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

P. fluorescens (E-F). 
(CS: crystalline slag, AS: amorphous slag, GM: growth medium, GMB: growth medium with bacteria, 
PS: particle size, PD: pulp density) 
  

---

CHAPTER 7: COMPARISON OF Cu, Zn AND Fe BIOLEACHING FROM Cu-METALLURGICAL SLAGS IN THE 
PRESENCE OF PSEUDOMONAS FLUORESCENS AND ACIDITHIOBACILLUS THIOOXIDANS
 
 
210 
 
7.3.2  Solubilization of metals (Cu, Zn, Fe) during bioleaching  
7.3.2.1   Effect of A. thiooxidans on metal solubilization 
The element release from Cu-slags subjected to abiotic and biotic incubations is presented in 
Figures 7.2 – 7.5 and these profiles were expressed in mg of element released per kg of slag.  
The  use  of  A.  thiooxidans  as  the  leaching  agent  yielded  high  metal  extraction  efficiencies. 
Under  biotic  conditions  with  CS,  the  release  of  metals  steeply  increased  within  21  days  of 
incubation,  for  all  the  conditions  tested.  Afterwards,  the  Cu  and  Zn  bioleaching  followed  a 
near steady state. In contrast, the release of Fe did not reach steady state even after 40 days of 
incubation. Under biotic conditions, the use of smaller particle sizes (< 0.3 mm) of CS led to 
better  bioleaching,  reaching  a  maximum  of  4694  mg/kg  (Cu)  and  3465  mg/kg  (Zn)  after  40 
days of incubation at 1 % pulp density. At the same time, up to 2595 mg/kg (Cu) and 2415 
mg/kg (Zn) were released from the particle size 1-2 mm at 1 % pulp density. The slag particle 
size did not have any significant effect on Fe release as similar quantities were released after 
40 days of incubation, reaching up to 254-217 g/kg (PD 1-3 %) and 257-197 g/kg (PD 1-3 %) 
for  the  particle  sizes  <  0.3  mm  and  1-2  mm,  respectively.  A  comparison  of  metal  values 
leached after 40 days of abiotic and biotic experiments indicated that A. thiooxidans improved 
the extraction efficiency by a factor 3.0 (Cu), 8.3 (Zn) and 9.5 (Fe) (Figure 7.2). 
 
Different  trends  of  elements  leaching  were  observed  when  AS  was  subjected  to  the 
bioleaching.  Slag  with  a  particle  size  1-2  mm  exposed  to  bioleaching  conditions  released 
10,000 mg/kg (Cu), 5500 mg/kg (Zn) and 69.0 g/kg (Fe) at a 1 % pulp density at the end of 
the experiment. A much lower extraction efficiency was achieved when the pulp density of 1-
2  mm  particles  was  increased  from  1  to  3  %  and  the  amount  of  metals  extracted  reached 
maximum  values  of  2038  mg/kg  (Cu),  975  mg/kg  (Zn)  and  3  g/kg  (Fe).  A  reduction  of  the