Removal of Synthetic Heavy Metal ($Cr^{6+}$, $Cu^{2+}$, $As^{3+}$, $Pb^{2+}$) from Water Using Red Mud and Lime Stone

적니와 석회석을 이용한 혼합 중금속($Cr^{6+}$, $Cu^{2+}$, $As^{3+}$, $Pb^{2+}$)의 제거

This study examined the removal rate of heavy metals from synthetic control water using red mud and lime stone. Overall, the percent of absorption obtained in this study for the red mud treatment was 94.0% ($Pb^{2+}$), 67.1% ($As^{3+}$), 37.5% ($Cu^{2+}$), and 36.6% ($Cr^{6+}$), while that of lime stone was $Pb^{2+}$ (30.8%), $Cu^{2+}$ (16.5%), $Cr^{6+}$ (11.5%), and $As^{3+}$ (8.9%). The kinetic data presented that the slow course of adsorption follows the Pseudo first and second order models, the equilibriuim adsorption of $Cr^{6+}$ and $Pb^{2+}$ obeys Freundlich isotherm model, while the adsorption of $Cu^{2+}$ obeys only Langmuir model. The results also showed that adsorption rate slightly increased with increasing pH from 5 to 9. Interestingly, this trend is similar to results obtained as function of loading amount of red mud. Meanwhile, an unit adsorption rate was slightly decreased. For lime stone, it did not much change in adsorption as function of treatment amount. Consequently, it was concluded that the absorbents can be successfully used the removal of the heavy metals from the aqueous solutions.

본 연구에서는 적니와 석회석을 이용하여 혼합중금속의 제거능을 평가하였다. 적니의 중금속 흡착은 $Pb^{2+}$ (94.0%), $As^{3+}$ (67.1%), $Cu^{2+}$ (37.5%), $Cr^{6+}$ (36.6%) 순의 흡착률 나타났으며, 석회석은 $Pb^{2+}$ (30.8%), $Cu^{2+}$ (16.5%), $Cr^{6+}$ (11.5%), $As^{3+}$ (8.9%)의 흡착률을 나타내었다. 동적흡착 실험결과를 유사 1차 모델과 유사 2차 모델로 분석한 결과 두 모델 모두 실험결과에 잘 부합하는 것으로 나타났으며 평형흡착 실험결과 Freundlich 모델은 적니와 석회석의 $Cr^{6+}$, $Pb^{2+}$ 흡착에 부합하며, $Cu^{2+}$ 흡착은 Langmuir 모델에 부합하였다. 용액의 pH가 5에서 9로 증가함에 따라서 흡착률은 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 적니의 양이 증가함에 따라서 중금속의 흡착률은 증가하였지만, 단위 질량당 흡착량은 조금 감소하였다. 반면, 석회석의 양이 증가하여도 흡착양에 변화가 없는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 적니와 석회석은 중금속을 효율적으로 제거할 수 있는 흡착제로 판단된다.