｌ以上であることが更に好ましい。また、１００００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、７５００ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、５０００ｍｇ／Ｌ以下であることが更に好ましい。

0017

鉱山廃水に含まれる各アニオンの濃度は、例えばイオンクロマトグラフィによって測定することができる。また、後述する実施例において詳述するとおり、ＪＩＳ Ｋ ０１０２「工場排水試験方法」に準拠して測定することもできる。

0018

本発明の処理の対象となる鉱山廃水は、そのｐＨに特に制限なく、低ｐＨの酸性域から高ｐＨのアルカリ域までであり得る。中和処理を短時間で完了させることができ、またマンガンを一層低濃度にまで除去し得る観点からは、鉱山廃液のｐＨは１．０以上７．０以下であることが好ましい。このｐＨは、本発明の処理方法を行う温度でのｐＨである。

0019

本発明の処理方法においては、鉱山廃水に中和剤として酸化マグネシウムを添加して攪拌混合し、鉱山廃水を中和しながら鉱山廃水中のマンガンを除去する。本発明において中和とは、水性液のｐＨを５．８〜８．６にするという操作だけでなく、水性液中に含まれる金属イオン種を、ｐＨの調整によって水不溶性化合物に変化させて沈殿させるという操作も含む、広義の意味に解釈されるべきものである。５．８〜８．６というｐＨは、水質汚濁防止法の排水基準値内のｐＨ範囲である。

0020

本発明の処理方法で用いられる酸化マグネシウムは、ブレーン比表面積やＢＥＴ比表面積が大きいことが、短時間で中和処理を完了させることができ、且つマンガンを従来よりも低濃度に除去することができる点から有利である。また、結晶性が低いことも、同様の理由から有利である。更に、平均粒径が小さいことも、同様の理由から有利である。

0021

詳細には、本発明の処理方法で用いられる酸化マグネシウムは、そのＢＥＴ比表面積が、１５ｍ２／ｇ以上５０ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、２５ｍ２／ｇ以上４５ｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、３０ｍ２／ｇ以上４０ｍ２／ｇ以下であることが更に好ましい。ＢＥＴ比表面積を１５ｍ２／ｇ以上に設定することで、酸化マグネシウムの水への溶解性を充分に高くすることができ、そのことによって鉱山廃水の中和速度を高めることができ、ひいては短時間で中和処理を完了させることができる。更に、酸化マグネシウムの表面にマンガン水酸化物を多量に析出させることができ、それによってマンガン除去率を向上させることができる。一方、ＢＥＴ比表面積を５０ｍ２／ｇ以下に設定することで、酸化マグネシウムの粉体やそのスラリーの流動性を高めることができ、ハンドリング性を良好にすることができる。ＢＥＴ比表面積の具体的な測定方法は、後述する実施例において詳述する。

0022

ＢＥＴ比表面積との関連で、本発明の処理方法で用いられる酸化マグネシウムは、そのブレーン比表面積が、１１０００ｃｍ２／ｇ以上２５０００ｃｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１３０００ｃｍ２／ｇ以上２５０００ｃｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、１５０００ｃｍ２／ｇ以上２５０００ｃｍ２／ｇ以下であることが更に好ましい。ブレーン比表面積をこの範囲内に設定することで、鉱山廃水を既設の鉱山廃水処理場の中和時間内の短時間で中和処理することが一層容易になる。また、鉱山廃水中のマンガンを従来よりも一層低濃度に除去することができる。ブレーン比表面積の具体的な測定方法は、後述する実施例において詳述する。

0023

酸化マグネシウムの結晶性に関しては、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトルの回折ピークの半値幅を尺度として結晶性を定量的に評価することができる。この半値幅の値が大きいほど結晶性が低いと評価することができる。本発明においては、波長１．５４０５Åにおける粉末Ｘ線回折スペクトルの２θ＝４３°±１°の酸化マグネシウムの（２００）面の回折ピークの半値幅に基づき、酸化マグネシウムの結晶性を評価している。この半値幅が０．３０°以上０．４０°以下であることが好ましく、０．３０°以上０．３７°以下であることがより好ましく、０．３０°以上０．３５°以下であることが更に好ましい。半値幅がこれらの範囲内であると、酸化マグネシウムは十分に低結晶性であるため、鉱山廃水との反応性が高くなり、既設の鉱山廃水処理場の中和時間内で鉱山廃水のｐＨを排水基準値まで中和処理できる。これとともに、鉱山廃水中のマンガンを従来よりも低濃度に除去することができる。半値幅の測定の具体的な条件は、後述する実施例において詳述する。

