Removal of Metal(Loids) from Acid Mine Drainage Using Manganese Oxide Wastes from a Mining-Metallurgical Process

This study focused on treating acid mine drainage (AMD) from a Zn-sulfide mine with a composition that includes Al = 445 mg/L, Fe = 263 mg/L, Mn = 364 mg/L, Cd = 2.8 mg/L, and Zn = 4,830 mg/L. After treatment with regional alkaline minerals, the pH increased from 3.0 to 6.3 and metal concentrations decreased mainly by precipitation, falling below Mexico's permissible limits (MPL) for river discharges, except for Cd2+ and Zn2+, which exceeded their MPLs with concentrations of 0.4 and 1,110 mg/L, respectively. We tested the use of waste materials from a Mn mine containing Mn carbonates (R3) and Mn oxides (R6) for removal of these contaminants. Several Mn oxides have been reported as promising adsorbents and indeed the R6 waste was more efficient than the R3. At a ratio of 0.75 g/L of R6, with 30 h of contact or a ratio of 0.2 with 60 h of contact, Cd2+ and Zn2+ concentrations were decreased to below their MPLs. The evaluation of removal mechanisms was hindered by the complexity of the waste's composition. However, contact with the AMD increased the zeta potential from negative to positive values, indicating a cation sorption process. Mn wastes can be used without prior alkaline mineral treatment, but their technical and economic viability is less. The results suggest that this process is suitable for treating AMD at abandoned mines sites. Additionally, the Mn wastes can potentially be sold as a sorbent material for other processes, offering a recycling option. Diese Studie konzentrierte sich auf die Behandlung von saurem Grubenwasser (AMD) aus einer Zn-Sulfid-Mine mit einer Zusammensetzung, die 445 mg/L Aluminium, 263 mg/L Eisen, 364 mg/L Mangan, 2,8 mg/L Cadmium und 4.830 mg/L Zink beinhaltet. Nach der Behandlung mit regionalen alkalischen Mineralien stieg der pH-Wert von pH 3,0 auf pH 6,3. Die Metallkonzentrationen sanken vor allem durch Ausf & auml;llungen und fielen unter die zul & auml;ssigen mexikanischen Grenzwerte f & uuml;r Flusseinleitungen, mit Ausnahme von Cd2+ und Zn2+, die ihre Grenzwerte mit Konzentrationen von 0,4 mg/L bzw. 1.110 mg/L & uuml;berschritten. Wir testeten die Verwendung von Abfallstoffen aus einer Mangan-Mine, die Mn-Karbonate (R3) und Mn-Oxide (R6) enthalten, um diese Schadstoffe zu beseitigen. Mehrere Mn-Oxide sind als vielversprechende Adsorptionsmittel bekannt, und tats & auml;chlich war der R6-Abfall effizienter als R3. Bei einer Dosis von 0,75 g/L R6 und einer Kontaktzeit von 30 Stunden bzw. einer Dosis von 0,2 g/L und einer Kontaktzeit von 60 Stunden wurden die Cd2+- und Zn2+-Konzentrationen auf Werte unterhalb der Grenzwerte gesenkt. Die Bewertung der Entfernungsmechanismen wurde durch die Komplexit & auml;t der Abfallzusammensetzung erschwert. Der Kontakt mit dem sauren Grubenwasser f & uuml;hrte jedoch zu einem Anstieg des Zetapotenzials von negativen zu positiven Werten, was auf einen Kationensorptionsprozess hindeutet. Mn-Abf & auml;lle k & ouml;nnen ohne vorherige Behandlung mit alkalischen Mineralien verwendet werden, aber ihre technische und wirtschaftliche Rentabilit & auml;t ist geringer. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieses Verfahren f & uuml;r die Behandlung von AMD in stillgelegten Bergwerken geeignet ist. Dar & uuml;ber hinaus k & ouml;nnen die Mn-Abf & auml;lle potenziell als Sorptionsmittel f & uuml;r andere Verfahren verkauft werden, was eine Recyclingoption darstellt.