Estudio del mecanismo de reacción de la lixiviación reductiva electro-asistida de calcopirita

La lixiviación reductiva electro-asistida de la calcopirita es un proceso novedoso, el cual consiste en reducir el mineral refractario calcopirita a fases de cobre como la Cu2S, mediante el hidrógeno monoatómico producido electroliticamente en el cátodo de una celda sin membrana aniónica de separación, en soluciones acuosas de ácido sulfúrico a condiciones ambientales. Sin embargo, aún existe controversia en la naturaleza del mecanismo de reducción, principalmente en tres aspectos; (1) el sitio de la reacción de reducción, (2) la identidad del principal agente reductor (transferencia electrónica directa ó hidrógeno monoatómico) y (3) las reacciones químicas que ocurren en la partícula mineral. Para determinar el lugar de la reacción de reducción y la identidad del agente reductor, se emplearon cátodos de diferentes materiales (aluminio, cobre y carbón vítreo), variando la acidez y la temperatura de la solución en una celda electrolítica, con y sin membrana aniónica de separación para las lixiviaciones, así como electrodos de pasta de carbón con concentrado de calcopirita ó calcopirita y calcocita puras para caracterizar los productos en los residuos sólidos. Los electrodos de pasta carbón con calcopirita colocados en varias posiciones del reactor, mostraron que la calcopirita se reduce solamente cuando está en contacto fisico con el cátodo. El análisis de; las pendientes Tafel y los coeficientes de transferencia de carga de las curvas de polarización catódica con estos materiales, las velocidades de reducción de calcopirita en las lixiviaciones y la respuesta de la corriente vs tiempo para las lixiviaciones en régimen potenciostático; mostraron que el principal agente reductor en este proceso es el hidrógeno monoatómico que se genera en la superficie del cátodo.Se soportaron los resultados anteriores con un análisis termodinámico de los intermediarios participantes en la reacción. Además, se encontró que el aluminio es el material más eficiente para producir hidrógeno monoatómico, seguido por el cobre y el carbón vítreo. Para conocer las reacciones químicas que ocurren en la partícula mineral, se caracterizaron, mediante la técnica de voltamperometría cíclica con electrodos de pasta de carbón y por Rayos-X, los residuos de las lixiviaciones con cada uno los materiales catódicos a distintos tiempos de reacción y condiciones de la solución. Se encontró que la reducción de calcopirita ocurre por etapas consecutivas hasta producir cobre metálico, siendo éste último susceptible a la oxidación con el aire generando cuprita

Análisis integral de la disolución de los metales preciosos con sistemas de lixiviación novedosos a base de aminas

En este trabajo de investigación se estudiaron, desde un enfoque electroquímico, los sistemas de lixiviación novedosos a base de aminas; la monoetanolamina (MEA) y la etilamina (EA), para mejorar el entendimiento del mecanismo de reacción de la disolución de los metales preciosos, i.e., el oro y la plata. Se presenta el efecto de la concentración de la MEA y la EA, en la velocidad de oxidación de los metales preciosos. El estudio es complementado por medio de técnicas electroquímicas tales como: Técnica del potencial de circuito abierto (OCP), voltametría lineal (VL) y cronoamperometrías. Los resultados demuestran que estas aminas tienen un gran potencial al disolver el Au y la Ag, debido a que se alcanzan densidades de corriente promedio de 0.008 y 0.013 A/cm2 empleando la MEA y 0.023 y 0.029 A/cm2 utilizando la EA, respectivamente. Además, los resultados dictaminan que tanto la MEA como la EA podrían disminuir el..

A study of the metallic silver dissolution with the MEA-NH3-Cu system

<div><p>ABSTRACT Leaching of silver from minerals has been studied for decades. Recently, research has been focused on the substitution of cyanide (because of its high toxicity) from hydrometallurgical operations. In this sense, the development of alternative-green leaching solutions for the recovery of metallic silver from minerals and urban mines is necessary. In this research, a thermodynamic-kinetic study of the alternative system “monoethanolamine (MEA)-ammonium sulfate-cupric sulfate” was performed for the dissolution of metallic silver, varying the pH and the cupric ion concentration at room temperature. Furthermore, this research aims to evaluate the silver dissolution behavior at a pH lower than 10.2, elucidating the rate determining step of the silver dissolution process at these conditions of pH and cupric ion concentration. Thermodynamic results confirm that the MEA and NH3 can complex silver generating the species: Ag(MEA)2+, AgMEA-, Ag(NH3)2+, AgNH3+ respectively. It was evaluated the effect of varying the pH (8.8, 9.9 and 9) and the cupric sulfate concentration (0.1, 0.15 and, 0.2 M at pH 9) on the kinetics of silver dissolution. The results revealed, the possibility to leach a 39% of silver using a leaching solution containing: 0.15 M cupric sulfate, 0.05 M MEA and 0.4 M ammonium sulfate at pH 9. The kinetic analysis showed that the silver dissolution is controlled by the diffusion of fluid species through a porous layer composed of copper oxides, which was ratified by SEM and EDS analysis. Finally the present paper, open the possibility to optimize the molar ratio MEA:NH3 to maximize the silver dissolution kinetics.</p></div

Análisis voltamperométrico de la descomposición reductiva de la calcopirita en el sistema ácido acético-agua

En este trabajo se presenta un análisis electroquímico de la reducción de calcopirita empleando un medio acuoso en presencia de un ácido de carácter débil como el ácido acético, con el fin de encontrar las condiciones energéticas más favorables para lograr disolver el hierro que está contenido en la calcopirita, y con ello aminorar el fenómeno de pasivación. La investigación se realizó a nivel microelectrólisis, analizando diferentes variables como la concentración del electrolito, conductividad del electrolito y potencial sobre la cinética de reducción de la calcopirita. Este estudio se complementó con una caracterización de la superficie de la calcopirita reducida mediante la técnica de FESEM y con una cuantificación del hierro que se libera en la solución de las polarizaciones catódicas más importantes

Selective Recovery of Copper from Industrial Sludge by Integrated Sulfuric Leaching and Electrodeposition

The metal-containing sludge generated from the printed circuit boards (PCBs) manufacturing has been recycled as a secondary resource of copper (Cu) rather than being treated as a hazardous solid waste. However, it should consider the complexity of processing and using of oxidizing or precipitation agents to dissolve and separate Cu from other impurities, especially iron (Fe). This study has combined the dissolution and separation step in one stage by integrated acid leaching and electrodeposition to simplify the recovery process, while maintaining the high efficiency of separation. The chemistry of acid leaching and electrodeposition of the metals demonstrated that the metals (Cu and Fe) in the sludge sample were dissolved in the H2SO4 electrolyte, and Cu could be selectively deposited on the cathode based on the different potential conditions to reduce it on the cathode. The important factors affecting the deposition of Cu were investigated, finding the optimal conditions (current density 15 mA/cm2, H2SO4 100 g/L, Cu 20 g/L, at 45 &deg;C, and for 6 h) which could completely recover Cu from the electrolyte in a selective manner. The obtained copper product possessed a high purity of &gt;99% with adequately uniform morphology and an acceptable consumption of energy (1.7 kWh/kg). It is an effective and simple approach to reclaim the value metal copper from the industrial waste in one single stage of integrated extraction and refining