Rost kan rena tungmetaller
Lakvatten från gruvavfall skulle kunna renas med hjälp av järnutfällningar – rost. Det är en slutsats som Jörgen Jönsson, kemiska institutionen, Umeå universitet, kommit fram till i den avhandling som han försvarar den 12 december.
Vid vittring av avfallet från brytning av sulfidiska mineral kan surt dränagevatten bildas. Dränagevattnets engelska term är Acid Mine Drainage (AMD). AMD kan beskrivas som en mycket utspädd svavelsyra med ett rikt innehåll av järn och eventuella tungmetaller.
När det lösta järnet möter luftens syre bildas järnutfällningar, ”rost”, som egentligen är olika mineral (järn(hydr)oxider). Till ytan på dessa mineral kan tungmetaller binda och bilda så kallade ytkomplex, vilket minskar halterna av tungmetaller i vattnet. På detta sätt skulle alltså järnutfällningar kunna användas för att fånga upp de tungmetaller som finns i lakvattnen från gruvavfallet. För att nyttja denna effekt till fullo är det viktigt att förstå hur bindningen av tungmetaller till mineralytan sker.
I Jönssons avhandling behandlas vilka järnmineral som bildas från dränagevatten, AMD, deras stabilitet, hur några vanliga tungmetaller binder till dessa mineralytor samt hur naturliga organiska ämnen påverkar interaktionen tungmetall-mineral.
Bildandet av mineralen är starkt pH-beroende och olika mineral eller blandningar av mineral bildas vid olika pH. Ändras pH kan omvandling ske till mer stabila mineral. Även bildandet av ytkomplex är starkt pH-beroende. Bly och koppar kan i stort sett ha försvunnit från lösningen vid ett pH då all kadmium fortfarande finns kvar i vattnet.
Potentialen för att använda mineralytor för rening är stor; det finns mer plats på ytan av de bildade mineralen än vad det finns tungmetaller i dränagevattnet, AMD. Humus är ett samlingsnamn på en stor grupp organiska ämnen i naturen. Dessa ämnen är orsaken till den brun-gula färg som många vattendrag har och även dessa ämnen kan binda till mineralytor samt bilda vattenlösliga föreningar (komplex) med tungmetaller. I avhandlingen visas att humus kan, under olika förhållanden, både förbättra och försämra reningseffekten av mineralytorna med avseende på tungmetaller. Den samlade informationen från de arbeten som diskuteras i avhandlingen ger en ökad, grundläggande förståelse om de processer som styr fastläggningen av tungmetaller till mineralytor i dränagevattnet, AMD.
Avhandlingen ingår i ett nationellt forskningsprojekt (MiMi: http://www.mimi.kiruna.se/) som, i samarbete med gruvindustrin, studerar olika sätt att minska miljöproblemen för gruvavfallsupplag.
E-publicering av hela eller delar av avhandlingen på:
http://publications.uu.se/umu/theses/abstract.xsql?dbid=156
Fredagen den 12 december försvarar Jörgen Jönsson, kemiska institutionen, Umeå universitet, sin doktorsavhandling med titeln Phase transformations and surface chemistry of secondary iron minerals from acid mine drainage. Svensk titel: Omvandling och ytkemi av sekundära järnutfällningar från surt lakvatten från gruvavfall.
Disputationen äger rum kl. 13.00 i KBC-huset, hörsal KB3B1. Fakultetsopponent är Dr. Douglas B. Kent, US Geological Survey, Menlo Park, USA.
Kontaktinformation
Jörgen Jönsson nås på:
Kemiska institutionen, oorganisk kemi, Umeå universitet
Telefon: 090-786 5361
E-post: Jorgen.Jonsson@chem.umu.se
Jörgen är uppvuxen i Stehag, utanför Eslöv.
