Cinetica de disolución de biotita a pH 4 y 6.5 en condiciones anaerobias y la liberación de Fe(II) disuelto

La disolución de biotita, el principal mineral portador de Fe en el lecho granítico, es de particular importancia para la remediación de condiciones reductoras tras la entrada de oxígeno, como después de actividades mineras o la construcción de repositorios profundos para desechos tóxicos. Este estudio investigó el lixiviado de biotita de la fracción de tamaño 0.053–0.075 mm en condiciones anaerobias a temperatura ambiente y pH 4 y 6.5 durante un máximo de 160 días. Se monitorearon los cambios en las concentraciones de los elementos principales en las soluciones de lixiviación. Además, se analizó por separado el Fe(II). Los coeficientes de tasa independientes del pH kH+ fueron 4.8∙10−10, 6.9∙10−10, 6.3∙10−11 y 1.0∙10−12 mol1-n m−2 s-1, para Fe, Fe(II), Mn y Si, respectivamente. Los órdenes de reacción de protones correspondientes nH+ fueron 0.61, 0.63, 0.33 y 0.09, respectivamente. Los parámetros correspondientes para Al no fueron evaluados debido a una sospecha de precipitación de gibbsita a pH 6.5. Se encontró que la disolución de biotita era incongruente (no estequiométrica) en relación con los elementos disolventes y el valor de pH. A pH 4, la disolución fue dominada por el elemento de la capa octaédrica Fe, mientras que a pH 6.5, la disolución del elemento tetraédrico Si dominó. No hubo evidencia de formación de fases secundarias, y las tasas de lixiviación de biotita fueron consistentes con las reportadas en estudios anteriores realizados en condiciones aeróbicas. Además, la relación Fe(III)/Fetot de la biotita permaneció esencialmente sin cambios antes y después del experimento. Esto indica que las condiciones anaerobias por sí solas tienen poco efecto en la tasa y naturaleza de la disolución de biotita, aunque pueden influir en la formación de vermiculita. Por lo tanto, las tasas de disolución de biotita obtenidas previamente en condiciones aeróbicas también pueden ser válidas en condiciones anaerobias.