Naatriumtsüaniidi inhibeerimismehhanismi uuring plii-tsingi eraldusflotatsioonis

1. Sissejuhatus

Mineraalide töötlemise valdkonnas on plii- ja tsingiminaalide eraldamisel suur tähtsus. Vahtflotatsioon on selle eraldamise jaoks tavaliselt kasutatav meetod ning sobivate depressantide kasutamine on tõhusa eraldamise saavutamiseks hädavajalik. Naatrium tsüaniid on pikka aega laialdaselt kasutatud depressandina plii-tsingi eraldamise flotatsioonil. Selle inhibeerimismehhanismi mõistmine on oluline flotatsiooniprotsessi optimeerimiseks, eraldamise efektiivsuse suurendamiseks ja reagentide tarbimise vähendamiseks. Selle artikli eesmärk on läbi viia süstemaatiline uuring inhibeerimismehhanismi kohta Naatriumtsüaniid plii-tsingi eraldamise flotatsioonil.

2. Depressantide roll flotatsioonis

Vahtflotatsiooniprotsessis on depressandid reagendid, mis võivad takistada või vähendada kollektorite adsorptsiooni või toimet mitte-sihtmärgiks olevate mineraalide pinnale ja moodustada nende mineraalide pindadele hüdrofiilse kile. Plii-tsingi eraldusflotatsiooni peamine eesmärk on eraldada pliimineraalid (näiteks galeniit) tsinkmineraalidest (näiteks sfaleriit). Ilma tõhusate depressantideta on keeruline saavutada kõrge puhtusastmega eraldamist, kuna nii plii- kui ka tsingiminaalid võivad kollektorite juuresolekul omada sarnast flotatsioonikäitumist.

3. Naatriumtsüaniidi hüdrolüüs ja selle seos pH-ga

Naatriumtsüaniid hüdrolüüsub vees ja hüdrolüüsisaadused on tihedalt seotud tselluloosi pH väärtusega. Eksperimentaalsed uuringud on näidanud, et kui tselluloosi pH on 7.0, siis peaaegu kõik Naatriumtsüaniid hüdrolüüsub, moodustades vesiniktsüaniidgaasi. Kui tselluloosi pH on 12.0. naatriumtsüaniid dissotsieerub peaaegu täielikult tsüaniidioonideks. Kui tselluloosi pH on 9.3, on vesiniktsüaniidi ja tsüaniidioonide suhe 1:1. See naatriumtsüaniidi pH-st sõltuv hüdrolüüsikäitumine mõjutab oluliselt selle inhibeerivat toimet mineraalidele.

4. Naatriumtsüaniidi inhibeerimismehhanismid sfaleriidil

4.1 Aktiveeritud vasksulfiidkile lahustumine sfaleriidi pinnal

Kui sfaleriit aktiveeritakse vasksulfaadiga, moodustub selle pinnale vasksulfiidikile, mis suurendab sfaleriidi ujuvust. Naatriumtsüaniid võib selle vasksulfiidikile sfaleriidi pinnal lahustada. Kui vasksulfiidikile on lahustunud, paljastub algne halva ujuvusega sfaleriidipind. Selle tulemusel muutub kollektori jaoks sfaleriidi pinnale adsorbeerumine raskemaks, mis pärsib tõhusalt sfaleriidi ujuvust.

4.2 Hüdrofiilse kile moodustumine sfaleriidi pinnale

Naatriumtsüaniidi tsüaniidioonid saavad adsorbeeruda sfaleriidi pinnal asuvate anioonidega, näiteks sulfaatioonidega, ja kollektoritelt, näiteks ksantaatidelt pärinevate ioonidega. Näiteks reageerides sfaleriidi pinnal olevate tsingiioonidega, võib see moodustada hüdrofiilse tsinktsüaniidikile. See hüdrofiilne kile takistab sfaleriidi pinna ja kollektori vahelist interaktsiooni, vähendades kollektori adsorptsiooni sfaleriidi pinnale ja saavutades seeläbi eesmärgi pärssida sfaleriidi flotatsiooni.

4.3 Lahustumine - metalli ksantaatide komplekseerumine

Naatriumtsüaniidil on tugev võime lahustuda ja komplekseeruda metallide ksantaatidega, mida tavaliselt kasutatakse sulfiidmineraalide flotatsioonil. Tsinkiga seotud mineraalide puhul saab sfaleriidi pinnale moodustunud ksantaadi-tsingi komplekse naatriumtsüaniidiga lagundada. Naatriumtsüaniidi komplekseerumine ksantaatides olevate metalliioonidega nõrgestab sidet kollektori ja mineraali pinna vahel, põhjustades ksantaatide desorbeerumist sfaleriidi pinnalt. Selle tulemusena on sfaleriidi hõljuvus pärsitud.

