Натрий сульфидінің минералды шикізатты өңдеудегі рөлі

кіріспе

Күрделі және өмірлік маңызды салада пайдалы қазбаларды өңдеу, әртүрлі химиялық реагенттер құнды минералдарды бөлу мен алуды оңтайландыруда шешуші рөл атқарады. Бұлардың ішінде, натрий сульфиді (Na₂S) жан-жақты және кеңінен қолданылатын химиялық зат ретінде ерекшеленеді. Ол пайдалы қазбаларды өңдеудің әртүрлі түрлерінде, әсіресе, флотация кендерден пайдалы қазбаларды тиімді алу үшін негізгі болып табылатын процестер.

Натрий сульфидінің химиялық қасиеттері

Натрий сульфиді – әлсіз екі негізді қышқыл күкіртсутектен алынған тұз. Бөлме температурасындағы және бір атмосфералық қысымдағы сулы ерітінділерде 30-дан астам молекулалық және иондық күкірт түрлерінің ішінде тек алтауы ғана термодинамикалық тұрақты: HSO₄⁻, SO₄²⁻, H₂S, HS⁻ және S²⁻. Сулы жүйенің рН мәні күкіртті сутегінің тотығуындағы шешуші бақылаушы айнымалы болып табылады. рН 6-дан төмен. «молекулярлық күкіртті сутегі» күкірттің тотықсызданған түрі басым. рН 7. ерітіндідегі тотықсызданған күкірт түрлері «еріген күкіртсутек» және бисульфид түрлері (HS⁻) арасында біркелкі бөлінеді, HS⁻ рН 8 - 11 диапазонында негізгі түр болып табылады.

Натрий сульфидінің минералды шикізатты өңдеудегі функциялары

Сульфидті минералдардың ингибиторы

Натрий сульфиді тиімді ингибиторы көп мөлшерде пайдаланған кезде сульфидті минералдардың көпшілігі үшін. Оның сульфидті минералдарға ингибиторлық әсер ету реті әдетте келесідей төмендейді: галена, сфалерит, халькопирит, борнит, ковеллит, пирит және халькоцит. Айта кету керек, молибдениттің тамаша табиғи жүзгіштігіне байланысты натрий сульфиді оны тежей алмайды. Бұл сипаттама молибдениттің флотациясында қолданылады, мұнда Na₂S молибденитті селективті бөлуге мүмкіндік беретін басқа сульфидті минералдардың флотациясын басу үшін қолданылуы мүмкін.

Түсті металдар оксиді кендеріне арналған сульфидтендіргіш

Түсті металдар оксидінің кендерін ксантат коллекторлары тікелей ұстай алмайды. Бірақ ксантат флотациясының алдында руда массасына натрий сульфидін қосқанда, ол түсті металл оксидінің минералдарының бетімен әрекеттеседі. Бұл реакция оксидті минералдардың бетінде сульфидті минералдардың жұқа қабықшасының түзілуіне әкеледі. Мысалы, ақ қорғасын кені натрий сульфидімен әрекеттескенде оның бетінің түсі ақ түстен күңгіртке өзгереді; ал малахит натрий сульфидімен әрекеттескенде оның бетінің түсі жасылдан қою қараға дейін өзгереді. Бұл түс өзгерістері бастапқы минералдан ерекшеленетін сульфидті қабықшаның сәтті қалыптасуын көрсетеді. Сульфидтенуден кейін ксантат бұл минералдарды тиімді ұстай алады, осылайша түсті металл оксиді кендерінің флотациялық қалпына келуін жақсартады.

Сульфидті минералды аралас концентраттарға арналған десорбциялаушы агент

Натрий сульфидінің көп мөлшерін пайдаланған кезде минералдар бетінде адсорбцияланған ксантат типті коллекторларды десорбциялай алады. Қорғасын – мырыш аралас концентраттарды немесе мыс – қорғасын аралас концентраттарды бөлуде алдымен кен массасын концентрлеуге болады. Содан кейін минерал бетіндегі коллекторларды десорбциялау үшін көп мөлшерде натрий сульфиді қосылады. Осыдан кейін целлюлоза жуылады, ал кейіннен бөлу флотациясы үшін целлюлозаны қайта реттеу үшін тұщы су қосылады. Бұл процесс бастапқы коллекторлардың кедергісін жоюға көмектеседі және аралас концентраттағы әртүрлі минералдарды тиімдірек бөлуге мүмкіндік береді.

