apa minieră cu contaminare cu fier poate lua mai multe forme chimice. După cum se dovedește, aceasta poate fi o proprietate semnificativă, mai ales atunci când concepem strategii de tratament pentru a elimina fierul.

fierul va fi într-una din cele două stări de oxidare: feros având o sarcină +2 sau feric având o sarcină +3. Fierul feros este solubil în apă la orice pH. dacă vedeți apă care conține numai fier feros, fierul va fi complet dizolvat și apa va apărea ca fiind limpede, fără a avea ce pH are. Situația este diferită cu fierul feric. La un pH mai mic de aproximativ 3,5 fier feric este solubil. Dar dacă pH-ul este mai mare de 3,5, fierul feric va deveni insolubil și va precipita (formează un solid) ca un compus portocaliu/galben numit yellowboy. Acest lucru provoacă acoperirile portocalii familiare pe fundul pârâului, care tinde să sufoce viața acvatică. Deci, pentru a spune pe scurt, fierul feric va precipita; fierul feros nu va.

acum să continuăm cu o altă parte a poveștii. Apa minieră poate avea, de asemenea, niveluri ridicate de aciditate, situație care degradează calitatea apei. Cea mai comună proprietate pe care o asociem cu aceasta este un pH scăzut, mai mic de 5 sau aproximativ. Pentru a trata o astfel de apă, vrem să neutralizăm aciditatea adăugând alcalinitate. Adăugarea alcalinității va crește pH-ul.pentru sistemele de tratare pasivă, calcarul este agentul de neutralizare preferat pe scară largă. Dacă apa mea intră în contact cu calcarul, o dizolvă, având tendința de a o neutraliza. Pe măsură ce se întâmplă, pH-ul devine mai mare. Bine, aici e în cazul în care problema vine în. Dacă această apă are și fier în ea, în special fier feric, pe măsură ce pH-ul crește peste 3,5, fierul feric va precipita ca yellowboy. Procedând astfel, yellowboy se poate depune pe calcar formând un strat de yellowboy care protejează calcarul de dizolvarea ulterioară. Cu alte cuvinte, calcarul este ineficient în acțiunea de neutralizare ulterioară din cauza acoperirii, cunoscută și sub numele de armură. Armarea, de fapt, este un mod de eșec al unor sisteme de tratament.

să trecem la o altă parte a poveștii: la momentul în care poluarea cu fier este inițial formată din intemperii de pirită. Când Pirita reacționează inițial cu oxigenul și apa, un produs este fierul feros. (Ecuația 1 de mai jos) pentru ca ferosul să devină feric, este nevoie de mai mult oxigen. (Ecuația 2 de mai jos) cu toate acestea, în subteran cantitatea de oxigen poate fi foarte limitată și această conversie poate să nu se întâmple într-o măsură semnificativă în mediul limitat de oxigen. Adesea, atunci când poluarea minelor izbucnește la suprafață, foarte puțin din fier este în formă ferică din cauza lipsei de oxigen subteran. Cu toate acestea, acest lucru se poate schimba rapid odată ce apa minei este expusă atmosferei în care este disponibil mult oxigen. O strategie de tratare a apei miniere cu aciditate ridicată și practic tot fierul în stare feroasă este de a împiedica oxigenul să ajungă la el în timp ce este trecut printr-un canal de rocă calcaroasă. O scurgere de calcar anoxic protejează apa de oxigen în timp ce se adaugă alcalinitate. Dacă, pe de altă parte, cantități semnificative de fier sunt în stare ferică sau este prezent un oxigen adecvat, se poate folosi o strategie diferită: îndepărtarea oxigenului înainte de adăugarea alcalinității calcarului. Acesta este cazul unui SAPS (sistem de producere a alcalinității succesive).

cele trei reacții chimice importante pentru această discuție sunt

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)

ecuația 1 descrie reacția inițială a piritei cu apa și oxigenul pentru a forma ioni feroși. Ecuația 2 descrie reacția în care fierul feros este transformat în fier feric. Ecuația 3 descrie hidroliza reală și precipitarea hidroxidului feric (yellowboy).

când și unde se întâmplă aceste reacții conduc adesea la proiectarea multor sisteme de tratament pasiv.