납-아연 분리 부유선광에서 시안화나트륨의 저해 메커니즘 연구

1. 소개

광물 처리 분야에서 납과 아연 광물의 분리는 매우 중요합니다. 거품 부유선광(Froth Flotation)은 이러한 분리에 일반적으로 사용되는 방법이며, 효율적인 분리를 위해서는 적절한 억제제의 사용이 필수적입니다. 나트륨 시안화물 납-아연 분리 부유선광에서 억제제로 오랫동안 널리 사용되어 왔습니다. 이의 억제 메커니즘을 이해하는 것은 부유선광 공정 최적화, 분리 효율 향상, 그리고 시약 소비량 감소에 필수적입니다. 본 논문은 이의 억제 메커니즘에 대한 체계적인 연구를 수행하는 것을 목표로 합니다. 시안화 나트륨 납-아연 분리 부유선광.

2. 부유에서 억제제의 역할

거품 부유 공정에서 억제제는 비표적 광물 표면에 포집제가 흡착 또는 작용하는 것을 방지하거나 감소시키고, 이러한 광물 표면에 친수성 막을 형성하는 시약입니다. 납-아연 분리 부유 공정의 주요 목적은 납 광물(예: 방연석)과 아연 광물(예: 섬아연석)을 분리하는 것입니다. 효과적인 억제제 없이는 포집제가 존재할 때 납과 아연 광물이 유사한 부유 거동을 보일 수 있기 때문에 고순도 분리를 달성하기가 어렵습니다.

3. 시안화나트륨의 가수분해와 pH와의 관계

시안화나트륨은 물에서 가수분해되며, 가수분해 생성물은 펄프의 pH 값과 밀접한 관련이 있습니다. 실험 연구에 따르면 펄프의 pH가 7.0일 때 거의 모든 시안화 나트륨 가수분해되어 시안화수소 기체를 생성합니다. 펄프의 pH가 12.0일 때. 시안화 나트륨 시안화나트륨은 거의 완전히 시안화 이온으로 해리됩니다. 펄프 pH가 9.3일 때 시안화수소와 시안화 이온의 비율은 1:1입니다. 시안화나트륨의 이러한 pH 의존적 가수분해 거동은 미네랄에 대한 억제 효과에 상당한 영향을 미칩니다.

4. 섬아연석에 대한 시안화나트륨의 저해 메커니즘

4.1 섬아연석 표면의 활성화된 황화구리 필름 용해

섬아연석이 황산구리에 의해 활성화되면 표면에 황화구리 피막이 형성되어 섬아연석의 부유성이 향상됩니다. 시안화나트륨은 섬아연석 표면의 이 황화구리 피막을 용해할 수 있습니다. 황화구리 피막이 용해되면 부유성이 좋지 않았던 원래 섬아연석 표면이 노출됩니다. 결과적으로, 포집체가 섬아연석 표면에 흡착하기 어려워져 섬아연석의 부유성이 효과적으로 저해됩니다.

4.2 섬아연석 표면의 친수성 필름 형성

시안화나트륨의 시안화물 이온은 섬아연석 표면에서 황산염 이온과 같은 음이온 및 잔테이트와 같은 포집체에서 나온 음이온과 교환 흡착할 수 있습니다. 예를 들어, 섬아연석 표면에서 아연 이온과 반응하면 친수성 시안화아연 피막을 형성할 수 있습니다. 이 친수성 피막은 섬아연석 표면과 포집체 사이의 상호작용을 방해하여 포집체의 섬아연석 표면 흡착을 감소시켜 섬아연석의 부유를 억제하는 목표를 달성합니다.

4.3 금속 잔테이트의 용해 - 복합화

시안화나트륨은 황화물 광물 부유선광에서 흔히 사용되는 포집제인 금속 잔테이트와 강한 용해력과 착물을 형성합니다. 아연 관련 광물의 경우, 섬아연석 표면에 형성된 잔테이트-아연 착물은 시안화나트륨에 의해 분해될 수 있습니다. 잔테이트에서 시안화나트륨과 금속 이온의 착물은 포집제와 광물 표면 사이의 결합을 약화시켜 잔테이트가 섬아연석 표면에서 탈착되도록 합니다. 결과적으로 섬아연석의 부유성이 저해됩니다.

