THE LEACHING OF TENNANTITE, TETRAHEDRITE AND ENARGITE IN ACIDIC SULPHATE AND CHLORIDE MEDIA

Abstract

This paper describes the leaching of the common copper minerals tennantite (Cu12As4S13), tetrahedrite (Cu12Sb4S13) and enargite (Cu3AsS4) in acidic media using Fe(SO4)1.5, FeCl3 or O2 as oxidizing agents.At temperatures <100 °C, tennantite dissolves slowly in Fe(SO4)1.5-H2SO4 media and the rate is directly proportional to the area of the sized tennantite. The rate increases sharply with increasing temperature and the apparent activation energy is 69 kJ mol-1. Increasing Fe(SO4)1.5 concentrations slightly increase the tennantite leaching rate. The dissolution kinetics of disks of synthetic iron-bearing tetrahedrite in Fe(SO4)1.5-H2SO4 media are linear; the leaching rates are slow but increase significantly with increasing temperature with an apparent activation energy of 120 kJ mol-1. The dissolution of sized particles of naturalAg-bearing tetrahedrite in FeCl3- HCl solutions proceeds according to the shrinking core model and both Cu andAg dissolve at about the same rate provided that the total chloride concentration of the solution is sufficiently high to solubilize the AgCl reaction product. The leaching rates are slow and the apparent activation energy is 116 kJ mol-1. The addition of sulphate ions to the FeCl3-HCl systemreduces the tetrahedrite leaching rate to values similar to those realized in the Fe(SO4)1.5-H2SO4 system.At <100 °C, enargite dissolves slowly in either Fe(SO4)1.5 or FeCl3 media and the dissolution rate obeys the shrinking core model. The rate increases with increasing temperature and the apparent activation energies are 50–64 kJmol-1. The rate increases slightlywith increasing FeCl3 concentrations in 0.3 M HCl media. The leaching of enargite at elevated temperatures and pressures was also investigated. Potentially useful leaching rates are achieved above 170 °C, at which temperature sulphate, rather than sulphur, is produced. Lower temperatures (130-160 °C) lead to fast initial leaching rates, but the dissolution of the enargite is incomplete because of the coating of the enargite particles by elemental sulphur. Cet article décrit la lixiviation de minéraux de cuivre communs, la tennantite (Cu12As4S13), la tétraédrite (Cu12Sb4S13) et l’énargite (Cu3AsS4) en milieux acides utilisant du Fe(SO4)1.5, du FeCl3 ou de l’O2 comme agents d’oxydation. À des températures < 100 °C, la tennantite se dissout lentement dans les milieux de Fe(SO4)1.5-H2SO4 et la vitesse est directement proportionnelle à la superficie de la tennantite calibrée. La vitesse augmente nettement avec une augmentation de la température et l’énergie d’activation apparente est de 69 kJ mol-1. L’augmentation des concentrations de Fe(SO4)1.5 augmente légèrement la vitesse de lixiviation de la tennantite. La cinétique de dissolution de disques de tétraédrite synthétique porteuse de fer dans des milieux de Fe(SO4)1.5-H2SO4 est linéaire; les vitesses de lixiviations sont lentes,mais augmentent significativement avec une augmentation de la température, avec une énergie d’activation apparente de 120 kJ mol-1. La dissolution des particules calibrées de tétraédrite naturelle porteuse deAg dans des solutions de FeCl3-HCl procède d’après le modèle du rétrécissement du noyau et tant le Cu que l’Ag se dissolvent à environ la même vitesse à la condition que la concentration totale du chlorure de la solution soit suffisamment élevée pour solubiliser le produit de réaction AgCl. Les vitesses de lixiviation sont lentes et l’énergie d’activation apparente est de 116 kJ mol-1. L’addition d’ions sulfate au système FeCl3-HCl réduit la vitesse de lixiviation de la tétraédrite à des valeurs similaires à celles qui sont réalisées dans le système Fe(SO4)1.5-H2SO4. À < 100 °C, l’énargite se dissout lentement soit dans les milieux de Fe(SO4)1.5 ou de FeCl3 et la vitesse de dissolution obéit le modèle de rétrécissement du noyau. La vitesse augmente avec une augmentation de la température et les énergies d’activation apparentes sont de 50-64 kJ mol-1. La vitesse augmente légèrement avec une augmentation des concentrations de FeCl3 dans les milieux de HCl 0.3 M. On a également investigué la lixiviation de l’énargite à des températures et pressions élevées. Des vitesses de lixiviation possiblement utiles sont obtenues au-dessus de 170 °C, à laquelle température le sulfate, plutôt que le soufre, est produit. Les températures plus basses (130- 160 °C) conduisent à des vitesses initiales rapides de lixiviation,mais la dissolution de l’énargite est incomplète parce que le soufre élémentaire recouvre les particules d’énargite.