Cinética de la lixiviación a presión de enargita en medio FeSO4-H2SO4-O2

Abstract

Las estrictas y cada vez menos permisivas leyes ambientales en la industria minera del Cu, conducen a la búsqueda de nuevas alternativas para el tratamiento de sulfosales de Cu como la enargita (Cu3AsS4) y la solución sólida tenantita-tetrahedrita (Cu12As4S13-Cu12Sb4S13), comunes en depósitos del tipo pórfido Cu-Mo. En particular, Chile posee los depósitos de Cu porfídico más grandes del mundo. Luego, lograr el tratamiento de concentrados de Cu altos en As, a través de medio diferente a los tradicionales procesos pirometalúrgicos de fusión/conversión, presenta un gran desafío para las próximas décadas. En este trabajo, se estudió las variables que controlan la cinética de lixiviación a presión de concentrados de enargita utilizando ion férrico como agente acelerador de la disolución y se evaluó la precipitación simultánea de escorodita cristalina, permitiendo la obtención de una solución final de sulfato de Cu y un sólido conteniendo As. De acuerdo a los experimentos realizados para evaluar la oxidación del Fe2+ en medio CuSO4-H2SO4-O2, se determinó que la oxidación de Fe2+ bajo condiciones oxidantes en ausencia de CuSO4, es de segundo orden respecto de la concentración de Fe2+. Sin embargo, al utilizar CuSO4 la oxidación de Fe2+ se ve catalizada inmediatamente. Para la disolución de enargita en medio FeSO4-H2SO4-O2, la reacción se expresa a través de una secuencia de reacciones cíclicas, iniciadas por la reacción de oxidación de Fe2+ a Fe3+ con oxígeno, para dar paso a la reacción electroquímica de oxidación de enargita con Fe3+, donde la cinética de disolución se ajusta al modelo correspondiente a un control por reacción química en superficie. Se determinó el potencial en reposo de la enargita y pirita, mostrando valores que permiten la interacción galvánica entre estos dos minerales. Para este sistema se planteó un mecanismo, el cual considera tres situaciones simultáneas; oxidación de pirita, oxidación de la enargita y oxidación galvánica de la enargita asistida por pirita. Respecto de la lixiviación de enargita y precipitación simultánea de escorodita, mediante la adición inicial de semillas de escorodita cristalina, se determinó que solo sobre 160°C, es posible precipitar escorodita al lixiviar enargita. Sin embargo, las mejores condiciones para lograr la lixiviación total de la enargita y control del As, se logran a 180°C.