Кен целлюлозасындағы зиянды иондарды жою

Натрий сульфиді көптеген металл иондарымен әрекеттесіп, ерімейтін сульфидті тұнбаларды түзе алады. Кен массасында флотацияға теріс әсер ететін кейбір металл иондары жиі кездеседі, мысалы, кейбір ауыр металдар иондары. Натрий сульфидін қосу арқылы бұл зиянды металл иондарын руда массасынан сульфидті тұнбалар түрінде шығаруға болады, осылайша флотация үшін қолайлы химиялық орта жасайды және жалпы флотация тиімділігін арттырады.

Натрий сульфидінің пайдалы қазбаларды өңдеуде қолданылуына әсер ететін факторлар

1. Кен минералогиясы: Кен минералогиясының әртүрлілігі айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Мысалы, оксидті кенді сульфидизациялау кезінде рудада галена, сфалерит және церуссит сияқты әртүрлі минералдардың бірге болуы реакция процесін қиындатады. Сол сияқты малахит, азурит, атакамит және хризоколла сияқты әртүрлі оксидті минералдардың болуы да сульфидтену әсеріне әсер етеді.

2. Натрий сульфиді - тұтынатын минералдар: Пирит, марказит, тальк, церуссит, саз, шламдар, сілтілі жер тұздары, гипс және хлоридтер сияқты минералдар натрий сульфидін тұтына алады. Бұл тұтыну флотация процесінде қажетті реакциялар үшін қол жетімді натрий сульфидінің жеткіліксіз мөлшеріне әкелуі мүмкін, осылайша оның тиімділігін төмендетеді.

3. рН мәні: Натрий сульфидінің жоғары дозаларында руда массасының рН шамадан тыс болуы мүмкін. Бұл экстремалды рН жағдайы натрий сульфидінің минералдармен химиялық реакцияларына әсер етіп қана қоймай, сонымен қатар флотация жүйесіндегі басқа реагенттердің жұмысына әсер етіп, сайып келгенде, минералдардың бөлінуіне және қалпына келуіне әсер етуі мүмкін.

4. Натрий сульфидінің қосылу сатыларының орны мен саны: Флотация процесінде натрий сульфидін қосу нүктесі мен саны да шешуші мәнге ие. Қате қосу орындары немесе қосу кезеңдерінің дұрыс емес саны натрий сульфидінің кен целлюлозасында біркелкі бөлінбеуіне немесе уақытылы емес реакцияларға әкелуі мүмкін, бұл екеуі де оның функцияларының тиімділігін төмендетуі мүмкін.

5. Су құрамы: Флотация процесінде қолданылатын судың құрамы, әсіресе кальций, магний иондарының мазмұны және судың кермектігі натрий сульфидімен және минералдармен әрекеттесе алады. Бұл өзара әрекеттесулер натрий сульфидінің реакцияларына ықпал етуі немесе тежеуі мүмкін, осылайша оның минералды өңдеудегі рөліне әсер етеді.

қорытынды

Натрий сульфиді минералды өңдеуде, әсіресе флотацияда көп қырлы және таптырмас рөл атқарады. Оның ингибитор ретіндегі қызметі, сульфидтендіргіш, десорбциялаушы агент және оның зиянды иондарды жою қабілеті әртүрлі рудалардан бағалы минералдарды тиімді бөлуге және алуға айтарлықтай ықпал етеді. Дегенмен, натрий сульфидінің әлеуетін толық пайдалану үшін пайдалы қазбаларды өңдеудің күрделі жағдайында оның өнімділігіне әсер етуі мүмкін әртүрлі факторларды мұқият қарастыру және бақылау қажет. Осылайша, минералды өңдеу өнеркәсібі ресурстарды алудың жоғары қарқынына, өндіріс шығындарының төмендеуіне және тұрақты дамуға қол жеткізе алады.