Obtención De Cobre

CONAMET/SAM-SIMPOSIO MATERIA 2002

CINÉTICA DE LA LIXIVIACIÓN DE CALCOPIRITA SULFURIZADA
R. Padilla, P. Zambrano y M.C. Ruiz Departamento de Ingeniería Metalúrgica, Universidad de Concepción Casilla 53 -C, Concepción-Chile email: rpadilla@udec.cl

RESUMEN La recuperación de cobre desde calcopirita por medio de lixiviación es compleja, principalmente porque la disolución tiene una cinéticamuy lenta en la mayoría de los medios de lixiviación, y porque se produce una solución de cobre altamente contaminada con hierro. En contraste, la lixiviación de calcopirita sulfurizada para producir cobre es un proceso muy atractivo debido a que la disolución tiene una cinética rápida y es un proceso muy selectivo en medio cloruro. En este artículo se presentan datos de lixiviación de unconcentrado de calcopirita sulfurizado. La lixiviación se efectuó usando soluciones de H2SO4-NaCl-O2. Se estudió el efecto de las variables importantes que inciden en la cinética de lixiviación en el rango de temperatura de 75 a 100°C. Los resultados muestran que la concentración de iones cloruro por debajo de 0.5 M, temperatura, y tiempo de lixiviación son variables importantes para la extracción de cobredesde el concentrado sulfurizado. La extracción de hierro, sin embargo, permanece sin mucho cambio (< 5%) con cambios en las variables. Las observaciones microscópicas de los residuos de lixiviación mostraron que el azufre elemental producido por la reacción no forma una capa densa alrededor de la partícula y se encuentra concentrado en ciertos puntos de la superf icie de la partícula formandoagregados cristalinos. Los datos cinéticos de lixiviación pueden representarse por medio de la expresión cinética de núcleo no reaccionado modificado para partículas esféricas: 1-(1-0.45X) 1/3 = kt. La energía de activación det erminada para el rango de temperatura 75 a 95°C fue de 76 kJ/mol, consistente con un proceso controlado por reacción química. Palabras claves : calcopirita, lixiviación,sulfurización

1. INTRODUCCIÓN CuFeS2 + S = CuS + FeS2 El mineral sulfurado de cobre más común en los concentrados chilenos es la calcopirita y también el mineral más difícil de lixiviar. Aún en medios fuertemente oxidantes la cinética de disolución de calcopirita es mucho más lenta que la de otros sulfuros de cobre y además no extrae el cobre selectivament e sobre el hierro[1-7]. La precipitación ydescarte del hierro desde las soluciones de lixiviación de calcopirita es un problema grave ya que los precipitados tienen un alto potencial contaminante y requieren de sistemas de confinamiento especiales y caros para prevenir la contaminación ambiental [8,9]. En estudios recientes [10] los autores determinaron que mediante la reacción de calcopirita con azufre elemental (reacción desulfurización) a temperaturas moderadas era posible transformarla en especies más fáciles de lixiviar. Esos estudios también mostraron que si la sulfurización de calcopirita se realiza en el rango de temperaturas 325 - 400 ºC la calcopirita se transforma según la siguiente reacción global: (1)

Formándose las fases covelina y pirita; mientras que sobre 400 °C, la reacción global fue 5CuFeS2 + 4S = Cu5FeS6 +4FeS2 (2)

formándose las fases idaita y pirita. La reacción (1) es la reacción más deseada puesto que la calcopirita se transforma en sulfuros separados de cobre y de hierro. En este trabajo se presentan datos experimentales de la lixiviación de calcopirita sulfurizada con soluciones de H2SO4-NaCl-O2. El objetivo del estudio fue determinar las condiciones óptimas para disolver selectivamente elcobre contenido en el material dejando el hierro en los residuos de lixiviación. Este medio de lixiviación se seleccionó porque permite producir soluciones apropiadas para su tratamiento posterior mediante extracción por solventes y electroobtención convencional para producir cobre catódico de alta pureza. Además, los antecedentes de literatura muestran que este

sistema de lixiviación...