Τα οξειδωμένα ορυκτά μολύβδου-ψευδαργύρου (κερουσίτης, αγκλεσίτης, σμιθσονίτης, ημιμορφίτης κ.λπ.) έχουν υδρόφιλες επιφάνειες και δεν μπορούν να επιπλευθούν απευθείας με συλλέκτες ξανθικών. Η προσθήκη θειούχου νατρίου θειούχει το μετάλλευμα, επιτρέποντας την επακόλουθη προσρόφηση ξανθικών. Πέρα από τη θείωση και την ενεργοποίηση, το θειούχο νάτριο παρέχει επίσης λειτουργίες επιλεκτικής καταστολής, ρύθμισης του pH του πολτού και αφαίρεσης αντιδραστηρίων, καθιστώντας το ένα κρίσιμο αντιδραστήριο στην επεξεργασία οξειδωμένου μολύβδου-ψευδαργύρου.
I. Σουλφιδίωση και ενεργοποίηση
- Μηχανισμός αντίδρασης
Το θειούχο νάτριο υδρολύεται στο νερό για να παράγει ιόντα S²⁻ και HS⁻, τα οποία αντιδρούν με επιφανειακά μεταλλικά ιόντα σε οξειδωμένα ορυκτά μολύβδου-ψευδαργύρου μέσω διάλυσης-καθίζησης, σχηματίζοντας μια υδρόφοβη μεμβράνη θειούχου:
Κερουσίτης:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (ενδεικτική αντίδραση· σύμβολο κράτησης θέσης εικόνας)
Σμιθσονίτης:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (ενδεικτική αντίδραση· σύμβολο κράτησης θέσης εικόνας)
Η μεμβράνη PbS που σχηματίζεται είναι πυκνή και σταθερή, προσροφώντας σταθερά ξανθικό άλας και προσδίδοντας στον οξειδωμένο μόλυβδο ικανότητα επίπλευσης παρόμοια με αυτή των θειούχων. Η μεμβράνη ZnS είναι χαλαρή και επιρρεπής σε οξείδωση και αποκόλληση. Το θειούχο νάτριο από μόνο του δεν επαρκεί για την επίπλευση του οξειδωμένου ψευδαργύρου, ο οποίος απαιτεί δευτερογενή ενεργοποίηση με συλλέκτες αμίνης αργότερα.
- Αξία εφαρμογής
Χωρίς θειούχο νάτριο, η συνολική ανάκτηση οξειδωμένου μολύβδου-ψευδαργύρου είναι χαμηλή. Με την κατάλληλη σουλφιδίωση, η ανάκτηση μολύβδου αυξάνεται σημαντικά. Η σουλφιδίωση είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την επίπλευση οξειδωμένου μεταλλεύματος. Στην πράξη, το θειούχο νάτριο προστίθεται πρώτα για τη σουλφιδίωση, ακολουθούμενο από ξανθικό άλας για επιλεκτική επίπλευση μολύβδου.
ΙΙ. Επιλεκτική κατάθλιψη
- Κατάθλιψη ακαθαρσιών όπως ο σφαλερίτης και ο πυρίτης
Η περίσσεια S²⁻ στον πολτό επικαλύπτει τις επιφάνειες γαληνίτη, σφαλερίτη και πυρίτη, εμποδίζοντας την προσρόφηση ξανθικού και προκαλώντας κατασταλτικό αποτέλεσμα.
Στο στάδιο της επίπλευσης χύδην μολύβδου, χρησιμοποιείται μέτρια δόση θειούχου νατρίου για την ενεργοποίηση μόνο του οξειδωμένου μολύβδου. Η περίσσεια μειώνει τον μόλυβδο, ενώ μειώνει έντονα τον πρωτογενή σφαλερίτη, επιτυγχάνοντας έτσι τον διαχωρισμό ψευδαργύρου-μολύβδου.
Για το στάδιο επίπλευσης ψευδαργύρου, τα υπολείμματα μολύβδου πρέπει να πλυθούν σχολαστικά για να μειωθεί η υπολειμματική συγκέντρωση θειούχου νατρίου και να εξαλειφθεί η συμπίεση, πριν από τη χρήση συλλεκτών αμίνης για την ανάκτηση ψευδαργύρου. - Κανόνες δοσολογίας
Ανεπαρκής δοσολογία: λεπτή και ατελής μεμβράνη σουλφιδίου, χαμηλή ανάκτηση μολύβδου.
Μέτρια δοσολογία: πλήρης ενεργοποίηση του οξειδωμένου μολύβδου και μέτρια καταστολή του σφαλερίτη, βέλτιστος διαχωρισμός.
Υπερβολική δοσολογία: η περίσσεια S²⁻ καταστέλλει τόσο τον οξειδωμένο μόλυβδο όσο και τον σφαλερίτη, προκαλώντας απότομη πτώση των ανακτήσεων μολύβδου και ψευδαργύρου.
