TKI Micronutriënten in de kringloop - WP2: Mangaanwinning uit ijzerslib. Experimentele resultaten

In het TKI-project ‘Micronutriënten in de kringloop’ wordt in WP2 onderzocht of mangaan afkomstig uit de drinkwaterproductie nuttig toegepast kan worden. Mangaan is een micronutriënt en als zodanig nodig voor plantengroei en voor dieren. Daarnaast heeft mangaan ook nog andere toepassingen, onder andere in de bouw, waterzuivering en staalindustrie. Mangaan is aanwezig in grondwaterbronnen en wordt tijdens de productie van drinkwater hieruit verwijderd middels oxidatie. Naast mangaan is ook ijzer aanwezig en het ijzer en mangaan worden gewonnen als een ijzerrijk slib. Mangaan(IV) is aanwezig in een reststroom van de drinkwaterproductie, samen met ijzer(III)oxide. Bij veel drinkwaterproductielocaties vinden twee beluchtingsstappen plaats waarbij het merendeel van het ijzer in het eerste filter, het voorfilter, verwijderd wordt, en het merendeel van het mangaan in het twee filter, het nafilter. Een optie is om het mangaan zo selectief mogelijk op te lossen, terwijl het ijzer niet, of minimaal- opgelost wordt. Wanneer het oplossen onder reducerende omstandigheden wordt gedaan, kan het mangaan oplossen als Mn2+wat een hogere commerciële waarde heeft dan Mn4+.
Experimenten zijn uitgevoerd om te onderzoeken of het mogelijk is, en onder welke omstandigheden, om mangaan (selectief) op te lossen uit het ijzerslib van drinkwaterproductielocatie Spannenburg. Hierbij is onderzocht of het mangaan oploste bij verschillende pH’s door toevoeging van zwavelzuur, of zwavelzuur en acsorbinezuur, of zwavelzuur en oxaalzuur, of zwavelzuur en ijzersulfaat, .
De experimenten laten zien dat het mogelijk is om mangaan relatief meer op te lossen dan ijzer, afhankelijk van de pH en het gebruikte middel. Bij pH 4 lost vrijwel alle mangaan op, terwijl een groot deel van het ijzer dan nog in het slib blijft. Bij ascorbinezuur en oxaalzuur zijn de experimenten voornamelijk bij pH 1,6 en pH 4 gedaan waarbij sowieso al het mangaan al oplost. Hierdoor is de invloed van het zuur niet goed vast te stellen. Optimalisatie zal zich daardoor eerst moeten richten op het vinden van een pH waarbij mangaan nog wel, maar ijzer nauwelijks oplost. pH 4 geeft hier al een goede richting aan, maar iets hogere pH is dan misschien ook nog mogelijk. Door toevoegen van FeSO4 kan mangaan in oplossing worden gebracht terwijl ijzer neerslaat.
De hoeveelheid opgeloste zware metalen lijkt toepassing voor diervoeder of als plantenmeststof niet in de weg te staan. Aanbevolen wordt om vervolgonderzoek te richten op optimalisatie van de pH om alleen mangaan selectief op te lossen en om synergie zoeken met onderzoek naar toepassing voor het ijzer in het ijzerslib.