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

FIGURE 6.4 Cumulative leaching of metallic elements (Cu, Zn, Pb) from crystalline (CS) and 
granulated (GS) slags during 112 days of experiments with ultrapure water (UPW), 
growth medium (GM) and biotic solution (GMB). 

---

CHAPTER 6: BACTERIALLY MEDIATED WEATHERING OF CRYSTALLINE AND AMORPHOUS Cu-SLAGS
 
176 
 
6.3.4  Element leaching rates from Cu-slags 
The leaching rates observed at the beginning of experiment (14 days) were noticeably higher 
under biotic conditions compared to abiotic ones for all elements analyzed (Table 6.2). At this 
early  stage  (14  days)  of  the  experiment,  the  highest  differences  between  the  amount  of 
element released under biotic and abiotic conditions were observed for Cu. Its leaching rates 
were  14.7  mg/kg/day  (CS)  and  5.7  mg/kg/day  (GS)  for  GMB  <0.22  µm,  while  only  1.9 
mg/kg/day (CS) and 0.6 mg/kg/day (GS) were released in GM (Table 6.2). The release of Fe 
was significantly higher under biotic conditions compared to abiotic conditions over the entire 
time  of  the  experiment.  The  rates  of  Fe  release  (GMB  <0.22  µm)  were  1.2-3.0  mg/kg/day 
(CS)  and  2.5-4.4  mg/kg/day  (GS).  The  maximum  rates  achieved  under  abiotic  conditions 
throughout 112 days for Fe were 0.20 mg/kg/day (GM) and 0.32 mg/kg/day (GM) for CS and 
GS, respectively. The rate of Si release was higher under biotic conditions than under abiotic 
ones  until  42  days  (3.5-8.5  mg/kg/day)  and  then  reached  comparable  rates  (2.5  mg/kg/day) 
with GM (2.2 mg/kg/day) in case of CS. The difference between the leaching rates for abiotic 
and biotic conditions was higher up to the end of experiments carried out with GS (Table 6.2). 
Zn release was more accelerated by bacteria in presence of CS, while lower impact occurred 
in the experiment with GS. Moreover, the Zn leaching rate achieved at the end of experiment 
was  significantly  accelerated  if  GMB  total  was  taken  into  account  (1.6  mg/kg/day  (CS)  and 
1.8  mg/kg/day  (GS)).  Pb  leaching  rates  under  biotic  conditions  were  higher  throughout  the 
experiments  with  more  important  biotic  acceleration  in  the  experiment  with  CS.  The  Pb 
leaching  rates  reached  0.01  mg/kg/day  (CS)  and  0.4  mg/kg/day  (GS)  at  the  end  of  biotic 
experiment,  while  leaching  rates  under  abiotic  conditions  were  not  faster  than  0.003 
mg/kg/day (CS) and 0.3 mg/kg/day (GS) (Table 6.2). 

---

CHAPTER 6: BACTERIALLY MEDIATED WEATHERING OF CRYSTALLINE AND AMORPHOUS Cu-SLAGS
 
177