Application of shrinking core model to bioleaching of black shale particles

• Autorzy: Szubert A. , Łupiński M. , Sadowski Z.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie modelu kurczącego rdzenia do opisu bioługowania ziaren rudy łupkowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Four size fractions of a black shale ore originating from the Lubin Copper Mine (Southwestern Poland) were leached in a small column using autotrophic bacteria (Acidithiobacillus ferrooxidans). The best results of bioleaching were obtained for the most fine fraction, where the copper recovery was 84%, and the surface area of the ore increased from 4.50 m2/g to 13.74 m2/g. Based on the shrinking core model, a new model describing bioleaching of the black shale type ore in a column is proposed. The model is based on assumption of dependence of copper recovery and surface area increase during the process.

PL

Cztery klasy ziarnowe rudy łupkowej, otrzymanej z kopalni Lubin (Polska Miedź S.A.), zostały poddane procesowi bioługowania w kolumnie. Do procesu bioługowania wykorzystano autotroficzne bakterie Acidithibacillus ferrooxidans. W wyniku procesu bioługowania odzyskano 84 % miedzi z najdrobniejszej frakcji rudy (2,5-1,6 mm). W trakcie procesu bioługowania nastąpił wyraźny wzrost wielkości powierzchni właściwej ługowanych ziaren mineralnych. Początkowa wartość rozwinięcia powierzchni wynosiła 4,50 m2/g a po procesie bioługowania osiągnęła wartość 13,74 m2/g. Opracowany został nowy model bioługowania rudy łupkowej w kolumnie. Nowy model bazuje na istniejącym i opisanym w literaturze modelu kurczącego się rdzenia. Nowy model poprawnie opisuje otrzymane wyniki eksperymentalne.

Słowa kluczowe

EN

bioleaching; shrinking core model; black shale

PL

bioługowanie; ruda łupkowa; model kurczącego się rdzenia

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 40
• Strony: 211--225
• Opis fizyczny: bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Szubert A.

autor

Łupiński M.

autor

Sadowski Z.

• Wroclaw University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Chemical Engineering,

Bibliografia

• BRAUN R.L., LEWIS A.E., WADSWORTH M.E., 1974, In-place leaching of primary sulphide ores: laboratory leaching data and kinetics model, Metallurgical Transactions, 5, 1717-1726.
• BROCHT S., DURANCE M.V., VILLENEUVE J., d’HUGUES P., MUGABI M., 2004, Modelling of the bioleaching of sulphide ores: application for the simulation of the bioleaching/gravity section of the Kasese Cobalt Company Ltd process plant, Minerals Engineering, 17, 253–260
• BURGHARDT A, BARTELMUS G., 2001, Inżynieria reaktorów chemicznych II – Reaktory dla układów heterogenicznych, PWN, Warszawa 339-345.
• CHAE D., WADSWORTH M.E., 1979, Modeling of the Leaching of Oxide Copper Ores. US Bureau of Mines 1-21.
• CONNER B.D., 2005, Bioleaching and electrobioleaching of sulphides minerals, Master of Science in Chemical Engineering, West Virginia University, Morgantown, West Virginia.
• CRUNDWELL F.K., 1995, Progress in the mathematical modeling of leaching reactors, Hydrometallurgy, 39, 321-335.
• CRUNDWELL F.K., GODORR S. A., 1997, A mathematical model of the leaching of gold in cyanide solutions, Hydrometallurgy, 44, 147–162.
• McGUIRE M.M., EDWARDS K.J., BANFIELD J, HAMERSR R.J., 2001, Kinetics, surface chemistry, and structural evolution of microbially mediated sulfide mineral dissolution, Geochimica et Cosmochimica Acta, 65, 1243–1258.
• LAPIDUS M., GRETCHEN P., 1992, Mathematical modelling of metal leaching in nonporous minerals. Chem. Eng. Sci., 47, 1933– 1941.
• LEAHY M. J., DAVIDSON M. R., SCHWARZ M. P., 2005, A two-dimensional CFD model for heap bioleaching of chalcocite, ANZIAM J. 46(E), C439--C457.
• LEVENSPIEL O. 1979. The Chemical Reactor Omnibook, OSU Book Stores. Inc., Corvallis.
• LIDDELL K., NONA C., 2005, Shrinking core models in hydrometallurgy: What students are not being told about the pseudo-steady approximation, Hydrometallurgy, 79, 62– 68.
• LIZAMA H.M., 2004, A kinetic description of percolation bioleaching, Minerals Engineering, 17, 23–32.
• LIZAMA H.M., HARLAMOVS J.R., McKAY D.J., DAI Z., 2005, Heap leaching kinetics are proportional to the irrigation rate divided by heap height, Minerals Engineering, 18, 623–630
• PRITZKER M.D., 1996, Shrinking-core model for systems with facile heterogeneous and homogeneous reactions. Chem. Eng. Sci., 51, 3631–3645.
• PRITZKER M.D., 2003, Model for parallel surface and pore diffusion of an adsorbate in a spherical adsorbent particle, Chem. Eng. Sci., 58 473 – 478.
• SADOWSKI Z., 2005, Biogeochemia, wybrane zagadnienia, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• SIRVERMAN M.P., LUNDGREN D.G., 1959, Studies on the chemoautotrophic iron bacteria Ferrobacillus ferrooxidans. An improved medium and harvesting procedure for securing high yields, J. Bacteriol, 77, 642-647.
• VEGLIO F., TRIFONI M., PAGNANELLI F., TORO L., 2001, Shrinking core model with variable activation energy: a kinetic model of manganiferous ore leaching with sulphuric acid and lactose, Hydrometallurgy, 60, 167–179.
• VELARDO A., GIONA M, ADROVER A., PAGNANELLI F., TORO L., 2002, Two-layer shrinkingcore model: parameter estimation for the reaction order in leaching processes, Chemical Engineering Journal, 90, 231–240.