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

Cu slag 
 
Fe: 40 % 
Cu: 9.13 % 
Zn: 1.36 
 
 
Extractant: Fe
2
(SO
4
)
3 
(11 g/L) 
FS: 22 µm > f > 840 µm 
L/S: 10 – 50 (10 – 2% pulp density) 
T: 25 – 80°C 
LT: 2h 
AS: 240 rpm 
 
 
Evaluated  parameters:  ferric  iron  concentration,  pulp  density,  fraction  size, 
temperature, time 

  Cu extraction decrease as pulp density increase (because of Fe
3+ 
depletion) 

  Ferric  leaching  is  activated  by  the  temperature  (especially  in  the  range  of  the 
temperature 25-50°C) 

  Optimal  conditions  can  be  achieved  with  low  pulp  density  or  high  ferric  iron 
concentrations 

  Smaller fraction size allows reach better results of leaching 

  Increasing temperature improves Cu extraction 

  Extension of leaching time slightly improves extraction efficiency 

 
Fe(III) = 11.5 g/L; T = 60°C, PD = 2%: Cu recovery : >93% (84.9 g/kg) # 
Carranza et 
al. (2009) 

---

CHAPTER 2: COPPER METALLURGICLA SLAGS- CURRENT KNOWLEDGE AND FATE:  
A REVIEW
 
 
48 
 
Cu slag 
 
Fe: 28.43 % 
Si: 15.38% 
Cu: 1.35 % 
Zn: 1.70 %  
Co: 4.09 % 
Pb: 1.16% 
 
Extractant: H
2
SO
4 
/ NaClO
3
/NaOH or Ca(OH)
2
 
FS: 180 µm (80 mesh) 
H
2
SO
4
/slag ratio: 15.2 – 17.6 g acid/20 g slag 
T: 50 – 100°C 
LT: 0.25 – 5.5 h 
AS: present (n.i. rpm) 
 
 
Evaluated  parameters:  acid  concentration,  amount  of  oxidant,  reaction  time, 
temperature 

  Metal extraction is more efficient with increasing concentration of H
2
SO
4
 

  Excess  of  acid  is  favourable  for  extraction,  but  requires  higher  quantity  of 
neutralizing agent 

  High NaClO
3 
consumption improves Cu, Co, Zn recovery 

  Final pH 2 allowed to achieve maximum leaching of Cu, Co, Zn and minimum 
of Si, Fe 

  Preferred neutralizing agent for process is Ca(OH)
2
 

  Optimal conditions for metal extraction: 17.6 g sulfuric acid/20 g sample; 2.5 g 
sodium chlorate oxidant, 3 h, 95°C 

  Metal recovery: Co 98% (40.1 g/kg), Zn 97% (16.5 g/kg), Cu 89% (12 g/kg) #, 
Si 3.2% (4.9 g/kg), Fe 0.02% (0.1 g/kg) 
Yang et al. 
(2010a)