5. Naatriumtsüaniidi selektiivsus erinevate mineraalide suhtes

Naatriumtsüaniidi võime põhjal moodustada stabiilseid tsüaniidkomplekse erinevate metallidega saab tavalised metallid ja nende mineraalid jagada kolme rühma:

1. Plii, talliumi, vismuti, antimoni, arseeni, tina, roodiumi mineraalidNeed mineraalid ei saa naatriumtsüaniidiga moodustada stabiilseid tsüaniidkomplekse. Seega ei ole naatriumtsüaniidil nendele mineraalidele pärssivat mõju. Plii-tsingi eraldusflotatsioonil tagab see omadus, et naatriumtsüaniid ei inhibeeri pliimineraale ja neid saab tõhusalt floteerida.

2. Plaatina mineraalid, ELAVHÕBE, hõbe, kaadmium, vaskNeed mineraalid võivad moodustada naatriumtsüaniidiga stabiilseid tsüaniidkomplekse, kuid inhibeerimise saavutamiseks on vaja naatriumtsüaniidi suhteliselt suurt annust. Plii ja tsingi eraldamise kontekstis, kui maagis on vaske sisaldavaid lisandeid, võib vasega seotud mineraalide inhibeerimiseks ja plii ja tsingi eraldamise häirete vältimiseks olla vaja suuremat kogust naatriumtsüaniidi.

3. Tsingi, nikli, kulla, raua mineraalidNeed mineraalid võivad naatriumtsüaniidiga moodustada väga stabiilseid tsüaniidikomplekse. Naatriumtsüaniidil on nende mineraalide suhtes kõige tugevam inhibeeriv toime ja väike kogus naatriumtsüaniidi võib põhjustada märkimisväärse inhibeerimise. Plii-tsingi eraldamise flotatsioonil võimaldab see omadus rauda sisaldavate mineraalide (näiteks püriidi) ja tsinki sisaldavate mineraalide tõhusat inhibeerimist, mis on kasulik pliimineraalide selektiivseks flotatsiooniks.

6. Praktiline rakendamine ja kaalutlused

Tegelikes plii-tsingi eraldamise flotatsiooniprotsessides nõuab naatriumtsüaniidi kasutamine hoolikat optimeerimist. Naatriumtsüaniidi annust tuleks kohandada vastavalt maagi konkreetsele koostisele, plii- ja tsinkmineraalide sisaldusele ning muude lisandite olemasolule. Kui annus on liiga madal, võib tsinkmineraalide ja nendega seotud aherainete inhibeerimine olla ebapiisav, mille tulemuseks on madala puhtusastmega pliikontsentraadid. Vastupidi, kui annus on liiga kõrge, siis see mitte ainult ei suurenda reagendi maksumust, vaid võib tsüaniidi toksilisuse tõttu põhjustada ka keskkonnaprobleeme.

Lisaks tuleb rangelt kontrollida tselluloosi pH väärtust, mis mõjutab naatriumtsüaniidi hüdrolüüsi. Naatriumtsüaniidi abil plii-tsingi eraldamise flotatsiooni jaoks sobiv pH vahemik on tavaliselt umbes 9–11. Selles pH vahemikus võib naatriumtsüaniid esineda kujul, mis soodustab tsinkmineraalide inhibeerimist, minimeerides samal ajal pliimineraalide kadu ülesurumise tõttu.

7. järeldus

Naatriumtsüaniid mängib plii-tsingi eraldamise flotatsiooniprotsessis olulist rolli mitmete inhibeerimismehhanismide kaudu. Lahustades sfaleriidi pinnal aktiveeritud vasksulfiidikile, moodustades sfaleriidi pinnale hüdrofiilse kile ja lahustades komplekse moodustades metalli ksantaadid, pärsib see tõhusalt tsinkmineraalide flotatsiooni. Selle selektiivsus erinevate mineraalide suhtes loob aluse plii- ja tsinkmineraalide eraldamiseks. Praktilistes rakendustes tuleb aga plii-tsingi eraldamise efektiivsuse saavutamiseks hoolikalt kaaluda selliseid tegureid nagu annuse kontroll ja tselluloosi pH reguleerimine. Edasised uuringud selles valdkonnas võivad keskenduda naatriumtsüaniidi tõhusamate ja keskkonnasõbralike alternatiivide väljatöötamisele, säilitades samal ajal plii-tsingi mineraalide eraldamise efektiivsust või parandades seda.