Oksüdeeritud plii-tsinkmineraalidel (tserusiit, anglesiit, smitsoniit, hemimorfiit jne) on hüdrofiilsed pinnad ja neid ei saa ksantaatide kogujatega otse ujutada. Naatriumsulfiidi lisamine sulfidiseerib maagi, võimaldades ksantaatide järgnevat adsorptsiooni. Lisaks sulfidiseerimisele ja aktiveerimisele täidab naatriumsulfiid ka selektiivset depressiooni, tselluloosi pH reguleerimist ja reagentide eemaldamise funktsioone, muutes selle oksüdeeritud plii-tsingi töötlemisel kriitiliseks reagendiks.
I. Sulfiseerimine ja aktiveerimine
- Reaktsioonimehhanism
Naatriumsulfiid hüdrolüüsub vees, moodustades S²⁻ ja HS⁻ ioone, mis reageerivad oksüdeerunud plii-tsinkmineraalide pinnametalliioonidega lahustumis-sadestamise teel, moodustades hüdrofoobse sulfiidkile:
Cerussiit:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (illustreeriv reaktsioon; pildi kohatäide)
Smithsoniit:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (illustreeriv reaktsioon; pildi kohatäide)
Moodustunud PbS-kile on tihe ja stabiilne, adsorbeerides kindlalt ksantaati ja andes oksüdeerunud pliile sulfiidilaadse ujuvuse. ZnS-kile on lahtine ja altid oksüdeerumisele ning eraldumisele; naatriumsulfiidist üksi ei piisa oksüdeerunud tsingi ujuvuse suurendamiseks, mis nõuab hiljem sekundaarset aktiveerimist amiinikogujatega.
- Rakenduse väärtus
Ilma naatriumsulfiidita on oksüdeeritud plii-tsingi üldine saagis madal. Nõuetekohase sulfidiseerimise korral suureneb plii saagis märkimisväärselt. Sulfideerimine on oksüdeeritud maagi flotatsiooni eeltingimus. Praktikas lisatakse sulfidiseerimiseks kõigepealt naatriumsulfiid, seejärel ksantaat plii selektiivseks flotatsiooniks.
II. Selektiivne depressioon
- Lisandite, näiteks sfaleriidi ja püriidi, vähendamine
Tselluloosis sisalduv liigne S²⁻ katab galeniit-, sfaleriidi- ja püriidipindu, takistades ksantaatide adsorptsiooni ja tekitades depressiivse efekti.
Plii lahtise flotatsiooni etapis kasutatakse mõõdukat naatriumsulfiidi annust ainult oksüdeerunud plii aktiveerimiseks; liigne annus surub pliid alla, samal ajal kui primaarne sfaleriit tugevalt alla surutakse, saavutades seeläbi tsingi ja plii eraldamise.
Tsingi floteerimise etapis tuleb pliijäätmed enne tsingi eraldamiseks amiinikogujate kasutamist põhjalikult pesta, et vähendada naatriumsulfiidi jääkkontsentratsiooni ja kõrvaldada depressioon. - Annustamisreeglid
Ebapiisav doseerimine: õhuke ja mittetäielik sulfiidkile, madal plii taaskasutus.
Mõõdukas annus: oksüdeerunud plii täielik aktiveerimine ja sfaleriidi mõõdukas vähenemine, optimaalne eraldamine.
Liigne doseerimine: liigne S²⁻ vähendab nii oksüdeerunud plii kui ka sfaleriiti, põhjustades plii ja tsingi saagise järsu languse.
III. Tselluloosi konditsioneerimine
- pH reguleerimine
Naatriumsulfiidi hüdrolüüs annab tugevalt leeliselise lahuse, mis hoiab tselluloosi pH loomulikult soodsas vahemikus 8,5–11. Leeliseline keskkond hoiab ära sulfiidkile oksüdatiivse lagunemise, suurendades sulfidisatsiooni stabiilsust. - Eh-kontroll
Redutseerivad sulfiidioonid vähendavad tselluloosi oksüdatsioonipotentsiaali, takistades PbS-kile oksüdatiivset deaktiveerimist. Tugevalt oksüdeerunud maakide puhul tuleb redutseerijana säilitada teatud naatriumsulfiidi liias. - Kahjulike raskmetalliioonide sadestumine
Tselluloosis olevad vabad Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ ja Fe³⁺ ioonid aktiveerivad mitteselektiivselt aheraineid, vähendades selektiivsust. S²⁻ sadestab need ioonid sulfiididena, kõrvaldades interferentsi ja vähendades tarbetut reagentide tarbimist. - Lima hajumine
Leeliselised hüdrolüüsiproduktid hajutavad õrnalt peeneid limasid, leevendades sihtmärgiks olevate mineraalpindade katmist limaga.
IV. Depressiivne/desorptsioontoime
Kui toodetakse segatud plii-tsingi oksüdeeritud kontsentraadi segu, saab lisada suures koguses naatriumsulfiidi ja kõrget kontsentratsiooni. S²⁻ tõrjub konkureerivalt mineraalpindadel adsorbeerunud ksantaadi välja, eemaldades kollektori täielikult. Pärast pesemist ja ümbertöötlemist rakendatakse lukustunud plii-tsingi vahekihtide eraldamiseks etapiviisilist sulfidiseerimist ja eraldamist. Seda kasutatakse sageli keerukates polümetalliliste hapniksulfiidide segamaagi flotatsiooniringlustes.
V. Naatriumsulfiidi käitumuslikud erinevused plii- ja tsinkmineraalide suhtes
- Oksüdeeritud plii (tserusiit) – moodustab tiheda PbS-kile; stabiilseks flotatsiooniks piisab mõõdukast naatriumsulfiidist; ainult liigne kogus põhjustab depressiooni. Sobib ksantaadipõhiseks plii lahtiseks flotatsiooniks.
- Oksüdeeritud tsink (smitsoniit) – moodustab lahtise ZnS-kile; naatriumsulfiid üksi ei suuda seda floteerida. Naatriumsulfiid toimib ainult eeltöötlusena ja vajalikud on katioonsed kollektorid, näiteks oktadetsüülamiin või dodetsüülamiin. Jäänud naatriumsulfiid pärsib tugevalt oksüdeeritud tsingi flotatsiooni.
VI. Olulised tööstuspraktika näpunäited
- Jagatud lisamine: sulfidiseerimise kokkupuuteaja pikendamiseks lisage nii jahvatus- kui ka jämeflotatsioonietapis.
- Plii flotatsioonijäägid vajavad enne tsinkflotatsiooni jääknaatriumsulfiidi vähendamiseks lahjendamist ja pesemist.
- Tugevalt oksüdeerunud ja saviste maakide puhul kombineerige sulfiidkile stabiliseerimiseks redutseerijate (rauapulber) ja dispergeerivate ainetega (naatriumheksametafosfaat).
Kõrvalmõjud: mürgise mädanenud munagaasi (H₂S) teke – vajalik ventilatsioon; liigne reagent lisab kulusid; reovee sulfiidide tase ületab piirnorme.
Erimärkus: NaHS laguneb kasutamisel kergesti.
Postituse aeg: 13. juuli 2026
