Abstract
Chalcopyrite leaching by ferric iron is considered a slow process with low copper recovery; a phenomenon ascribed to the passivation of the mineral surface during leaching. Thus, the current study investigated the leaching kinetics of a high purity chalcopyrite sample in the presence of ferric sulfate as oxidant. The effects of the stirring rate, temperature, Eh and Fe3+ concentration on copper extraction were assessed. The leaching data could be described by the shirking core model (SCM) for particles of unchanging size and indicated diffusion in the ash layer as the rate-controlling step with a high activation energy (103.9±6.5kJ/mol); likely an outcome of neglecting the effect of particle size distribution (PSD) on the kinetics equations. Both the application of the quasi-steady-state assumption to solid-liquid systems and the effect of the particle size distribution on the interpretation of kinetics data are also discussed.
Highlights
Chalcopyrite leaching by ferric iron is considered a slow process with low copper recovery; a phenomenon ascribed to the passivation of the mineral surface during leaching
Seu grande campo de atuação é o processamento de minérios e rejeitos, particularmente quando o nível de impurezas deletérias como cloro, arsênio e flúor é elevado o que resulta em restrições ao tratamento pirometalúrgico de concentrados produzidos com tais minérios
Concentração de 0,5mol/L de Fe+3, 1 mol/L de ácido sulfúrico, 1 g/L de sólidos (80% < 20 μm) e agitação de 600 min–1
Summary
A Hidrometalurgia é o campo da metalurgia extrativa que utiliza soluções aquosas para extração de metais. Este é o principal sulfeto do cobre e requer a presença de um agente oxidante para sua dissolução, normalmente soluções de sulfato ou cloreto férrico, além de oxigênio. Entretanto, a calcopirita apresenta refratariedade aos processos de solubilização em pressão ambiente e na presença de íons férricos o que é atribuída à passivação de sua superfície [3]. O SCM foi aplicado para modelar a cinética de lixiviação da esfalerita (ZnS) [7]; o SPM foi utilizado na dissolução alcalina de minérios oxidados de zinco [8] enquanto a lixiviação de silicatos de zinco foi modelada utilizando o modelo do grão [9]. Algumas premissas do modelo do núcleo não reagido quando aplicado a reações sólido-líquido, bem como o efeito da distribuição de tamanho nas equações cinéticas são revistos e aplicados à dissolução da calcopirita pelo íon férrico
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