tło

Aktualności

Rola i mechanizm działania siarczku sodu w procesie flotacji utlenionych rud ołowiu i cynku

Utlenione minerały ołowiowo-cynkowe (cerusyt, anglezyt, smithsonit, hemimorfit itp.) mają powierzchnie hydrofilowe i nie mogą być bezpośrednio flotowane za pomocą kolektorów ksantogenianowych. Dodatek siarczku sodu powoduje siarczkowanie rudy, umożliwiając późniejszą adsorpcję ksantogenianów. Oprócz siarczkowania i aktywacji, siarczek sodu zapewnia również selektywną redukcję, regulację pH masy celulozowej i usuwanie odczynników, co czyni go kluczowym odczynnikiem w procesie przetwarzania utlenionego ołowiowo-cynkowego.

I. Sulfityzacja i aktywacja

  1. Mechanizm reakcji
    Siarczek sodu ulega hydrolizie w wodzie, wytwarzając jony S²⁻ i HS⁻, które reagują z jonami metali powierzchniowych na utlenionych minerałach ołowiu i cynku poprzez rozpuszczanie i wytrącanie, tworząc hydrofobową warstwę siarczku:

Cerusyt:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (reakcja ilustracyjna; symbol zastępczy obrazu)

Smithsonit:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (reakcja ilustracyjna; symbol zastępczy obrazu)

Powstała warstwa PbS jest gęsta i stabilna, silnie adsorbuje ksantogenian i nadaje utlenionemu ołowiowi zdolność do flotacji podobną do siarczku. Warstwa ZnS jest luźna i podatna na utlenianie i odrywanie; sam siarczek sodu nie wystarcza do unoszenia utlenionego cynku, który wymaga późniejszej aktywacji wtórnej za pomocą kolektorów aminowych.

  1. Wartość aplikacji
    Bez siarczku sodu całkowity odzysk utlenionego ołowiu i cynku jest niski. Przy odpowiednim siarczkowaniu odzysk ołowiu znacznie wzrasta. Siarczkowanie jest warunkiem wstępnym flotacji utlenionej rudy. W praktyce siarczek sodu dodaje się najpierw do siarczkowania, a następnie ksantogenian do selektywnej flotacji ołowiu.

II. Depresja selektywna

  1. Obniżenie poziomu zanieczyszczeń, takich jak sfaleryt i piryt
    Nadmiar S²⁻ w miazdze pokrywa powierzchnie galeny, sfalerytu i pirytu, utrudniając adsorpcję ksantogenianu i wywołując efekt depresyjny.
    W etapie flotacji ołowiu w masie stosuje się umiarkowaną dawkę siarczku sodu, aby aktywować wyłącznie utleniony ołów; nadmiar obniża ołów, a jednocześnie silnie obniża pierwotny sfaleryt, co pozwala na oddzielenie cynku od ołowiu.
    W przypadku etapu flotacji cynku, odpady ołowiane muszą zostać dokładnie przemyte w celu zmniejszenia stężenia resztkowego siarczku sodu i wyeliminowania depresji, przed użyciem kolektorów aminowych w celu odzyskania cynku.
  2. Zasady dawkowania
    Niedostateczne dawkowanie: cienka i niekompletna warstwa siarczku, niski odzysk ołowiu.
    Umiarkowane dawkowanie: pełna aktywacja utlenionego ołowiu i umiarkowane obniżenie sfalerytu, optymalne rozdzielenie.
    Nadmierna dawka: nadmiar S²⁻ obniża zawartość tlenku ołowiu i sfalerytu, powodując gwałtowny spadek odzysku ołowiu i cynku.

III. Kondycjonowanie miazgi

  1. Regulacja pH
    Hydroliza siarczku sodu prowadzi do powstania silnie zasadowego roztworu, który naturalnie utrzymuje pH masy celulozowej w korzystnym zakresie 8,5–11. Zasadowe środowisko zapobiega utleniającemu rozkładowi warstwy siarczkowej, zwiększając stabilność siarczkowania.
  2. Kontrola Eh
    Redukujące jony siarczkowe obniżają potencjał utleniania pulpy, zapobiegając dezaktywacji oksydacyjnej warstwy PbS. W przypadku rud silnie utlenionych, konieczne jest utrzymanie pewnego nadmiaru siarczku sodu jako środka redukującego.
  3. Wytrącanie się szkodliwych jonów metali ciężkich
    Wolne jony Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ i Fe³⁺ w pulpie nieselektywnie aktywują minerały płonne, zmniejszając selektywność. Jony S²⁻ wytrącają te jony w postaci siarczków, eliminując zakłócenia i zmniejszając niepotrzebne zużycie odczynników.
  4. Rozprzestrzenianie szlamu
    Produkty hydrolizy alkalicznej łagodnie rozpraszają drobne szlamy, zapobiegając osadzaniu się szlamów na powierzchniach minerałów.

IV. Działanie depresyjne/desorpcyjne
Podczas produkcji koncentratu utlenionego ołowiu i cynku, można dodać dużą ilość siarczku sodu o wysokim stężeniu. S²⁻ konkurencyjnie wypiera zaadsorbowany ksantogenian z powierzchni minerałów, dokładnie usuwając kolektor. Po przemyciu i ponownym rozwłóknieniu, stosuje się stopniowe siarczkowanie i separację w celu rozpuszczenia zablokowanych przerostów ołowiu i cynku. Jest to często stosowane w złożonych polimetalicznych układach flotacji rudy mieszanej z tlenkiem i siarczkiem.

V. Różnice behawioralne siarczku sodu w stosunku do minerałów ołowiu i cynku

  1. Utleniony ołów (cerusyt) – tworzy gęstą warstwę PbS; umiarkowana ilość siarczku sodu wystarcza do stabilnej flotacji; jedynie nadmiar powoduje depresję. Nadaje się do flotacji ołowiu na bazie ksantogenianu.
  2. Utleniony cynk (smithsonit) – tworzy luźną warstwę ZnS; sam siarczek sodu nie jest w stanie jej unosić. Siarczek sodu służy jedynie do wstępnego oczyszczania i wymagane są kolektory kationowe, takie jak oktadecyloamina lub dodecyloamina. Pozostały siarczek sodu silnie hamuje flotację utlenionego cynku.

VI. Kluczowe wskazówki dotyczące praktyki przemysłowej

  1. Dodatek rozdzielający: dodanie etapu mielenia i wstępnej flotacji w celu wydłużenia czasu kontaktu w procesie siarczkowania.
  2. Odpady flotacyjne ołowiu wymagają rozcieńczenia i przemycia w celu zmniejszenia ilości pozostałego siarczku sodu przed flotacją cynku.
  3. W przypadku silnie utlenionych rud o wysokiej zawartości gliny należy łączyć je z reduktorami (proszek żelaza) i dyspergatorami (heksametafosforan sodu) w celu stabilizacji warstwy siarczkowej.

Skutki uboczne: wytwarzanie toksycznego gazu zgniłych jaj (H₂S) – wymagana wentylacja; nadmierna ilość odczynnika zwiększa koszty; poziom siarczków w ściekach przekracza dopuszczalne normy.
Uwaga: NaHS, jeśli jest stosowany, ulega łatwemu rozkładowi.


Czas publikacji: 13 lipca 2026 r.