Nātrija cianīda inhibīcijas mehānisma izpēte svina-cinka atdalīšanas flotācijā

1. Ievads

Derīgo izrakteņu apstrādes jomā svina un cinka minerālu atdalīšanai ir liela nozīme. Putu flotācija ir plaši izmantota metode šai atdalīšanai, un piemērotu nomācošo vielu izmantošana ir būtiska efektīvas atdalīšanas panākšanai. Nātrijs cianīdu jau sen ir plaši izmantots kā nomācošs līdzeklis svina-cinka atdalīšanas flotācijā. Izpratne par tā inhibīcijas mehānismu ir būtiska, lai optimizētu flotācijas procesu, uzlabotu atdalīšanas efektivitāti un samazinātu reaģentu patēriņu. Šī raksta mērķis ir veikt sistemātisku pētījumu par inhibīcijas mehānismu. Nātrija cianīds svina-cinka atdalīšanas flotācijā.

2. Depresantu loma flotācijā

Putu flotācijas procesā nomācošie līdzekļi ir reaģenti, kas var novērst vai samazināt kolektoru adsorbciju vai iedarbību uz nemērķa minerālu virsmas un veidot hidrofilu plēvi uz šo minerālu virsmām. Svina-cinka atdalīšanas flotācijā galvenais mērķis ir atdalīt svina minerālus (piemēram, galenītu) no cinka minerāliem (piemēram, sfalerīta). Bez efektīviem nomācošajiem līdzekļiem ir grūti panākt augstas tīrības pakāpes atdalīšanu, jo gan svina, gan cinka minerāli kolektoru klātbūtnē var uzrādīt līdzīgu flotācijas uzvedību.

3. Nātrija cianīda hidrolīze un tās saistība ar pH līmeni

Nātrija cianīds hidrolizējas ūdenī, un hidrolīzes produkti ir cieši saistīti ar celulozes pH vērtību. Eksperimentāli pētījumi ir parādījuši, ka, ja celulozes pH ir 7.0, gandrīz visi no Nātrija cianīds hidrolizējas, veidojot ūdeņraža cianīda gāzi. Kad celulozes pH ir 12.0. nātrija cianīds gandrīz pilnībā disociējas cianīda jonos. Kad celulozes pH ir 9.3, cianīda ūdeņraža un cianīda jonu attiecība ir 1:1. Šī nātrija cianīda pH atkarīgā hidrolīzes uzvedība būtiski ietekmē tā inhibējošo iedarbību uz minerālvielām.

4. Nātrija cianīda inhibīcijas mehānismi uz sfalerīta

4.1 Aktivētās vara sulfīda plēves izšķīšana uz sfalerīta virsmas

Kad sfalerītu aktivizē vara sulfāts, uz tā virsmas veidojas vara sulfīda plēve, kas palielina sfalerīta peldspēju. Nātrija cianīds var izšķīdināt šo vara sulfīda plēvi uz sfalerīta virsmas. Kad vara sulfīda plēve ir izšķīdusi, atsegtas sākotnējā sfalerīta virsmas ar slikto peldspēju. Līdz ar to kolektoram kļūst grūtāk adsorbēties uz sfalerīta virsmas, efektīvi kavējot sfalerīta peldspēju.

4.2 Hidrofilas plēves veidošanās uz sfalerīta virsmas

Nātrija cianīdā esošie cianīda joni var apmainīties ar adsorbciju ar anjoniem, piemēram, sulfāta joniem, un anjoniem no kolektoriem, piemēram, ksantātiem, uz sfalerīta virsmas. Piemēram, reaģējot ar cinka joniem uz sfalerīta virsmas, tas var veidot hidrofilu cinka cianīda plēvi. Šī hidrofilā plēve kavē mijiedarbību starp sfalerīta virsmu un kolektoru, samazinot kolektora adsorbciju uz sfalerīta virsmas, tādējādi panākot sfalerīta flotācijas kavēšanas mērķi.

4.3 Šķīšana — metālu ksantātu kompleksu veidošanās

Nātrija cianīdam piemīt spēcīga spēja izšķīdināt un veidot kompleksus ar metālu ksantātiem, kurus parasti izmanto sulfīdu minerālu flotācijā. Cinka minerālu gadījumā uz sfalerīta virsmas izveidojušos ksantāta-cinka kompleksus var sadalīt nātrija cianīds. Nātrija cianīda kompleksu veidošanās ar metālu joniem ksantātos vājina saiti starp kolektoru un minerāla virsmu, izraisot ksantātu desorbciju no sfalerīta virsmas. Tā rezultātā tiek kavēta sfalerīta peldspēja.

