woda Kopalniana z zanieczyszczeniem żelazem może przybierać więcej niż jedną postać chemiczną. Jak się okazuje, może to być istotna właściwość, zwłaszcza gdy opracowujemy strategie leczenia usuwania żelaza.

żelazo będzie w jednym z dwóch stanów utleniania: żelazo o ładunku +2 lub żelazo o ładunku + 3. Żelazo jest rozpuszczalne w wodzie o dowolnym pH. jeśli zobaczysz wodę zawierającą tylko żelazo żelazne, żelazo zostanie całkowicie rozpuszczone, a woda pojawi się jako krystalicznie czysta, nie ma znaczenia, jakie ma pH. Inaczej jest w przypadku żelaza żelazowego. Przy pH mniejszym niż około 3,5 żelazo jest rozpuszczalne. Ale jeśli pH jest wyższe niż 3,5 żelazo stanie się nierozpuszczalne i wytrąci się (tworząc ciało stałe)w postaci pomarańczowo-żółtego związku o nazwie yellowboy. Powoduje to znajome pomarańczowe powłoki na dnie strumieni, które mają tendencję do tłumienia życia wodnego. Tak więc, mówiąc krótko, żelazo wytrąca się; żelazo nie będzie.

teraz kontynuujemy kolejną część historii. Woda Kopalniana może mieć również wysoki poziom kwasowości, co pogarsza jakość wody. Najczęstszą właściwością, z którą się kojarzy, jest niskie pH, mniejsze niż 5 lub mniej. Aby uzdatnić taką wodę, chcemy zneutralizować kwasowość poprzez dodanie zasadowości. Dodanie zasadowości podnosi pH.w pasywnych systemach uzdatniania wapień jest powszechnie preferowanym środkiem neutralizującym. Woda Kopalniana w kontakcie z wapieniem rozpuszcza ją, starając się ją zneutralizować. Jak to robi, pH staje się wyższa. W tym tkwi problem. Jeśli w tej wodzie znajduje się również żelazo, zwłaszcza żelazo żelazowe, gdy pH wzrośnie powyżej 3,5, żelazo żelazowe wytrąca się jako yellowboy. W ten sposób yellowboy może osadzać się na wapieniu, tworząc warstwę yellowboy, która chroni wapień przed dalszym rozpuszczaniem. Innymi słowy, wapień jest nieskuteczny w dalszym działaniu neutralizacji ze względu na powłokę, znaną również jako zbrojenie. Pancerz, w rzeczywistości, jest trybem awarii niektórych systemów leczenia.

przejdźmy do kolejnej części historii: do momentu, gdy zanieczyszczenie żelaza jest początkowo tworzone przez wietrzenie pirytowe. Gdy Piryt początkowo reaguje z tlenem i wodą, jednym produktem jest żelazo żelazne. (Równanie 1 poniżej) aby żelazo stało się żelazem, potrzeba więcej tlenu. (Równanie 2 poniżej) jednak pod ziemią ilość tlenu może być bardzo ograniczona, a konwersja może nie nastąpić w znaczącym stopniu w środowisku ograniczonym tlenem. Często, gdy zanieczyszczenie kopalni wyłania się na powierzchni, bardzo mało żelaza jest w postaci Żelazowej z powodu braku tlenu pod ziemią. To jednak może się szybko zmienić, gdy woda Kopalniana zostanie wystawiona na działanie atmosfery, w której dostępna jest duża ilość tlenu. Jedną ze strategii uzdatniania wody kopalnianej o wysokiej kwasowości i praktycznie całym żelazie w stanie żelaznym jest powstrzymanie dostania się do niej tlenu, podczas gdy jest on przepuszczany przez kanał skały wapiennej. Beztlenowy drenaż wapienny chroni wodę przed tlenem podczas dodawania zasadowości. Z drugiej strony, jeśli znaczne ilości żelaza znajdują się w stanie żelazowym lub występuje odpowiedni tlen, można zastosować inną strategię: usunięcie tlenu przed dodaniem zasadowości wapienia. Tak jest w przypadku systemu SAPS (Successive Alkalinity Producing System).

trzy reakcje chemiczne mające znaczenie w tej dyskusji to

4FeS2(s) + 14o2(g) + 4H2O(l) —> 4Fe2+(aq) + 8SO42-(aq) + 8H+(aq) (1)

4Fe2+(aq) + O2(g) + 4H+(AQ) —> 4fe3+(AQ) + 2H2O(l) (2)

4fe3+(AQ) + 12 H2O(l) —> 4FE(OH)3(s) + 12h+(aq) (3)

równanie 1 opisuje początkową reakcję pirytu z wodą i tlenem w celu wytworzenia jonów żelaza. Równanie 2 opisuje reakcję, w której żelazo jest przekształcane w żelazo. Równanie 3 opisuje rzeczywistą hydrolizę i wytrącanie wodorotlenku żelaza (yellowboy).

Kiedy i gdzie te reakcje zachodzą często napędzają projektowanie wielu pasywnych systemów leczenia.