Efeitos de radiação eletromagnética na lixiviação de calcopirita em condição mesofílica

Abstract

O cobre é um dos metais mais utilizados em atividades humanas, por apresentar características relevantes como maleabilidade e boa condutividade elétrica. Por esse motivo, nas últimas décadas houve uma crescente busca por métodos cada vez mais rápidos, baratos e sustentáveis de extrair e reutilizar este precioso recurso. Neste cenário, métodos bio-hidrometalúrgicos, como lixiviação e biolixiviação, têm apresentado viabilidade para complementar ou até mesmo substituir a pirometalurgia (método tradicional, que envolve a separação térmica dos minerais). Entretanto, a calcopirita, minério de cobre mais abundante no planeta, apresenta cinética de solubilização lenta em processos hidrometalúrgicos. Ainda não há um consenso sobre as causas desta lenta cinética de dissolução da calcopirita, mas a formação de uma suposta camada passiva sobre sua superfície e suas propriedades semicondutoras têm sido consideradas e estudadas. Estudos recentes demonstram que é pouco provável que a problemática esteja relacionada à passivação, mas à natureza semicondutora da calcopirita em contato com uma solução eletrolítica, assim sendo, é proposto que a luz pode exercer um papel fundamental na otimização dos processos de lixiviação da calcopirita. Utilizando como parâmetro ensaios anteriores de lixiviação da calcopirita no escuro, feitos por nosso grupo de pesquisa, este trabalho de conclusão de curso propõe avaliar os efeitos de luz, nas cores azul e branco, na lixiviação da calcopirita, utilizando ensaios em condição mesofílica, densidade de polpa de 5%, temperatura constante de 30º C, agitação circular em 150 rpm e variando as proporções de concentração do par redox Fe3+/Fe2+, em 58 dias de ensaio. A luz azul interferiu reduzindo a cinética de reação, resultando em menor extração. A luz branca, por outro lado, elevou a cinética de dissolução, enquanto a agitação foi mantida.

Copper is one of the most used metals in human activities, due to its relevant characteristics, such as malleability and electric conductivity. Therefore, the search for quicker, cheaper and sustainable methods of extracting this valuable resource, increased extensively in the last decades. To supplant pyrometallurgy, a traditional method where the minerals are separated through heating, leaching and bioleaching are methods that had presented a real potential to, if not replace, at least complement pyrometallurgical methods. However, chalcopyrite, the most abundant copper mineral in the world, is resistant to the majority of the hydrometallurgical methods, due to its low kinetics of solubilization. There is not an agreement in the academic community for the reason for this behavior yet, but the formation of a passivation layer in the surface and the semiconductor properties of the mineral are considered and studied as possible causes for the phenomenon. This work intends to evaluate the influence of the semiconductor properties of the chalcopyrite in its solubilization by leaching methods. Recent studies argue that the formation of a passivation layer is doubtfully related to the problematic, so the semiconductor nature of chalcopyrite is the key to understand and solve the question. In this case, light could be a valuable ally in the optimization of the chalcopyrite leaching process. Using as reference previous studies of our research group, that measured several parameters of chalcopyrite leaching in the dark, this Undergraduate Thesis proposes to evaluate the effects of blue and withe light on chalcopyrite leaching, through experiments carried out for 58 days, in mesophilic condition, 5% pulp density, at a 30º C, 150 rpm and varying the concentration rate of the Fe3+/Fe2+ redox pair. Blue light has negatively influenced the process by reducing the dissolution kinetics and the percentage of extraction. Contrarily, the white light, by the other hand, increased the dissolution kinetics and the percentage of extraction while agitation was maintained.