Microscopy and xrd investigations of the product layer formed during chalcopyrite leaching in copper(ii) chloride solutions

This study presents a microscopy investigation of chalcopyrite surface product layers formed in concentrated cupric chloride solutions, similar to those used in the HydroCopper® process. The physical appearance as well as chemical composition of chalcopyrite reaction product layer was studied as a function of pH (from 1 to 3) and leaching time. Microscopic methods, such as stereo-optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) analyses and X-ray diffraction analyses were applied. To study the chalcopyrite reaction product layers, mineral surface was leached either at open circuit potential (OCP) or treated by anodic polarization. It was shown that at lower pH values a gray elemental sulfur layer was the prevailing phase in the reaction product layer even with longer (22 h) leaching times. With increasing pH (up to from 2 to 3) the reaction product layer became more yellow-brown, and consisted mainly of FeOOH. However, also elemental sulfur was observed at higher pH. At pH 1 the thickness of the reaction product layer increased from ca. 1 to 9 μm with increasing leaching time up to 22 hours. At pH 2 the layer grew up to ca. 10 μm and at pH 3, up to ca. 14 μm.

---

W pracy przedstawiono badania mikroskopowe warstw powierzchniowych na chalkopirycie utworzonych w stężonych roztworach chlorku miedzi(II), które stosuje się w procesie HydroCopper®. Badano fizyczną postać oraz skład chemiczny produktów reakcji na chalkopirycie jako funkcji pH (od pH 1 do 3) oraz czasu ługowania. Zastosowano metody mikroskopowe takie jak stereo-optyczną, scanningowo-electronową (SEM) oraz rentgenowską. W celu zbadania produktów reakcji, powierzchnia mineralna była ługowana przy otwartym obwodzie potencjału (OCP) lub traktowana przez anodową polaryzację. Wykazano, że przy niskich wartościach pH dominującą wśród produktów reakcji fazą jest szara siarka elementarna istniejąca nawet po długich (22 godziny) czasach reakcji. Wraz ze wzrostem pH (do 2 lub 3) produkty reakcji stawały się bardziej zółto-brązowe i składały się głównie z FeOOH, jednakże siarkę elementarną obserwowano także przy wyższych pH. Przy pH 1 grubość warstwy wzrastała do około 1 -9 μm i rosła wraz z czasem ługowania do 22 godzin. Przy pH 2 grubość warstwy rosła do około 10 μm, a przy pH 3 do około 14 μm.