Окисленные свинцово-цинковые минералы (церуссит, англезит, смитсонит, гемиморфит и др.) имеют гидрофильную поверхность и не могут быть непосредственно флотированы с помощью ксантогенатных коллекторов. Добавление сульфида натрия сульфидирует руду, что позволяет впоследствии адсорбировать ксантогенаты. Помимо сульфидирования и активации, сульфид натрия также выполняет функции селективного подавления, регулирования pH пульпы и удаления реагентов, что делает его критически важным реагентом в процессе переработки окисленного свинцово-цинкового руды.
I. Сульфидизация и активация
- Механизм реакции
Сульфид натрия гидролизуется в воде с образованием ионов S²⁻ и HS⁻, которые реагируют с поверхностными ионами металлов на окисленных свинцово-цинковых минералах путем растворения-осаждения, образуя гидрофобную сульфидную пленку:
Церуссит:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (иллюстративная реакция; изображение-заполнитель)
Смитсонит:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (иллюстративная реакция; изображение-заполнитель)
Образовавшаяся пленка PbS плотная и стабильная, прочно адсорбирует ксантогенат и наделяет окисленный свинец способностью к всплыванию, подобной сульфиду. Пленка ZnS рыхлая и склонна к окислению и отслоению; одного сульфида натрия недостаточно для всплывания окисленного цинка, что требует последующей вторичной активации с помощью аминных коллекторов.
- Значение применения
Без сульфида натрия общий выход окисленного свинцово-цинкового сплава низок. При надлежащей сульфидизации выход свинца значительно увеличивается. Сульфидизация является необходимым условием для флотации окисленной руды. На практике для сульфидизации сначала добавляют сульфид натрия, а затем ксантогенат для селективной флотации свинца.
II. Селективная депрессия
- Снижение уровня примесей, таких как сфалерит и пирит.
Избыток S²⁻ в пульпе покрывает поверхности галенита, сфалерита и пирита, препятствуя адсорбции ксантата и оказывая угнетающее воздействие.
На стадии флотации свинца используется умеренная дозировка сульфида натрия для активации только окисленного свинца; избыток подавляет активность свинца, одновременно сильно подавляя активность первичного сфалерита, что позволяет добиться разделения цинка и свинца.
На стадии флотации цинка свинцовые отходы необходимо тщательно промыть, чтобы снизить остаточную концентрацию сульфида натрия и устранить понижение концентрации, прежде чем использовать аминные коллекторы для извлечения цинка. - правила дозировки
Недостаточная дозировка: тонкая и неполная сульфидная пленка, низкое извлечение свинца.
Умеренная дозировка: полная активация окисленного свинца и умеренное подавление сфалерита, оптимальное разделение.
Чрезмерная дозировка: избыток S²⁻ подавляет как окисленный свинец, так и сфалерит, что приводит к резкому снижению извлечения свинца и цинка.
III. Подготовка мякоти
- корректировка pH
Гидролиз сульфида натрия приводит к образованию сильнощелочного раствора, который естественным образом поддерживает pH пульпы в благоприятном диапазоне 8,5–11. Щелочная среда предотвращает окислительное разложение сульфидной пленки, повышая стабильность процесса сульфидирования. - Эх контроль
Восстанавливающие сульфидные ионы снижают окислительный потенциал пульпы, предотвращая окислительную деактивацию пленки PbS. Для сильно окисленных руд необходимо поддерживать определенный избыток сульфида натрия в качестве восстановителя. - Осаждение вредных ионов тяжелых металлов
Свободные ионы Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ и Fe³⁺ в пульпе неселективно активируют пустую породу, снижая селективность. Ионы S²⁻ осаждают эти ионы в виде сульфидов, устраняя помехи и уменьшая ненужный расход реагентов. - Дисперсия слизи
Продукты щелочного гидролиза слабо диспергируют мелкие шламы, уменьшая покрытие поверхностей целевых минералов этими шламами.
IV. Депрессантное/десорбционное действие
При производстве смешанного окисленного свинцово-цинкового концентрата можно добавлять большое количество сульфида натрия в высокой концентрации. S²⁻ вытесняет адсорбированный ксантогенат с поверхности минералов, полностью удаляя собиратель. После промывки и повторной обработки пульпы применяются поэтапная сульфидизация и сепарация для устранения заблокированных свинцово-цинковых срастаний. Этот метод часто используется в сложных флотационных схемах для смешанных полиметаллических кислородно-сульфидных руд.
V. Различия в поведении сульфида натрия на минералах свинца и цинка.
- Окисленный свинец (церуссит) – образует плотную пленку PbS; для стабильной флотации достаточно умеренного количества сульфида натрия; только избыток вызывает депрессию. Подходит для флотации свинца в больших объемах на основе ксантата.
- Окисленный цинк (смитсонит) образует рыхлую пленку ZnS; одного сульфида натрия недостаточно для его флотации. Сульфид натрия служит лишь в качестве предварительной обработки, и необходимы катионные коллекторы, такие как октадециламин или додециламин. Остаточный сульфид натрия сильно подавляет флотацию окисленного цинка.
VI. Ключевые советы по производственной практике
- Раздельное добавление: добавление как на стадии измельчения, так и на стадии грубой флотации позволяет увеличить время контакта при сульфидировании.
- Отходы флотации свинца необходимо разбавить и промыть для снижения остаточного содержания сульфида натрия перед флотацией цинка.
- Для сильно окисленных руд с высоким содержанием глины следует использовать восстанавливающие агенты (железный порошок) и диспергирующие агенты (гексаметафосфат натрия) для стабилизации сульфидной пленки.
Побочные эффекты: образование токсичного газа, напоминающего запах тухлых яиц (H₂S) – требуется вентиляция; избыток реагента увеличивает затраты; уровень сульфидов в сточных водах превышает допустимые значения.
Особое примечание: NaHS, если он используется, легко разлагается.
Дата публикации: 13 июля 2026 г.
