Sulphation Roasting Studies on Synthetic Copper-Iron Sulphides with Steam and Oxygen

Abstract

The direct sulphation of individual and mixed sulphides of copper and iron has been studied using a steam-oxygen mixture as the oxidant. The investigation showed that copper sulphide formed copper sulphate with this gaseous mixture at 773 K, whereas iron sulphide converted mostly to hematite at this temperature. It was also observed that the mixture of copper-iron sulphides yielded a higher amount of copper sulphate (92.7%) than that obtained (40.0%) from copper sulphide alone in the presence of 10 wt.% ferric oxide. This was mainly attributed to an improved sulphatising environment during the roasting of mixed sulphides. The kinetics study of the CuS–FeS system with a steam-oxygen mixture showed that the copper sulphate formation followed the topochemical model. An activation energy value for this conversion was found to be 30.36 kJ/mol in the temperature range 673 to 773 K. The sulphides and different calcined products obtained were characterised by X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and the metallographic studies to examine the path of reaction. © 2000 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Résumé

On a étudié la sulfatation directe de sulfures individuels et mélangès de cuivre et de fer en utilisant un mélange de vapeur et d'oxygène comme agent oxydant. L'investigation a montré que le sulfure de cuivre formait du sulfate de cuivre avec ce mélange gazeux à 773 K, alors que le sulfure de fer se convertissait presqu'entiérement en hematite à cette température. On a aussi observé que ce mélange de sulfures de cuivre et de fer produisait une plus grande quantité de sulfate de cuivre (92.7%) que celle obtenue (40.0%) à partir du sulfure de cuivre seul en presence de 10% en poids d'oxyde ferrique. Ceci était attribue principalement à l'environnement sulfatisant ameliore du grillage des sulfures melanges.L'etude de cinetique du systeme CuS–FeS avec le mélange vapeur et oxygène a montre que la formation du sulfate de cuivre suivait le modele topochimique. La valeur d'énergie d'activation de cette conversion était de 30.36 kJ/mol pour les températures de 673 à 773 K. On a caractérisé par diffraction des rayons X, par microscopie électronique à balayage et par des études métallographiques, les sulfures et les diffé rents produits calcines obtenus afin d'examiner le cheminement de la rïaction. © 2000 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.