Volatilización de arsénico desde enargita en presencia de un agente clorurante en ambiente oxidante entre 500°C y 700°C

Abstract

El arsénico es un elemento tóxico para el ser humano que está presente en forma de enargita en algunos concentrados de cobre chilenos. La vía pirometalúrgica usual para extraer el cobre de estos concentrados en forma de cátodos es un proceso de fusión-Conversión-refinado a fuego-electrorefinado. Cuando la concentración de arsénico en los concentrados de cobre es muy alta, es necesario un tratamiento para reducir su contenido antes de tratarlo mediante fusión, para ello, estas impurezas son volatilizadas mediante tostación del concentrado, sin embargo, a pesar de aplicarse los tratamientos mencionados, parte de este arsénico permanece no solo en las calcinas, sino que baja la pureza del cobre luego de pasar por procesos de refinación pirometalúrgicos. Por otra parte, datos termodinámicos indican que el arsénico presente en forma de enargita, reacciona con cloruro de sodio o cloruro de calcio para formar cloruro de arsénico volátil a las temperaturas de tostación. Para determinar el comportamiento de enargita en presencia de cloruro, se realizaron pruebas isotérmicas de volatilización en presencia de cloruro de sodio y cloruro de calcio, esto es, se calentó una mezcla de mineral y agente clorurante a diferentes temperaturas en el rango de temperaturas de 400°C a 700°C, bajo atmósferas con concentraciones de oxígeno entre 0,01% y 10%. Se determinó la pérdida de peso en función del tiempo de reacción y se analizaron las calcinas obtenidas mediante difracción de rayos X para determinar los compuestos cristalinos formados. Finalmente se concluyó que el agente clorurante no influyó de manera significativa en la volatilización de arsénico, la enargita simplemente se oxida. Para periodos largos de reacción se cloruró el cobre presente en la enargita como CuCl, y para temperaturas mayores volatilizó probablemente como CuxClx (1≤x≤3), factor que podría ir en desmedro de la recuperación de cobre, en definitiva, la siguiente ecuación describe el proceso mencionado: 4Cu3AsS4(s)+12NaCl(s)+2502(g) -> 12CuCl(s)+As4O6(g)+10SO2(g)+6Na2So4(s).