5. 다양한 광물에 대한 시안화나트륨의 선택성

시안화나트륨이 다양한 금속과 안정한 시안화물 착물을 형성하는 능력에 따라 일반적인 금속과 그 광물은 세 가지 그룹으로 분류될 수 있습니다.

1. 납, 탈륨, 비스무트, 안티몬, 비소, 주석, 로듐 광물: 이러한 광물들은 시안화나트륨과 안정적인 시안화물 착물을 형성할 수 없습니다. 따라서 시안화나트륨은 이러한 광물에 대한 억제 효과가 없습니다. 납-아연 분리 부유선광에서 이러한 특성은 납 광물이 시안화나트륨에 의해 억제되지 않고 효율적으로 부유될 수 있도록 보장합니다.

2. 백금의 광물, 수은, 은, 카드뮴, 구리: 이러한 광물들은 시안화나트륨과 안정적인 시안화물 복합체를 형성할 수 있지만, 이를 억제하기 위해서는 비교적 높은 농도의 시안화나트륨이 필요합니다. 납-아연 분리의 경우, 광석에 구리 함유 불순물이 있는 경우, 구리 관련 광물의 형성을 억제하고 납과 아연의 분리를 방해하지 않기 위해 더 많은 양의 시안화나트륨이 필요할 수 있습니다.

3. 아연, 니켈, 금, 철 등의 광물: 이러한 광물들은 시안화나트륨과 매우 안정적인 시안화물 복합체를 형성할 수 있습니다. 시안화나트륨은 이러한 광물에 대한 가장 강력한 억제 효과를 가지며, 소량의 시안화나트륨만으로도 상당한 억제 효과를 얻을 수 있습니다. 납-아연 분리 부유선광에서 이러한 특성은 황철석과 같은 철 함유 광물과 아연 함유 광물의 효과적인 억제를 가능하게 하여 납 광물의 선택적 부유선광에 유리합니다.

6. 실제 적용 및 고려 사항

실제 납-아연 분리 부유선광 작업에서 시안화나트륨의 사용은 세심한 최적화를 요구합니다. 시안화나트륨의 투입량은 광석의 특정 조성, 납 및 아연 광물의 함량, 그리고 기타 불순물의 존재 여부에 따라 조정해야 합니다. 투입량이 너무 낮으면 아연 광물 및 관련 맥석 광물의 억제 효과가 충분하지 않아 납 정광의 순도가 낮아질 수 있습니다. 반대로 투입량이 너무 높으면 시약 비용이 증가할 뿐만 아니라 시안화물의 독성으로 인해 환경 문제가 발생할 수 있습니다.

또한, 시안화나트륨의 가수분해에 영향을 미치는 펄프의 pH 값을 엄격하게 관리해야 합니다. 시안화나트륨을 이용한 납-아연 분리 부유에 적합한 pH 범위는 일반적으로 9~11 정도입니다. 이 pH 범위 내에서 시안화나트륨은 아연 미네랄의 가수분해를 억제하는 동시에 과도한 가수분해로 인한 납 미네랄 손실을 최소화하는 형태로 존재할 수 있습니다.

7. 결론

시안화나트륨은 다양한 억제 메커니즘을 통해 납-아연 분리 부유에서 중요한 역할을 합니다. 섬아연석 표면에 활성화된 황화구리 막을 용해시키고, 친수성 막을 형성하며, 금속 잔테이트를 용해하여 착화시킴으로써 아연 광물의 부유를 효과적으로 억제합니다. 다양한 광물에 대한 시안화나트륨의 선택성은 납과 아연 광물 분리의 기반을 제공합니다. 그러나 실제 적용에서는 효율적이고 경제적이며 환경 친화적인 납-아연 분리를 달성하기 위해 용량 조절 및 펄프 pH 조절과 같은 요소들을 신중하게 고려해야 합니다. 이 분야의 추가 연구는 납-아연 광물의 분리 효율을 유지하거나 향상시키면서 시안화나트륨에 대한 더욱 효율적이고 환경 친화적인 대안을 개발하는 데 집중될 수 있습니다.