The Effect of Dissolved Copper and Silver on Sphalerite Dissolution in Ferric Sulphate-Sulphuric Acid Media

摘要

Die Auflösungsgeschwindigkeit von eisenarmen Santan-der- (0,08 % Fe) und Oklahoma-Sphaleriten (0,2% Fe), definiert als 1-(1-α)~(1/3) = kt, steigt rapide an sobald die Konzentration an gelöstem Kupfer in der 0,3 M Fe(SO_4)_(1.5)-0,3 M H_2SO_4-Laugungslösung von 0 auf ca. 100 mg/L ansteigt. Die Geschwindigkeit steigt lediglich leicht an oder bleibt fast konstant, sobald die Kupferkonzentration auf ca. 500 mg/L ansteigt. Ein weiterer Anstieg der Kupferkonzentration aufwerte bis zu 5000 mg/L lässt die Geschwindigkeit abfallen. Bei eisenreichen Montauban- (8,0% Fe) und Kenabic-Lake-Sphaleriten (10,4 % Fe) fallen die Lau-gungsraten bei einer ansteigenden Cu-Konzentration von 0 auf ca. 20 mg/L dramatisch ab, stagnieren dann aber bei einer Konzentration an gelöstem Kupfer bis 7500 mg/L auf einem nahezu unveränderten sehr niedrigen Niveau. Bei detaillierten SEM/EDX-Untersuchungen der umgesetzten Sphalerite ließen sich lediglich Sphalerit und elementarer Schwefel nachweisen. Kupfersulfide waren nicht nachzuweisen. Dies stimmt mit der Tatsache überein, dass die Konzentration an gelöstem Kupfer während der gesamten Experimente in Anwesenheit des Eisensulfatoxidans nahezu konstant geblieben ist. Konzentrationen an gelöstem Silber im Bereich zwischen 0 und 10 mg/L unterdrückenrnwirksam die Auflösung von sowohl eisenarmem als auch eisenreichem Sphalerit. Eine Konzentration gelösten Silbers von lediglich 1 mg/L unterdrückt die Laugung von eisenarmem Sphalerit nahezu vollständig, während eine Konzentration von 2 oder 4 mg/L benötigt wird, um einen ähnlichen Effekt bei den eisenreichen Montauban- oder Kenabic-Lake-Sphaleriten hervorzurufen. SEM/EDX-Untersuchungen der umgesetzten eisenarmen und eisenreichen Sphalerite haben die Hemmwirkung des gelösten Silbers bestätigt. Einige wenige Silbersulfidpartikel wurden auf der Oberfläche des Sphalerits oder eingebettet in Schwefelkügelchen nachgewiesen. Ein kontinuierlicher passivierender Silbersulfidfilm hingegen konnte nicht nachgewiesen werden. Daher muss das gelöste Silber entweder eine adsorbierte monomolekulare Schicht auf dem Sphalerit bilden oder die elektronischen Eigenschaften der Sphaleritoberfläche verändern, wie es für gelöstes Kupfer der Fall zu sein scheint.%The dissolution rates of low-iron Santander (0.08 % Fe) and Oklahoma (0.2 % Fe) sphalerites, denned by 1-(1-α)~(1/3) = kt, increase rapidly as the dissolved copper concentration of the 0.3 M Fe(SO_4)_(1.5) - 0.3 M H_2SO_4 leach solution increases from 0 to about 100 mg/L. The rates then increase slightly, or remain nearly constant, as the copper concentration rises to about 500 mg/L. Further increases in the copper concentration, to 5000 mg/L, cause the rates to decrease. For the high-iron Montauban (8.0 % Fe) and Kenabic Lake (10.4 % Fe) sphalerites, the leaching rates decrease dramatically as the Cu concentration increases from 0 to about 20 mg/L, but then essentially stabilize at a very low level for dissolved copper concentrations up to 7500 mg/L. Detailed SEM-EDX study of the reacted sphalerites detected only sphalerite and elemental sulphur. Copper sulphides were not detected, in agreement with the fact that the dissolved copper concentration remained essentially constant throughout the experiments done in the presence of the ferric sulphate oxidant. Dissolved silver concentrations in the 0 to 10 mg/L rangerneffectively suppress the dissolution of both low-iron and high-iron sphalerite. A dissolved Ag concentration of only 1 mg/L almost entirely suppresses the leaching of low-iron sphalerites, whereas a concentration of 2 or 4 mg/L is needed to produce a similar effect for the iron-rich Montauban or Kenabic Lake sphalerites. SEM-EDX studies of the reacted low-iron and high-iron sphalerites confirmed the inhibitory effect of dissolved silver. A few particles of silver sulphide were detected on the sphalerite surfaces or embedded in sulphur globules, but there was no evidence of a continuous passivating silver sulphide film. Thus, the dissolved silver must either form an adsorbed monolayer on the sphalerite or somehow alter the electronic properties of the sphalerite surface as seems to be the situation for dissolved copper.