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

Cu-converter and 
flash smelter slag 
mixture 
 
Fe: 47.2% 
Cu: 2.64% 
Zn: 0.67% 
Co: 0.095% 
Pb: 0.13% 
 
Roasting agent: H
2
SO
4 
H
2
SO
4
/slag ratio: 3 
Roasting T: 150-300°C 
Air flow rate: 2.5 L/min 
Extractant: H
2
O, H
2
SO
4
 
FS: <100 µm (<0.1 mm) 
L/S: 5 g slag + water 500 mL or 5 g slag + 100 
mL solution (20 g/L H
2
SO
4
) 
T: 70°C 
LT: 0.5 – 4 h 
AS: 400 – 450 rpm 
 
Evaluated  parameters:  effects  of  roasting  time,  acid/slag  ratio,  roasting 
temperature 

 
Acid roasting following hot water leaching (2 h, 150°C, A/S ratio: 3) gives the 
highest  metals  extraction  of:  Cu:  88%  (23.2  g/kg),  Co:  87%  (0.8  g/kg),  Zn: 
93% (6.3 g/kg), Fe: 83% (391.8 g/kg) 

  Roasting  time:  metals  extraction  increases  with  time  until  2  h,  but  further 
extension of time up to 4 h allows to extract even 95% (25.1 g/kg)# of Cu 

 
Increase  of roasting temperature  to 250°C allows to extract even 100% of Cu 
(26.4 g/kg) 

  Thermal  decomposition  decreases  metal  extraction  (Cu  79%  (20.9  g/kg),  Co 
66% (0.6 g/kg), Zn 41% (2.7 g/kg)), but allows to maintain Fe extraction on a 
very low level 

  In  order  to  ensure  higher  efficiency  of  recovery,  leaching  solution  may  be  re-
submitted to leaching until expected metal content is reached 

  H
2
S precipitation proposed as the recovery method 
 
Arslan &  
Arslan 
(2002) 
Converter slag 
 
Fe: 45.20% 
Cu: 2.97% 
Zn: 1.54% 
Extractant: H
2
O saturated with Cl
2 
gas (flow 
rate: 180-220) 
FS: 150 µm (100 mesh) 
L/S: 6.02-10 (S/L: 0.166 – 0.1)  
T: 30°C 
LT: 1.5 – 3.5 h (90 – 210 min.) 
AS: 350-750 rpm 

  Stirring  is  a  parameter  affecting  Cu  dissolution,  whereas  temperature  showed 
lower importance 

  Reaction time is a parameter affecting Fe and Zn dissolution 

  Optimum parameters for designed setup are as follow: 220 mL/min flow rate, 
LS = 0.1, 550 rpm, time of 90 min. 

  At  optimum  working  conditions  (Cl
2 
flow:  220  ml/min.,  LS:  10,  stirring:  550 
rpm,  LT: 1.5 h) 98.35% (29.2 g/kg) # (Cu) and 25.17% (3.9 g/kg) (Zn)  were 
dissolved 
 
Beşe et al. 
(2003)