5. Nātrija cianīda selektivitāte pret dažādiem minerāliem

Pamatojoties uz nātrija cianīda spēju veidot stabilus cianīda kompleksus ar dažādiem metāliem, parastos metālus un to minerālus var iedalīt trīs grupās:

1. Svina, tallija, bismuta, antimona, arsēna, alvas, rodija minerāliŠie minerāli nevar veidot stabilus cianīda kompleksus ar nātrija cianīdu. Tādēļ nātrija cianīdam nav inhibējošas ietekmes uz šiem minerāliem. Svina-cinka atdalīšanas flotācijā šī īpašība nodrošina, ka svina minerālus neinhibē nātrija cianīds un tos var efektīvi flotēt.

2. Platīna minerāli, MERCURY, sudrabs, kadmijs, varšŠie minerāli var veidot stabilus cianīda kompleksus ar nātrija cianīdu, taču, lai panāktu inhibīciju, ir nepieciešama relatīvi liela nātrija cianīda deva. Svina un cinka atdalīšanas kontekstā, ja rūdā ir varu saturoši piemaisījumi, var būt nepieciešams lielāks nātrija cianīda daudzums, lai inhibētu ar varu saistītos minerālus un novērstu traucējumus svina un cinka atdalīšanā.

3. Cinka, niķeļa, zelta, dzelzs minerāliŠie minerāli var veidot ļoti stabilus cianīda kompleksus ar nātrija cianīdu. Nātrija cianīdam ir visspēcīgākā inhibējošā iedarbība uz šiem minerāliem, un neliels nātrija cianīda daudzums var izraisīt ievērojamu inhibīciju. Svina-cinka atdalīšanas flotācijā šī īpašība ļauj efektīvi inhibēt dzelzi saturošus minerālus (piemēram, pirītu) un cinku saturošus minerālus, kas ir labvēlīgi svina minerālu selektīvai flotācijai.

6. Praktiskais pielietojums un apsvērumi

Faktiskajās svina-cinka atdalīšanas flotācijas operācijās nātrija cianīda izmantošana prasa rūpīgu optimizāciju. Nātrija cianīda deva jāpielāgo atkarībā no rūdas specifiskā sastāva, svina un cinka minerālu satura un citu piemaisījumu klātbūtnes. Ja deva ir pārāk maza, cinka minerālu un ar tiem saistīto piemaisījumu inhibīcija var būt nepietiekama, kā rezultātā rodas zemas tīrības pakāpes svina koncentrāti. Savukārt, ja deva ir pārāk liela, tā ne tikai palielina reaģenta izmaksas, bet arī var radīt vides problēmas cianīda toksicitātes dēļ.

Turklāt stingri jākontrolē celulozes pH vērtība, kas ietekmē nātrija cianīda hidrolīzi. Piemērots pH diapazons svina-cinka atdalīšanas flotācijai, izmantojot nātrija cianīdu, parasti ir aptuveni 9–11. Šajā pH diapazonā nātrija cianīds var pastāvēt formā, kas veicina cinka minerālu inhibīciju, vienlaikus samazinot svina minerālu zudumu pārmērīgas inhibīcijas dēļ.

7. secinājums

Nātrija cianīdam ir izšķiroša loma svina-cinka atdalīšanas flotācijā, izmantojot vairākus inhibēšanas mehānismus. Izšķīdinot aktivēto vara sulfīda plēvi uz sfalerīta virsmas, veidojot hidrofilu plēvi uz sfalerīta virsmas un izšķīdinot kompleksus ar metālu ksantātiem, tas efektīvi kavē cinka minerālu flotāciju. Tā selektivitāte pret dažādiem minerāliem nodrošina pamatu svina un cinka minerālu atdalīšanai. Tomēr praktiskos pielietojumos ir rūpīgi jāapsver tādi faktori kā devas kontrole un celulozes pH regulēšana, lai panāktu efektīvu, ekonomisku un videi draudzīgu svina-cinka atdalīšanu. Turpmākie pētījumi šajā jomā var būt vērsti uz efektīvāku un videi draudzīgāku nātrija cianīda alternatīvu izstrādi, vienlaikus saglabājot vai uzlabojot svina-cinka minerālu atdalīšanas efektivitāti.