Copper metallurgical slags: mineralogy, bio/weathering processes and metal bioleaching

Cu slag 
 
Fe: 40.7% 
Zn: 1.7% 
Cu: 0.35% 
Ni: 0.19% 
Co: 0.05% 
Cd: 0.001% 
Bioleaching: 
Continuously Stirred Tank Reactor (CSTR) 
Bioleaching culture: Acidithiobacillus ferroxidans, 
A. thiooxidans, A. caldus, Leptospirillum ferroxidans, 
Sulfobacillus thermotolerans 
Medium:  mineral  salt  medium  supplemented  with  1% 
S
0
, and 4.5 g/L
-1
 Fe
2+
, pH: 1.8 
 
FS: < 47 µm 
L/S: 20 (5% of solid) 
T: 22°C ± 2°C 
LT: 39 days 
AS: 1380 rpm 
pH = 1 adjusted with H
2
SO
4
  
 
Recovery: 
Metal precipitation using biogenic sulfide 
Sulfidogenic  fluidized-bed reactors (25°C) 0.55 L  with 
0.32  L  biomass  carrier  (silicate  mineral)  and  mixed 
culture 
of 
Desulfovibrio, 
Desulfotomaculum, 
Desulfobulus, 
Desulfurispora, 
Desulfohrabdus, 
Desulfobacca  
Bioleaching:  

  29  days:  Fe  41%  (166.9  g/kg),  Cu  35%  (1.2  g/kg)  «,  Zn  35%  (6  g/kg),  Ni 
44% (0.8 g/kg) 

  39  days:  Cu  68%  (2.4  g/kg)  #,  Fe  58%  (236.1  g/kg),  Mn  53%,  Zn:  65% 
(11.1 g/kg), Co 63% (0.3 g/kg), Cd 92% (0.01 g/kg) 

  At  the  beginning  of  leaching  Fe
2+
  concentration  increased  due  to 
solubilization  from  slag  and  further  decrease  as  the  result  of  biological 
oxidation 
Recovery: 

  Titration of bioleaching solution by biologically produced sulfide containing 
alkaline effluent 

  Optimal pH for metal precipitation: 3.9-4.7 (Cu), 4.7-6.5 (Zn), 6.5 (Ni) 
Kaksonen et al. 
(2011)