Улога и механизам на натриум сулфид во флотација на оксидирани олово-цинкови руди

Оксидираните минерали на олово-цинк (церусит, англезит, смитсонит, хемиморфит, итн.) имаат хидрофилни површини и не можат директно да се пловат со колектори на ксантат. Додавањето на натриум сулфид ја сулфидизира рудата, овозможувајќи последователна адсорпција на ксантати. Освен сулфидизацијата и активирањето, натриум сулфидот, исто така, обезбедува селективна депресија, прилагодување на pH вредноста на пулпата и функции за отстранување на реагенси, што го прави клучен реагенс во преработката на оксидирано олово-цинк.

I. Сулфидизација и активирање

1. Механизам на реакција
   Натриум сулфидот се хидролизира во вода за да се генерираат S²⁻ и HS⁻ јони, кои реагираат со површински метални јони на оксидирани олово-цинкови минерали преку растворање-таложење, формирајќи хидрофобен сулфиден филм:

Церусит:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (илустративна реакција; местоположба на слика)

Смитсонајт:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (илустративна реакција; местоположба на слика)

Формираниот PbS филм е густ и стабилен, цврсто адсорбирајќи ксантат и обдарувајќи го оксидираното олово со сулфидна пловливост. ZnS филм е лабав и склонен кон оксидација и одвојување; натриум сулфидот сам по себе не е доволен за пловење на оксидиран цинк, кој подоцна бара секундарна активација со амински колектори.

2. Вредност на апликацијата
   Без натриум сулфид, вкупното искористување на оксидирано олово-цинк е ниско. Со соодветна сулфидизација, искористувањето на оловото значително се зголемува. Сулфидизацијата е предуслов за флотација на оксидирана руда. Во пракса, прво се додава натриум сулфид за сулфидизација, а потоа ксантат за селективна флотација на олово.

II. Селективна депресија

1. Депресија на нечистотии како што се сфалерит и пирит
   Вишокот S²⁻ во пулпата ги обложува површините на галена, сфалерит и пирит, попречувајќи ја адсорпцијата на ксантат и создавајќи депресивен ефект.
   Во фазата на флотација на олово во голем обем, се користи умерена доза на натриум сулфид за активирање само на оксидирано олово; вишокот го намалува оловото, додека силно го намалува примарниот сфалерит, со што се постигнува одвојување на цинк-олово.
   За фазата на флотација на цинк, оловната јаловина мора темелно да се измие за да се намали преостанатата концентрација на натриум сулфид и да се елиминира депресијата, пред да се користат амински колектори за обновување на цинкот.
2. Правила за дозирање
   Недоволна доза: тенок и нецелосен сулфиден филм, ниско обновување на олово.
   Умерена доза: целосна активација на оксидирано олово и умерена депресија на сфалерит, оптимално одвојување.
   Прекумерна доза: вишокот S²⁻ ги депресира и оксидираното олово и сфалеритот, предизвикувајќи нагло намалување на ископувањата на олово и цинк.

III. Кондиционирање на пулпата

1. прилагодување на pH вредноста
   Хидролизата на натриум сулфид дава силно алкален раствор, природно одржувајќи ја pH вредноста на пулпата во поволниот опсег од 8,5–11. Алкалната средина спречува оксидативно распаѓање на сулфидниот филм, подобрувајќи ја стабилноста на сулфидизацијата.
2. Eh контрола
   Редукционите сулфидни јони го намалуваат оксидацискиот потенцијал на пулпата, спречувајќи оксидативна деактивација на PbS филмот. За високо оксидирани руди, одреден вишок на натриум сулфид мора да се одржува како редукционо средство.
3. Таложење на штетни јони на тешки метали
   Слободните јони Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ и Fe³⁺ во пулпата неселективно ги активираат минералите од ганге, намалувајќи ја селективноста. S²⁻ ги таложи овие јони како сулфиди, елиминирајќи ги пречките и намалувајќи ја непотребната потрошувачка на реагенси.
4. Дисперзија на слуз
   Алкалните производи за хидролиза благо ги растераат фините слузи, олеснувајќи го премачкувањето на целните минерални површини со слузи.

IV. Депресантно/десорпциско дејство
Кога се произведува мешан концентрат од олово-цинк оксидиран, може да се додаде голема количина на натриум сулфид со висока концентрација. S²⁻ конкурентно го поместува адсорбираниот ксантат на минералните површини, темелно отстранувајќи го колекторот. По миењето и повторното пулпирање, се применува постепена сулфидизација и сепарација за да се разрешат заклучените меѓурастенија на олово-цинк. Ова често се користи во сложени полиметални кола за флотација на мешана руда со кислород-сулфид.

V. Разлики во однесувањето на натриум сулфидот на минералите од олово наспроти цинк

1. Оксидирано олово (церусит) – формира густ PbS филм; умерена количина на натриум сулфид е доволна за стабилна флотација; само вишокот предизвикува вдлабнување. Погодно за флотација на олово на база на ксантат.
2. Оксидиран цинк (смитсонит) – формира лабав ZnS филм; натриум сулфидот сам по себе не може да го исплива во воздух. Натриум сулфидот служи само како претходна обработка, а потребни се катјонски колектори како што се октадециламин или додециламин. Резидуалниот натриум сулфид силно ја потиснува флотацијата на оксидираниот цинк.

VI. Клучни совети за индустриска пракса

1. Поделено додавање: додадете и во фазата на мелење и во фазата на груба флотација за да го продолжите времето на контакт со сулфидизација.
2. Јаловината од флотација на олово треба да се разредува и мие за да се намали преостанатиот натриум сулфид пред флотацијата на цинк.
3. За високо оксидирани руди со висока содржина на глина, комбинирајте со редукциони агенси (железен прав) и дисперзанти (натриум хексаметафосфат) за да го стабилизирате сулфидниот филм.

Несакани ефекти: создавање на токсичен гас од гнили јајца (H₂S) – потребна е вентилација; вишокот реагенс ги зголемува трошоците; нивоата на сулфиди во отпадните води ги надминуваат дозволените граници.
Посебна забелешка: NaHS, доколку се користи, лесно се разградува.