مطالعات الکتروشیمیایی مکانیزم عمل افزودنی پراکسیددی سولفات برای بهبود لیچینگ کالکوپیریت

در فرایندهای هیدرومتالورژیکی، کالکوپیریت حالت بسیار مقاوم از خود نشان می¬دهد که علت آن تغییرات در سطح کانی و تشکیل لایه¬ای مقاوم است که در شرایط اکسیدی بسیار پایدار می¬باشد. یکی از راه¬های بهبود سرعت لیچینگ کالکوپیریت استفاده از کاتالیزورهایی مانند یون¬های نقره، ذرات کربن، نانوسیلیس، پراکسیددی¬سولفات، حلال¬های قطبی و... می¬باشد. در این تحقیق لیچینگ کالکوپیریت در محیط اسید سولفوریک و در حضور پراکسیددی¬سولفات به¬عنوان افزودنی بررسی شد. مطالعات الکتروشیمیایی به¬منظور بررسی رفتار کالکوپیریت در شرایط مختلف انجام شد. آزمایش¬های ولتامتری چرخه¬ای در محدود پتانسیل 45/0- تا v vs sce 8/0در phهای 1 و 5/2 نشان داد که در محدوده پتانسیل v 25/0، یک پیک آندی و سه پیک کاتدی دیده می¬شود. آزمایش¬های ولتامتری چرخه ای در حضور یون¬های فریک و پراکسیددی¬سولفات بیان¬گر ظهور پیک¬های کاتدی مربوط به احیا یون¬های فریک به فرو و هم¬چنین جابجا شدن پیک احیایی کالکوپیریت به کالکوسیت به سمت پتانسیل¬های منفی¬تر بود. نمودار تافل الکترود کانی کالکوپیریت در غیاب پراکسیددی-سولفات دارای شیب منفی در محدوده پتانسیل 2/0 تا v vs sce 05/0 بود که تشکیل لایه مقاوم در سطح کالکوپیریت را نشان می¬دهد. در حضور پراکسیددی¬سولفات، این شیب منفی از بین رفت. اندازه¬گیری پتانسیل مدار باز، افزایش پتانسیل اندازه¬گیری شده را با افزایش میزان غلظت یون¬های fe3+ نشان داد، در حالی¬که با افزایش غلظت fe2+، کاهش در پتانسیل مدار باز مشاهده شد. آزمایش¬های ولتامتری خطی (lsv) با استفاده از پسماند لیچینگ مربوط به زمان¬های مختلف نشان داد که در غیاب پراکسیددی¬سولفات لایه مقاومی در سطح کالکوپیریت تشکیل شده و میزان جریان مبادله شده کاهش یافت. در حضور پراکسیددی¬سولفات میزان جریان مبادله شده حتی در زمان¬های 72 ساعت لیچینگ قابل توجه بود که بیانگر فعال بودن سطح کالکوپیریت است. آزمایش¬های کرونوآمپرومتری الکترود کانی کالکوپیریت نشان داد که در پتانسیل¬های کم¬تر از v vs. sce 8/0 میزان جریان عبوری به سرعت کاهش می¬یابد و سپس به یک حالت پایدار می¬رسد. علت کاهش ناگهانی جریان، تشکیل لایه مقاوم در سطح کالکوپیریت می¬باشد. آزمایش¬های امپدانس الکتروشیمیایی الکترود کالکوپیریت در پتانسیل¬های آندی mv vs. sce 100- (ocp) تا mv vs. sce 800 انجام شد. با افزایش پتانسیل¬، طیف امپدانس از حالت نیم¬دایره خارج شده و به حالت خطی در آمد که بیانگر افزایش مقاومت می¬باشد. پتانسیل mv 650 دارای اهمیت ویژه¬ای است به-طوری که از این پتانسیل میزان مقاومت به مقدار چشمگیری کاهش یافت. در پتانسیل mv 800 رفتار الکتروشیمیایی سیستم تغییر قابل¬توجهی کرد به¬صورتی که در فرکانس¬های میانی یک چرخه القایی دیده ¬شد که می¬تواند به دلیل انحلال لایه مقاوم تشکیل شده در مراحل قبل و یا مربوط به استراحت یون¬های منفی تجمع یافته در سطح مشترک لایه مقاوم با محلول الکترولیت باشد. تاثیر پراکسیددی¬سولفات بر روی مقاومت انتقال بار، درغلظت¬های mmol/l1/0 و 001/0پراکسیددی-سولفات بر روی الکترود کالکوپیریت خالص انجام شد. افزودن پراکسیددی¬سولفات به محیط سبب کاهش مقاومت به میزان چشمگیری شد. با افزایش غلظت پراکسید از 001/0 به mmol/l 1/0 میزان مقاومت باز هم کاهش یافت.