Skip to main content

Removal of metal from acid mine drainage (AMD) by using natural zeolite of Nizarneshwar Hills of Western India

ازالة الفلزات من مياة صرف المناجم الحامضية بواسطة استخدام الزيوليت الطبيعى فى تلال النيزرنشاور غرب الهند

Abstract

The mining industry faces stringent effluent discharge regulations and has acknowledged that it is necessary to look into innovative technologies to recycle considerable amount of effluent rather than discharging into surface water. Effluents from mines give rise to aesthetic unpleasantness. The focus of the investigations was to cope with more stringent effluent discharge regulations and to protect the ecosystem from harmful pollutants in the mine effluents. Copper is one of the heavy metal in the mine systems, which are known to be a harmful element. The present study has been undertaken to investigate a process that might remove Cu(II) from mine waste water by using natural zeolite, such as stilbite, and compared with synthetic resins like CSA-9 and CSA-609D. In this study, natural zeolite was used as a low-cost adsorbent to evaluate its ability to remove heavy metals from acid mine drainage. The zeolite used in this study is the natural clay mineral from the Nizarneshwar Hills of Western India. Three resins tested are CSA-9, natural zeolite–stilbite, and CSA-609D. Batch testing has been conducted to select effective ion-exchange resins for copper removal and to determine effective regenerants for regeneration of exhausted resins. All tests were conducted at bench scale and in batch mode. Three strong acid cation exchangers were evaluated to compare their metal removal capacities. The metal concentration in the effluent was reduced with all resins tested. It was found that, among all the three types of natural zeolite, stilbite shows the highest removal efficiency of copper in every parameter that is considered for evaluating the performance of resins.

Abstract

تواجه صناعة التعدين لوائح صارمة لتصريف النفايات السائلة واعترف بأن من الضروري النظر في تكنولوجيات مبتكرة لإعادة تدوير كمية كبيرة من النفايات السائلة وليس إلى تصريفه في المياه السطحية. النفايات السائلة من المناجم تثير البغض الجمالي. وتتركز التحقيقات على التعامل بأكثر صرامة لتصريف النفايات السائلة واللوائح لحماية النظام البيئي من الملوثات الضارة والنفايات السائلة في المنجم. النحاس واحدا من المعادن الثقيلة الموجودة في أنظمة المناجم والذي يعرف بأنه عنصر ضار.

الدراسة الحالية أخذت في الاعتبار التحقق من العمليات التي من الممكن أن تزيل النحاس من مياه المناجم الملوثة بواسطة استخدام الزيوليت الطبيعي مثل الاستيلبيت ومقارنته مع الراتنج الصناعي مثل CSA-9 and CSA-609D. استخدم الزيوليت الطبيعي في هذه الدراسة كمكثف قليل التكلفة لتقيم قابليته لإزالة المعادن الثقيلة من مياه صرف المناجم الحامضية. والزيوليت المستخدم فى هذه الدراسة عبارة عن معادن طين طبيعية من تلال النيزرنشاور في غرب الهند.

اختبرت ثلاث أنواع من الراتنج وهى CSA-9 والزيوليت – استيلبيت الطبيعي و CSA-609D. ونتيجة الاختبارات التي أجريت لاختيار الراتنج المؤثر في التبادل الايونى لأزاله النحاس وتعين منتج ثاني ذو فاعلية لأجيال الراتنج المستنفذ. وكانت جميع الاختبارات التي أجريت على مقياس ونطاق واحد. لقد قيمت ثلاثة أحماض قوية كتبادل للكاتيونات وقد قورن مدى استيعابها لإزالة الفلزات. تركيز الفلزات في النفايات السائلة قل مع كل أنواع الراتنج المستخدم. وقد وجد من بين الثلاث أنواع الزيوليت الطبيعي. ووجد ان الاستيلبيت له أعلى مقدرة على إزالة النحاس في كل مرة اخذ فيها الاعتبار لتقيم مدى مقدرة الراتنج.

This is a preview of subscription content, access via your institution.

Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5

References

  • Bhattacharyya D, Grieves RB, Jumawan AB (1979) Separation of toxic heavy metals by sulphide precipitation. Sep Sci Technol 14:441–450

    Article  Google Scholar 

  • Bhattacharyya D, Sun G, Sund-Hagelberg C, Schwitzgebel K (1981) Precipitation of heavy metals with sodium sulphide: bench-scale and full-scale experimental results. AIChE Symp Ser 77(209):31–38

    Google Scholar 

  • Blanchard G, Maunaye M, Martin G (1984) Water Res 18:1501

    Article  Google Scholar 

  • Badillo-Almaraz V, Trocellier P, Davila-Rangel I (2003) Nucl Instrum Methods Phys Res B 210:424–432

    Article  Google Scholar 

  • Corbin DR, Burgess BF, Vega AJ, Farelee RD (1987) Anal Chem 59:2722

    Article  Google Scholar 

  • Clifford DA (1990) Ion exchange and inorganic adsorption, water quality and treatment, 4th edn. AWWA, McGraw-Hill, New York, pp 629–632

  • Clayton JA, de Villiers MG, Maree JP, Pienaar G (1990) Calcium carbonate neutralization of acidic effluents in a fluidised bed. Proceedings of the South Africa Industrial Water Symposium, Indaba Hotel, Witkoppen, Johannesburg, 27–28 September

  • Conlon WJ (1990) Chapter 11 Membrane process. In: Pontius FW (eds) Water quality and treatment. A handbook of community water supplies (4 edn). American Water Works Association, McGraw-Hill, Inc., 709-746

  • Joshi MS, Mohan RP (1983) J Colloid Interface Sci 95:131–138

    Article  Google Scholar 

  • Lantz JB (1979) Evaluation of a developmental heavy metal waste treatment system. Naval Construction Battalion Center Report No. ER-314-40-6

  • Larson HP, Ross LW (1976) Two-stage process chemically treats mine drainage to remove dissolved metals. Operating handbook of mineral processing. McGraw-Hill, New York, pp 349–353

  • Maree JP, du Plessis P (1994) Neutralization of acid mine water with calcium carbonate. Wat Sci Tech 29(9):285–296

    Google Scholar 

  • Maree JP, du Plessis P, van der Walt CJ (1992) Treatment of acid effluents with limestone instead of lime. Wat Sci Tech 26(1–2):345–355

    Google Scholar 

  • Mattson ME, Lew M (1982) Recent advances in reverse osmosis and electro dialysis membrane desalting technology. Desalination (Amsterdam) 41(1):1–24

    Article  Google Scholar 

  • Mondale KD, Carland RM, Aplan FF (1995) Miner Eng 8:535–543

    Article  Google Scholar 

  • Ramsay IJ (1998) South African patent application number 98/4724

  • Sourirajan S (1970) Reverse Osmosis. Academic, New York

    Google Scholar 

  • Semmens MJ, Seyfarth M (1976) In: An International Conference on the Occurrence, Properties and Utilization of Natural Senilities, Tucson, AZ, pp 517–529

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Ravindra W. Gaikwad.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Gaikwad, R.W., Misal, S.A., Dhirendra et al. Removal of metal from acid mine drainage (AMD) by using natural zeolite of Nizarneshwar Hills of Western India. Arab J Geosci 4, 85–89 (2011). https://doi.org/10.1007/s12517-009-0079-4

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12517-009-0079-4

Keywords

  • Natural zeolites
  • Synthetic resins
  • Heavy metal
  • Copper (II)
  • Adsorption
  • Retention