Lixiviación ácida no oxidativa de calcopirita a 70°C

Abstract

El presente trabajo de título tiene como objetivo principal obtener un mayor entendimiento del comportamiento de la calcopirita en su lixiviación química bajo condiciones no-oxidativas, atmósfera inerte (N2) y a 70°C, tratando de identificar el rol que juega el protón en las reacciones del sistema, bajo las condiciones mencionadas. La metodología implementada consistió en experimentos de lixiviación no-oxidativa de calcopirita natural, de dos tamaños de partícula diferentes, 186,09 [µm] de tamaño promedio (calcopirita gruesa) y 11,03 [µm] de tamaño promedio (calcopirita fina). Cada corrida experimental se llevó a cabo a diferentes concentraciones de ácido sulfúrico de la solución lixiviante, 15, 50 y 100 [g/L]. Para cada condición se tomaron muestras periódicas para medición de cobre, fierro y Eh. Los datos se analizaron mediante el modelo de núcleo sin reaccionar usando los datos de cobre como índice de conversión, y el mineral residual se caracterizó mediante difracción de rayos X. Una última experiencia consistió en implementar una metodología que sirviera para verificar la formación de sulfuro de hidrógeno (H2S) durante la lixiviación y que puediera cuantificar, en alguna medida, su formación. Los resultados indicaron que la velocidad de lixiviación ácida no-oxidativa de calcopirita a 70°C aumenta con la disminución del tamaño de partícula de mineral. En el caso de la calcopirita gruesa, la cinética de lixiviación se pudo describir mediante el modelo de núcleo sin reaccionar y se encuentra controlada por difusión en la ceniza. Sin embargo, no existe una relación directa entre la velocidad de lixiviación y el aumento de la concentración de H+. Para el caso de la calcopirita fina, la cinética de lixiviación no se ajustó al modelo simple de núcleo sin reaccionar. Además, existe una relación directa entre la velocidad de lixiviación y el aumento de la concentración de H+. Con respecto a la formación de H2S durante la lixiviación no-oxidativa, se logró implementar una metodología experimental que verificó exitosamente la formación de dicho compuesto. Por último, se propuso un modelo estequiométrico de dos etapas para la lixiviación ácida no-oxidativa de calcopirita fina a 70°C que involucra la formación y disolución de un compuesto superficial intermedio (CuS).