Estudo das reações da calcopirita com enxofre elementar gasoso para produzir fases lixiviáveis.

Abstract

Os concentrados calcopiríticos são tratados majoritariamente por rotas pirometalúrgicas, tendo em vista a refratariedade do mineral em solução de sulfato férrico – mais amplamente aplicada industrialmente. Etapas de pré-tratamento, como a sulfidização, têm sido propostas com o objetivo de aumentar a extração de cobre na etapa de lixiviação. Esta abordagem se adequa particularmente aos concentrados calcopiríticos com elevados teores de elementos deletérios a operações pirometalúrgicas, tais como flúor e arsênio. Assim, reações entre o concentrado calcopirítico e enxofre elementar realizadas em temperaturas entre 350ºC e 450ºC foram realizadas, seguida da quantificação das fases pelo refinamento de Rietveld. Os produtos dos ensaios de sulfidização foram então lixiviados, por soluções contendo 0,125mol/L de Fe3+ e 0,3mol/L de H2SO4. A lixiviação foi realizada em Erlenmeyers contendo 200mL, 0,25% (m/V) de densidade de sólidos e o efeito da temperatura (32ºC, 40ºC e 70ºC) foi investigado. A análise quantitativa de DRX, realizada pelo método de Rietveld, revelou que o concentrado apresentou 78,6% de calcopirita, o que foi consistente com o resultado obtido pela análise química (75,9%). As fases covelita, nukundamita, bornita e pirita sintéticas foram produzidas pela mistura do concentrado com enxofre elementar dependendo do parâmetro sob investigação, isto é, (i) relação mássica calcopirita/enxofre 1/1 e 1/2, (ii) temperatura (350ºC, 400ºC e 450ºC) e (iii) tempo de reação (60min e 90min). Para o tempo de reação de 90min e relação mássica de calcopirita/enxofre de 1/2, 36,0% de covelita sintética, 4,1% de calcopirita e 42,8% de pirita foram encontrados a 350ºC. À 400ºC, a quantificação foi de 24,7% de nukundamita sintética, 16,1% de covelita sintética e 7,7% de bornita sintética, 38,1% de pirita sintética. E à temperatura de 450ºC, 39,8% de bornita sintética e 42,6% de pirita sintética foram produzidos. As extrações de cobre da lixiviação química encontradas para cada sulfeto sintético foram comparadas com a do concentrado calcopirítico original. A extração máxima de cobre foi de 78%, alcançada após a sulfidização do concentrado a 450ºC (bornita sintética foi o produto), frente a uma recuperação de apenas 14% para o concentrado calcopirítico original. Diante de valores superiores de extração de cobre da bornita sintética em relação à calcopirita, pode-se concluir que foi possível transformar a calcopirita em uma fase mais facilmente lixiviável.