Submitted:
11 July 2025
Posted:
16 July 2025
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Abstract
Keywords:
1. Introduction
2. Materials and Methods
2.1. Characterisation of Tailings from the HPAL Process
2.2. Design of Batch Bioextraction Experiments
2.3. Determination of Metal Extraction and Selectivity
3. Results
3.1. Bioextraction of Metal Species Using BRA
3.2. X-Ray Diffraction Results of Tailings After Leaching with Various Leaching Agents
4. Conclusions
Author Contributions
Funding
Data Availability Statement
Acknowledgments
Conflicts of Interest
References
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| Batch experimentsLeaching agents | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Biological reducing agent (BRA) |
Bioextraction with citric acid | ||||||||
| Experimental design R-1 (BRA) |
Experimental design R-2 (BRA +CA) |
Experimental design R-3 (Control Experiment) |
|||||||
| Exp. | T(ºC) | R(L/S) | Exp. | T(ºC) | R(L/S) | t (h) | Exp. | T(ºC) | Conct. CA (M) |
| 1 | 60 | 8 | 1 | 30 | 3 | 1 | 1 | 30 | 0,5 |
| 2 | 60 | 3 | 1 | 2 | 60 | 0,5 | |||
| 3 | 30 | 8 | 1 | 3 | 30 | 1 | |||
| 4 | 60 | 8 | 1 | 4 | 60 | 1 | |||
| 5 | 30 | 3 | 3 | 5 | 45 | 0,75 | |||
| 6 | 60 | 3 | 3 | ||||||
| 7 | 30 | 8 | 3 | ||||||
| 8 | 60 | 8 | 3 | ||||||
| 9 × 3 | 45 | 5 | 2 | ||||||
| Chemical composition of residual tailings (%) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Ni | Co | Fe | Mn | Mg | Cu |
| 0,080 | 0,011 | 43,68 | 0,079 | 0,133 | 0,014 |
| Item | A: Temp. | B:Relac. LS | C:time | AB | AC | BC | Total error | Total (corr.) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sum of squares | Extraction | 34.694 | 14.960 | 79.50 | 3.5 | 3.67 | 66.24 | 50.74 | 253.43 |
| Selectivity | 0.5196 | 0.0291 | 1.094 | 0.1 | 0.11 | 0.062 | 0.123 | 2.060 | |
| Gl | Extraction | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 10 |
| Selectivity | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 10 | |
| Mean square | Extraction | 34.694 | 14.960 | 79.50 | 3.5 | 3.67 | 66.24 | 25.05 | |
| Selectivity | 0.5196 | 0.0291 | 1.094 | 0.1 | 0.11 | 0.062 | 0.031 | ||
| F-Ratio | Extraction | 93.01 | 40.10 | 213.1 | 9.4 | 9.84 | 177.5 | ||
| Selectivity | 16.94 | 0.95 | 35.69 | 3.9 | 3.58 | 2.03 | |||
| Probable Value | Extraction | 0.0106 | 0.0240 | 0.0047 | 0.091 | 0.088 | 0.014 | ||
| Selectivity | 0.0147 | 0.3847 | 0.003 | 0.1 | 0.13 | 0.227 | |||
| Nickel Extraction | Nickel selectivity | ||||||||
| R2 = 96.485 % R2 (adjusted for l.g.) = 94.5677percent Std. error = 0.0884915 Durbin-Watson statistic = 1.66755 (P=0.3763) Residual autocorrelation of Lag 1 = -0.202252 |
R2= 94.0451 % R2 (adjusted by l.g.) = 85.1127 % Std. error of est. = 0.175128 Durbin-Watson statistic = 1.06713 (P=0.0026) Residual autocorrelation of Lag 1 = 0.5867 |
||||||||
| Item | A: Temp. | B:Relac. LS | C:time | AB | AC | BC | Total error | Total (corr.) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sum of squares | Extraction | 216.21 | 1.2090 | 222.9 | 71.2 | 56.44 | 31.72 | 19.59 | 619.32 |
| Selectivity | 0.0111 | 0.0276 | 0.187 | 0.003 | 0.011 | 0.021 | 0.171 | 0.4405 | |
| Gl | Extraction | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 10 |
| Selectivity | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 10 | |
| Mean square | Extraction | 216.21 | 1.2090 | 222.9 | 71.2 | 56.44 | 31.72 | 4.89 | |
| Selectivity | 0.0111 | 0.0276 | 0.187 | 0.003 | 0.011 | 0.021 | 0.085 | ||
| F-Ratio | Extraction | 44.15 | 0.25 | 45.52 | 14.5 | 11.5 | 6.48 | ||
| Selectivity | 3.14 | 7.80 | 53.07 | 0.9 | 3.14 | 6.17 | |||
| Probable Value | Extraction | 0.0027 | 0.6454 | 0.0025 | 0.019 | 0.0274 | 0.0636 | ||
| Selectivity | 0.2186 | 0.1079 | 0.0183 | 0.437 | 0.218 | 0.1310 | |||
| Cobalt Extraction | Cobalt Selectivity | ||||||||
| R2 = 96.8369 percent R2 (g.l. adjusted) = 92.09 percent Standard error of est. = 2.21303 Durbin-Watson statistic = 1.84866 (P=0.4549) Residual autocorrelation of Lag 1 = 0.00306817 |
R2 = 59.6513 percent R2 (g.l. adjusted) = 0.0 percent Std. error = 0.0595007 Durbin-Watson statistic = 0.408118 (P=0.0043) Residual autocorrelation of Lag 1 = 0.634658 |
||||||||
| Code Ref. | Compound Name | Chemical Formula | Mineral Name |
|---|---|---|---|
| 01-089-0596 | Iron oxide (III) | Fe2O3 | Hematite (synthetic) |
| 00-016-0409 | Aluminium oxonium hydroxyl sulphate | (H3O)Al3(SO4)2(OH)6 | Aluminium Jarosite (similar phase) |
| 00-024-0007 | Hydroxylated aluminium sulphate hydrate | Al4(SO4)(OH)10·5H2O | Basaluminite |
| 00-035-0964 | Magnesium aluminium hydroxide hydrate | Mg4Al2(OH)14·3H2O | Hydrotalcite (similar phase) |
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