Estudio del mecanismo de reacción de la lixiviación reductiva electro-asistida de calcopirita Public Deposited
Se soportaron los resultados anteriores con un análisis termodinámico de los intermediarios participantes en la reacción. Además, se encontró que el aluminio es el material más eficiente para producir hidrógeno monoatómico, seguido por el cobre y el carbón vítreo. Para conocer las reacciones químicas que ocurren en la partícula mineral, se caracterizaron, mediante la técnica de voltamperometría cíclica con electrodos de pasta de carbón y por Rayos-X, los residuos de las lixiviaciones con cada uno los materiales catódicos a distintos tiempos de reacción y condiciones de la solución. Se encontró que la reducción de calcopirita ocurre por etapas consecutivas hasta producir cobre metálico, siendo éste último susceptible a la oxidación con el aire generando cuprita.
La lixiviación reductiva electro-asistida de la calcopirita es un proceso novedoso, el cual consiste en reducir el mineral refractario calcopirita a fases de cobre como la Cu2S, mediante el hidrógeno monoatómico producido electroliticamente en el cátodo de una celda sin membrana aniónica de separación, en soluciones acuosas de ácido sulfúrico a condiciones ambientales. Sin embargo, aún existe controversia en la naturaleza del mecanismo de reducción, principalmente en tres aspectos; (1) el sitio de la reacción de reducción, (2) la identidad del principal agente reductor (transferencia electrónica directa ó hidrógeno monoatómico) y (3) las reacciones químicas que ocurren en la partícula mineral. Para determinar el lugar de la reacción de reducción y la identidad del agente reductor, se emplearon cátodos de diferentes materiales (aluminio, cobre y carbón vítreo), variando la acidez y la temperatura de la solución en una celda electrolítica, con y sin membrana aniónica de separación para las lixiviaciones, así como electrodos de pasta de carbón con concentrado de calcopirita ó calcopirita y calcocita puras para caracterizar los productos en los residuos sólidos. Los electrodos de pasta carbón con calcopirita colocados en varias posiciones del reactor, mostraron que la calcopirita se reduce solamente cuando está en contacto fisico con el cátodo. El análisis de; las pendientes Tafel y los coeficientes de transferencia de carga de las curvas de polarización catódica con estos materiales, las velocidades de reducción de calcopirita en las lixiviaciones y la respuesta de la corriente vs tiempo para las lixiviaciones en régimen potenciostático; mostraron que el principal agente reductor en este proceso es el hidrógeno monoatómico que se genera en la superficie del cátodo.
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