Výzkum inhibičního mechanismu kyanidu sodného při flotaci s oddělováním olova a zinku

1. Úvod

V oblasti zpracování nerostných surovin má separace olovnatých a zinkových minerálů velký význam. Pěnová flotace je pro tuto separaci běžně používanou metodou a použití vhodných depresorů je nezbytné pro dosažení účinné separace. Kyanid sodný se již dlouho široce používá jako depresor při flotaci pro separaci olova a zinku. Pochopení jeho inhibičního mechanismu je zásadní pro optimalizaci flotačního procesu, zvýšení účinnosti separace a snížení spotřeby činidel. Tento článek si klade za cíl provést systematickou studii inhibičního mechanismu kyanidu sodného při flotaci pro separaci olova a zinku.

2. Úloha depresorů při flotaci

V procesu pěnové flotace jsou depresorová činidla činidla, která mohou zabránit nebo snížit adsorpci nebo působení sběračů na povrchu necílových minerálů a vytvořit na těchto površích hydrofilní film. V separační flotaci olova a zinku je primárním cílem oddělit olovnaté minerály (jako je galenit) od zinkových minerálů (jako je sfalerit). Bez účinných depresorových činidel je obtížné dosáhnout separace s vysokou čistotou, protože olovnaté i zinkové minerály mohou v přítomnosti sběračů vykazovat podobné flotační chování.

3. Hydrolýza kyanidu sodného a její vztah k pH

Kyanid sodný hydrolyzuje ve vodě a produkty hydrolýzy úzce souvisejí s hodnotou pH buničiny. Experimentální studie ukázaly, že při pH buničiny 7.0 se téměř veškerý kyanid sodný hydrolyzuje za vzniku plynného kyanovodíku. Při pH buničiny 12.0 se kyanid sodný téměř úplně disociuje na kyanidové ionty. Při pH buničiny 9.3 je poměr kyanovodíku k kyanidovým iontům 1:1. Toto na pH závislé hydrolýzní chování kyanidu sodného významně ovlivňuje jeho inhibiční účinek na minerály.

4. Inhibiční mechanismy kyanidu sodného na sfaleritu

4.1 Rozpouštění aktivovaného filmu sulfidu měďnatého na povrchu sfaleritu

Když je sfalerit aktivován síranem měďnatým, na jeho povrchu se vytvoří film sulfidu měďnatého, který zvyšuje jeho plovatelnost. Kyanid sodný může tento film sulfidu měďnatého na povrchu sfaleritu rozpustit. Jakmile se film sulfidu měďnatého rozpustí, odkryje se původní špatně plovatelný povrch sfaleritu. V důsledku toho je pro kolektor obtížnější adsorbovat se na povrch sfaleritu, což účinně snižuje plovatelnost sfaleritu.

4.2 Tvorba hydrofilního filmu na povrchu sfaleritu

Kyanidové ionty v kyanidu sodném se mohou na povrchu sfaleritu adsorbovat s anionty, jako jsou síranové ionty, a s anionty z kolektorů, jako jsou xantháty. Například při reakci s ionty zinku na povrchu sfaleritu se může vytvořit hydrofilní film kyanidu zinečnatého. Tento hydrofilní film brání interakci mezi povrchem sfaleritu a kolektorem, čímž se snižuje adsorpce kolektoru na povrchu sfaleritu, a tím se dosahuje cíle inhibice flotace sfaleritu.

4.3 Rozpouštění - Komplexace s kovovými xantháty

Kyanid sodný má silnou schopnost rozpouštět se a komplexovat s xantháty kovů, které se běžně používají jako sběrače při flotaci sulfidových minerálů. U minerálů souvisejících se zinkem lze xanthát-zinkové komplexy vytvořené na povrchu sfaleritu rozložit kyanidem sodným. Komplexace kyanidu sodného s kovovými ionty v xanthátech oslabuje vazbu mezi sběračem a povrchem minerálu, což způsobuje desorpci xanthátů z povrchu sfaleritu. V důsledku toho je inhibována flotační schopnost sfaleritu.

