The kinetics of dissolution of covellite in acidified ferric sulphate solutions

Abstract

Pure synthetic CuS disks and high-grade natural covellite were dissolved in acidified ferric sulphate solutions in the temperature range 25 to 95°C. For both materials, the rates were relatively slow and increased during the initial stages of the dissolution, eventually becoming nearly linear. The activation energy, as determined from the initial dissolution rates of the synthetic covellite, was 17.8 ± 2.0 kcal/mole. Microscopic examination of both the natural and the synthetic sulphide revealed that the attack occurred preferentially in certain areas. It was felt that the progressive development of such pits was responsible for the gradual rate increase observed during the initial leaching stage. From 0 to 6° of the leached sulphur reported in the sulphate form. The rate of copper dissolution decreased sharply with increasing ferrous sulphate concentrations in the leaching medium. The rate varied directly with the ferric concentration for initial concentrations below 0.005 M Fe³⁺ but was insensitive to higher ferric strengths. Natural covellite dissolved at approximately the same rate and with essentially the same temperature dependence as the synthetic material. The rate controlling step for the dissolution of CuS was felt to be a chemical reaction occurring on the surface of the sulphide.

Résumé

Des disques de CuS synthétique pur et de la covelline naturelle de haute qualité ont été dissous dans des solutions acidifiées de sulfate ferrique entre 25 et 95°C. Pour les deux matériaux, les vitesses étaient relativement lentes et augmentaient durant la période initiale de dissolution, pour finalement devenir presque linéaires. L'énergie d'activation, déterminée à partir de la vitesse de dissolution initiale de la covelline synthétique était de 17.8 ± 2.0 kcal/mole. L'examen microscopique des sulfures naturel et synthétique a révélé que l'attaque se produit de préférence dans certaines régions. On pense que le développement progressif de telles piqûres etait responsable de l'accroissement graduel observé durant le lavage initial. Zéro à 6% du soufre dissous l' était sous forme de sulfate. La vitesse de dissolution du cuivre diminuait rapidement avec l'accroissement de concentration en sulfate ferreux dans la solution. La vitesse variait directement avec la concentration ferrique pour des concentrations initiales inférieures à 0.005 M Fe³⁺, et était insensible aux plus fortes concentrations ferriques. La covelline naturelle se dissolvait avec approximativement la même vitesse, et avec la meme dépendance de la température que le matériau synthétique. On pense que l' étape contrôlant la vitesse de dissolution du CuS est une réaction chimique se produisant à la surface du sulfure.