III. Προετοιμασία πολφού
- Ρύθμιση pH
Η υδρόλυση του θειούχου νατρίου αποδίδει ένα ισχυρά αλκαλικό διάλυμα, διατηρώντας φυσικά το pH του πολτού στο ευνοϊκό εύρος 8,5-11. Το αλκαλικό περιβάλλον αποτρέπει την οξειδωτική αποσύνθεση της θειούχου μεμβράνης, ενισχύοντας τη σταθερότητα της θείωσης. - Έλεγχος Eh
Τα αναγωγικά ιόντα θείου μειώνουν το δυναμικό οξείδωσης του πολτού, αποτρέποντας την οξειδωτική απενεργοποίηση της μεμβράνης PbS. Για τα μεταλλεύματα με υψηλή οξείδωση, πρέπει να διατηρείται μια ορισμένη περίσσεια θειούχου νατρίου ως αναγωγικό μέσο. - Καθίζηση επιβλαβών ιόντων βαρέων μετάλλων
Τα ελεύθερα ιόντα Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ και Fe³⁺ στον πολτό ενεργοποιούν μη επιλεκτικά τα ορυκτά του πολτού, μειώνοντας την επιλεκτικότητα. Το S²⁻ καθιζάνει αυτά τα ιόντα ως σουλφίδια, εξαλείφοντας τις παρεμβολές και μειώνοντας την περιττή κατανάλωση αντιδραστηρίων. - Διασπορά λάσπης
Τα προϊόντα αλκαλικής υδρόλυσης διασπείρουν ήπια τις λεπτές λάσπες, μειώνοντας την επικάλυψη των ορυκτών επιφανειών-στόχων από λάσπες.
IV. Κατασταλτική/εκροφητική δράση
Όταν παράγεται ένα συμπύκνωμα οξειδωμένου μολύβδου-ψευδαργύρου μεικτού τύπου, μπορεί να προστεθεί μεγάλη ποσότητα θειούχου νατρίου σε υψηλή συγκέντρωση. Το S²⁻ εκτοπίζει ανταγωνιστικά το προσροφημένο ξανθικό άλας στις ορυκτές επιφάνειες, αφαιρώντας πλήρως τον συλλέκτη. Μετά το πλύσιμο και την επαναπολτοποίηση, εφαρμόζεται σταδιακή σουλφιδίωση και διαχωρισμός για την επίλυση των κλειδωμένων ενδοαναπτύξεων μολύβδου-ψευδαργύρου. Αυτό χρησιμοποιείται συχνά σε σύνθετα κυκλώματα επίπλευσης μεταλλευμάτων μεικτού πολυμεταλλικού οξυγόνου-θειούχου.
V. Διαφορές συμπεριφοράς του θειούχου νατρίου σε ορυκτά μολύβδου έναντι ψευδαργύρου
- Οξειδωμένος μόλυβδος (κερουσίτης) – σχηματίζει μια πυκνή μεμβράνη PbS. Μέτρια περιεκτικότητα σε θειούχο νάτριο επαρκεί για σταθερή επίπλευση. Μόνο η περίσσεια προκαλεί συμπίεση. Κατάλληλο για επίπλευση μολύβδου χύδην με βάση ξανθικό άλας.
- Οξειδωμένος ψευδάργυρος (σμιθσονίτης) – σχηματίζει μια χαλαρή μεμβράνη ZnS. Το θειούχο νάτριο από μόνο του δεν μπορεί να τον επιπλεύσει. Το θειούχο νάτριο χρησιμεύει μόνο ως προεπεξεργασία και απαιτούνται κατιονικοί συλλέκτες όπως η οκταδεκυλαμίνη ή η δωδεκυλαμίνη. Το υπολειμματικό θειούχο νάτριο καταστέλλει έντονα την επίπλευση του οξειδωμένου ψευδαργύρου.
VI. Βασικές συμβουλές βιομηχανικής πρακτικής
- Διαχωρισμένη προσθήκη: προσθέστε τόσο το στάδιο άλεσης όσο και την επίπλευση με χονδροειδή επεξεργασία για να παρατείνετε τον χρόνο επαφής της σουλφιδίωσης.
- Τα υπολείμματα επίπλευσης μολύβδου χρειάζονται αραίωση και πλύση για τη μείωση του υπολειμματικού θειούχου νατρίου πριν από την επίπλευση ψευδαργύρου.
- Για μεταλλεύματα υψηλής οξείδωσης, υψηλής περιεκτικότητας σε άργιλο, συνδυάστε τα με αναγωγικά μέσα (σκόνη σιδήρου) και διασπορείς (εξαμεταφωσφορικό νάτριο) για να σταθεροποιήσετε το φιλμ των θειούχων.
Παρενέργειες: παραγωγή τοξικού αερίου σάπιου αυγού (H₂S) – απαιτείται εξαερισμός· η υπερβολική ποσότητα αντιδραστηρίου αυξάνει το κόστος· τα επίπεδα θειούχων αλάτων στα λύματα υπερβαίνουν τα όρια.
Ειδική σημείωση: Το NaHS, εάν χρησιμοποιηθεί, αποσυντίθεται εύκολα.
Ώρα δημοσίευσης: 13 Ιουλίου 2026
