Lixiviación férrica de la calcopirita y su dependencia con el efecto galvánico de la pirita

Abstract

En el presente trabajo se caracterizó el efecto galvánico de la pirita sobre la disolución de la calcopirita con ion férrico a partir de la caracterización electroquímica detallada de los subprocesos anódicos y catódicos involucrados en la lixiviación férrica de cada uno de estos sulfuros. El estudio electroquímico se efectuó en una celda electroquímica de tres electrodos, usando como referencia Ag/AgCl, contra electrodo de platino y como electrodos de trabajo cristales de calcopirita y pirita con una pureza de 98% y 99%, respectivamente. Como electrolito se usó soluciones de ácido sulfúrico a pH 1,2 conteniendo concentraciones de Fe(III) en el rango 0,009-0,036 M y concentraciones de Fe(II) en el rango 0,009-0,054 M. Se operó a 25°C bajo atmósfera de nitrógeno. Los resultados mostraron que la cinética de la disolución anódica de calcopirita y pirita está controlada por transferencia de carga y se puede describir por la ecuación de Tafel. La corrientes de intercambio de esta reacción es del mismo orden de magnitud en ambos sulfuros, 5,08 x 10-8 y 1,38 x 10-8 A/cm2 para calcopirita y pirita, respectivamente. La cinética de la reducción de ion férrico sobre calcopirita está controlada por transferencia de carga y sobre pirita por transferencia de carga y masa, este último fenómeno estando asociado a la difusión de ion férrico. Sin embargo, la corriente de intercambio de la reducción de férrico sobre pirita es dos órdenes de magnitud mayor que para el caso sobre calcopirita, 10-4 vs 10-6 A/cm2. La caracterización electroquímica detallada de los subprocesos anódicos y catódicos involucrados en el sistema, indica que el efecto galvánico de la pirita sobre la lixiviación de calcopirita se sustenta principalmente en el alto valor de la corriente de intercambio de la reducción del ion férrico sobre pirita, del orden de 10-4 A/cm2. De este modo, cuando la calcopirita está asociada a pirita, se elimina la etapa limitante de su disolución asociada a la reducción de ion férrico sobre calcopirita, cuyos valores de corriente de intercambio dos órdenes de magnitud menor que sobre pirita. Consistente con este hecho, se observa que el efecto galvánico de la pirita aumenta notoriamente con el aumento de la razón Fe(III)/Fe(II) en solución y el aumento de la razón de área pirita/calcopirita. Sin embargo, para una razón Fe(III)/Fe(II) dada el efecto galvánico no es fuertemente afectado por el aumento de la concentración de hierro total en solución.