مطالعه تاثیر یون فریک و پیریت بر واکنش اکسیداسیون ـ احیا سطح کالکوپیریت با استفاده از تکنیک‌های الکتروشیمی و محاسبات ترمودینامیکی
محورهای موضوعی : فصلنامه زمین شناسی محیط زیستحسین نورمحمدی 1 , والح آقازاده 2
1 - دکتری مهندسی معدن (فرآوری مواد معدنی)، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی تبریز (سهند)
2 - استاد گروه معدن، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی دانشگاه صنعتی تبریز(سهند)
کلید واژه: کالکوپیریت, پیریت, الکتروشیمی, یون فریک, ولتامتری, محاسیات ترمودینامیک,
چکیده مقاله :
انحلال اسیدی کالکوپیریت در حضور یون فریک یک چالش علمی است که موضوع تحقیق بسیاری از محققان می باشد. نقش پیریت نیز به عنوان یک شتاب دهنده (کاتالیست) و افزایش‌دهنده انحلال کالکوپیریت مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات گذشته بیانگر انحلال الکتروشیمی کالکوپیریت در حضور اکسنده هاست و واکنش های اکسیداسیون - احیا به شرایط محیط واکنش وابسته است. در این مقاله علاوه بر تکنیک های الکتروشیمی (ولتامتری چرخه‌ای و کرونوآمپرومتری) از محاسبات ریاضی و معادلات ترمودینامیکی جهت بررسی اثر یون فریک و پیریت بر واکنش های اکسیداسیون – احیا سطح کالکوپیریت استفاده شده است. ابتدا واکنش های اکسیداسیون – احیا سطح کالکوپیریت با روش ولتامتری چرخه ای در محیط اسیدی و سپس اثر افزودن یون فریک بر این واکنش ها بررسی می شوند. در ادامه اثر حضور پیریت با استفاده از الکترودهای ترکیبی پیریت/ کالکوپیریت، در کنار یون فریک با روش مذکور مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج روش های ولتامتری چرخه ای نشان داد که یون فریک و پیریت شدت پیک های آندی و کاتدی را افزایش می دهند و اثر مثبتی بر واکنش های سطح کالکوپیریت دارند. پیریت به عنوان کاتالیست شرایط را برای تسریع کاهش یون فریک در سطح الکترود را افزایش می دهد. همچنین نتایج روش کرونوآمپرومتری و مطالعات ترمودینامیکی بیانگر افزایش انرژی آزاد واکنش اکسیداسیون کالکوپیریت در حضور پیریت بود که مقدار آن برابر با 45/22- کیلوژول برمول می باشد.
Acidic dissolution of chalcopyrite in the presence of ferric ion is a scientific challenge that is the subject of research by many researchers. The role of pyrite has also been studied as catalyst and enhancer of chalcopyrite leaching. Previous studies have shown the chalcopyrite electrochemical leaching in the presence of oxidants, and oxidation-reduction reactions depend on reaction environmental conditions. In this paper, in addition to electrochemical techniques (cyclic voltammetry and chronoamprometry), mathematical calculations and thermodynamic equations have been used to investigate the effect of ferric ion and pyrite on oxidation-reduction reactions of chalcopyrite. First, the oxidation-reduction reactions of chalcopyrite surface by cyclic voltammetry in acidic medium and then the effect of ferric ion addition on these reactions have been investigated. Then effect of pyrite presence along with the ferric ion (pyrite / ferric ion) is studied by the above method. The results of cyclic voltammetry method showed that ferric ion and pyrite increased the anodic and cathodic peak intensities and had a positive effect on chalcopyrite surface reactions. Also results of chronoamprometry and thermodynamic studies showed increase of free energy of chalcopyrite oxidation reaction in the presence of pyrite which was -22.45 kJ/mol.
_||_