Окислені свинцево-цинкові мінерали (церусит, англезит, смітсоніт, геміморфіт тощо) мають гідрофільні поверхні та не можуть бути безпосередньо флотовані за допомогою ксантогенатних колекторів. Додавання сульфіду натрію сульфідизує руду, що дозволяє подальшу адсорбцію ксантогенатів. Окрім сульфідизації та активації, сульфід натрію також забезпечує селективне депресування, регулювання pH пульпи та видалення реагентів, що робить його критично важливим реагентом в окисленій свинцево-цинковій переробці.
I. Сульфідизація та активація
- Механізм реакції
Сульфід натрію гідролізується у воді з утворенням іонів S²⁻ та HS⁻, які реагують з поверхневими іонами металів на окислених свинцево-цинкових мінералах шляхом розчинення-осадження, утворюючи гідрофобну сульфідну плівку:
Церусит:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (ілюстративна реакція; заповнювач зображення)
Смітсоніт:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (ілюстративна реакція; заповнювач зображення)
Утворена плівка PbS є щільною та стабільною, міцно адсорбуючи ксантогенат та надаючи окисленому свинцю флотаційність, подібну до сульфідної. Плівка ZnS є пухкою та схильною до окислення та відшаровування; одного лише сульфіду натрію недостатньо для флотації окисленого цинку, що потребує вторинної активації за допомогою амінних колекторів пізніше.
- Значення застосування
Без сульфіду натрію загальний видобуток окисленого свинцево-цинкового компаунту є низьким. За належної сульфідації видобуток свинцю значно зростає. Сульфідація є необхідною умовою для флотації окисленої руди. На практиці спочатку додають сульфід натрію для сульфідації, а потім ксантогенат для селективної флотації свинцю.
II. Вибіркова депресія
- Депресія домішок, таких як сфалерит і пірит
Надлишок S²⁻ у пульпі покриває поверхні галеніту, сфалериту та піриту, перешкоджаючи адсорбції ксантогенатів та спричиняючи депресивний ефект.
На стадії флотації свинцю в масі використовується помірна доза сульфіду натрію для активації лише окисленого свинцю; надлишок пригнічує свинець, водночас сильно пригнічуючи первинний сфалерит, таким чином досягаючи відділення цинку від свинцю.
Для стадії флотації цинку свинцеві хвости необхідно ретельно промити, щоб зменшити залишкову концентрацію сульфіду натрію та усунути депресію, перш ніж використовувати амінні колектори для вилучення цинку. - Правила дозування
Недостатнє дозування: тонка та неповна сульфідна плівка, низький рівень вилучення свинцю.
Помірне дозування: повна активація окисленого свинцю та помірна депресія сфалериту, оптимальне розділення.
Надмірне дозування: надлишок S²⁻ знижує як окислений свинець, так і сфалерит, що призводить до різкого падіння видобутку свинцю та цинку.
III. Кондиціонування пульпи
- Регулювання pH
Гідроліз сульфіду натрію дає сильнолужний розчин, що природним чином підтримує pH пульпи в сприятливому діапазоні 8,5–11. Лужне середовище запобігає окислювальному розкладанню сульфідної плівки, підвищуючи стабільність сульфідизації. - Контроль Eh
Відновлювальні сульфідні іони знижують окислювальний потенціал пульпи, запобігаючи окислювальній деактивації плівки PbS. Для сильно окислених руд необхідно підтримувати певний надлишок сульфіду натрію як відновника. - Осадження шкідливих іонів важких металів
Вільні іони Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ та Fe³⁺ у пульпі неселективно активують мінерали пустої породи, знижуючи селективність. S²⁻ осаджує ці іони у вигляді сульфідів, усуваючи перешкоди та зменшуючи непотрібне споживання реагентів. - Дисперсія слизу
Продукти лужного гідролізу м’яко диспергують дрібні шлами, полегшуючи покриття ними цільових мінеральних поверхонь.
IV. Депресивна/десорбційна дія
Під час виробництва змішаного окисленого свинцево-цинкового концентрату можна додавати велику кількість сульфіду натрію у високій концентрації. S²⁻ конкурентно витісняє адсорбований ксантогенат на мінеральних поверхнях, ретельно видаляючи колектор. Після промивання та повторного пульпування застосовують поетапне сульфідування та розділення для усунення заблокованих свинцево-цинкових зростань. Це часто використовується у складних поліметалічних киснево-сульфідних змішаних рудних флотаційних схемах.
V. Відмінності в поведінці сульфіду натрію на мінералах свинцю та цинку
- Окислений свинець (церусит) – утворює щільну плівку PbS; помірної кількості сульфіду натрію достатньо для стабільної флотації; лише надлишок викликає депресію. Придатний для флотації об'ємного свинцю на основі ксантогенату.
- Окислений цинк (смітсоніт) – утворює пухку плівку ZnS; сульфід натрію сам по собі не може її флотувати. Сульфід натрію служить лише для попередньої обробки, і потрібні катіонні збирачі, такі як октадециламін або додециламін. Залишковий сульфід натрію сильно пригнічує флотацію окисленого цинку.
VI. Ключові поради щодо промислової практики
- Роздільне додавання: додавання як на стадії подрібнення, так і на стадії чорнової флотації для подовження часу контакту сульфідування.
- Хвости флотації свинцю потребують розбавлення та промивання для зменшення залишкового сульфіду натрію перед флотацією цинку.
- Для сильно окислених, високоглинистих руд змішуйте з відновниками (залізний порошок) та диспергаторами (гексаметафосфат натрію) для стабілізації сульфідної плівки.
Побічні ефекти: утворення токсичного газу тухлих яєць (H₂S) – потрібна вентиляція; надмірна кількість реагенту збільшує витрати; рівень сульфідів у стічних водах перевищує допустимі норми.
Особливе зауваження: NaHS, якщо його використовувати, легко розкладається.
Час публікації: 13 липня 2026 р.
