Oksidirani svinčevo-cinkovi minerali (cerusit, anglezit, smithsonit, hemimorfit itd.) imajo hidrofilne površine in jih ni mogoče neposredno flotirati s ksantatnimi zbiralniki. Dodatek natrijevega sulfida sulfidizira rudo, kar omogoča nadaljnjo adsorpcijo ksantatov. Poleg sulfidizacije in aktivacije natrijev sulfid zagotavlja tudi selektivno depresijo, uravnavanje pH pulpe in odstranjevanje reagentov, zaradi česar je ključni reagent pri oksidirani predelavi svinca in cinka.
I. Sulfidizacija in aktivacija
- Reakcijski mehanizem
Natrijev sulfid v vodi hidrolizira in tvori ione S²⁻ in HS⁻, ki reagirajo s površinskimi kovinskimi ioni na oksidiranih svinčevo-cinkovih mineralih z raztapljanjem in precipitacijo, pri čemer tvorijo hidrofobni sulfidni film:
Cerusit:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (ilustrativna reakcija; nadomestno besedilo za sliko)
Smithsonit:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (ilustrativna reakcija; nadomestno besedilo za sliko)
Nastali film PbS je gost in stabilen, trdno adsorbira ksantat in daje oksidiranemu svincu sulfidu podobno plovnost. Film ZnS je ohlapen in nagnjen k oksidaciji in odlepljevanju; natrijev sulfid sam po sebi ni zadosten za plavanje oksidiranega cinka, ki zahteva kasnejšo sekundarno aktivacijo z aminskimi zbiralniki.
- Vrednost uporabe
Brez natrijevega sulfida je skupni izkoristek oksidiranega svinčevo-cinkovega spoja nizek. Z ustrezno sulfidizacijo se izkoristek svinca znatno poveča. Sulfidizacija je predpogoj za flotacijo oksidirane rude. V praksi se za sulfidizacijo najprej doda natrijev sulfid, nato pa ksantat za selektivno flotacijo svinca.
II. Selektivna depresija
- Depresija nečistoč, kot sta sfalerit in pirit
Presežek S²⁻ v pulpi prekrije površine galenita, sfalerita in pirita, kar ovira adsorpcijo ksantata in povzroča depresivni učinek.
V fazi flotacije svinca v razsutem stanju se uporablja zmeren odmerek natrijevega sulfida za aktivacijo samo oksidiranega svinca; presežek znižuje svinec, medtem ko močno znižuje primarni sfalerit, s čimer se doseže ločitev cinka in svinca.
Za fazo flotacije cinka je treba svinčeve ostanke temeljito oprati, da se zmanjša preostala koncentracija natrijevega sulfida in odpravi depresija, preden se za pridobivanje cinka uporabijo aminski zbiralniki. - Pravila odmerjanja
Nezadosten odmerek: tanek in nepopoln sulfidni film, nizek izkoristek svinca.
Zmeren odmerek: polna aktivacija oksidiranega svinca in zmerna depresija sfalerita, optimalna ločitev.
Prekomerno odmerjanje: presežek S²⁻ zmanjšuje tako oksidirani svinec kot sfalerit, zaradi česar se izkoristki svinca in cinka močno zmanjšajo.
III. Kondicioniranje pulpe
- Prilagoditev pH
Hidroliza natrijevega sulfida daje močno alkalno raztopino, ki naravno vzdržuje pH pulpe v ugodnem območju 8,5–11. Alkalno okolje preprečuje oksidativno razgradnjo sulfidnega filma in povečuje stabilnost pri sulfidizaciji. - Nadzor Eh
Reducirajoči sulfidni ioni znižujejo oksidacijski potencial pulpe in preprečujejo oksidativno deaktivacijo filma PbS. Pri močno oksidiranih rudah je treba vzdrževati določen presežek natrijevega sulfida kot redukcijskega sredstva. - Obarjanje škodljivih ionov težkih kovin
Prosti ioni Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ in Fe³⁺ v pulpi neselektivno aktivirajo minerale jalovine, kar zmanjšuje selektivnost. S²⁻ te ione obori kot sulfide, s čimer odpravi motnje in zmanjša nepotrebno porabo reagentov. - Disperzija sluzi
Produkti alkalne hidrolize rahlo dispergirajo fine sluzi, kar olajša prekrivanje ciljnih mineralnih površin s sluzjo.
IV. Depresivno/desorpcijsko delovanje
Pri proizvodnji mešanega oksidiranega koncentrata svinca in cinka se lahko doda velika količina natrijevega sulfida pri visoki koncentraciji. S²⁻ konkurenčno izpodrine adsorbirani ksantat na mineralnih površinah in temeljito odstrani zbiralnik. Po pranju in ponovnem pulpiranju se uporabi postopno sulfidiranje in ločevanje za razrešitev zaklenjenih svinčevo-cinkovih zrastkov. To se pogosto uporablja v kompleksnih flotacijskih krogih s polimetalno mešano kisikovo-sulfidno rudo.
V. Razlike v vedenju natrijevega sulfida na svinčevih in cinkovih mineralih
- Oksidirani svinec (cerusit) – tvori gosto plast PbS; zmerna količina natrijevega sulfida zadostuje za stabilno flotacijo; le presežek povzroči depresijo. Primeren za flotacijo svinca na osnovi ksantata.
- Oksidirani cink (smithsonit) – tvori rahel ZnS film; natrijev sulfid sam ga ne more flotirati. Natrijev sulfid služi le kot predobdelava, potrebni pa so kationski zbiralniki, kot sta oktadecilamin ali dodecilamin. Preostali natrijev sulfid močno zavira flotacijo oksidiranega cinka.
VI. Ključni nasveti za industrijsko prakso
- Deljeno dodajanje: dodajanje tako v fazi mletja kot pri grobi flotaciji podaljša čas stika pri sulfidizaciji.
- Jalovino flotacije svinca je treba pred flotacijo cinka razredčiti in sprati, da se zmanjša preostali natrijev sulfid.
- Za visoko oksidirane rude z visoko vsebnostjo gline kombinirajte z redukcijskimi sredstvi (železov prah) in dispergatorji (natrijev heksametafosfat) za stabilizacijo sulfidnega filma.
Stranski učinki: nastajanje strupenega plina gnilih jajc (H₂S) – potrebno je prezračevanje; prekomerna količina reagenta povečuje stroške; raven sulfidov v odpadni vodi presega mejne vrednosti.
Posebna opomba: NaHS se ob uporabi hitro razgradi.
Čas objave: 13. julij 2026
