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
- 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.
- 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
- 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. - 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
- 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. - 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. - 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. - 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
- 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.
- 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
- Dodatek rozdzielający: dodanie etapu mielenia i wstępnej flotacji w celu wydłużenia czasu kontaktu w procesie siarczkowania.
- Odpady flotacyjne ołowiu wymagają rozcieńczenia i przemycia w celu zmniejszenia ilości pozostałego siarczku sodu przed flotacją cynku.
- 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.