5. Selektivita kyanidu sodného k různým minerálům

Na základě schopnosti kyanidu sodného tvořit stabilní kyanidové komplexy s různými kovy lze běžné kovy a jejich minerály rozdělit do tří skupin:

1. Minerály olova, thalia, bizmutu, antimonu, arsenu, cínu, rhodia : Tyto minerály nemohou tvořit stabilní kyanidové komplexy s kyanidem sodným. Kyanid sodný proto na tyto minerály nemá žádný inhibiční účinek. Při flotaci s oddělováním olova a zinku tato vlastnost zajišťuje, že minerály olova nejsou inhibovány kyanidem sodným a lze je efektivně flotovat.

2. Minerály platiny, RTUI , stříbra, kadmia, mědi : Tyto minerály mohou s kyanidem sodným tvořit stabilní kyanidové komplexy, ale k dosažení inhibice je zapotřebí relativně vysoké dávkování kyanidu sodného. V kontextu separace olova a zinku, pokud jsou v rudě přítomny nečistoty obsahující měď, může být zapotřebí větší množství kyanidu sodného k inhibici minerálů souvisejících s mědí a zabránění interferenci se separací olova a zinku.

3. Minerály zinku, niklu, zlata, železa : Tyto minerály mohou s kyanidem sodným tvořit velmi stabilní kyanidové komplexy. Kyanid sodný má na tyto minerály nejúčinnější inhibiční účinek a malé množství kyanidu sodného může vést k významné inhibici. Při flotaci s oddělovacím systémem olova a zinku tato vlastnost umožňuje účinnou inhibici minerálů obsahujících železo (jako je pyrit) a minerálů obsahujících zinek, což je prospěšné pro selektivní flotaci olovnatých minerálů.

6. Praktické využití a úvahy

V reálných flotačních operacích pro separaci olova a zinku vyžaduje použití kyanidu sodného pečlivou optimalizaci. Dávkování kyanidu sodného by mělo být upraveno podle specifického složení rudy, obsahu minerálů olova a zinku a přítomnosti dalších nečistot. Pokud je dávkování příliš nízké, inhibice minerálů zinku a souvisejících hlušiny může být nedostatečná, což vede k nízkočistým olověným koncentrátům. Naopak, pokud je dávkování příliš vysoké, nejenže se zvyšují náklady na činidlo, ale může také způsobit environmentální problémy v důsledku toxicity kyanidu.

Kromě toho musí být hodnota pH buničiny, která ovlivňuje hydrolýzu kyanidu sodného, ​​přísně kontrolována. Vhodné rozmezí pH pro flotační separaci olova a zinku s použitím kyanidu sodného je obvykle kolem 9–11. V tomto rozmezí pH může kyanid sodný existovat ve formě, která napomáhá inhibici minerálů zinku a zároveň minimalizuje ztráty minerálů olova v důsledku nadměrné inhibice.

7. závěr

Kyanid sodný hraje klíčovou roli ve flotační separaci olova a zinku prostřednictvím několika inhibičních mechanismů. Rozpouštěním aktivovaného filmu sulfidu mědi na povrchu sfaleritu, tvorbou hydrofilního filmu na povrchu sfaleritu a rozpouštěním komplexů s xantháty kovů účinně inhibuje flotaci zinkových minerálů. Jeho selektivita k různým minerálům poskytuje základ pro separaci olovnatých a zinkových minerálů. V praktických aplikacích je však třeba pečlivě zvážit faktory, jako je kontrola dávkování a úprava pH buničiny, aby se dosáhlo efektivní, ekonomické a ekologicky šetrné separace olova a zinku. Další výzkum v této oblasti se může zaměřit na vývoj účinnějších a ekologicky šetrnějších alternativ ke kyanidu sodnému při zachování nebo zlepšení účinnosti separace olovnatých a zinkových minerálů.