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



Download 15,27 Mb.
Pdf ko'rish
bet49/414
Sana17.09.2021
Hajmi15,27 Mb.
#176986
1   ...   45   46   47   48   49   50   51   52   ...   414
Bog'liq
TH2015PESC1201 diffusion

2.1
 
INTRODUCTION 
Copper  (Cu)  is  an  essential  metal  that  has  had  a  relevant  importance  since  early  human 
civilization going backwards as long as 6 000-7 000 years ago (Themelis, 1994; Hong et al., 
1996;  Radetzki,  2009).  Initially,  it  was  used  for  production  of  primitive  tools,  vessels  and 
coins  due  to  its  easy  stretching  and  possibility  of  shape  formation.  Subsequent  discovery  of 
properties such as heat and electric conductivity caused that copper has gained an even more 
prominent value. Nowadays, copper is considered as one of the most widely produced metals, 
indispensable for humans and thus essential for the global market.  It is used for a variety of 
applications such as power transmission, building, electronic and related industries (Radetzki, 
2009). Expansion of the copper demand has increased its mining and production. In 2012, the 
world  copper  mine  production  reached  16.7  million  tons.  Smelter  and  refinery  production 
were maintained at  approximate levels  of 16.7 and 20.1 million  tons, including primary and 
secondary production (ICSG, 2013). Due to the fact that copper reserves are considered to be 
non-renewable, undiscovered copper resources receive important  attention  in mineral supply 
assessments (Svedberg & Tilton, 2006).  
On the other hand, industrial activity related to mining and processing of copper is a reason of 
growing environmental concern. Considering this industrial activity, it should be noticed that 
apart from advantages arising from effective production, this industrial sector produces huge 
amounts of metallurgical wastes (slags) that are classified as “potentially hazardous” (Ettler et 
al.,  2009;  Kierczak  et  al.,  2013).  Pyrometallurgical  processes  extract  metals  from  ores, 
however,  depending  on  the  process  efficiency  some  residual  amounts  of  the  metals  still 
remain in the waste materials. 
Metallurgical wastes are mostly dumped close to the centre of industrial activity, but in case 
of  inappropriate  isolation  of  the  disposal  site,  it  may  entail  serious  environmental 
consequences (Gee et al., 1997; Manz & Castro, 1997; Sobanska et al., 2000; Parsons et al., 
2001; Lottermoser, 2002; Ettler et al., 2003; Piatak et al., 2004; Reuter et al., 2004; Vdović et 
al., 2006; Ettler et al., 2009; Maweja et al., 2010; Vítková et al., 2010; Piatak & Seal, 2010; 
Yang et al.,  2010;  Kierczak et  al.,  2013;  Ettler  & Johan, 2014). Biogeochemical  weathering 
and  physical  erosion  of  non-protected  wastes  may  mobilize  metallic  elements.  Then,  local 
migration  of  pollutants  and  further  transfer  to  large  distances  make  the  remediation  of 
polluted areas difficult or in some cases even impossible. That is why appropriate isolation of 
wastes as well as frequent environmental monitoring of disposal sites are necessary to prevent 
the deterioration of environmental quality.  
The  distribution  of  metallic  elements  in  various  phases  occurring  in  metallurgical  wastes 
constitutes an important factor governing mobility of these elements during weathering. The 
presence  of  some  metal-bearing  phases  showing  relatively  high  susceptibility  to  alteration 
could increase the potential risk of metal mobilization from slags, therefore not only the total 


CHAPTER 2: COPPER METALLURGICLA SLAGS- CURRENT KNOWLEDGE AND FATE:  
A REVIEW
 
 
13 
 
metal concentration, but also the solid speciation (phase composition) should be considered in 
order to ensure safe disposal (Ettler et al., 2002; Ettler et al., 2005; Ettler et al., 2009; Piatak 
& Seal, 2010; Kierczak et al., 2013). Another important factor governing stability of disposed 
slag  wastes  is  the  indigenous  microorganisms  present  at  the  dumping  site  (Willscher  & 
Bosecker, 2003). The activity of these microbes may contribute to the alteration of slags and 
mobilization/immobilization  of  metallic  elements.  Therefore,  this  aspect  of  bioweathering  is 
especially interesting and important for investigations of the alteration of metallurgical slags 
(Yin et al., 2014, van Hullebusch et al., 2015).  
According  to  current  guidelines  of  waste  management,  disposal  of  metallurgical  slags  is 
considered as the least favourable method (Lottermoser, 2011). From environmental point of 
view,  pyrometallurgical  slags  are  undesirable  materials.  Therefore,  recent  attention  given  to 
sustainable  waste  management  has  focused  on  methods  allowing  reuse  of  metallurgical 
wastes  instead  of  their  disposal.  Reuse  of  slags  as  additives  for  building  and  construction 
materials, concretes and abrasive materials has been recently applied (e.g. Shi & Qian, 2000; 
Gorai  et  al.,  2003;  Al-Jabri  et  al.,  2006;  Moura  et  al.,  2007;  Shi  et  al.,  2008;  Al-Jabri  et  al., 
2009; Al-Jabri et al., 2011; Najimi et al., 2011). However, application of these materials for 
engineering purposes can be justified only in the case if prior analysis of the materials proves 
their  inertness.  Moreover,  (bio)recovery  of  metals  remaining  in  the  wastes  is  a  promising 
technology  for  the  future  (e.g.  Banza  et  al.,  2002;  Altundoǧan  et  al.,  2004;  Baghalha  et  al., 
2007;  Deng  &  Ling,  2007;  Yang  et  al.,  2010;  Vestola  et  al.,  2010;  Tshiongo  et  al.,  2010; 
Kaksonen et al., 2011; Ahmed et al., 2012; Nadirov et al., 2013; Muravyov and Fomchenko, 
2013).  Besides  advantages  derived  from  the  recovery  of  valuable  compounds,  it  is  also 
important  that  extraction  of  metals  decreases  the  hazardousness  of  the  metallurgical  wastes 
and  consequently  allows  further  reuse  or  safe  disposal.  Undoubtedly,  (bio)recovery  is 
currently  the  most  desired  solution  to  reuse  these  kinds  of  materials.  However,  it  requires 
advanced  development  of  the  process  as  well  as  investment  outlays.  Therefore,  metal 
recovery  technologies  and  adaptation  of  processing  conditions  ensuring  high  recovery 
efficiencies receive considerable attention.  
The  main  objective  of  this  review  paper  is  to  present  the  current  knowledge  about 
metallurgical slags generated during processing of copper including their chemical and phase 
composition, environmental risk and fate. Special attention is given to gathering information 
about  environmental  stability  and  prediction  of  the  environmental  hazard  related  with  these 
wastes. Additionally, this  review  paper presents  achievements  in  the field of metal  recovery 
from these waste materials, including comparison of various (bio)leaching and (bio)recovery 
methods and their efficiency. 
 


CHAPTER 2: COPPER METALLURGICLA SLAGS- CURRENT KNOWLEDGE AND FATE:  
A REVIEW
 
 
14 
 

Download 15,27 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   45   46   47   48   49   50   51   52   ...   414




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish