Influence of jarosite precipitation on iron balance in heap bioleaching at Monywa copper mine

Authors:
Open Access
Publisher website
Google Scholar
Abstract
Ferric iron is an important oxidant in sulfide ore bioleaching. However, recirculating leach liquors leads to excess iron accumulation, which interferes with leaching kinetics and downstream metal recovery. We developed a method for controlling iron precipitation as jarosite to reduce excess iron in heap bioleaching at Monywa copper mine. Jarosite precipitation was first simulated and then confirmed using batch column tests. From the simulations, the minimum pH values for precipitation of potassium jarosite, hydronium jarosite, and natrojarosite at 25 °C are 1.4, 1.6, and 2.7, respectively; the minimum concentrations of potassium, sulfate, ferric, and sodium ions are 1 mM, 0.54, 1.1, and 3.2 M, respectively, at 25 °C and pH 1.23. Column tests indicate that potassium jarosite precipitation is preferential over natrojarosite. Moreover, decreased acidity (from 12 to 8 g/L), increased temperature (from 30 to 60 °C), and increased potassium ion concentration (from 0 to 5 g/L) increase jarosite precipitation efficiency by 10, 5, and 6 times, respectively. Jarosite precipitation is optimized by increasing the irrigating solution pH to 1.6. This approach is expected to reduce the operating cost of heap bioleaching by minimizing the chemicals needed for neutralization, avoiding the need for tailing pond construction, and increasing copper recovery. Трехвалентное железо является важным окислителем при биологическом выщелачивании сульфидных руд. Однако рециркуляция выщелачивающих растворов приводит к избыточному накоплению железа, что мешает кинетике выщелачивания и последующему извлечению металла. Авторами статьи был разработан метод контроля осаждения железа в виде ярозита для уменьшения избытка железа при кучном биологическом выщелачивании на медном руднике Монива. Осаждение ярозита было сначала смоделировано, а затем подтверждено с помощью испытаний в колонках периодического действия. По результатам моделирования, минимальные значения pH для осаждения ярозита калия, гидрониум- и натроярозита при 25 °С составляют 1,4, 1,6 и 2,7 соответственно; минимальные концентрации ионов калия, сульфатов, железа и натрия при 25 °С и pH 1,23 составляют 1 моль/м3, 0,54, 1,1 и 3,2 кмоль/м3 соответственно. Колоночные эксперименты показывают, что осаждение ярозита калия является первостепенным по сравнению с осаждением натроярозита. Кроме того, понижение кислотности (с 12 до 8 г/л), повышение температуры (с 30 до 60 °С) и повышение концентрации ионов калия (с 0 до 5 г/л) увеличивают эффективность осаждения ярозита в 10, 5 и 6 раз соответственно. Наилучшие показатели осаждения ярозита достигаются при увеличении pH промывочного раствора до 1,6. Ожидается, что данный подход сократит эксплуатационные затраты на кучное биологическое выщелачивание за счет минимизации расхода химикатов на нейтрализацию, отсутствия необходимости в строительстве прудов-отстойников и повышения извлечения меди.

This publication has 31 references indexed in Scilit: