LIXIVIACION DE ENARGITA

USANDO SULFURO DE SODIOUSANDO SULFURO DE SODIO

Temario

• Revisión literaria

• Objetivos

• Resultados

• Conclusiones

REVISION LITERARIA

Revisión literaria

• Enargita Cu3AsS4

– Sulfosal de cobre

– Fuente de metales

preciosos

• Arsénico

– Cancerígeno

– Alta movilidad en

efluentespreciosos

– Alto contenido de

arsénico

efluentes

Revisión Literaria

• Alternativas para tratar minerales que contienen arsénico

– Pirometalurgia (Tostación, Fundición)

– Lixiviación a presión

– Lixiviación atmosférica (ácida/bio)

– Lixiviación alcalina (amoniaco, hipoclorito, sulfuro)

Revisión Literaria

• Lixiviación con sulfuro de sodio (Curreli 2009, Anderson 2008)

• Reacción propuesta:

• Condiciones:• 80 a 107oC

• Altas concentraciones de NaOH necesarias para evitar la hidrólisis del sulfuro acuoso:

432432 2323 AsSNaSCuAsSCuSNa +⇔+

−−− +⇔+ )()()(22

)( aqaqlaq OHHSOHS

Revisión Literaria

• Segunda constante de disociación del sulfuro de

hidrógeno (Giggenbach, 1971; Licht, 1988 )

712 10−+− ≈+= KHHSSH

172

2 10−−+− =+= KSHHS

NaOHNaHSOHSNa +=+ 22

Revisión Literaria

• Reacciones esperadas:

)()()(2)(2 aqaqlaq NaOHNaHSOHSNa +⇔+

)(2)(2)(43)()()(43 332332 lsaqaqaqs OHSCuAsSNaNaOHNaHSAsSCu ++⇔++

)()()(2)(2 aqaqlaq NaOHNaHSOHSNa +⇔+

• Efecto directo del NaOH

OBJETIVOS

Objetivos

• Confirmar posibilidad de lixiviar enargita usando Na2S y NaOH

• Estudiar condiciones de lixiviación más “cercanas” a una operación realoperación real

• Analizar posibilidades para remover el arsénico de la solución

• Identificar áreas de investigación relevantes para el proceso

RESULTADOS: LIXIVIACION

Resultados

• Análisis químico

enargita (elementos

más relevantes)

• Análisis mineralógico de la muestra de enargita

Mineral Ideal Formula Enargite Head Sample

Feed As Cu Sb

ppm 117000 378000 4610

% 11.70 37.80 0.461

Mineral Ideal Formula Enargite Head Sample (%)

Enargite Cu3AsS4 60.4

Tennantite (Cu,Ag,Fe,Zn)12As4S13 4.9

Covellite CuS 3.0

Pyrite FeS2 25.7

Quartz SiO2 5.9

Resultados

• Variables estudiadas

– Temperatura

– Agitación– Agitación

– Tamaño de partícula

– Concentración de NaOH y Na2S

– Estequiometría en pruebas con alta densidad de pulpa

Resultados

• Efecto de la temperatura

Effect of temperature on As extraction at 3.5 M NaOH, 1.0 M Na2S, 10 g of sample on 200 ml of solution, P80 of 30

um and 500 RPM agitation speed

Effect of temperature on Sb extraction at 3.5 M NaOH, 1.0 M Na2S, 10 g of sample on 200 ml of solution, P80 of 30

um and 500 RPM agitation speed

Resultados

Effect of agitation on As extraction at 3.5 M NaOH, 1.0 M Na2S, 10 g of sample on 200 ml of solution, P80 of 30

um and 95oC

• Efecto de la agitación

Effect of temperature on Sb extraction at 3.5 M NaOH, 1.0 M Na2S, 10 g of sample on 200 ml of solution, P80 of 30

um and 95oC

Resultados

• Efecto del tamaño de partícula

Effect of particle size on As extraction at 3.5 M NaOH, 1.0 M Na2S, 95oC 10 g of sample on 200 ml of solution and 500

RPM agitation speed

Effect of particle size on Sb extraction at 3.5 M NaOH, 1.0 M Na2S, 95oC 10 g of sample on 200 ml of solution and

500 RPM agitation speed

Resultados

Effect of NaOH and Na2S concentration on As extraction at 95oC 10 g of sample on 200 ml of solution, P80 of 30 um and 500 RPM

agitation speed

• Efecto de la

concentración

Effect of NaOH and Na2S concentration on Sb extraction at 95oC 10 g of sample on 200 ml of solution, P80 of 30 um and 500 RPM

agitation speed

Solid residue Analysis after leaching for 6 hours at 95oC

[NaOH] (M) [Na2S] (M) As Average Sb Average

• Efecto de la concentración

Resultados

3.5 1.0 0.067 0.004

3.0 0.5 0.2570.008

2.0 1.00.324

0.009

1.1 1.01.232 0.052

1.5 0.5 3.852 0.145

Resultados

• Efecto de la concentración

(selectividad)