0024

酸化マグネシウムの平均粒径に関しては、０．１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以上５μｍ以下であることが更に好ましい。この平均粒径はレーザー回折法により測定した値である。酸化マグネシウムの平均粒径がこれらの範囲内であると、既設の鉱山廃水処理場の中和時間内で鉱山廃水のｐＨを排水基準値まで中和処理することができる。これとともに、鉱山廃水中のマンガンを従来よりも低濃度に除去することができる。

0025

酸化マグネシウムの粒子の平均粒径との関連で、酸化マグネシウムの粒子の形状について言及すると、該形状に特に制限はなく、酸化マグネシウムの粒子は、種々の形状であり得る。

0026

酸化マグネシウムはその純度、すなわちＭｇＯ含有率が７５質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、８５質量％以上であることが更に好ましい。ＭｇＯ含有率の具体的な測定方法は、後述する実施例において詳述する。

0027

以上のとおりの酸化マグネシウムは、例えば、水酸化マグネシウムを５５０℃以上７００℃以下の温度で焼成することで好適に得ることができる。酸化マグネシウムはマグネサイトを焼成することでも得ることができる。これらの方法のうち、水酸化マグネシウムを焼成する方法を採用することが、低温で焼成できるためより好ましい。水酸化マグネシウムは、天然にはブルース石として産出されるが、ほとんどが海水を原料として合成される海水マグネシアである。海水中に含まれるマグネシウムイオンに石灰乳を添加し、水酸化マグネシウムを沈降生成させ、沈降した水酸化マグネシウムを低温焼成すれば酸化マグネシウムを得ることができる。水酸化マグネシウムを焼成する方法を採用する場合、水酸化マグネシウムを５５０℃以上７００℃以下の温度で焼成することで、酸化マグネシウムの半値幅及び／又はＢＥＴ比表面積の値を上述の範囲に容易に設定することができる。また、焼成後の酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積が小さい場合は、更に粉砕したり、分級処理したりして粗大粒子を除去することで、ＢＥＴ比表面積の値を上述の範囲に容易に設定することができる。

0028

図１には、本発明の鉱山廃水の処理方法における処理手順を示すフロー図が示されている。本処理方法においては、同図の符号１に示すとおり、鉱山廃水と参加マグネシウムとを混合する。両者の混合方法としては、（イ）粉体状の酸化マグネシウムを鉱山廃水に添加して攪拌混合する方法や、（ロ）粉体状の酸化マグネシウムをあらかじめ水と混合して調製したスラリーを鉱山廃水に添加して攪拌混合する方法等を採用することができる。より短い時間で中和処理を行うためには、（ロ）の方法を採用することが好ましい。また、（イ）及び（ロ）のうち、いずれの方法を採用する場合であっても、酸化マグネシウムは逐次添加してもよく、あるいは一括添加してもよい。

0029

（ロ）の方法を採用する場合、スラリー濃度は特に限定されるものではないが、１質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上３０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以上２０質量％以下であることが更に好ましい。スラリー濃度を１質量％以上にすることで、水の使用量が過度に高くなることを抑制でき、ひいては廃水量の増加を抑制することができる。また、スラリー濃度を４０質量％以下にすることで、スラリーの粘度が過度に上昇することを抑制することができ、配管の閉塞等の問題を生じにくくすることができる。

0030

酸化マグネシウムの鉱山廃水への添加量は、鉱山廃水のｐＨ及び水酸化物として析出する溶存イオンの量からあらかじめ決定することができる。あるいは、鉱山廃水に酸化マグネシウムを添加しつつ鉱山廃水のｐＨを測定しながら、酸化マグネシウムの添加量を適宜制御することができる。

0031

酸化マグネシウムによる鉱山廃水のｐＨの中和は、鉱山廃水のｐＨが好ましくは５．８以上８．６以下になった時点で完了したとみなすことができる。この時点での鉱山廃水中のマンガンは、元素換算で濃度１ｍｇ／Ｌ以下まで除去されていることが好ましく、０．５ｍｇ／Ｌ以下まで除去されていることがより好ましい。

0032

中和によって鉱山廃水中には汚泥（中和殿物）が生成する。この汚泥はマンガンを含み、場合によっては他の重金属も含んでいる。本発明の処理方法においては、図１中、符号２で示すとおり、生成した汚泥を分離する工程を含んでいる。この分離工程においては、鉱山廃水中に凝集剤を添加し、固液分離槽で濃縮汚泥と上澄み水とに分離する。凝集剤は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリアクリルアミド系の高分子凝集剤を使用することができる。固液分離槽はシックナー等の公知の設備を適用することができる。

