Purificación y enriquecimiento de concentrados de cobre por transformación hidrotermal

Resumen

Se ha estudiado la transformación hidrotermal de esfalerita (ZnS), bornita (Cu5FeS4), colecta (cuy) y pirita (FeS2) con soluciones de Cu2+ a 100-240ºC y 1-35 atm. La reacción de la esfalerita a un pH entre 1,1-1,3 produce digenita (Cu1,8S) entre 180-212ºC y calcocita (Cu2S) a 225ºC. La reacción se verifica a través de una capa compacta de sulfuro de cobre, que rodea a un núcleo sin reaccionar. La velocidad de reacción sigue una ley parabólica, siendo las constantes de velocidad inversamente proporcionales al cuadrado del radio inicial de las partículas. La velocidad de reacción es independiente de la concentración de cobre. La energía de activación es del orden 147 kJ/mol y el control cinético es por difusión iónica en estado sólido. La reacción de la bonita, a igual pH, produce digenita a mayor 160ºC. A mayores temperaturas hay formación de djurleíta (Cu1,94S). La velocidad de reacción sigue ley cinética de difusión en capa de productos. No hay efecto de la concentración de cobre. La energía de activación es del orden de 100kJ/mol y el control cinético es también por difusión iónica en estado sólido. La reacción de covellita al mismo pH, produce digenita a mayor 200ºC. A mayores temperaturas y tiempos hay transformación a calcocita (Q y M) que se forman a expensas de la digenita. No se forma una capa continua ya que la reacción se produce por nucleación irregular de la digenita y crecimiento zonal. La velocidad de reacción sigue una ley cinética de control químico. La velocidad de reacción es sensible a la concentración de Cu2+, con orden experimental de 0,6. La energía de activación del proceso es del orden de 110kJ/mol y el control cinético es de tipo electroquímico. Las reacciones de pirita, en el intervalo de 180-200ºC produce mezclas de digenita y calcocita Q. A temperaturas de 240ºC y para concentraciones de cúprico de 10 gpL se detecta un proceso de oxidación del ferroso a férrico, produciendo por