Sample Cu (%) Fe (%) Zn (%) Ag (%)

Selectivity of the sodium sulphide leach. Cu, Fe, Zn and Ag remain unleached after 6 hours at 95oC and 500 RPM

Sample Cu (%) Fe (%) Zn (%) Ag (%)

Head 40.00 12.00 0.316 0.0193

3.5 M NaOH – 1.0 M Na2S 48.48 12.70 0.362 0.0243

2.0 M NaOH – 1.0 M Na2S 48.49 15.66 0.346 0.0239

1.1 M NaOH – 1.0 M Na2S 42.39 12.45 0.330 0.0241

3.0 M NaOH - 0.5 M Na2S 49.17 15.87 0.384 0.0246

1.5 M NaOH – 0.5 M Na2S 45.65 14.64 0.342 0.0229

Resultados

• Efecto de la estequiometría

Effect of stoichiometry on As during the leach of 200 g of sample at 95oC on 200 ml of solution, P80 of 30 um and

500 RPM agitation speed

Effect of stoichiometry on Sb during the leach of 200 g of sample at 95oC on 200 ml of solution, P80 of 30 um and

500 RPM agitation speed

Resultados

• Prueba en 3 etapas

1st Stage: 200 g of sample in 200 ml of solutionwith 200 % Stq. NaOH, 100 % Stq. Na2S at95oC, P80 of 30 um and 500 RPM

2nd Stage: Residue from “stage 1” leached in 200ml of solution with the same reagentconcentrations of “stage 1” at 95oC and 500RPM

3rd Stage: Residue from “stage 2” leached in 200ml of solution with the same reagentconcentrations of “stage 1” at 95oC and 500RPM

Resultados

Mineral Ideal FormulaEnargite head

sample

Enargite leach residue after 6

hours

Enargite 2 leach residue after 24

hours

Enargite Cu AsS 60.4 1.80

Enargite solid residues after leaching 10 grams of enargite in 200 ml of a 3.5 M NaOH and 1.0 M Na2S solution at 95oC and 500 RPM

Enargite Cu3AsS4 60.4 1.80

Quartz SiO2 5.90 6.00 7.10Pyrite FeS2 25.7 34.4 33.1

Tennantite (Cu,Ag,Fe,Zn)12As4S13 4.90 1.20

Bornite Cu5FeS4 34.2 6.40

Digenite Cu9S5 4.20

Covellite CuS 3.00 4.60

Tenorite CuO 1.70

Chalconatronite Na2Cu(CO3)2•3(H2O) 5.80

Sodium Copper Sulphide NaCu5S3 6.10 53.4

Resultados

• Residuo completamente lixiviado (sin pulir)

Resultados

• Residuo completamente lixiviado (pulido)

Resultados

• Residuo parcialmente lixiviado (pulido)

Resultados

• Residuo parcialmente lixiviado (sin pulir)

RESULTADOS: REMOCION DE

ARSENICO DESDE LA SOLUCIONARSENICO DESDE LA SOLUCION

Resultados

• Remoción de arsénico desde la solución

• Ferrihidrita

• Escorodita• Escorodita

• Arsenatos de calcio

• Sulfuro de arsénico

• Cristalización de tioarsenato de sodio

Resultados

• Precipitación sulfuro de arsénico

Final pH As removal (%) Sb removal (%) S(2-) removal (%) H2SO4/(As+Sb) mass ratio

2 99.93 99.98 99.49 55.98

3 99.95 99.96 99.45 45.12

4 100.0 99.98 99.27 33.29

5 99.82 99.97 98.99 26.65

Resultados

• Precipitación sulfuro de arsénico Main Elements

As (%) Sb (%)

29.53 1.31129.53 1.311

Main Phases

Orpiment As2S3

Claudetite As2O3

Hydrogen Sodium Sulfate H5Na(SO4)3

Sodium sulfur oxide hydrate Na2(S2O3)*5H2O

Resultados

Main Phases

• Cristalización tioarsenato de

sodio

• Presencia de arsénico(V)

Sodium sulphide Arsenate Hydrate Na3AsO2S2•11H2O

Sodium Sulphide Arsenate Hydrate Na3AsO2S2•7H2O

Sodium Sulphide Arsenate Hydrate Na3AsS4•8H2O

Precipitation parameters As Sb

Highest concentration seen (M) 1.30 0.032

Concentration after precipitation (M) 0.70 0.030

Content in solid precipitate (%) 11.8 0.320

Average removal from solution (%) 42.0 4.500

CONCLUSIONES

Conclusiones

• Arsénico y antimonio pueden ser lixiviados

selectivamente de la enargita usando NaOH

y Na2S (NaHS), dejando el cobre en el

residuo solido.residuo solido.

• Arsénico (V) parece ser la forma mas estable

de arsénico en solución y puede cristalizar

como tioarsenato de sodio

Conclusiones

• Los problemas de filtrado parecenincrementar con la presencia de erdita(tioferrato de sodio)

• Probablemente el mecanismo de controlsea la reacción química

GraciasGracias