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

6.4.3  Leaching rates 
Pseudomonas  aeruginosa  noticeably  accelerated  leaching  of  elements  contained  in  slags 
especially  at  the  early  stages  of  the  experiments  (Table  6.2).  The  importance  of  this  was 
demonstrated for Fe with significantly higher leaching rates throughout the whole experiment 
for biotic solutions compared to abiotic solutions. That is in accordance with a previous study 
on  LBF  slags  bio-weathering,  which  showed  that  Fe  release  was  governed  by  bacteria  only 
(van Hullebusch et al., 2015).  
The quantity of Fe released after 56 days was higher for GS as compared to CS (Table  6.2). 
At the same time fluorescence intensities of microbial by-products (proteins-like, siderophore-
like,  humic-like  substances)  rose  up  for  GS  (Table  6.3),  hence  contributed  to  greater 
complexation  of  Fe.  On  the  other  hand,  a  weaker  fluorescence  signal  intensity  of  microbial 
by-products  observed  for  CS  might  be  related  to  metal  binding  (e.g.  Cu)  and  subsequent 
fluorescence quenching (Tan et al., 2011; Zhang et al. 2012). It is also possible that released 
metals had an inhibitory effect on cell proliferation and thus metabolite production. As shown 
in Table 6.2, higher leaching rates of Cu and Zn were observed for CS. 
 
Even though the Cu release was significantly higher in the early stages (14.7-5.7 mg/kg/day) 
of  biotic  experiments,  it  decreased  significantly  in  the  next  stages  reaching  comparable 
leaching rates under biotic and abiotic conditions after 84 days (Table 6.2). Copper is found to 
be extractable under both abiotic and biotic conditions; however, the presence of bacteria and 
related  by-products  initially  accelerates the release of easily leachable Cu appreciably.  Over 
56  days  of  CS  slag  exposure  to  GM  resulted  in  the  release  of  the  same  amount  of  Cu  as 
bacteria  do  within  14  days.  In  this  context,  the  influence  of  bacteria  on  the  GS  leaching  is 
even higher since Cu released under biotic conditions within 14 days was 42% higher than the 
amount determined in GM after 112 days (Figure  6.4). After 112 days of experiment, biotic 
curves did not reach the equilibrium stage. In contrast, the trends presented by van Hullebusch 
et  al.  (2015)  appeared  to  level  off  after  140  days  of  LBF  slags  bio-weathering.

---

CHAPTER 6: BACTERIALLY MEDIATED WEATHERING OF CRYSTALLINE AND AMORPHOUS Cu-SLAGS
 
190