0033

このようにして分離された上澄み水３（図１参照）では重金属が除去されており、その全濃度は元素換算で好ましくは２ｍｇ／Ｌ以下である。特にマンガンについては元素換算で好ましくは１ｍｇ／Ｌ以下である。また、この上澄み水はそのｐＨが好ましくは５．８以上８．６以下の中性域であることから、河川等に放流することができる。

0034

一方、濃縮汚泥４（図１参照）はそのまま管理型埋立処分場に処分することができる。あるいは、濃縮汚泥をフィルタープレス等の脱水機で脱水してケーキ５（図１参照）となした後に、管理型埋立処分場に運搬して適切に処分することができる。この脱水によって生じた排水６（図１参照）においては、上述の固液分離工程で生じた上澄み水３と同様に、重金属が除去されており、且つｐＨが中性域であることから河川等に放流することができる。

0035

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り「％」は「質量％」を意味する。

0036

まず、実施例及び比較例に用いた鉱山廃水の性状を以下の表１に示す。同表に示すｐＨ、全鉄、砒素、銅、マンガン、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、硫酸イオンの各濃度はＪＩＳ Ｋ ０１０２「工場排水試験方法」に準拠して測定した。

0037

0038

鉱山廃水の中和に用いる酸化マグネシウムとして、酸化マグネシウムＡ（宇部マテリアルズ社製）、酸化マグネシウムＢ（中国産ＭｇＯ）、及び酸化マグネシウムＣ（宇部マテリアルズ社製、ＵＣ９５）の３種類を使用した。使用した酸化マグネシウムの性状を表２に示す。表２に示す分析値は以下の方法で測定した値である。
（ｉ）ＭｇＯ含有率
ＪＩＳ Ｍ ８８５３「セラミックス用アルミノけい酸塩質原料の化学分析方法」を参考にして測定した。
（ii）ブレーン比表面積
ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に従い、ブレーン空気透過装置を用いて測定した。
（iii）ＢＥＴ比表面積
高精度ガス吸着装置（日本ベル社製，ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ）を用い、定容量型ガス吸着法にて測定した。
（iv）平均粒径
レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所社製、ＳＡＬＤ−２２００）にて測定した。
（ｖ）半値幅
粉末Ｘ線回折装置（リガク社製、ＲＩＮＴ−２５００）を用いて測定した。条件は、管電圧３５ｋＶ、管電流１１０ｍＡ、測定範囲２θ＝５°から７０°まで、ステップ幅０．０２°、発散スリット：１°、散乱スリット：１．２６ｍｍ及び受光スリット：０．３ｍｍ、波長１．５４０５Åとした。測定によって得られたＸＲＤチャートにおいて、２θ＝４３°±１°の酸化マグネシウムの（２００）面の回折ピークから半値幅を求めた。図２に、各酸化マグネシウムのＸＲＤチャートを示す。

0039

0040

表２に示すとおり、酸化マグネシウムＡは酸化マグネシウムＢに比べてＢＥＴ比表面積が大きく、平均粒径が小さく、かつ半値幅が大きいことから結晶性が低い材料であることが判る。酸化マグネシウムＣは、酸化マグネシウムＢに比べて半値幅が大きく、結晶性が低い材料であるが、ＢＥＴ比表面積の小さい材料である。すなわち、酸化マグネシウムＡは酸化マグネシウムＢ及び酸化マグネシウムＣに比べて鉱山廃水への溶解性が高く、また、ＢＥＴ比表面積が大きいため、粒子表面でのマンガン水酸化物の析出量が多い材料であると考えられる。このような性状の異なる３種類の酸化マグネシウムを用い、鉱山廃水の中和を行った。

0041

〔実施例１〕
５００ｍＬのビーカーに鉱山廃水を５００ｍＬ入れ、酸化マグネシウムＡのスラリー（固形分濃度１４％）を、鉱山廃水に対して固形分換算で１．７ｇ／Ｌ一括添加し、ガラス式ｐＨ電極を用いてｐＨを測定しながらスリーワンモータで１時間攪拌して中和処理を行い、中和速度を測定した。その結果を以下の表３に示す。中和完了時（６０分経過後）の鉱山廃液のｐＨは同表に示すとおりであった。

0042

次に、高分子凝集剤（栗田工業（株）、クリフロックＰＡ−３３１）を、中和完了後の廃水に対して１．５ｍｇ／Ｌ添加して１分間攪拌した。その後、５００ｍＬのメスシリンダーに鉱山廃水を全量移し変え、２４時間静置して固液分離を行った。然る後、上澄み水を回収し、そのｐＨ、全鉄、砒素、銅、マンガン、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、硫酸イオンの各濃度をＪＩＳ Ｋ ０１０２「工場排水試験方法」に準拠して測定した。また、沈降した沈殿物（中和殿物）を５Ｃろ紙で吸引濾過した後、４０℃で２４時間乾燥し、中和殿物の乾燥質量を測定した。その結果を以下の表４に示す。

