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

7.4.2  Extraction efficiencies of Cu-slags bioleaching with Pseudomonas 
fluorescens 
The increase of pH observed in the experiments with P. fluorescens was greater when larger 
particle  sizes  were  used,  whereas  the  use  of  smaller  particle  sizes  resulted  in  very  little  pH 
increase. Firstly, the increase of pH might be related to the dissolution of phases present in the 
slags  (Eqs.  2  and  3).  However,  higher  dissolution  rates  of  slags  of  smaller  particle  sizes 
(Figures  7.4  and  7.5)  would  be  expected  to  have  a  higher  contribution  to  neutralizing 
reactions,  thus,  a  larger  pH  increase.  The  reason  for  the  lower  pH  increase  in  the  case  of 
smaller particles sizes may be the larger excretion of organic metabolites having an acidifying 
effect that hinders the neutralizing reaction of silicates. Moreover, higher dissolution rates of 
sulfides  (Eq.  4)  for  smaller  particles  compared  to  larger  particles  could  be  a  reason  for  the 
lower pH value in the case of CS (< 0.3 mm). 
P.  fluorescens  was  found  to  have  a  poorer  performance  in  terms  of  metal  extraction  from 
slags. Because the efficiencies reached after 40 days of incubation did not go beyond 10.3 % 
(Cu), 4.2 % (Zn) and 0.3 % (Fe) for CS (Figure 7.10), an application of these bacteria for the 
leaching  process  does  not  appear  to  be  beneficial  in  terms  of  metal  recovery.  Similarly,  the 
extraction efficiencies achieved for AS did not exceed 4.2 % (Cu), 2.6 % (Zn) and 0.7 % (Fe) 
even  when  the  particle  sizes  were  <  0.3  mm.  On  the  other  hand,  the  contribution  of  this 
bacterium  to  the  weathering  process  may  be  relevant  from  an  environmental  point  of  view 
since  their  presence  may  increase  the  doses  of  metals  released  at  industrial  waste  dumping 
sites. If P. fluorescens is considered to be used as a leaching agent for slags, further important 
improvements  of  the  process  are  necessary  in  order  to  fully  exploit  the  advantages  of  this 

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CHAPTER 7: COMPARISON OF Cu, Zn AND Fe BIOLEACHING FROM Cu-METALLURGICAL SLAGS IN THE 
PRESENCE OF PSEUDOMONAS FLUORESCENS AND ACIDITHIOBACILLUS THIOOXIDANS
 
 
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bacterium.  Our  data  show  that  reduced  particle  sizes  of  both  slag  types  resulted  in  higher 
concentrations of metals in the leachates as compared to particle sizes 1-2 mm.  
To  improve  the  performance  of  P.  fluorescens,  an  adjustment  to  a  lower pH  value  could  be 
undertaken since the survival of these bacteria at lower pH conditions (e.g. pH - 5.0) has been 
reported in the literature (Soesanto et al., 2011). Another improvement of the performance of 
this  species  could  be  leaching  solution  renewal  which  supplies  nutrients  and  removes  toxic 
metals from the liquid phase at the same time. The frequency of liquid solution renewal could 
be  set  based  on  the  metal  concentration  in  the  solution.  However,  such  an  approach  would 
tremendously  increase  the  volume  of  the  process  solution,  hence  treatment  cost  as  well. 
Therefore, among the two tested bacteria,  P. fluorescens is not appropriate for economically 
viable  bioleaching,  whereas  the  acid  producing  A.  ferroxidans  exhibited  a  superior 
performance  in  terms  of  metal  extraction  efficiencies  when  the  same  treatment  duration 
considered.  
  
 

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CHAPTER 7: COMPARISON OF Cu, Zn AND Fe BIOLEACHING FROM Cu-METALLURGICAL SLAGS IN THE 
PRESENCE OF PSEUDOMONAS FLUORESCENS AND ACIDITHIOBACILLUS THIOOXIDANS
 
 
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