Estudo eletroquímico da calcopirita em solução salina ácida utilizada em biolixiviação - Peres, Riberto Nunes [UNESP] (2016)
A calcopirita (CuFeS2) é o sulfeto de cobre mais abundante na natureza e pertence ao grupo mais explorado de minerais de cobre, representando cerca de 70% do total de cobre disponível. O objetivo deste trabalho foi estudar as principais etapas de oxidação e redução de calcopirita sólida em solução salina ácida utilizada em biolixiviação usando técnicas eletroquímicas e caracterizar morfológica, química e fisicamente a superfície do eletrodo, a fim de atribuir os diferentes eventos eletroquímicos. Para os estudos eletroquímicos foram utilizadas as técnicas: voltametria linear (LSV) e voltametria cíclica (CV), cronoamperometria (CA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) em diferentes intervalos de potencial ou a diferentes valores de potenciais. A caracterização das diferentes espécies formadas em cada condição de potencial ou experimental foi realizada por meio de microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microanálise (EDS), difração de raios X (XRD), com o propósito de investigar os fenômenos que ocorrem na superfície da calcopirita sólida e propor possíveis reações envolvidas na lixiviação química. Após os diferentes ensaios eletroquímicos, foi realizada a análise do eletrólito por espectrometria de absorção atômica (AAS) para determinar as concentrações dos íons ferro e cobre em solução. Os voltamogramas cíclicos mostraram mais de 15 picos de corrente diferentes no intervalo de potencial entre +1,5 e -1,5 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L. Nas voltametrias cíclicas de baixa velocidade e no sentido de potencial (E) positivo do que o de circuito aberto (EOCP), a análise da superfície apresentou uma camada rica em sulfeto de cobre e a AAS detectou íons cobre e ferro em solução, enquanto que na varredura no sentido de E < EOCP a superfície indicou a presença de um filme rico em enxofre e a AAS encontrou maiores concentrações de íons de ferro e cobre em solução. As voltametrias lineares até +0,65 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L seguidas de análise da superfície e da solução mostraram que o produto formado pode ser fosfato de ferro ou polissulfetos e para potenciais superiores predomina a formação de enxofre elementar. Os diagramas de impedância eletroquímica mostraram que quanto maior era o potencial das voltametrias lineares menores eram os valores de resistência do material. Para cronoamperometria de 12 h os resultados mostraram que até 0,45 V não se detectou a formação de produto sobre a calcopirita nem íons de ferro ou cobre em solução. Nas cronoamperometrias para potenciais negativos foi observado que quanto mais negativo era o potencial maior foi a corrente catódica. Nas cronoamperometria de 0,85 V e 1,0 V/Ag|AgCl|KCl3mol/L observou-se uma diminuição de corrente no início e depois o aumento da corrente até o final do ensaio eletroquímico.