Lixiviação férrica, química e bacteriana de sulfetos secundários de cobre

• Main Author: Erick Adan Rivera Rojas
• Other Authors: Tania Lucia dos Santos Miranda
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2009
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-94PGZF

=== In the present work, the chemical and bacterial leaching of a secondary copper sulphide (Calcocite (Cu2S) and Covellite (CuS)) from low grade copper ores had been studied. In the chemical leaching, the effect of several parameters on the kinetics of the copper extraction had been evaluated, as initial Fe3+ concentration in the leaching solution (1 to 20g.L-1), temperature (30 to 80"C), initial sulphuric acid concentration (0.1 to lmol.L-1), solid percentage in the reactor (l to 10% w/v) and ore fraction size (- 52 to l48um). Two leaching stages had been observed: the first is represented by a fast copper extraction due to the rapid leaching of Calcocit , reaching more than 50% of the metal extraction in the first 5 minutes; the second, which is slower than the fonner, corresponds to the leaching of Covellite, for which a mix kinetic is suggested, with the chemical reaction at the sulphide surface as the controlling step of the process (Ea Z 51,79kJ .mol-1). The copper extraction revealed a strong dependence on temperature and an independence on initial Fe3+ concentration (above 4g.L-1), on the ore fraction sizes and on the sulphuric acid concentration (above 0.25rnol.L-1). 98% of copper extraction had been reached by chemical leaching, carried through a temperature of 80"C. For the bioleaching study, a bacteria culture of Acidithiobacillus was used (Aciclithiobacillus ferrooxidans) and the parameters evaluated was the initial Fe2+ concentration in the culture (l to l0g.L-1), the solid percentage in the reactor (1 to 10% w/v) and the ore size fraction (-52 to 148um). The results suggest an indirect mechanism with respect to the process of copper extraction, where the bacteria oxidize the Fe2+ to Fe3+ which consists in an oxidant agent that becomes possible the leaching of the interest metal. The copper extraction revealed independent on the ore size fraction and the Fe2+ initial concentrations (above 2g.L-1). It was also observed a decrease in the copper extraction rate with an increase of the amount of solids added into the reactor. The copper extraction percentage was, approximately, 90% for the bioleaching, carried through with an equal solid percentage (1.0% m/v). === No presente trabalho, foram estudadas tanto a lixiviação química como a bacteriana de sulfetos secundários de cobre, a partir de amostras de um minério contendo baixos teores de cobre, presente, principalmente, na forma dos minerais Calcocita (Cu2S) e Covellita (CuS). Na lixiviação química, foram avaliados os efeitos das concentrações iniciais de Fe3+ na solução de lixiviação (1 a 20g.L-1), da temperatura (30 a 80"C), das concentrações iniciais de ácido sulfúrico (0,1 a 1mol.L-1), da porcentagem de sólidos no reator (1 a 10% m/v) e da granulometria do minério (-52 a 148um) sobre a cinética de lixiviação de cobre. Foram observadas duas etapas para a lixiviação química, sendo a primeira rápida, apresentando uma extração de cobre de mais de 50% do metal nos primeiros 5 minutos, onde a Calcocita é facilmente lixiviada, e a segunda, muito mais lenta, correspondente à lixiviação de Covellita, para a qual sugere-se uma cinética mista, com a reação qurmica na superfície do sulfeto como etapa controladora do processo, cuja energia de ativação aparente foi de 51,79kJ.mol-1. A extração de cobre mostrou-se fortemente dependente da temperatura, independentemente das concentrações iniciais de Fe3+, para valores acima de 4g.L-1, da granulometria do minério e da concentração de ácido sulfúrico, para valores acima de 0,25mol.L-1. Foram alcançados 98% de extração de cobre, por meio da lixiviação qunica, realizada a uma temperatura de 80"C. Para o estudo da biolixiviação, utilizou-se uma cultura de bactérias do gênero Acidithiobacillus (Acidithiobacilus ferrooxidans) e foram avaliados os efeitos das concentrações iniciais de Fe2+ (de 1 a 10g.L-1) no meio de cultura, da porcentagem de sólidos no reator (de 1 a 10% m/v) e da granulometria (de -52 a 148`um) do minério sobre a cinética de lixiviação de cobre. Os resultados obtidos apontam um mecanismo indireto para o processo de extração do cobre, onde as bactérias oxidam o Fe2+ para Fe3+ e este, por sua vez, constitui-se no agente oxidante que torna possível a lixiviação do metal de interesse. A extração de cobre mostrou-se independente da granulometria do minério e das concentrações iniciais de Fe2+, para concentrações deste íon acima de 2g.L-1. Observou-se, também, um decaimento na taxa de extração de cobre com o aumento da quantidade de sólidos adicionada ao reator. 0 percentual de extração de cobre foi de aproximadamente 90% para a biolixiviação, realizada com uma percentagem de sólidos igual a 1,0% m/v.