Mine water with iron contamination may take on more than one chemical form. Como acontece, esta pode ser uma propriedade significativa, especialmente quando concebemos estratégias de tratamento para remover o ferro.

O ferro estará em um dos dois estados de oxidação: ferroso com carga +2, ou férrico com carga +3. O ferro ferro ferroso é solúvel em água a qualquer pH. se você ver água contendo apenas ferro ferro ferro ferro ferroso, o ferro será totalmente dissolvido e a água aparecerá como cristal claro, nenhum mater que pH tem. A situação é diferente com ferro férrico. A um pH inferior a cerca de 3,5 ferro férrico é solúvel. Mas se o pH for superior a 3,5, O ferro férrico tornar-se-á insolúvel e precipitado (forma sólida) como um composto laranja/amarelo chamado yellowboy. Isto causa os conhecidos revestimentos laranja nos fundos das correntes que tendem a abafar a vida aquática. Assim, para resumir, o ferro férrico precipitará; o ferro ferro ferroso não precipitará.

agora para continuar com outra parte da história. A água da Mina também pode ter altos níveis de acidez, uma situação que degrada a qualidade da água. A propriedade mais comum que associamos a isto é um pH baixo, menos de 5 ou mais. Para tratar essa água, queremos neutralizar a acidez adicionando alcalinidade. A adição de alcalinidade aumentará o pH. para sistemas de tratamento passivo, o calcário é o agente neutralizante amplamente preferido. Ter a água da Mina em contacto com calcário dissolve-a, tendendo a neutralizá-la. Como ele faz, o pH torna-se mais elevado. É aqui que o problema entra. Se esta água também tem ferro, particularmente ferro férrico, como o pH sobe acima de 3,5, O ferro férrico vai precipitar como yellowboy. Ao fazê-lo, o yellowboy pode depositar no calcário formando uma camada de yellowboy que protege o calcário de mais dissolução. Em outras palavras, o calcário é tornado ineficaz na ação de neutralização adicional por causa do revestimento, também conhecido como armação. Armação, na verdade, é um modo de falha de alguns sistemas de tratamento.

vamos para outra parte da história: para quando a poluição de ferro é inicialmente formada por meteorização de pirite. Quando a pirite reage inicialmente com oxigénio e água, um produto é o ferro ferro ferroso. (Equação 1 abaixo) para ferroso se tornar férrico, mais oxigênio é necessário. (Equação 2 abaixo) no entanto, no subsolo a quantidade de oxigênio pode ser muito limitada, e que a conversão pode não acontecer a qualquer extensão significativa no ambiente limitado de oxigênio. Muitas vezes, quando a poluição das minas explode na superfície, muito pouco do ferro está na forma férrica por causa da falta de oxigênio subterrâneo. Isto, no entanto, pode mudar rapidamente uma vez que a água da Mina é exposta à atmosfera onde há muita oxigênio disponível. Uma estratégia de tratamento para a água de mina com alta acidez e virtualmente todo o ferro no estado ferroso é manter o oxigênio de chegar a ele enquanto ele é passado através de um canal de pedra calcária. Um dreno anóxico de calcário protege a água do oxigênio, enquanto a alcalinidade está sendo adicionada. Se, por outro lado, estiverem presentes quantidades significativas de ferro no estado férrico ou oxigénio adequado, pode ser utilizada uma estratégia diferente: remover o oxigénio antes de adicionar alcalinidade de calcário. É o caso de um SAPS (sistema de produção de alcalinidade sucessiva).

Os três reações químicas principais para essa discussão são

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)

a Equação 1 descreve a reação inicial de pirita com a água e com o oxigênio para formar íons ferrosos. A equação 2 descreve a reacção na qual o ferro ferro ferroso é convertido em ferro férrico. A equação 3 descreve a hidrólise e precipitação reais de hidróxido férrico (yellowboy).

Quando e onde estas reacções acontecem muitas vezes conduzem ao design de muitos sistemas de tratamento passivo.