2段階溶出モデルによる黄鉄鉱の酸化・溶解速度の評価

五十嵐, 敏文; 井筒, 崇文; 岡, 泰道

2段階溶出モデルによる黄鉄鉱の酸化・溶解速度の評価

五十嵐, 敏文; 井筒, 崇文; 岡, 泰道

応用地質, 2002, 43(4), 208-215

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論文情報

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URI	https://hdl.handle.net/2115/52644
タイトル	2段階溶出モデルによる黄鉄鉱の酸化・溶解速度の評価
タイトル	Evaluation of Pyrite Dissolution Rates by Two-step Leaching Model
著者	五十嵐, 敏文 ; 井筒, 崇文 ; 岡, 泰道
e-Rad_Researcher 90301944 著者名五十嵐, 敏文 Igarashi, Toshifumi
著者名井筒, 崇文 Izutsu, Takafumi
著者名岡, 泰道 Oka, Yasumichi
言語	日本語
キーワード	pyrite
	oxidation
	leaching model
	拡散
	diffusion
発行日	2002-10-10
出版者	日本応用地質学会
収録物名	応用地質
巻(号)	43(4)
ページ	208-215
抄録	2種類の粉砕した黄鉄鉱試料に対する酸化・溶解速度を評価するために,好気的条件下でのバッチ溶出試験を行い,溶出水のpH,酸化生成物である鉄イオンや硫酸イオン濃度の変化を測定した.その結果,溶出水pHは黄鉄鉱の種類,固液比,溶出期間に依存し,溶出水pHの低下とともに電気伝導度,鉄イオン濃度,硫酸イオン濃度が上昇した.化学形態分析によれば,鉄はFe(II)イオンとして,イオウは硫酸イオンとして溶出した.Fe(II)イオンや硫酸イオンの溶出速度に関しては,2種類の試料どちらに対しても溶出初期においては,固相濃度に関する一次反応によって溶出することが明らかになった。溶出期間の増加とともに,いったん溶出水濃度が一定になった1つの試料に対しては,その後溶出期間の1/2乗で溶出水中のFe(II)イオンや硫酸イオン濃度が増加することがわかった.これは,黄鉄鉱内部における拡散が溶出速度を律速することを示唆している.すなわち,溶出初期においては黄鉄鉱表面からの溶出が,その後黄鉄鉱酸化物層を通しての拡散という2段階の溶出機構によって黄鉄鉱の酸化・溶解反応が進行することが見出された.ここで見積られた拡散係数がおよそ10^<-10>cm^2/sという低い値であったことから,黄鉄鉱の酸化・溶解に伴う影響は溶出初期に大きいことが予想された.また,黄鉄鉱の粒径が小さくなるとともに,pHが低下し,電気伝導度,Fe(II)イオン濃度,硫酸イオン濃度が上昇したが,溶出速度に顕著な相違は認められなかった.
抄録	Batch leaching experiments in aerated conditions for two different types of crushed pyrite were carried out by measuring changes in pH and concentrations of Fe and SO_4 for leachate. The results showed that leachate pH depended on the solid-liquid ratio and leaching period as well as the pyrite used, and that the electric conductivities and the concentrations of Fe and SO_4 increased with the decrease in leachate pH. The chemical forms of iron and sulfur in the leachate were identified as ferrous ions and sulfate ions, respectively. The concentration changes observed illustrated that the initial leaching rates of ferrous and sulfate ions from both pyrite samples were demonstrated by a first-order reaction with respect to the solid-phase concentration. This indicates that the initial dissolution process was governed by a surface reaction. On the other hand, the subsequent dissolution of one of the samples was expressed by a function of the square root of the leaching period, suggesting that the rate-determining process was diffusion in the crushed pyrite sample. These two different mechanisms were found to affect the dissolution rate of pyrite. Therefore, the initial leaching may be expected to be more critical to the chemical properties of leachate than the following leaching, due to the estimated diffusion coefficient within the pyrite being as low as 10^<-16> cm^2/s. In addition, the diameter of the crushed pyrite affected the chemical properties of the leachate, but not the leaching rate.
資源タイプ	学術雑誌論文
出版タイプ	Version of Record
PISSN	0286-7737
NCID	AN00026635
関連情報	NAID 110003335656
関連情報 (isIdenticalTo)	出版社版DOI https://doi.org/10.5110/jjseg.43.208