University, Habil.-Schr.--Leipzig, 2005.

Single-phase chalcopyrite (CuFeS2) is a key reference material in the development of new metallurgicalprocesses to ensure a reliable copper supply. Here, we report on the successful synthesis of single-phase chalcopyrite and its phase behaviour. Single-phase chalcopyrite (CuFeS2) is a key reference material in the development of new metallurgical processes to ensure a reliable copper supply. Here, we report on the successful synthesis of single-phase chalcopyrite and its phase behaviour. We further rationalise different opinions previously expressed in the literature. Chalcopyrite synthesis has been studied at 450 °C with varying sulfur contents and analysed using X-ray powder diffraction (XRPD) and 57Fe-Mössbauer spectroscopy. With stoichiometric amounts (Cu[thin space (1/6-em)]:[thin space (1/6-em)]Fe[thin space (1/6-em)]:[thin space (1/6-em)]S = 25[thin space (1/6-em)]:[thin space (1/6-em)]25[thin space (1/6-em)]:[thin space (1/6-em)]50) the main chalcopyrite phase is contaminated with pyrite (FeS2) and bornite (Cu5FeS4). Single-phase chalcopyrite was only found in samples containing around 49.7 at% sulfur in the reactant mixture. Mößbauer spectroscopy confirmed that chalcopyrite contains trivalent iron. Temperature dependent XRPD measurements detected an order–disorder phase transition starting at 485 °C. At temperatures above 535 °C, samples only contained intermediate solid solutions. These adopt the sphalerite structure with the lattice constant slightly varying with Cu[thin space (1/6-em)]:[thin space (1/6-em)]Fe ratio.

Chalkopyrit (CuFeS2) stellt den wichtigsten Rohstoff für die Kupfergewinnung dar. Um effiziente hydrometallurgische Gewinnungsverfahren für sulfidische Kupfererze zu entwickeln, sind mechanistische Studien der Redoxchemie von Chalkopyrit erforderlich. Der hierfür als Referenzmaterial erforderliche Chalkopyrit konnte synthetisiert und unter Anwendung der Pulver-Röntgendiffraktometrie und 57Fe-Mößbauer-Spektroskopie analysiert werden. Phasenreiner Chalkopyrit kann unter Verwendung eines Schwefelunterschusses hergestellt werden und ist bis 480 °C thermisch stabil. Mittels elektrochemischer Messungen wurde ein Einblick in die Oxidationsprozesse des Minerals in wässriger, chloridischer Lösung gegeben. Das Lösen der Cu-S- und Fe-S-Bindungen des Minerals ist anhand einer Variation des pH-Wertes der Laugungslösung beeinflussbar. Cu(II)-Ionen sind gegenüber Fe(III)-Ionen das wirksamere Oxidationsmittel bei dem anodischen Lösen des Minerals.