Abstract
The current investigation studied factors affecting the leaching of Co and Cu from an oxidised and sulfide ores mixture. The kinetic study was performed to determine mechanisms limiting leaching steps after optimising the leaching parameters using response surface methodology (RSM). The optimisation was done using Statistica 12.5 software. After characterisation of the as-received sample using X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy with energy-dispersive spectroscopy (SEM-EDS), the effects of controllable variables such as temperature, stirring speed, solid-to-liquid ratio, and oxide-to-sulfide ratio were investigated in the presence of H2SO4. At the same time, Cu and Co recoveries were the leaching responses. After investigation, results revealed that 83% and 97% of Cu and Co were respectively recovered when leaching the mixture oxide-sulfide sample (80/20 wt%) with 72 g/L H2SO4, 100 g/L solid-liquid ratio at 40 degrees C while stirring at 650 rpm for 110 min. Kinetics results indicated that using the progressive conversion model from 0 to 5 min led to a chemical-controlled mechanism. On the other hand, the shrinking core model was applied for 5-140 min. The overall mechanism based on the activation energy values indicates that the dissolutions of both metals were diffusion-controlled.
L'investigation en cours a é tudié les facteurs affectant la lixiviation du Co et du Cu à partir d'un mé lange de minerais oxydé s et sulfuré s. On a ré alisé l'é tude ciné tique pour dé terminer les mé canismes limitant les é tapes de lixiviation aprè s l'optimisation des paramè tres de lixiviation à l'aide de la mé thodologie des surfaces de ré ponse (RSM). On a effectué l'optimisation à l'aide du logiciel Statistica 12.5. Aprè s caracté risation de l'é chantillon tel que reç u par fluorescence des rayons X (XRF), diffraction des rayons X (DRX) et microscopie é lectronique à balayage avec spectroscopie à dispersion d'é nergie (MEB-EDS), on a examiné en pré sence de H2SO4, les effets de variables contrô lables telles que la tempé rature, la vitesse d'agitation, le rapport solide/liquide et le rapport oxyde/sulfure. En mê me temps, les ré cupé rations de Cu et de Co constituaient les ré ponses de lixiviation. Aprè s l'investigation, les ré sultats ont ré vé lé que 83% de Cu et 97% de Co é taient respectivement ré cupé ré s lors de la lixiviation de l'é chantillon de mé lange oxyde-sulfure (80/20% en poids) avec 72 g/L de H2SO4, un rapport solide/liquide de 100 g/L à 40 degrees C tout en agitant à 650 tr/min pendant 110 min. Aprè s la lixiviation, on a é galement caracté risé les ré sidus gé né ré s dans des conditions optimales et l'on a comparé les ré sultats à ceux des é chantillons tels que reç us. De plus, avant l'é tude ciné tique, on a ré alisé une analyse granulomé trique et une é valuation de la porosité pour dé cider d'utiliser soit le modè le ciné tique de conversion progressive, soit le modè le du noyau ré tré cissant. Les ré sultats ciné tiques ont indiqué que l'utilisation du modè le de conversion progressive de 0 à 5 minutes conduisait à un mé canisme contrô lé chimiquement. D'un autre cô té, on a appliqué le modè le du noyau ré tré cissant de 5 à 140 minutes. Les ré sultats ont montré que la dissolution de Cu et de Co é tait contrô lé e par diffusion. Cependant, aprè s implication de l'effet de la tempé rature sur la dissolution du Cu et du Co, on a trouvé que les é nergies d'activation du Cu é taient de 19.49 kJ/mol dans la plage de 5 à 30 minutes et de 2.05 kJ/mol dans la plage de 30 à 140 minutes et de 9.66 kJ/mol pour le Co dans la plage de 0 à 140 minutes. Le mé canisme global basé sur les valeurs d'é nergie d'activation indique que les dissolutions des deux mé taux é taient contrô lé es par diffusion. Par consé quent, on a gé né ré deux modè les d'é quations semi-empiriques pour le cuivre et un pour le cobalt et ils seront pré senté s dans cet article.