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

2.4.2  Copper recovery 
Many  experimental  setups  of  chemical  leaching  have  shown  the  possibility  to  dissolve 
important  quantities  of  metals  remaining  in  metallurgical  slags.  As  a  result  of  chemical 
leaching, solutions with high concentrations of metals have been produced. However, in order 
to  complete  the  recovery  process,  further  treatment  leading  to  separation  of  the  dissolved 
forms of metals from the solution is required. This final stage of the process can be completed 
by solvent extraction (Kordosky, 1992;  2002),  galvanic reaction (Davenport,  2002) or metal 
precipitation (Kaksonen et al., 2011). Although recovery methods for metals from solution are 

---

CHAPTER 2: COPPER METALLURGICLA SLAGS- CURRENT KNOWLEDGE AND FATE:  
A REVIEW
 
 
58 
 
already well established, optimizing the parameters for their recovery from slags leachates is 
still a great industrial challenge.  
In the case of selective solvent extraction, depending on the target metal, a suitable extractant 
(e.g. di-2-ethylhexylphosphoric acid) is added to the solution. The target metal is bound to a 
ligand according to the following equation (Teng et al., 2012):  
M
n+ 
(aq) 
+ x RH 
(org) 
↔ R
x
M
 (org) 
+ x H
+ 
(aq) 
   
 
Eq. n°13 
where: 
M- metal ion 
RH
(org)
 – organic extractant 
n – oxidation number 
x- stoichiometric coefficient 
org- organic phase 
 
Transfer  of  extracted  metal-ligand  complexes  to  the  aqueous  solution  allows  to  reverse  the 
reaction by acid addition and the metal ions can come back into solution, whereas the organic 
phase  (ligand)  may  be  stripped.  Therefore,  this  stage  of  the  recovery  process  is  named 
stripping and proceeds according to the following equation (Spence & Soderstorm, 1999):  
R
x
M 
(org) 
+ x H
+ 
(aq) 
-> M
n+ 
(aq)
 + x RH 
(org)
    
 
Eq. n°14
 
where: 
R
n
M – metal/extractant complex 
RH
(org)
 – stripped metal complex 
 
Metals can also be extracted by electro-winning. Electric current passing through the solution 
allows  to  collect  metallic  ions  on  a  negative  electrode  (Kordosky,  2002;  Davenport  et  al., 
2002). For instance, Rudnik et al. (2012) intended to recover copper and cobalt from Cu-slags 
through  hydrometallurgical  methods  comprising  of  several  treatment  stages,  viz.  roasting, 
electrolytic alloy dissolution and electrowinning. This gave very high recovery efficiencies of 
99.9% of Cu and 92% of Co.