0043

〔比較例１〕
酸化マグネシウムＢのスラリー（固形分濃度１４％）を鉱山廃水に対して固形分換算で１．７ｇ／Ｌ添加した以外は実施例１と同様の方法で中和を行い、中和速度を測定した。その結果を表３に示す。上澄み水のｐＨ、全鉄、砒素、銅、マンガン、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、硫酸イオンの各濃度、並びに沈降した沈殿物（中和殿物）の乾燥質量を実施例１と同様に測定した。その結果を表４に示す。

0044

〔比較例２〕
酸化マグネシウムＣのスラリー（固形分濃度１４％）を鉱山廃水に対して固形分換算で１．１ｇ／Ｌ添加した以外は実施例１と同様の方法で中和を行い、中和速度を測定した。その結果を表３に示す。上澄み水のｐＨ、全鉄、砒素、銅、マンガン、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、硫酸イオンの各濃度、並びに沈降した沈殿物（中和殿物）の乾燥質量を実施例１と同様に測定した。その結果を表４に示す。

0045

〔参考例１〕
実施例１で用いた酸化マグネシウムＡに代えて、消石灰（宇部マテリアルズ社、ＪＩＳ特号品）を用い、消石灰のスラリー（固形分濃度１４％）を鉱山廃水に対して固形分換算で２．２ｇ／Ｌ添加した以外は実施例１と同様の方法で中和を行い、中和速度を測定した。その結果を表３に示す。また、沈降した沈殿物（中和殿物）の乾燥質量を実施例１と同様に測定した。その結果を表４に示す。

0046

0047

表３の参考例１の結果から、従来法で用いられていた消石灰は、酸化マグネシウムよりも溶解度が高いことに起因して中和速度が速いことが判る。
また、表３の実施例１と比較例１及び２との対比から、酸化マグネシウムＡは酸化マグネシウムＢに比べて中和速度が速く、１０分後には排水基準であるｐＨ５．８〜８．６の範囲に中和できていることが判る。また、酸化マグネシウムＣは、酸化マグネシウムＢに比べて中和速度は速いが、酸化マグネシウムＡに比べると中和速度がやや遅いことが判る。この理由は、酸化マグネシウムＡは酸化マグネシウムＢ及び酸化マグネシウムＣに比べて結晶性が低く、ＢＥＴ比表面積も大きいことから、鉱山廃水への溶解性が高いためであると考えられる。

0048

0049

表４の実施例１、比較例１及び２並びに参考例１の結果から、鉱山廃水を酸化マグネシウムで中和処理することで、従来法の消石灰での中和処理に比べて、中和殿物による沈殿物の生成量を削減できることが判る。更に、酸化マグネシウムとして、溶解性が高く且つＢＥＴ比表面積が大きい酸化マグネシウムＡを使用することで、酸化マグネシウムＢ及び酸化マグネシウムＣを使用した場合に比べ、中和処理時間を短縮できるだけでなく、鉱山廃水中のマンガンの濃度を１ｍｇ／Ｌ以下までに除去でき、環境負荷をより低減することができることが判る。この理由は以下のように考えられる。酸化マグネシウムは鉱山廃水と反応して水酸化マグネシウムを形成した後、溶解して鉱山廃水中に水酸化物イオンを供給し、ｐＨを上昇させ中和させる。この反応は（水）酸化マグネシウムの表面で起こるため、水酸化マグネシウムの溶解時にはその表面近傍のｐＨが鉱山廃水全体のｐＨに比べて局所的に高い値となる。そのことに起因して、マンガンが水酸化物として析出すると考えられる。したがって、酸化マグネシウムＢ及び酸化マグネシウムＣに比べて比表面積が大きく且つ結晶性の低い酸化マグネシウムＡは、その表面でのマンガン水酸化物の析出量が多くなり、鉱山廃水全体としては中性域のｐＨにおいてもマンガンを効率よく除去できたと考えられる。
以上の各結果から、本発明の鉱山廃水の処理方法によれば、既設の鉱山廃水処理場の中和時間内で鉱山廃水を中和処理できるとともに、中和殿物による沈殿物を削減できる。更に、鉱山廃水中のマンガンを中性域で低濃度に除去することができるため、弱アルカリ性までの中和処理が不要となり、処理コストの削減や環境負荷低減に貢献することができる。