研究人员研发处理智利铜矿砷问题的新方法

德国和智利的研究人员正在进行一个项目，旨在优化和推进铜的生产过程，特别关注解决含有砷的硫基矿石所带来的问题。

在智利–世界上最大的铜生产国–这种红色金属主要是从露天矿中提取的。矿石从直径达两公里的孔中被爆破出来。这种矿石的铜含量约为2%，分几个阶段进行提取。矿石首先被磨碎，然后进行浮选，这涉及到材料的湿化学发泡，以便将高铜矿石与低铜矿石分开。这就产生了铜精矿，智利也将其出售。它含有大约20%至30%的铜。然后，精矿在高炉中被冶炼，最后在电化学电解过程中被净化，以获得纯铜。

除铜外，挖掘出的矿层通常还含有砷，由于砷具有毒性，需要从矿石中提取。当矿石被加热时，这几乎是自动发生的。砷会变成气体。在智利，目前的程序是捕获气体，将其溶解在硫酸中，然后通过沉淀将其转化为固体砷酸钙或砷酸钙。然后这些钙化合物被沉积在阿塔卡马沙漠中。

这些化合物是水溶性的这一事实一直不是问题，因为阿塔卡马沙漠是世界上最干旱的地区之一。然而，近年来，气候变化导致降雨量增加，现在提出了环境污染的问题。同时，一些矿区穿透的地层不再是以氧为基础，而是以硫为基础，因此含有更多的砷。因此，将来沉积的砷量会增加，特别是考虑到目前砷没有工业用途。

协调’ReAK-减少铜精矿中的砷’项目的Anna-Lisa Bachmann在一份媒体声明中说：”这两项发展现在使智利的矿山经营者重新思考他们以前处理砷的方式，并毫不拖延地适应这些新情况。作为该项目的一部分，我们正在研究分离和沉积砷的新方法，以便尽可能地减少对环境的影响。”

自2019年以来，Bachmann和她的团队已经研究了几个不同的潜在工艺步骤，从富含砷的铜精矿的进一步加工开始，包括砷的选择性浮选，硫化焙烧，以及微生物和硫化物浸取。

还在考虑其他氧化过程，从而产生更稳定和毒性更低的砷5+化合物，而不是不稳定和水溶性的砷3+化合物。

Bachmann说：”这个氧化步骤的一个选择可能是使用过氧化氢，但这非常昂贵。这就是为什么我们弗劳恩霍夫协会在这个项目中研究用钻石电极进行电化学氧化作为一种可行的替代方法。它们有一个特别大的电化学窗口，导致在水溶液中形成羟基自由基。然后，这些羟基自由基可以有效而可靠地氧化溶解的砷，而不需要额外的化学品。”

其他项目合作伙伴也在评估紫外线和臭氧辅助以及微生物氧化过程。

所有工作包的第一步是测试有关方法是否真的有效，以及它是否能达到预期的效果。弗劳恩霍夫协会将在所有单个结果出来后，在生命周期评估和生命周期成本分析的背景下比较它们的成本效益和环境影响。

Bachmann指出:“定一个新的垃圾填埋概念，向智利政府提供建议行动，同时考虑到政府的要求和可用的财政资源。”

鉴于智利的大部分铜业，包括参与该项目的一个矿场，都是国有的，这一点尤其重要。