BEHAVIOUR OF ANTIMONY AND BISMUTH IN COPPER ELECTROREFINING CIRCUITS

Abstract

Antimony- and bismuth-rich copper anodes, anode slimes and decopperized anode slimes from industrial copper electrorefineries were studied mineralogically. Antimony in the anodes occurs mainly as Cu-Pb-As-Sb-Bi oxide inclusions along the copper grain boundaries; bismuth is mainly present as Cu-Pb-As-Sb-Bi oxide, Cu-Bi-As oxide, Cu-Pb-As-Bi oxide and Cu-Bi oxide inclusions. Sb and Bi partly dissolve during electrorefining, but extensively reprecipitate as As-Sb oxide, As-Sb-Bi oxide and SbAsO4. The presence of As results in the precipitation of essentially all the Bi as BiAsO4. The decopperizing process dissolves much of the Sb and Bi, although the majority of the BiAsO4 phase remains unaffected. Subsequently, some of the dissolved Sb and Bi reprecipitates as various oxide, sulphate and arsenate species. X-ray absorption near-edge structure (XANES) analyses suggest about 70% of the antimony in the anode slimes is present in the pentavalent oxidation state. The XANES analyses indicate that most of the Bi in all the slimes samples is present in the trivalent oxidation state.On a étudié minéralogiquement les anodes de cuivre riches en antimoine et en bismuth, les boues de l’anode et les boues décuivrées de l’anode provenant d’usines industrielles d’affinage électrolytique du cuivre. L’antimoine des anodes se trouve principalement sous forme d’inclusions d’oxyde de Cu-Pb-As-Sb-Bi le long des joints de grain du cuivre; le bismuth est présent principalement comme inclusions d’oxyde de Cu-Pb-As-Sb-Bi, de Cu-Bi-As, de Cu-Pb-As-Bi et de Cu-Bi. Sb et Bi sont partiellement dissous lors de l’affinage électrolytique, mais se re-précipitent en grande quantité sous forme d’oxyde d’As-Sb, d’oxyde d’As-Sb-Bi et de SbAsO4. La présence d’As aboutit à la précipitation d’essentiellement tout le Bi sous forme de BiAsO4. Le procédé de décuivrage dissout presque tout le Sb et le Bi, bien que la majorité de la phase BiAsO4 reste inaffectée. Subséquemment, une certaine partie du Sb et du Bi dissous se re-précipite sous diverses espèces d’oxyde, de sulfate et d’arséniate. Des analyses de structure périphérique par absorption des rayons x (XANES) suggèrent qu’environ 70% de l’antimoine dans les boues de l’anode est présent à l’état d’oxydation pentavalente. Les analyses de XANES indiquent que presque tout le Bi dans tous les échantillons de boues est présent à l’état d’oxydation trivalente.