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

2.4.1.4  Influence of liquid to solid ratio and particle size 
The liquid to solid ratio used for metal extraction includes a wide range of 1-100. Its optimum 
value  depends  on  other  parameters  as  well.  Usually  higher  recovery  efficiencies  can  be 
achieved  when  the  pulp  density  is  lower  due  to  the  greater  contact  of  the  leachate  with  the 
surface of slag particles.  This  was  confirmed by  the results  obtained by  Anand et  al.  (1983) 
and Carranza et al. (2009), who observed decreasing metal extraction efficiencies along with 
increasing  pulp  density.  In  the  case  of  ferric  sulphate  leaching,  the  extraction  efficiency 
decreased  due  to  ferric  iron  depletion  in  the  solution  (Carranza  et  al.,  2009),  whereas  the 
lower  efficiency  when  leaching  with  sulfuric  acid  was  probably  due  to  acid  depletion  in 
relation to the slag volume (Anand et al., 1983). Observations are also congruent with Ahmed 
et  al.  (2012)  who  observed  that  an  increase  of  the  liquid  to  solid  ratio  (lower  pulp  density) 
results in a greater metal extraction efficiency.  
Apart from the liquid to solid ratio, the parameter particle size has an impact on the leaching 
efficiency. Sulfides are the most interesting components for metal leaching. First of all, they 
contain elevated concentrations of metals, higher compared to silicate phases. Secondly, their 
susceptibility to be leached is better. As sulfides have a small size and are often embedded in 
a glassy matrix or between crystal phases, its exposure is limited. For this reason reduction of 
the  size  fraction  is  important  to  provide  more  contact  of  the  leaching  agent  with  the  metal-
bearing  minerals.  For  example,  Carranza  et  al.  (2009)  studying  the  effect  of  Cu-bearing 
phases  exposed  to  a  leaching  solution  showed  that  the  smallest  size  fraction  reached  the 
highest level of extraction, whereas the larger fraction size did not reach this level, even if the 
duration of the experiment was 3 times longer than for the fine fraction which may be due to 
the  fact  that  Cu-bearing  particles  were  included  in  the  silica  matrix.  The  positive  effect  of 
metal  leachability  along  with  decreasing particle  size was  also  noted by  Anand et  al.  (1980, 
1983), Sukla et al. (1986), Herreros et al. (1998) and Deng & Ling (2007).