Leaching mechanisms and kinetics of complex low-grade sulfidic copper ores

• Autorzy: Aromaa J. , Pesonen P.

Warianty tytułu

PL

Mechanizmy i kinetyki ługowania ubogich siarczkowych rud miedzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to examine the leaching kinetics of powdered chalcopyrite based concentrate and the formation potential of elemental sulphur by means of electrochemistry and chemical analysis. Anodic polarisation curves, cyclovoltammetry and potentiostatic measurements were carried out in 1 N sulphuric acid at temperatures 25-80 C. The working electrode was a carbon paste electrode, which gives good response to powdered sulphide samples. The dissolved metal ions in the potentiostatic measurements were analyzed using AAS. The leaching of chalcopyrite-based concentrate occurs in two steps. At low overpotentials the reaction is a phase transformation and at higher overpotentials dissolution of the sulphide. The rate-determining step of leaching kinetics was evaluated by calculating the activation energies from the polarisation curves. The formation potential of elemental sulphur is between 500 and 700 mV vs. SCE. Above this potential sulphur is oxidized to sulphate. At room temperature the leaching kinetics is generally controlled by mass transfer and at 60 and 80 C by charge transfer.

PL

Celem pracy były badania kinetyki ługowania koncentratu o przeważającej zawartości chalkopirytu oraz wyznaczenie potencjału tworzenia elementarnej siarki w oparciu o pomiary elektrochemiczne połączone z chemiczną analizą roztworu. Krzywe polaryzacji anodowej, pomiary woltametrii cyklicznej i pomiary potencjostatyczne prowadzono w 0.5 M roztworach kwasu siarkowego w temperaturach w zakresie 25-80 C. Elektrodą badaną była elektroda w postaci pasty grafitowej zawierającej badany siarczek, która gwarantuje powtarzalność i niezawodność pomiarów. Stężenie jonów metali roztwarzanych w eksperymentach potencjostatycznych było analizowane przy pomocy spektroskopii AAS. Ługowanie koncentratu zawierającego chalkopiryt zachodzi dwuetapowo. Dla niskich nadpotencjałów obserwuje się przemiany fazowe siarczku, natomiast dla wyższych wartości obserwuje się jego roztwarzanie. Najwolniejszy etap reakcji określano na podstawie wartości energii aktywacji wyznaczonych z krzywych polaryzacji. Potencjał tworzenia elementarnej siarki był w zakresie 500 – 700 mV (NEK). Powyżej 700 mV siarczek utlenia się do rozpuszczalnych siarczanów. W temperaturze otoczenia proces kontrolowany jest na etapie transportu masy, natomiast w temperaturach 60 i 80 C najwolniejszym etapem jest wymiana ładunku.

Słowa kluczowe

EN

sulfide ore; copper concentrate; dissolution; sulfur formation; carbon paste electrode

PL

siarczkowa ruda miedzi; ługowanie; kinetyka; elektroda; pasta grafitowa; chalkopiryt

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 41
• Strony: 313--322
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Aromaa J.

autor

Pesonen P.

• Helsinki University of Technology, PO Box 6200, FIN-02015 TKK, Finland.

Bibliografia

• AHLBERG, E., ÁSBJÖRNSSON, J., 1994, Carbon Paste Electrodes in Mineral Processing: and Electrochemical Study of Sphalerite, Hydrometallurgy, 36, 19.
• AROMAA, J., 1988, Automatization of Electrochemical Experiments Using a Microcomputer, Lic.Tech. Thesis, Helsinki University of Technology, 115 p. (in Finnish)
• BIEGLER, T., SWIFT, D.A., 1979, Anodic electrochemistry of chalcopyrite, J. Applied Electrochem., 9, 545.
• BUTTINELLI, D., LAVECCHIA, R., POCHETTI, F., GEVECI, A., GURESIN, N., TOPKAYA, Y., 1992, Leaching by Ferric Sulphate of Raw and Concentrated Copper-Zinc Complex Sulphide Ores, Int. J. Miner. Process. 36, 245.
• COTTRELL, A., 1990, An Introduction to Metallurgy, Second Edition, Edward Arnold, London 1985, 556 p.
• DOYLE, F.M., The Aqueous Processing of Minerals and Materials, The Journal of The Min., Met.&Mat.Soc., 42, 52.
• DUTRIZAC, J.E., MACDONALD, R.J.C., 1974, The Kinetics of Dissolution of Covellite in Acidified ferric Sulphate Solutions, Can. Met. Quart., vol 13, 3, 423.
• FORSÉN, O., ANTILA, A.E., AROMAA, J., PESONEN, P., 1996, Evaluation of Carbon Paste Electroactive Electrode for the Electrochemical Characterization of Sulphide Minerals. Acta metallurgica Slovaca, 1, 7.
• GERLACH, J., KÜZECI, E., 1983, Application of Carbon Paste Electrodes to Elucidate Hydrometallurgical Dissolution Processes with Special Regard to Chalcocite and Covellite, Hydrometallurgy, 11, 345.
• HAVLIK, T., SKROBIAN, M., BALAZ, P., KAMMEL, R., 1995, Leaching of Chalcopyrite Concentrate with Ferric Chloride, Int. J. Miner. Process. 43, 61.
• JONES, D.A., PAUL, A.J.P., 1994, Galvanic Interactions Between Alloys and Minerals in Sulfuric Acid, Corrosion, 50, 516.
• KNUUTILA, K., 1985, Electrochemical Dissolution of Sulphide Minerals, Lic. Tech. Thesis, Helsinki University of Technology, 144 p. (in Finnish).
• KÜZECI, E., KAMMEL, R., 1988, Anodische Auflösung von Kupferkieselektroden in Schwefelsauren Lösungen, Metall, 42, 780.
• PARKER, A.J., 1981, Electrochemistry of the Oxidative Leaching of Copper from Chalcopyrite, J. Electroanal. Chem., 118, 305.